帷幕灌浆法在水库坝基渗漏处理中的应用

来源 :建筑与文化 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuemun
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:由于水库年长以及长久以来的运行而产生的病险水库坝基,对于高效运作产生很大的影响。因此,病险水库坝基渗漏必须进行处理。本文就病险水库坝基渗漏的帷幕灌浆法处理进行分析,以供参考。
  关键词:水库;帷幕灌浆施工
  一、水库帷幕灌浆施工
  (一)造孔及灌浆
  基岩造孔。采用金刚石钻头单管清水钻进。
  (1)灌浆序次。3 排孔的帷幕灌浆,先灌下游排,再灌上游排,最后灌中间排。2 排孔的帷幕灌浆,先灌下游排,后灌上游排。帷幕灌浆一般在每排孔上分 3 序施工,按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序先后钻灌。
  (2)灌浆方法。一般采用循环灌浆法自上而下分段灌浆。
  (3)灌浆段长。根据 SL62—94《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》规定,帷幕灌浆段长宜采用 5~6m,特殊情况下可适当缩短或加长,但不得大于 10m,接触段在岩石中的长度不得大于 2m。
  (4)灌浆压力。灌浆允许最大全压力为 P(上部盖重)=h×γ,h 为坝顶至橡塞底部的距离(m),γ 为土体容重(一般取 1.9t/m3)。坝肩较浅处当第 2 段灌浆计算允许最大全压力<0.30MPa时,采用 0.30Mpa。每段灌浆前根据输浆管长度分别计算出不同浆液浓度下的灌浆压力及压力表压力,以不同浆液的水灰比灌浆来控制压力表压力。压力表装在回浆管顶部,压力表读数宜读指针摆动的中值。
  (5)灌浆材料及添加剂使用。帷幕灌浆一般采用普通水泥,在特殊要求下,可采用地勘水泥、磨细水泥或超细水泥。灌浆过程中根据现场情况(气温、灌入量、水灰比等)可采用水玻璃作速凝剂(在吸浆量较大时,宜加 3%~5%的水玻璃)。灌水泥浆液,使用普通搅拌机时,搅拌时间应不小于 3min。
  (6)浆液变换。灌浆的浆液浓度应由稀到浓逐级变换,采用 3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1五个比级。根据压水试验透水率(q)的大小,选择合理的开灌比,先期灌段要充分注意到各种地层的临界水灰比,以指导后期的灌浆,使灌入量达到要求。当某级浆液累计注入量已达 300L以上,或灌浆时间已达 30min,而灌浆压力各注入率均无改变或改变不显著时,应改浓一级水灰比。当注入率大于 30L/min 时,可越级变浓。当灌量大,难以结束时,采取缩短初凝时间、降压、限流等措施。
  (7)灌浆结束标准、待凝。当单位进浆量达到规范结束标准后,再灌 30min,实施压力闭浆,当压力表回零后,结束灌浆。灌浆结束待凝12h 后再进行下一段钻进。
  (8)封孔。全孔灌浆结束后,待凝 12 小时进行封孔作业。
  二、帷幕灌浆质量控制要点
  (一) 清水造孔与下套止水止浆
  为保证灌浆质量,在基岩和砂砾石层灌浆均采用清水造孔。目前基岩采用清水造孔技术已相当成熟,而传统的砂砾石造孔和灌浆工艺难以保证灌浆质量。
  下套进行止水止浆是保证砂砾石层灌浆质量的要点,采用砂砾石地基灌浆创新技术(此技术已通过水利厅鉴定,并达到国内领先水平)中的下套止水止浆法,确保了灌浆工程质量。此工艺在多项除险加固工程砂砾石地基灌浆中得到应用,取得了良好的效果。
  (二)灌浆压力
  灌浆压力是控制灌浆质量的重要因素。压力过小,影响灌浆扩散半径,不能形成连续的帷幕;压力过大,会使裂隙扩大或引起岩体抬动变形而形成新的裂隙,反而破坏了岩体的完整性,尤其在接触段灌浆时,压力过大会导致坝体劈开。因此在灌浆过程中要控制好灌浆压力,根据不同的地层和先期灌浆孔的吸浆量,及时调整灌浆压力,增加水泥灌入量,保证灌浆工程质量。
  (三)灌浆材料
  根据地层的渗透性,选择合适的灌浆材料能提高灌浆效果。目前选择的材料有普通水泥、地勘水泥、磨细水泥和超细水泥。帷幕灌浆一般采用普通水泥;有特殊要求时,可采用磨细水泥或超细水泥,能扩大灌浆扩散半径,增加水泥的灌入量;在动水位、透水性大的地层可采用地勘水泥,能防止灌浆扩散半径过大,有利于帷幕的成幕。
  (四)灌浆段长
  对于基岩地基灌浆,在实际施工中如果不进行控制,接觸段灌浆段长往往会超过 2m。这样做看似对灌浆质量影响不大,容易忽视,实际对灌浆质量是有很大影响的。根据多年施工经验,坝基渗漏问题主要在接触段,施工过程中特别要控制好接触段的灌浆质量。一般情况下,灌浆段长度控制在 5m 左右为宜;如遇破碎带或裂隙发育不均一段,则应缩短到 3m 左右;如遇集中渗漏带,应单独分段灌浆,这样才能保证灌浆质量。
  对于砂砾石地基灌浆,缩短段长可提高灌浆效果,一般取 3m 左右,接触段段长不得大于 2m。如遇砾石比较松散,透水率相对较大,可进一步缩短段长,建议取 2m 左右,能提高灌浆质量。
  (五) 临界水灰比
  浆液在变级过程中,当浆液变浓一级后单位时间吸浆量明显变小,变浓前一级水灰比就是临界水灰比。为保证灌浆质量,尽量扩大吸浆量,在灌浆过程中对临界水灰比进行分析,确保浆液变级的合理性。当浆液达到临界水灰比时,尽可能的多灌入此浓度浆液,能有效提高灌浆质量。
  三、工程案例
  (一)水库大坝为黏土铺盖心墙砂壳坝,坝长 517m,坝高 24.0m,总库容为 1474.0 万 m3。水库坝基为双层地基,上部为砂砾卵石层,下部为基岩。
  坝基帷幕灌浆设 A、B 两排灌浆孔,分三序施工。帷幕悬挂深度至高程-11.05m,两排排距1.5m,孔距 2.0m。本工程的质量控制要点如下:
  (1)造孔与下套。砂砾石造孔采用砂砾石清水造孔技术,金刚石钻头单管清水钻进,局部孔段砂砾石较松散,造孔时进水量要小,若发生塌孔,用弹簧钻头打捞孔内掉块,采用干钻。
  下套与心墙造孔同步进行,采用砂砾石地基灌浆创新技术中的下套止水止浆法,接触段灌浆时,套管离接触面 0.3~0.5m,灌浆结束后,套管打下至地基面。第 2 段灌浆后,下小一档套管至砂砾石层 1.5~2.0m。   (2)灌浆材料。根据先导孔的施工情况,在不同的透水率范围选择不同的灌浆材料,A 排Ⅰ、Ⅱ序孔结束后,为增加浆液注入量,在Ⅲ序孔施工时做了适当的调整。B 排孔施工时,根据A 排孔施工情况,对灌浆材料及其在透水率范围内应用做了调整,提高了灌浆质量。具体如下:
  A 排:Ⅰ、Ⅱ序,Lu>30,地勘水泥;10≤Lu≤30,普通水泥;Lu<10,磨细水泥。Ⅲ序,Lu≥10,普通水泥;Lu<10,磨细水泥。B 排:Ⅰ、Ⅱ序,Lu≥10,普通水泥;Lu<10,磨细水泥。Ⅲ序,Lu≥15,普通水泥;Lu<15,磨细水泥。
  (3)灌浆段长。接触段段长不超过 2m,段内包含心墙土和地基两种介质。砂砾石层缩短段长能提高灌浆效果,根据砂砾石松散程度,取2.0~3.0m,基岩段长为 5.0~6.0m。
  (4)灌浆压力。接触段灌浆根据先导孔试验情况确定合适的灌浆压力,但最大不能超过设计最大全压力 P。经过Ⅰ,Ⅱ序的施工,Ⅲ序孔的灌浆压力适当提高一些,每段灌浆压力在原设计压力的基础上增加 0.05MPa,有利于浆液更好的扩散,以确保灌浆质量。
  (二)水库为混凝土面板堆石坝,坝顶高程106.0m,最大坝高64.0m,总库容2.44亿m3。根据查明的地质资料,左岸玄武岩下伏砂砾石存在渗漏问题,且范围较广,须进行帷幕防渗。设计拟定从溢洪道左侧混凝土接头范围内采取帷幕灌浆处理,与溢洪道以及大坝基础帷幕相接,共同形成枢纽的防渗体系。
  左岸砂砾石层选用水泥帷幕灌浆,在防渗处理范围选择一段作试验段进行灌浆试验,通过试验确定帷幕灌浆设计方案。具体分 3 个阶段进行:
  第 1 阶段试验范围为轴线排 A77—A85,孔距 2.0m,分三序施工,帷幕深入基岩以下 5.0m。
  第 2 阶段试验是在轴线排向左延伸 10.0m增设的 5 只孔(孔号为 A72-A76)及在上游 2.0m布设 14 只孔(孔号为 B72—B85),两排各孔呈梅花形布置,分三序施工,帷幕轴线排深入基岩以下 5.0m,上游排深入基岩以下 0.5m。
  第 3 阶段试验在原试验段左侧延伸方向布置三排灌浆孔,单排孔数为 16 只,孔距、排距均为 2.0m,分三序施工。帷幕轴线排深入基岩以下 5.0m,上、下游排深入基岩以下 0.5m。本工程质量控制要点如下:
  (1)造孔与下套。砂砾石造孔采用砂砾石清水造孔技术,金刚石钻头单管清水钻进,覆盖层开孔直径为 150mm;玄武岩造孔直径为 130mm;砂砾石层造孔直径为 110~91mm;终孔段直径为 91mm。在施工中,为防止砂砾石层造孔时发生塌孔现象,造孔时进水采用小水量,灌浆时尽量延长灌浆时间。
  下套进行止水止浆是本工程的难点之一,结合土坝砂砾石地基灌浆技术中的下套止水止浆法,根据水库玄武岩下伏砂砾石地基的特点及时进行研究改进,并在试验中应用,确保工程的质量。
  (2)灌浆压力。在第 1 阶段砂砾石层灌浆过程中,由于地层比较密实,在设计压力条件下灌注,发现吸浆量明显偏小,因此在第 2、3 阶段采取提高压力进行灌注。第 1 阶段第 1 段灌浆压力为 0.3MPa,以下每段增加 0.05MPa。第 2、3 阶段玄武岩层灌浆压力为 0.6MPa,砂砾石层首段灌浆压力取 0.8MPa,以下每段增加 0.03~0.04MPa。
  (3)灌浆材料。第 1、2 阶段试验孔采用PO42.5 的普通硅酸盐水泥,检查部分孔段透水率未能达到设计要求,在第 3 階段试验孔增加了磨细水泥。第 3 阶段上、下游排的 56—63 号孔灌浆材料采用 PO42.5 的普通硅酸盐水泥,轴线排钻孔和上、下游排的 64—71 号孔采用磨细水泥。通过不同材料灌浆效果的比较试验,最终确定帷幕灌浆材料。
  (4)灌浆段长。根据第 1、2 阶段的灌浆情况,因第 2、3 段砂砾石透水率相对较大,为进一步提高此范围的灌浆质量,在第 3 阶段中、后期适当调整灌浆段长。具体为在试验第 1、2 阶段及第 3 阶段初期,第 1 段段长为 2.0m,第 2~6 段段长为 3.0m,轴线排第 7 段为 3.0m,上、下游排第 7 段为终孔段深至基岩 0.5m,轴线排第 8 段为终孔段深至基岩 5.0m。在第 3 阶段中、后期,对第 1~6 段长做出调整,分别为 2.5、2.0、2.0、3.0、3.5、3.5、3.5m,其余不变。
  (5)临界水灰比。由于本工程砂砾石地层比较密实,根据第 1、2 阶段的施工情况,为保证灌浆质量,尽量扩大吸浆量,第 3 阶段试验中,对本工程的临界水灰比进行分析。经综合分析,本工程灌浆的临界水灰比为 2:1,当浆液需变浓至临界水灰比时,一般在进浆量达到上一级浓度进浆量的 2 倍以上并且单位时间进浆量未明显改变的情况下才变浓。
  四、结束语
  帷幕灌浆法因此具有施工简单、经济等特点而广泛应用于水库防渗工程。在施工过程中要确保灌浆质量,就要选择恰当的造孔技术、合适的灌浆压力和灌浆材料、合理的灌浆段长、增加临界水灰比的灌入量,才能让灌浆质量得到保证。
其他文献
摘要:本文首先論述了自然通风在建筑中的作用,然后深入研究了其在建筑设计中的运用问题,最后指出了自然通风的经济效益和环境效益,进而论证了在建筑设计中如何实现自然通风。本文是一些个人的建议,希望对同行业工作人员提供一定的帮助。  关键词:建筑; 自然通风; 设计;  前言  通风是所有建筑的基础功效,是一个非常久远并且当今高度关注的问题。减少建筑对能源的使用,确保其能够和环境有效地协调,成为了符合其基
期刊
摘 要:绿地是人类与生俱来的精神倾心对象,城市公园作为城市的重要功能组成部分,肩负着至关重要的社会、文化和精神职能,并承担着不可替代的城市生态职能。本文在充分尊重、合理利用园区原有自然条件下,分析与研究聚龙山及其周边生态系统中的物质和能量转化运动现状的基础上,制定出适宜的绿化改造尺度,使其生态保持相对稳定的平衡状态及增强景观的观赏性能。  关键词:园林绿地 生态 植物配置  1 自然环境现状  1
期刊
摘要:随着经济的发展,建筑业发展迅速,但是在一些施工中也存在了很多质量问题,如:屋面出现渗漏现象;住宅中通气孔和工程排气道被堵塞现象;墙面的抹灰出现气泡、空鼓和裂缝等现象;现浇混凝土楼板裂缝的现象;卫生间渗漏的现象等,本文阐述了造成这些质量问题的原因以及对这些问题的防治。  关键字:房屋建筑工程 质量通病 产生与预防  房屋对于人们的生活是非常重要的,自建筑兴起后,对其出现的质量通病的研究一直都没
期刊
论文摘要:土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力。本文阐述了土建结构工程的耐久性现状以及保证土建结构耐久性的重要性,分析了影响土建结构耐久性的原因。  一、我国土建结构工程的发展  大多数土建结构由混凝土建造.混凝土结构的耐久性是当前结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一,加大耐久性研究工作是今后的发展方向,重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。  长期
期刊
摘要:深基坑工程具有施工风险大、难控制、地质条件和周围环境独特等特点。本文通过对基坑事故的研究,分析了事故发生的原因,得出了各责任单位和各破坏模式所占基坑事故的比例,提出了基坑突发事故的应急措施。以广东省湛江市某深基坑事故为例,分析了事故发生的原因,阐述了事故的处置方案。  关键词:深基坑工程;事故原因;处理措施;风险。  一、前言  深基坑工程施工技术一直是工程界研究的课题,《建筑业10项新技术
期刊
摘要:本文结合工程实例,就作者本人多年来的工作经验,简单阐述了些自己的粗浅见解,  关键词: 软土地基 深基坑 质量控制  0 前言  软土泛指抗剪强度低、压缩性大的软弱土层,主要为饱和软粘土,在天然地层剖面上,它往往与泥炭或粉砂交错沉积。由于它的低强度、高压缩性和弱透水性,作为地基,常常成为棘手的工程地质问题。深基坑支护工程虽属临时性工程,但其技术复杂性却不逊于永久性的结构工程,本文结合工程实例
期刊
摘 要:自改革开放以来,社会经济不断发展、人民生活水平不断提高,促进了我国建筑业的迅速崛起。在建筑工程建设中,有粘结预应力技术被广泛应用,本文是作者结合某工程实例,根据多年的工作经验,对后张有粘结预应力混凝土梁的施工工艺要点和质量控制措施进行了简要的阐述和分析。以供参考!  关键词:建筑工程 预应力混凝土 施工 质量控制  1 工程概况  工程屋面层局部大跨度梁采用有粘结预应力混凝土梁结构,共有1
期刊
摘要:高速发展的经济与科技,加快了城市化的进程,高层建筑也相应的出现了一些问题,因此,本文将分析高层建筑结构设计的特点及剪力墙设计,主要围绕高层建筑结构而展开的,分析剪力墙设计。在掌握这些技术的基础之上,才能打造出安全、优质的工程。  关键词:建筑;结构设计;特点;剪力墙设计。  高速发展的经济与科技,也促进了建筑业的快速发展,也使得高层建筑在城市建设所占的比例越来越多,也导致建筑结构设计方面,出
期刊
摘 要: 水利工程是一项重要的工程建设,而混凝土是水利工程建设中不可缺少的材料, 混凝土质量的好坏对水利工程的安全和造价有很大的影响。加强水利工程中混凝土工程质量控制,对于做好混凝土的前期与后期,原材料与施工中的等等质量管控工作,从而确保整个工程的质量有着十分重要的意义。  关键词: 水利工程;混凝土; 质量控制;  前言  水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水,达到除害兴利目的而修建的
期刊
摘 要:土坝是水利工程的一种主要形式,在施工过程中必须有完善的施工质量控制体系,以保证施工质量达到设计标准、工程安全可靠与经济合理。  关键词:土坝;施工;质量;控制  水利工程施工中的质量控制一直是水利工作着重点关注的对象,水利工程的施工质量好坏,直接关系和工程的正常使用和效益的发挥。由此可见,水利工程施工的质量控制尤为重要,必须引起我们的高度重视。我们在水利工程施工中,必须本着对国家对施工单位
期刊