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[摘 要]当前,我国对水利工程的建设越来越重视,在对其进行施工的过程中通常也采取了有效的措施对中强透水地基当中的渗水问题加以处理,其中最为重要的方法就是要采用帷幕灌浆的方式来减少中强透水地基的渗漏状况,只有这样,才能更好的保证工程的建设质量。本文主要分析了帷幕灌浆在中强透水地基防渗中的应用,以供参考和借鉴。
[关键词]帷幕灌浆 中强透水地基 防渗
中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0137-01
最近几年,我国在发展的过程中对水利建设增大了投入的力度,这样一来也就使得我国开始了全面的水利建设工作,在这一过程中主要采用的是水利工程的建设来提高水资源利用的合理性,这样才能更好的保证不同地区的人对水资源的实际需要。但是在水利工程建设和发展的过程中比较容易出现一些质量层面的问题,这样也就对水利工程的性能产生了非常不利的影响。在施工的过程中,帷幕灌浆在中强透水地基防渗当中得到了非常好的应用。
1、帷幕灌浆的概述
帷幕灌浆在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接,底部深入相对不透水岩层一定深度,以阻止或减少地基中地下水的渗透;与位于其下游的排水系统共同作用,还可降低渗透水流对闸坝的扬压力。20世纪以来,帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段,对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。按防渗帷幕的灌浆孔排数分为两排孔帷幕和多排孔帷幕。地质条件复杂且水头较高时,多采用3排以上的多排孔帷幕。按灌浆孔底部是否深入相对不透水岩层划分:深入的称封闭式帷幕;不深入的称悬挂式帷幕。
2、工程概况
某水利工程建设在某县的东北部的河流干流上,该河流属于黄河的支流。该水利工程主要采用浆砌石混凝土进行施工,并且该工程大坝属于重力坝,大坝的坝顶宽度在7.0m,而坝顶的长度则主要为250m,坝顶的总高程设置为850m,其中最大的坝,坝高为30m。该水利工程建设的等级为四级,所建设的水库总共能够容纳990万m?的水量,其所控制的流域总面积在2720Km2,其中用来进行农田灌溉的流域面积在0.78ha,而其中新发展用来进行灌溉的面积在0.15万ha。每年用来进行引水的总量在6000万m3,利用该水利工程进行供水,则总供水量则为5700万m3。该工程主要是由挡水坝段、泄洪排沙底孔坝段这两个部分构成枢纽工程,其所处的地理位置较为特殊,其坝址的区域地段,分布有较多的地层岩石,该区域属于岩性地层,地质条件比较特殊。该水利工程为附近的城市以及农村提供必要的用水,同时还能够为附近的农田灌溉提供大量的水资源,并且该水利工程还具有一定的防洪作用,该工程属于一项综合性的水利工程,在实际的应用中,能够发挥出其独特的应用优势。
3、帷幕灌浆防渗设计
在该水利工程建设的过程中其主要的底层当中含有一定数量的泥岩,同时,灌浆的比值也已经远远的超过了25,所以在这种条件下也比较适合使用灌浆的处理方式。从实践当中我们也可以知道,如果想要有效的控制施工的成本,就一定要对这一地区的自然条件加以充分的利用,并以此为基础设计出一套相对而言比较科学合理的防渗方案,在该工程施工中采用的是帷幕灌浆的防渗技术。在该设计方案当中,需要灌浆的区域是坝轴线下方3.8m的下游位置和孔距为2.2米的区域当中,坝体的岸边延伸段的部分以及大坝的主体部分要在结构的内部开展灌浆施工。同时在右岸延伸的区域,灌浆施工的过程中主要是在坝顶对其进行处理,在使用混凝土对其基础垫层进行处理的时候,一定要在灌浆固结水平达到要求之后才能开展下一项施工。在坝基部分,弱透水层的顶部的高度一般都在850m之上,在这样的情况下就将建筑的基础面高程定为880m,在施工中通常选择悬挂式防渗帷幕来展开施工。这样的帷幕形式在开展灌浆施工的时候需要对其深度加以严格的控制。
在开展帷幕灌浆施工的过程中,一定要严格的根据施工的具体要求来控制施工的整个流程,在这一过程中需要用到的机械主要是地质钻机,在处理的过程中采用的主要方法为小口径钻进的方式。在这项处理工作结束之后,需要对所钻的孔口进行严格的封堵处理,保证其密闭性。此外,还要借助高压灌浆泵来完成整个灌浆施工。在开展帷幕灌浆的过程中,采用的灌浆方法主要是循环式灌浆的方式,同时在这一过程中还要对每一个施工段的程度加以控制,从而保证其施工的整体效果。每一段预留的长度应该在5—10m的区间之内。在射界过程中,初始的灌浆压力通常在0.2—0.3MPa,同时,其最大的灌浆压力也一定要在3.0MPa之内。最后一点就是在对每一段开展灌浆水工之前都必须要进行压水试验,这样也就可以对材料的水灰比加以确定和控制。在灌浆结束之后还要保证其凝结质量,在现场实际状况的起初上进行生产性灌浆试验,从而使得施工工艺得到有效的调整和优化。保证施工的质量和水平,也为整个水利工程的平稳运行奠定良好的基础,防止渗漏现象影响整个工程性能的发挥。
4、帷幕灌浆施工
坝基大而积透水基岩采用水泥帷幕灌浆防渗处理,为保证灌浆质量,起到防渗效果,验证设计合理性和选择合适的灌浆材料和参数,在河床段选择具有代表性的20m范围内进行共10个孔现场灌浆试验。通过试验总结出一套较成功的施工工艺,并取得了地勘水泥、普通水泥较完整的资料。地勘水泥具有较高的温度敏感性。不同水灰比、不同温度其浆液初终凝结时间不一样,变化较大,特别当浆温在20℃以上,水灰比在1:1以下时,特别敏感。最快初凝时间不到10min试验成果表明.设计参数基木合理,尤其在鉆孔取芯中可见节理裂隙水泥浆液充填密实,结石较好。
根据试验资料,全而施工采用地勘水泥灌浆必须根据压水试验资料估算灌入量,确定开灌水灰比及灌浆所需时间,现场测定水温、气温后,再配置控制初、终凝时间的浆液,一般地勘水泥开灌水灰比采用2:1,最佳可灌水灰比1:10.8:1,初凝时间控制在3060min,待凝时间夏季2h,冬季5h。气温高于20℃时,掺水泥量0.1%的酒石酸以延长初凝时间,当水灰比小于1:1时,加入水泥量0.75%-1%减水剂以改变浆液流动性。
5、质量检查
整个灌浆过程严格控制各道工序测,保证了帷幕灌浆质量。施工结束后认真实施监.经12个检查孔、压水试验92段检查,平均透水率3.2Lu,小于5Lu,且钻孔取样结石率较好。检查孔压水试验显示,平均透水率为3.2Lu,比做帷幕前(20.7-104.1Lu)减小了84.5%一96.9%,起到了防渗效果,已达到设计防渗处理要求。
6、结论
综上所述,在水利工程中,在坝基为中等-强透水的砂岩里进行水泥帷幕灌浆防渗处理是成功的,防渗效果及经济效益十分显著,是坝基防渗的最佳方法。根据本文的分析结果可以了解到,在中强透水地基中应用帷幕灌浆法进行渗漏问题的处理,可以有效的防止渗漏问题的出现,将地基的施工质量进行有效的提升,从而保障了水利工程建设和施工的整体质量,这对我国的水利工程发展具有积极的推动作用。
参考文献
[1] 张琳,于启洋.薄板混凝土结构帷幕灌浆抬动变形控制的探讨[J].水利水电快报,2013(17).
[2] 姚明辉,李焰.三峡大坝帷幕灌浆特殊情况处理[J].红水河,2013(4).
[3] 李英杰.帷幕灌浆频率及其累计曲线图绘制实例[J].工程地质计算机应用,2013(3).
[关键词]帷幕灌浆 中强透水地基 防渗
中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0137-01
最近几年,我国在发展的过程中对水利建设增大了投入的力度,这样一来也就使得我国开始了全面的水利建设工作,在这一过程中主要采用的是水利工程的建设来提高水资源利用的合理性,这样才能更好的保证不同地区的人对水资源的实际需要。但是在水利工程建设和发展的过程中比较容易出现一些质量层面的问题,这样也就对水利工程的性能产生了非常不利的影响。在施工的过程中,帷幕灌浆在中强透水地基防渗当中得到了非常好的应用。
1、帷幕灌浆的概述
帷幕灌浆在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接,底部深入相对不透水岩层一定深度,以阻止或减少地基中地下水的渗透;与位于其下游的排水系统共同作用,还可降低渗透水流对闸坝的扬压力。20世纪以来,帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段,对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。按防渗帷幕的灌浆孔排数分为两排孔帷幕和多排孔帷幕。地质条件复杂且水头较高时,多采用3排以上的多排孔帷幕。按灌浆孔底部是否深入相对不透水岩层划分:深入的称封闭式帷幕;不深入的称悬挂式帷幕。
2、工程概况
某水利工程建设在某县的东北部的河流干流上,该河流属于黄河的支流。该水利工程主要采用浆砌石混凝土进行施工,并且该工程大坝属于重力坝,大坝的坝顶宽度在7.0m,而坝顶的长度则主要为250m,坝顶的总高程设置为850m,其中最大的坝,坝高为30m。该水利工程建设的等级为四级,所建设的水库总共能够容纳990万m?的水量,其所控制的流域总面积在2720Km2,其中用来进行农田灌溉的流域面积在0.78ha,而其中新发展用来进行灌溉的面积在0.15万ha。每年用来进行引水的总量在6000万m3,利用该水利工程进行供水,则总供水量则为5700万m3。该工程主要是由挡水坝段、泄洪排沙底孔坝段这两个部分构成枢纽工程,其所处的地理位置较为特殊,其坝址的区域地段,分布有较多的地层岩石,该区域属于岩性地层,地质条件比较特殊。该水利工程为附近的城市以及农村提供必要的用水,同时还能够为附近的农田灌溉提供大量的水资源,并且该水利工程还具有一定的防洪作用,该工程属于一项综合性的水利工程,在实际的应用中,能够发挥出其独特的应用优势。
3、帷幕灌浆防渗设计
在该水利工程建设的过程中其主要的底层当中含有一定数量的泥岩,同时,灌浆的比值也已经远远的超过了25,所以在这种条件下也比较适合使用灌浆的处理方式。从实践当中我们也可以知道,如果想要有效的控制施工的成本,就一定要对这一地区的自然条件加以充分的利用,并以此为基础设计出一套相对而言比较科学合理的防渗方案,在该工程施工中采用的是帷幕灌浆的防渗技术。在该设计方案当中,需要灌浆的区域是坝轴线下方3.8m的下游位置和孔距为2.2米的区域当中,坝体的岸边延伸段的部分以及大坝的主体部分要在结构的内部开展灌浆施工。同时在右岸延伸的区域,灌浆施工的过程中主要是在坝顶对其进行处理,在使用混凝土对其基础垫层进行处理的时候,一定要在灌浆固结水平达到要求之后才能开展下一项施工。在坝基部分,弱透水层的顶部的高度一般都在850m之上,在这样的情况下就将建筑的基础面高程定为880m,在施工中通常选择悬挂式防渗帷幕来展开施工。这样的帷幕形式在开展灌浆施工的时候需要对其深度加以严格的控制。
在开展帷幕灌浆施工的过程中,一定要严格的根据施工的具体要求来控制施工的整个流程,在这一过程中需要用到的机械主要是地质钻机,在处理的过程中采用的主要方法为小口径钻进的方式。在这项处理工作结束之后,需要对所钻的孔口进行严格的封堵处理,保证其密闭性。此外,还要借助高压灌浆泵来完成整个灌浆施工。在开展帷幕灌浆的过程中,采用的灌浆方法主要是循环式灌浆的方式,同时在这一过程中还要对每一个施工段的程度加以控制,从而保证其施工的整体效果。每一段预留的长度应该在5—10m的区间之内。在射界过程中,初始的灌浆压力通常在0.2—0.3MPa,同时,其最大的灌浆压力也一定要在3.0MPa之内。最后一点就是在对每一段开展灌浆水工之前都必须要进行压水试验,这样也就可以对材料的水灰比加以确定和控制。在灌浆结束之后还要保证其凝结质量,在现场实际状况的起初上进行生产性灌浆试验,从而使得施工工艺得到有效的调整和优化。保证施工的质量和水平,也为整个水利工程的平稳运行奠定良好的基础,防止渗漏现象影响整个工程性能的发挥。
4、帷幕灌浆施工
坝基大而积透水基岩采用水泥帷幕灌浆防渗处理,为保证灌浆质量,起到防渗效果,验证设计合理性和选择合适的灌浆材料和参数,在河床段选择具有代表性的20m范围内进行共10个孔现场灌浆试验。通过试验总结出一套较成功的施工工艺,并取得了地勘水泥、普通水泥较完整的资料。地勘水泥具有较高的温度敏感性。不同水灰比、不同温度其浆液初终凝结时间不一样,变化较大,特别当浆温在20℃以上,水灰比在1:1以下时,特别敏感。最快初凝时间不到10min试验成果表明.设计参数基木合理,尤其在鉆孔取芯中可见节理裂隙水泥浆液充填密实,结石较好。
根据试验资料,全而施工采用地勘水泥灌浆必须根据压水试验资料估算灌入量,确定开灌水灰比及灌浆所需时间,现场测定水温、气温后,再配置控制初、终凝时间的浆液,一般地勘水泥开灌水灰比采用2:1,最佳可灌水灰比1:10.8:1,初凝时间控制在3060min,待凝时间夏季2h,冬季5h。气温高于20℃时,掺水泥量0.1%的酒石酸以延长初凝时间,当水灰比小于1:1时,加入水泥量0.75%-1%减水剂以改变浆液流动性。
5、质量检查
整个灌浆过程严格控制各道工序测,保证了帷幕灌浆质量。施工结束后认真实施监.经12个检查孔、压水试验92段检查,平均透水率3.2Lu,小于5Lu,且钻孔取样结石率较好。检查孔压水试验显示,平均透水率为3.2Lu,比做帷幕前(20.7-104.1Lu)减小了84.5%一96.9%,起到了防渗效果,已达到设计防渗处理要求。
6、结论
综上所述,在水利工程中,在坝基为中等-强透水的砂岩里进行水泥帷幕灌浆防渗处理是成功的,防渗效果及经济效益十分显著,是坝基防渗的最佳方法。根据本文的分析结果可以了解到,在中强透水地基中应用帷幕灌浆法进行渗漏问题的处理,可以有效的防止渗漏问题的出现,将地基的施工质量进行有效的提升,从而保障了水利工程建设和施工的整体质量,这对我国的水利工程发展具有积极的推动作用。
参考文献
[1] 张琳,于启洋.薄板混凝土结构帷幕灌浆抬动变形控制的探讨[J].水利水电快报,2013(17).
[2] 姚明辉,李焰.三峡大坝帷幕灌浆特殊情况处理[J].红水河,2013(4).
[3] 李英杰.帷幕灌浆频率及其累计曲线图绘制实例[J].工程地质计算机应用,2013(3).