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帷幕灌浆技术在水库渗漏处理中的应用

摘要 灌浆技术在工程领域应用的非常广泛,且其实用性非常强,本文结合某水库实际工程,分析了水库蓄水后存在的渗水现象,果断采取了帷幕灌浆施工技术,介绍了聚氨脂、水泥、环氧树脂等材料在工程中的应用。实践证明,工程施工效果良好,达到预期的封堵和防渗效果,取得了良好的经济效益。 
关键词 水库工程;帷幕灌浆;施工工艺 
  1 工程实例 
  某水电站进水口基岩由细粒花岗岩组成,上游方向强卸荷水平深度为5m~9m,弱卸荷水平深度为21m~56m,进水口基础置于弱风化Ⅲ~Ⅳ类岩体上。本工程所处地段,主要分布着花岗岩,而花岗岩中有不少的破碎石,属于中等透水性等级。进口处边坡岩体存在块裂结构,局部地方为镶嵌结构,岩体相对较为破碎,容易漏水,属于Ⅳ类的岩体,故其边坡稳定性是比较差的。该工程的地下水大多来自基岩裂缝之间的缝隙水,呈网状分布,整个岩体的透水分布请极不均衡。 
  2 施工现场布置 
  2.1 施工平台 
  进水口处需要搭设施工平台,其高程为EL809.5m~850.0m,采用0.5的混凝土盖板。由于帷幕灌浆的施工必须与该部位混凝土浇筑同时结束,故无法提前形成0.5m厚贴坡砼。因此,对该部位进行混凝土浇筑时,预留的部位需要形成台阶式的灌浆平台,台阶宽度为3.2m,台阶高度为15m左右,最大的砼盖则需要达到10m。 
  2.2 水泥浆制浆站 
  本工程中帷幕灌浆施工的轴线比较长,但业主对工期要求还很紧,为了保障工程顺利完工,施工企业加大了设备的投入量。同时,为了不影响到施工,施工企业采取了集中制浆的办法,在工程的上游围堰右侧建造了一个制浆站,制浆站面积为15m×10m,保持水泥的储存量不会小于180t。 
  2.3 施工排污 
  由于目前大坝帷幕灌浆廊道形成时间较晚,拟在4#进水口帷幕灌浆廊道与大坝帷幕灌浆廊道的相交部位,塔体砼预埋Ф219的排污管,并在管口预留二次回填槽。预留槽尺寸为60cm×60cm×60cm。待帷幕灌浆完成后采用微膨胀砼回填。边坡段帷幕灌浆通过灌浆台阶式平台汇集到3#灌浆平洞内。4#灌浆平洞帷幕灌浆排污通过底板边沟经EL960m上坝道路汇集在上游围堰左端头,通过处理后引入河道。 
  3 施工工艺及质量控制方法 
  3.1 灌浆孔的布置 
  灌浆孔施工时,需要遵循“下游排、上游排”的原则,灌浆孔必须按照三序来进行,并且采用加密灌浆施工。 
  3.2 帷幕灌浆试验及施工工艺流程 
  3.2.1 施工前的帷幕灌浆试验 
  本工程中,选取了试验J5区域。通过试验,我们发现,试验过程中没有出现什么施工问题,随后进行了大面积的灌浆施工。 
  3.2.2 帷幕灌浆施工程序 
  帷幕灌浆的施工程序如图1所示。 
  3.3 钻孔施工 
  3.3.1 钻孔 
  为了满足工程施工能力需要,我们采用了XY-2型的地质钻机进行钻孔。钻孔时,钻头采用金刚石的钻头,且为清水钻进。 
  根据设计要求,帷幕灌浆的钻孔孔径控制在为Φ56mm~Φ75mm之间。帷幕灌浆的检查孔的孔径为Φ91mm。 
  3.3.2 钻孔深度 
  施工人员需要按照设计图纸来确定帷幕灌浆的最终深度。对于不同段的帷幕灌浆,其深度则必须根据施工中的具体情况而定。如果存在塌孔严重且钻孔之后不返水时,其段长就可以取小点,反之则段长稍长些。 
  施工中,待钻孔施工结束后,马上要检测其孔深,如果孔深与最后的终孔相差存在较大差距时,则必须对钻孔进行打捞的处理,如果打捞还没有效果,就以灌浆的段长实际测得的为准。 
  3.3.3 钻孔偏斜 
  本工程中,灌浆孔都必须保证垂直度的,因此,必须检查孔是否在施工过程中产生了倾斜。最为基本的检查办法就是测斜仪,施工企业购置专业的测斜仪,该设备使用较为方便,检测时需要把握的原则:在孔深的前部分18m的范围以内,孔的偏斜量是不能大于整个孔深的1.35%的,竖向产生的偏角必须小于0.75°,其他地方,孔的偏斜夜必须小于整个孔深的1.7%,而钻孔所产生的孔位偏差必须在4.8cm的范围内。 
  在整个灌浆之前,都需要对每个孔进行及时的测量,检查其产生的倾斜量是否超标,如果超标了,首先要请专家进行实地考察,分析原因,然后再采取相关措施加以改正,并完成钻孔和灌浆。 
  3.4 做好钻孔冲洗、压水试验工作 
  3.4.1 钻孔冲洗 
  施工情况良好的的孔段,必须要对钻孔进行冲洗,并且要等到水变得清澈了才可以。 
  3.4.2 压水试验 
  帷幕灌浆首先要做的是导孔,对于钻孔后返水情况良好的孔段,需要做好简单的压水处理。压水时间控制在20min左右,每隔5min读一次表,总共4次的读数,如果最大值相比于最小值之间的差小于最后的终值12%就可以了。 
  检测孔的压水需要采取单点法来进行。需要控制好试验中的水压力值,通常情况下,与灌浆之前的压水试验的压力差不多就可以。 
  3.5 灌浆 
  3.5.1 灌浆材料 
  根据工程情况,我们选用了标号为P.O42.5的普通硅酸盐水泥,按照合同,水泥材料是由建设单位负责采购。就地采用了河水,工程中修建了供水池。选用了稳定剂、减水剂、速凝剂等外加剂。所有工程材料都是通过现成验收,监理工程师审核通过后方可使用。 
  3.5.2 浆液制备 
  根据工程实际情况,本工程我们采用了几种制浆的方法来进行搅拌。选用了自制500L容量的水泥浆搅拌机,其生产能力能有效满足本工程的施工要求。搅拌时间分两种来控制,一种是采用高速搅拌,控制时间在30s以内;另外一种是普通的搅拌,控制时间控制在3min内。 
  水泥浆液搅拌完成后,不停留直接将其送入到灌浆泵的储浆桶内。从灌注浆液的制备到期用完这段时间不要超过4h,否则就要将之丢弃掉,重新生产新的浆液。另外,在整个过程中,需要采取防晒、放热、防寒、保温的相关措施,浆液的温度控制在5℃~40℃之间。 
  4 安全管理 
  为了确保工程安全施工,建立健全了工程安全管理制度,并成立了安全管理小组,专门负责工程的安全管理,严格按照国家规范采取了切实可行的安全防护措施。从技术角度考虑,结合工程实际情况,做好安全技术交底工作,加强安全监督,及时解决工程中出现的安全问题,有效保证工程的顺利进行。 
  5 结论 
  工程按照设计要求严格进行施工,工程已经顺利完工,到目前为止,水库未再出现渗漏现象,施工处理效果非常良好,受到业主的一致认同。  
  参考文献 
  [1]刘杰.土石坝渗流控制理论基础及工程经验教训[M].北京:中国水利水电出版社,2007. 
  [2]卢立新,陈更华,王汉忠.振孔高压摆喷技术在堤防加固中的应用[J].人民黄河,2004(9). 

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