关于帷幕灌浆技术在水库除险加固中的应用

发表时间:2020/9/22   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:皮字锋
[导读] 摘要:经济的发展,城市化进程的加快,促进水利工程建设项目的增多。
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        摘要:经济的发展,城市化进程的加快,促进水利工程建设项目的增多。为了保证水库的运转安全性,应当定期对水库库体进行保养与维护,其中最重要的维护内容是对水库库体进行除险、加固处理,以防止水库库体发生安全事故。在水库库体的除险加固过程中,使用最广泛、实施效果最显著的灌浆技术的是帷幕灌浆技术,通过该技术不仅能够保证库体的安全性,而且通过较低的工程造价就能够解决水库渗漏问题。本文就关于帷幕灌浆技术在水库除险加固中的应用 展开探讨。
        关键词:水库;帷幕灌浆技术;除险加固工程;应用
        引言
        水库的基本功能是供水、防洪、发电和灌溉等。帷幕灌浆是水库加固处理的重要方法,在小型水库除险加固中应用帷幕灌浆技术,可以提高水库的稳定性和安全性,从而有效避免裂缝、塌陷等问题。帷幕灌浆技术具有施工成本低、施工工序简单等特征,加固效果理想。
        1施工作业要求
        帷幕灌浆技术现在已经比较成熟,常见的可分为全孔一次与分段灌浆两种形式,可以根据水库地质环境以及施工条件来灵活选择,一般全孔一次灌浆多用于良好地质条件。而对于不良地质环境,还应在施工前对施工现场进行适当处理,然后进行全孔分段多次灌浆,保证加固效果达到设计标准。
        2帷幕灌浆施工方法
        灌浆的方法包括两种,分别为:全孔一次灌浆、全孔分段灌浆。全孔一次灌浆适用于地质条件较好、安全隐患较小的情况;其他情况则更适合采用全孔分段灌浆,常用的全孔分段灌浆方式包括:自上向下分段灌浆、自下向上分段灌浆、综合分段灌浆、孔口封闭自上向下灌浆等:(1)自上向下分段灌浆,即进行钻孔作业的同时完成灌浆作业。其优点在于:上部完成灌浆的地层对下部地层产生压力,能够提高下部地层的灌浆质量;但是缺点在于:必须等待水泥浆完全凝固之后,才能进行下部地层的施工作业,因此灌浆施工周期较长。(2)自下向上分段灌浆,即当钻孔深度达到设计深度后,从下至上完成灌浆作业。其优点在于:不需要等待水泥浆完全凝固,再进行灌浆作业,能够有效缩短灌浆施工时间,提高施工作业效率;但是缺点在于:由于上部地层的灌浆压力不够,可能会影响下部地层的灌浆质量,容易导致反浆现象。(3)综合分段灌浆:即结合了自上向下分段和自下向上分段两种方法,主要运用于地质情况较为复杂、钻孔深度较深时的灌浆施工工作。(4)孔口封闭自上向下灌浆:即改进的自上向下分段灌浆,主要工作原理是:在钻孔孔口安装封隔器,接着从上向下开始分段完成钻孔作业和灌浆作业。其优点在于:施工操作比较简单,不仅能够大幅度缩短施工时间,而且能够有效降低施工作业成本;其缺点在于:施工作业需要大量的水泥浆和管线。
        3帷幕灌浆施工技术要点
        3.1设置灌浆孔
        对灌浆孔进行设置,一定要结合设计要求进行合理分布,具体实施时,一定对其进行分序列展开,保障每个灌浆孔之间留有3m的距离。对灌浆孔位进行设计,最后确定的位置要小于10cm,若情况特殊,需科学调整孔位,然后将其向上级部门上报。上级部门批准之后,进行具体施工,在施工过程中,需对具体情况作出详细记录。实施钻孔时,需按照相关原则进行,如循环灌浆分序原则等。成孔质量对帷幕灌浆整体质量产生一定影响,相应技术人员对钻机和钻架进行设置之前,需对施工现场进行进一步清理,结合实际施工情况,进行底板的铺设、钻孔平台的搭设,确保钻机处于相对稳定的状态。

钻机安装完成之后,需对其开展相应实验,从而为供电、动力等设备的完好性提供保障,从而进行具体施工。
        3.2钻孔
        针对工程所处地质环境,施工时需要在混凝土防渗墙以下透水率大于5Lu的弱风化岩层位置进行帷幕灌浆施工,以防渗墙中心线为基准进行布置,孔距可控制为2m,底线至5Lu线以下5m。然后先设置先导孔,来对设计参数进行调整,要求先导孔间距为16m,孔深要大于其他灌浆孔至少5m。完成后继续设置二序孔、三序孔,并且还应在正式施工前进行帷幕灌浆试验,保证施工参数的合理性。
        3.3钻孔冲洗、压水实验
        通常情况下,钻孔冲洗施工应当在各个孔段钻孔施工完成之后再进行,通过使用压力水对其裂隙位置进行冲洗,同时裂隙位置应当保证冲洗后回水清澈10min。这一过程中,施工人员应当保障冲洗时间多于30min,且压力应当设置为灌浆压力值的80%左右,但是数值不得大于1MPa。一般情况下,在裂隙冲洗完成之后,应当进行压力试验操作,而对于灌浆序孔,应当使用压水法、先导孔法或者是检查孔法。由于这些方法操作简单,因而在实际施工中的应用比较广泛。
        3.4灌浆施工
        (1)水泥浆搅拌:①水泥浆液必须搅拌均匀,并测定和记录水泥浆液的密度和黏滞度等参数;②当使用普通搅拌机进行水泥浆液搅拌作业时,搅拌时间应不少于3min;当使用高速搅拌机进行水泥浆液搅拌作业时时,搅拌时间应不少于30s。水泥浆液在进行搅拌作业前应通过过筛处理,水泥浆液从开始配制到使用完毕的时间应当少于4h。(2)集中制浆:①集中制浆站用400L高速搅拌机拌制浆液,使用250/50水泥浆泵将水灰比为0.5∶1的水泥浆液泵送至各灌浆作业点,然后在各灌浆点测定水泥浆液的密度,最后根据各灌浆点的灌浆作业需求对泥浆进行调制和使用;②水泥浆液的温度应保持在5℃~40℃,如果使用温度超出以上温度范围,则被视为废浆。(3)水泥浆质量控制:根据水泥浆配制流程,采用如下方式进行水泥浆的质量控制:①制浆材料必须称量且搅拌均匀;②钻孔冲洗时,将钻孔内的沉积物如:树干、沉砂等清理干净;③过滤清除泥浆池内的沉砂和漂浮物;④定期清理水泥浆池;⑤通过专用检测仪器对水泥浆分组进行检测。(4)灌浆施工:①运用循环式孔底全孔灌注的方法进行灌浆施工作业,应当将注浆管钻至钻孔深度0.5m~1.0m;②开始灌浆施工作业前,先使用稀水泥浆进灌浆,然后3min~5min之后,增加水泥浆稠度;③使用“少灌多复”的方法进行灌浆施工作业,并且每次灌浆施工作业的间隔时间不少于5d;④使用错位灌浆、逐渐加密的灌注方式进行灌浆,首先完成第一序孔的灌浆,然后继续下游排孔的灌浆施工作业。(5)完成钻孔的灌浆施工后,当水泥浆完全压实后,在使用含水量适中的土料进行压实,最后进行封孔。
        结语
        应用帷幕灌浆技术来对水库进行除险加固处理,可以提高水库坝基的防渗性与安全性,但是在施工时,为保证充分发挥出技术所有的优势,需要基于现场实际情况来选择施工方法,并严格按照设计方案做好每个环节、每道工序控制,从根本上来消除各类隐患,优化加固效果。
        参考文献:
        [1]覃媛.关于帷幕灌浆技术在水库除险加固工程中的应用探究[J].低碳世界,2018,(01):103-104.
        [2]韦宏奎.帷幕灌浆技术在小型水库除险加固中的应用[J].技术与市场,2019,(07):238+240.
        [3]王继胜.帷幕灌浆技术在水库除险加固工程中的应用[J].黑龙江科技信息,2018,(16):225.
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