水利水电工程灌浆施工技术

水利水电工程灌浆施工技术

摘要:在对水利水电工程灌浆施工技术分类展开分析基础上,本文结合工程实例对灌浆施工技术应用情况进行了分析,提出了工程灌浆施工要求和方法,并对技术具体应用问题展开了探讨,从而为关注这一话题的人们提供参考。

关键词:水利水电工程;灌浆施工;除险加固

引言

作为事关社会稳定发展的重要基础工程,水利水电工程施工的关键在于大坝施工,需要采用灌浆施工技术实现大坝修建修复,达到增强大坝结构稳定性和防渗透等目标。作为复杂系统工程,水利水电工程灌浆施工涉及因素较多,因此还要明确施工要求,实现施工技术合理运用,继而更好的推动工程的建设发展。

1水利水电工程灌浆施工技术分类

在水利水电工程中,灌浆施工就是将具有胶凝作用的流动性浆液注入地层或结构物空隙内的施工方法,能够促使地层或结构物的整体性和密实性得到提高,从而使其抗渗性能和力学性能得到改善。在实际施工时,采用该技术需要将水、石、水泥等物质按照一定的比例搭配制作成浆料,然后利用灌浆设施将浆料灌注到已经钻好的孔洞中,促使其被注入建筑物基础底部。经过一段时间凝结,浆料会硬化,促使地基得到加固。从施工技术分类情况来看,可以按照灌浆方式将灌浆施工划分为纯压式施工和循环式施工,前者对灌浆设备和技术操作要求较低,对浆液材料有较高要求,但是浆液可直接通过灌浆管进入钻孔,使裂缝较大的岩层得到充填。循环式灌浆施工可以在孔口或孔内循环灌浆,促使孔段中浆液始终流动,减少颗粒沉淀,促使灌浆质量得到提高[1]。如表1所示,相比较而言,采用纯压式灌浆施工技术需要确保孔深在10~12m范围内,难以控制施工质量,因此在水利水电工程中得到广泛应用的为循环式灌浆施工技术。

2水利水电工程灌浆施工技术的应用

2.1工程概况

某设计以灌溉为主要功能的小型水库总库容7.35×105m3,正常库容和死库容分别为6×105m3和1.35×105m3,采用黄海高程设计的洪水水位为171.9m,防洪标准为20年一遇,校核水位为172.3m,标准为200年一遇。水库正常蓄水171.2m,死水位166.3m。根据《防洪标准》(GB50201-2014)进行水库除险加固,按照30年一遇洪水标准复核洪水水位,洪水水位达172.1m,校核水位为172.4m。

2.2施工要求

采用灌浆施工技术进行工程除险加固,还要先对整个项目的地质、水文等情况进行勘探,确定工程项目所在位置的岩层构造、断层、破碎带、裂隙等情况,结合工程地下水补给条件和流速等,摸清架空洞穴分布和大小。如果需要大规模灌浆,需要开展现场灌浆试验,确定灌浆孔排数、孔深、排距等,完成灌浆压力、材料、质量规范等条件的选定。在众多要素中,施工材料为至关重要的因素。结合工程特点,还要制备以水泥为主要原料的水泥浆,通过添加适量添加剂保证水泥浆粘性,然后采用抽样方法确定材料各项指标能否满足要求。在未掺加减水剂的情况下,浆液流动性值应保持在16s以上,掺加后需要达到25s以上,一般需要将浆液流动性值控制在40s以内。确定灌浆材料后,需要做好灌浆机具选择,包含灌浆泵、灌浆塞、管路等,需要为灌浆材料提供服务,实现浆液高效制备,加强灌浆流量和压力等参数的控制。根据浆液性能,实现水泥灌浆需要采用高速搅拌机进行浆液制备,避免水泥团粒分散和水化,并采用低速搅拌机进行浆液储备,避免浆液沉淀[2]。此外,需要采用往复式灌浆泵,减少机械磨损,满足工程施工要求。

2.3施工方法

针对水利水电工程,还要结合地基水量和集中情况进行灌浆方法合理选择。在水量严重集中的情况下,需要在裂缝位置钻浅孔和深孔,埋设如孔口管引出水,利用棉纱将裂缝封住,然后利用砂浆填槽,实现高压注浆。如果地基吸浆严重,需要降压并加入速凝剂,通过间歇式灌浆完成灌浆操作。从灌浆顺序上来看,如果一次灌浆需要钻到10m以下孔深,需要分段升高灌浆压力,能够在透水较小或裂缝少的岩石地基施工中采用该方法。如果岩层较为破碎,钻孔到3~5m深时,需要实现高压灌浆,自上而下分段灌注浆液,做好压水、冲洗施工,并在灌浆凝固后进行后续施工,保证灌浆充分。在岩层较为坚硬或倾角不大的情况下,可以自下而上分段灌浆,一次性钻好孔洞,按照3~5m标准分段灌浆。在灌浆过程中,需要使用灌浆塞进行塞孔,保证灌浆连续性。结合大坝工程容易受外部地质条件干扰的特性,还要避免泥浆长时间凝结导致大坝基础底部受到冲击或出现渗漏情况,因此需要通过间歇式灌浆施工控制泥浆流动情况。在实际施工过程中,则要逐渐增加灌浆量,实现对泥浆组分和水灰比等比例的调整,添加适量外加剂,控制泥浆凝结速度。灌浆间隔需要保持2~6h之间,直至泥浆凝固后才能进行复灌。

2.4实践应用

在实际施工时,需要先进行钻孔施工,使直孔、孔壁保持一定正直性和均匀性,并且严格按照施工顺序施工,先进行Ⅰ序孔灌浆,然后进行Ⅱ序孔和Ⅲ序孔灌浆。完成第一道工序后,需要将Ⅰ序孔作为检查孔,用于检查后序孔,开展压水试验,保证灌浆孔吸水率满足要求。针对漏水问题频发的部位,可以使用模袋灌浆技术,利用聚丙烯材质袋子进行配料充填。在施工过程中,需要在模袋中进行水泥砂浆的灌入,通过挤压使砂浆发生形变,促使砂浆快速凝固。在后续模袋限制下,沙土泥浆的流失能够减少,因此阻塞效果较好,能够使工程质量得到提高。搭配采用双桨灌浆技术,利用不同管道进行水泥浆和速凝剂的灌注,使浆液充分混合后进入灌注区,实现防渗漏的目标。在坝体灌浆过程中,则要加强接缝控制。结合工程需求,可以采用重复灌浆系统进行重复灌浆,同时配合采用骑缝灌浆技术,完成骑缝孔的设置,然后进行灌浆,则能使灌浆压力得到均衡分布,保证灌浆顺畅,避免管道阻塞。将灌浆压力控制为0.2MPa,泥浆开度控制在1~3mm之间,则能实现接缝问题有效处理。在低于水库水位的廊道或地层含水位中灌浆,容易出现灌浆孔涌出承压水的问题。针对这一情况,还要在正常灌浆结束后采用相同压力进行持续灌浆,灌注的浆液为原浓度水泥浆或5:1稀浆,持续灌注4~8h,结束后关闭浆管阀门和回浆管阀门,使浆液处于受压状态,直至6~8h后凝固才能打开阀门。确定无涌水情况,可以确定施工合格。如果依然存在涌水现象,还要采用化学灌浆法,使浆孔段注入率小于3~5L/min,然后灌入化学溶液[3]。在岩石缝隙中,化学溶液将尽快凝聚,促使细小裂隙密实,因此能够将涌水堵住。

3结论

在实践施工过程中,还应结合工程特点明确灌浆施工要求,实现工程施工方法的合理选择,明确工程施工工序,才能通过严格施工管理保证工程施工质量,为工程安全运行提供保障。因此在实际应用灌浆施工技术时,需要加强水利水电工程的分析,通过合理应用技术实现工程除险加固处理,继而使工程建设达到预期目标。

参考文献

[1]牛芳.灌浆技术在水利水电工程大坝施工中的应用分析[J].陕西水利,2018(05):184~185.

[2]赵华林.探讨水利水电工程中灌浆施工技术的要点经验[J].智能城市,2018,4(16):129~130.

[3]于勇军.水利水电施工技术和灌浆施工的应用研究[J].中外企业家,2018(02):104.

作者:李伟松 朱磊 潘建 单位:宿迁江淮水利集团公司