技术创新

水库大坝灌浆施工和防渗技术研究

日期：2017-8-22 15:35:56　来源：互联网　浏览数：
　

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水利工程是国家的基础设施，水利工程的建设具有很高的社会效益和经济效益，其中灌浆施工和防渗技术是水利工程施工中的众多关键技术之一，应用极为广泛，使之成为工程建设领域重点探导研究的课题。
    1· 工程概况
    某水库工程主体建筑大坝为砌石坝( 含泄洪孔、控制钢闸门两个结构) 。该坝长为16 米，最大坝高19 米，断面坝顶宽2 米，最大底宽为16. 25 米，坡比1∶ 0. 75，大坝上、下游坝壳均由浆砌石砌筑而成，砌体厚1 米。坝腹以干砌毛石和砂砾石料填充。在大坝的上游侧设置有防渗防冲蚀结构，防渗体用砼进行浇筑而成。大坝内部的砌石要密实牢固，空隙用砂砾石料填充，填充材料要保持松散，留出空隙，以保证形成较强的透水性能。
    2 ·水库大坝灌浆技术
    在水库大坝工程施工项目中，经常要对有特殊要求的构筑物进行灌浆处理，而砌石坝对坝体固结灌浆以及帷幕灌浆的防渗加固处理就显得尤为重要。大坝工程施工质量与灌浆孔的合理分布、材料的选择、浆液制备、灌浆压力等参数选择密不可分。随着灌浆技术在建筑工程中的广范推广应用，众多已经成熟成功的范例为坝体的灌浆提供了技术借签和帮助。本工程中的重点是干砌毛石坝体相关的固结灌浆技术。
    2． 1 布置灌浆孔
    大坝回填灌浆孔位于大坝坝腹，梅花形垂向分层布设，分层高5米，灌浆孔采用预埋管，孔距设置为2. 5 米较为合适; 固结灌浆孔分布以坝轴线为基准梅花形布设，灌浆孔分Ⅱ序，灌浆施工时按先下游后上游，其中第一排的灌浆孔与大坝上游的距离设置为1. 5 米为合适，第二排的灌浆孔的设置要与第滴一排灌浆孔保持好一定的距离，一般距离设置为2 米。
    2． 2 灌浆材料
    对灌浆孔进行灌注，通常使用水泥砂浆与普通硅酸盐水泥的配合来灌注，灌浆材料中的水泥采用不低于Ｒ32. 5，砂的选择要使用细沙，并控制砂的含泥量不高于5%。搅拌砂浆的用水的质量也控制好，通常按照饮用水的标准来添加拌和用水。除了砂、水等原料，浆液的拌制过程中还需要使用一定的外加剂，例如，速凝剂、减水剂等，添加剂的量进行严格的控制，通常浆液的在进行正式拌制之前，都需要进行拌制试验，来确定各种添加剂量的比例。选择水溶液状态下的试剂效果比较好，其用量为干料总重量的4%最为合适。
    2． 3 灌浆压力
    在进行灌浆时，浆压过高容易会出现砌体位移，这种现象一般发生在灌浆层顶部和下游贝壳的位置，为避免这种问题的发生，要注意灌浆压力的控制，加强观察，确保灌浆时坝体浆砌石位移在规定的允许范围内，孔口的具体压强要保持在一定范围之内，参照类似灌浆工程相关规范，灌浆压力控制在不超过0. 3MPa 以内。
    2． 4 灌浆完成的判定条件
    判定灌浆是否完成，需要根据一定的条件。当出现不吸浆现象或者是在一分钟以内吸浆量小于1. 5 升，且这种状态保持在半个小时左右时，就说明灌浆施工已经完成。除了这这种判定条件，还可以通过计算灌入干料的量来判定是否完成灌浆作业，如果已经灌入干料的量达到了平均每米两吨，就表明这一阶段的灌浆完成。在灌浆施工结束之后还需要进行封孔的施工，通常进行封孔的材料要选择水泥砂浆，灌浆结束之后封孔施工要尽快开展。
    2． 5 质量检查
    灌浆施工完成二十八天后，还需要进行钻孔施工，主要是在基本孔之间钻检查孔，检查孔的数量要控制好，数量一般是基本孔的5%，检查孔的孔深要比灌浆孔略深。灌浆后，砌体空隙率小于10%，另外，结石体的强度要高于水泥砂浆的强度。
    3· 灌浆施工现场试验及设计调整
    在实际的灌浆施工中，灌浆的过程会受到很多因素的影响。例如在干砌石坝体中固结灌浆技术应用方面，目前还没有制定出有效的规范和标准，因此，进行灌浆试验显得非常重要，通过灌浆试验对灌浆的方法和技术进行探索，确定适合本项目的灌浆材料、灌浆压力、灌浆配比以及灌浆的条件等参数，根据分析试验的结果，明确影响因素，可以为以后正式的施工奠定非常有利的基础。就本次工程来说，规模不大，但需要进行多种类型的灌浆施工，可以在代表性部位分区进行工程灌浆的试验。依据坝基石和右坝肩坡积土层方面成熟的灌浆技术，在进行试验时只需打孔来进行灌浆即可。
    4· 防渗加固处理技术
    水库坝体长时间受水体侵润和风浪冲击，极易出现渗漏问题，因此，采取加固措施是十分必要的。坝体上游的浆砌石墙比较单薄，它的抗滑、抗倾安全系数、断面强度等无法满足规定的要求，坝基也没有设置防渗帷幕，那么就需要进行防渗加固处理。通常用回填和固结灌浆的方式来对大坝进行加固和处理。经充分考虑技术以及经济性的条件后，确定以下两种加固方案比较适用于工程。
    ( 1) 对坝体内重力墙后的干砌毛石进行固结灌浆施工，这样做的目的是增大浆砌石墙断面的尺寸，以增加墙身强度，提高墙体稳定性。
    ( 2) 对坝基岩石和右坝肩积土进行帷幕灌浆处理，这样不仅可以解决绕坝渗漏和坝基渗漏问题，还可以有效减小基地扬压力，有利于提高坝体抗滑稳定性。
    5 ·干砌石坝灌浆施工工艺
    5． 1 钻孔灌浆方法
    循环钻灌法可以应用到坝肩坡积土层的灌浆中，具体的灌浆方法是自上而下且进行分段的灌浆方法，分段的长度一般为三米，这种方法还可以应用到坝体固结灌浆中，分段长度约为两米。需要注意的是要保证钻孔处于充水状态，所以在钻孔过程中一定要在钻杆和孔口进行注水，避免干钻。
    5． 2 灌浆材料
    根据灌浆试验结果，对坝体的不同部位灌浆所需要的灌浆材料以及各种材料的配比也是不同的。例如在水泥砂浆中掺入粉煤灰，这样的材料配置可以使灌浆的可灌性和可控性得到明显的提升; 如果对第一排孔、工序孔以及孔的上部进行灌注时，可以使用较稠的水泥砂浆和水泥粉煤灰; 对后排孔以及孔底部可以使用具有较强流动性浆液。总之，浆液的使用需要综合考虑钻孔的孔序、孔深、以及孔位等。
    5． 3 灌浆压力的控制
    灌浆压力会影响浆液的扩散范围和灌浆质量，如果灌浆的压力过大，灌浆难以得到理想的效果，灌浆材料也会产生浪费，另外，压力过大还很容易导至坝壳位移。但灌浆压力过小，浆液的扩散范围就会很小，密实度也不能满足施工要求。因此灌浆时也要充分考虑各种对灌浆压力的产生影响因素。
    5． 4 安全措施
    灌浆施工安全问题不容忽视，在施工中密切注视下游坝壳以及上游墙体的情况，一旦发现异常状况，要立即停止灌浆工作，保证施工人员以及大坝的安全。
    6· 结束语
    水库大坝灌浆技术主要包括布置灌浆孔，灌浆材料的配置，灌浆压力的控制，灌浆完成的判定以及质量检查。为保证施工质量，在灌浆施工现场还需要进行试验，根据试验数据对设计灌浆参数进行调整。为避免水库坝体的渗漏，必需采取防渗加固处理技术。总之，水库大坝的灌浆施工和防渗加固是非常复杂的工作，需要施工人员的不断努力探索最高效的施工技术。