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水工建筑群特别是水库大坝基础防渗处理,是关系到水利工程安危成败的关键问题。坝基防渗处理的目的,是最大程度的减少渗漏量、降低坝基扬压力,控制坝基的渗流坡降,防止渗流破坏等,要达到上述目的,目前采用的最有效的方法就是坝基帷幕灌浆施工技术。20世纪以来,帷幕灌浆一血是水工建筑物地基防渗处理的主要手段,对保证水_T-建筑物的安全运行起着重要作用:本文结合水利工程实际探讨了帷幕灌浆施工技术。1工程概况水利枢纽是一座以发电为主,结合航运,兼顾其它综合利用的工程,坝址距上游枢纽坝址41.35km,距下游河口24km,为该河道开发的最末一个梯级。坝址以上控制集雨面积为18261km2,多年平均流量为580m3/s,多年平均径流量为182.91亿立方米,设汁洪水流量19400m3/s(P=2%),校核洪水流量27100m3/s(P=0.2%),多年平均悬移质年输沙量246.7万吨,水库正常蓄水位18.5m,相应库容1.078亿立方米;右岸厂房右岸船闸枢纽总体布置方案(16孔溢流坝,堰顶高程6m),电站装机3×2MW,年利用小时数3957h,多年平均发电量237.4GW·h;船闸按通航1+2×120t级船队及300T单船设计;本项目帷幕灌浆工程分布在右岸接头土坝段、门库坝段、一期溢流坝段、河床式水利枢纽主机间、安装间和航运工程闸首和闸室等部位,帷幕灌浆工程量3320m。2灌浆试验施工为确定帷幕灌浆压力等技术参数,了解基岩的渗透性和可灌性,选具有代表性且地质条件偏差、高喷墙体较先完成部位桩号K0+973.20一K1+003.60区段进行了B标土坝帷幕灌浆试验。试验共选2组20个帷幕灌浆孔,钻孔量660.0m,灌浆量255.30m,通过试验确定灌浆压力、灌浆段长等参数,并通过试论证帷幕灌浆深度的确定办法:当先导孔压水透水率连续2段大于0.05L/(min·m·m)时,该单元的帷幕灌浆孔加深1段。由于高喷防渗墙孔距为1.6m。结合灌浆试验成果确定帷幕灌浆孔距为1.6m,即帷幕灌浆孔正好在高喷灌浆孔中心位置。试验段灌浆成果表明,坝基的岩体风化较强烈,节理裂隙较发育,透水率大,混凝土与基岩接触面透水率大、吸浆量大、多次冒浆。试验成果资料表明:1)孔距2m是合适的,能达到设计要求;2)防渗帷幕应适当加深;3)首先进行混凝土以下2m接触段的首段灌浆,达到灌浆结束标准后,下入孔口管,用水泥固结,待凝48h,再进行以下段灌浆,效果较好。3帷幕灌浆施工工艺流程(1)依据:《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范)(SL62-94);《水利水电工程钻孔压水试验规程》(SL25-1992);《水利水电建设工程验收规程》(SL223～1999)。并考虑本工程的特点,帷幕灌浆采用自上而下分段钻进,分段灌浆,孔内循环的灌浆方法。混凝土与基岩接触段岩石段长≤2m,单独灌浆并待凝,以下灌浆段长5～6m。在断层、破碎带地质条件地区缩短灌浆段长并待凝。(2)工艺流程。帷幕灌浆工艺流程见图l。图1帷幕灌浆工艺流程图(3)造孔施工。造孔是灌浆工程中极为重要的一环,成孔的质量及进度直接关系着整个灌浆工程的质量及进度,必须抓紧抓好。a.安装钻架、摆放钻机。在确定灌浆孔位后做好标记,清理平整场地,然后铺地板、方木搭制钻探平台,钻机安装要稳固、端正,摆放钻机要保持天车、主动钻杆、灌浆孔中心三点成一线,然后准备开钻;b.试车、开钻。安装完毕后,启动动力设备进行试车,包括钻机、供水供电系统,待所有设备均运转正常后进行开钻;c.钻进工艺。本次灌浆造孔对于坝基础部分、先导孔和检查孔,施工中采用准59mm金刚石钻头进行基岩部分的钻孔。每次钻孔前都要认真检查所有的钻杆及钻具、主动钻杆和钻杆接手等,不准使用弯曲变形的钻杆、钻具,各部位接头要接牢,各部位接头和管材要保持良好同心度。金刚石钻进成孔间隙小,钻头水口窄,需要较大的泵压和中等泵量才能产生强制冷却和冲洗作用。(4)裂隙冲洗及压水试验:帷幕灌浆在钻孔结束后,采用由导管通入大流量高压水流从孔底向孔外冲洗的方法冲洗孔壁,钻孔洗拟采用单孔冲洗,直至回水澄清后,再继续冲洗10min,要求总的时间不少于30min,串通孔不少于2h,底残渣不超过20cm:一般部位的裂隙冲洗压力采用同段灌浆压力的80%。压水试验在裂隙冲洗后进行,本次灌浆选择10%的灌浆孔做先导孔,并在I序孔中选择。先导孔应进行压水试验,压水试验采用单点法,压力采用同段灌浆压力的80%,且不大于1MPa:简易压水时间为20min,每3～5min测读1次压入流量,取最后的流量作为计算流量。(5)灌浆施工。帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时,在规定压力下,当注入率不大于0.4L/min时,继续灌注60min,或不大于1L/min,继续灌注90min,灌浆即可结束。而采用自下而上分段灌浆法时,继续灌注时间相应减少为30min和60min,灌浆即可结束。灌浆过程中,随时测量进浆和回浆比重,当回浆变浓时.换用与进浆相同比级的新浆液进行灌注。若效果不明显,延续灌注30min,即可停止灌注。(6)浆液水灰比和浆液变换标准。灌浆水灰比采用5∶1,3∶1,2∶1,1∶1,0.8∶1,0.6∶1,0.5∶1共7个水灰比级,开罐水灰比为5∶1。灌浆浆液由稀到浓逐级变换,变换原则如下:当灌浆压力保持不变,注入率持续减少时,或注入率保持不变而灌浆压力持续升高时,不得改变水灰比;当某一比级浆液注入量已达300L以上时,或灌注时间已达I h时,而灌浆压力和注入率均无显著改变时,应换浓一级水灰比浆液灌注;当注入率大予30L/min时,应根据施工具体情况,可越级变浓。(7)灌浆结束标准。在规定的压力下,当注入率不大于1.0L/min,继续灌注60min,灌浆即可结束。当长期达不到结束标准时,报请监理工程师共同研究处理措施。(8)特殊情况处理措施:灌浆渗漏串浆处理:在灌浆过程中如发现冒浆及漏浆现象,将根据其渗透量大小、位置,采取表面封堵,浓浆低压、限流、间歇灌浆等措施,待渗漏部位达到一定强度后再逐渐升压灌浆,直至符合要求。若遇钻孔串浆,则可采取封闭一孔,灌注一孔或两孔同时灌浆,或待一孔灌浆结束待凝达到一定强度后再钻灌另一孔。单位注入率特别大的孔(段)处理原则:若遇单使注入率特别大的孔(段)对,首先分析原因,再采取适当措施,包括浓浆、低压、限流、间歇、掺速凝剂等方法或请示监理工程师研究实施。(9)封孔。灌浆结束采用全孔灌浆封堵法封孔:全孔灌浆结束后,用0.5∶1的水泥浆置换孔内浆液并取出所有灌浆管后,用0.5∶1的水泥浆纯压30min,压力为最大灌浆压力,并做好灌浆记录。4帷幕灌浆施工要点与质量控制(1)质量控制要点分析。本工程帷幕灌浆具有以下难点:高压旋喷防渗墙比较薄,设计为60cm,加之高喷墙体有一定的斜度(施工时采用规范标准控制孔斜,孔斜率小于1%),高喷墙体的深度也大,平均22m左右,要保证钻孔在墙体内,钻孔偏差最大允许为50cm,因此,帷幕灌浆钻孔孔底偏差控制是一大难点。在帷幕施工过程中,当各种影响因素造成的孔底偏差在一个方向时。在孔深20m处钻孔已经到旋喷单桩外侧,因此,严格控制各种技术参数,是保证钻孔不出墙体外侧,保证帷幕灌浆顺利实施的关键所在。(2)控制方法:钻机就位时采用水平尺校正,保证钻机及立轴垂直;钻机立轴及钻杆严格检查,发现有不合格钻杆立即报废;钻机稳定后底部垫结实,并用螺栓固定;钻孔过程中采用无压钻进,高喷墙体强度有限,耐磨性差。可以实现无压钻进,在孔深10m后“吊”着钻进,从而控制钻头部位的实际压力;可以采用5m加长导向钻具;用上海地质仪器厂生产的电子测斜仪测量孔斜,发现有偏斜及时纠偏,加强现场控制。加大质检人员对钻孔斜度的抽测力度.做到逐孔逐段测斜,若出现超出孔斜要求的钻孔立即采取纠偏处理;为保证高喷孔位与帷幕孔位偏差,在高喷灌浆施工完后对高喷孔位处作明显标记,高喷与帷幕灌浆孔位均由测量队每隔20m测放一个控制点,在技术人员测放高喷孔位处的帷幕孔时用同一控制点,减小两者偏差;认真分析高喷孔与帷幕孔的测斜情况,若出现同一方向的偏斜时及早纠偏,坚决避免同一方向的偏斜。5小结该水利枢纽防渗工程经帷幕灌浆处理后,下层灌浆洞洞壁基本保持干燥,未发现有严重的渗水现象,灌浆质量较好,为提前蓄水、按时发电做出了应有贡献。目前,水库已蓄水并达到发电要求水位,大坝下游及边坡周围没有出现大的渗水情况。大坝帷幕灌浆施工是成功的,达到了该工程的防渗要求。浅议水利工程中帷幕灌浆施工技术@覃振师$广西广立连邦建设工程有限公司!广西南宁530001帷幕灌浆技术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,文章结合某水利枢纽工程实例,通过对水电站坝基惟幕灌浆施工效果的分析研究,阐述了在复杂地质条件下,坝基加固处理的帷幕灌浆施工工艺选择和技术的应对措施。帷幕灌浆;;水利工程;;防渗处理;;施工工艺[1]孙鑫.深孔帷幕灌浆孔斜成因与处理[J].水利科技与经济,2008,(1).
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