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水利工程中灌浆施工技术的应用

发布时间:2017-04-14  来源:

摘要:

  基础建设对于水利工程来说非常关键,而灌浆技术能够有效增强水利工程的基础稳定性,增强基础的防渗效果。但是其施工条件较为严格,必须确保满足要求,才能够发挥正常作用。本文即探讨了灌浆施工技术在水利工程中的应用,以供参考。

  关键词:

  灌浆施工;水利工程;应用

  1 前言

  水利工程的建设有效推动了社会经济的持续健康发展,但是在水利工程建设技术方面,依然存在很多不足之处,例如水利工程施工中的重要环节之一的灌浆施工,由于施工技术的有限性,往往难以保证灌浆施工的质量,进而影响到地基的稳定性、堤坝的防渗性能等,因此,关于灌浆施工技术的发展与探讨至关重要。

  2 灌浆施工技术简析

  2.1 技术原理

  灌浆施工技术主要应用于水利工程中的坝体基础建设环节,其应用原理在于,对坝体施以灌浆,并通过给予必要压力的方式加以填充和压实施工,最终达到加固坝体的作用,实现对于整个水利工程后期运行的稳定性。

  2.2 灌浆施工技术类型

  2.2.1 帷幕灌浆

  帷幕灌浆技术,主要运用于上游迎水面的大坝内部,其作用在于能够降低坝体内部的渗透率,以提高其稳定性与牢固性。根据当地地质条件选择帷幕灌浆深度,通常要比固结灌浆的深度多很多,甚至达到百米以上。

  2.2.2 固结灌浆

  该技术通常应用于岩石地质良好的情况,实现对大坝基部的全面固结灌浆。一般灌浆孔施工深度在5~8m之间,小部分深度可能相对来说更深,深浅不一的孔在各个层面上相互交错,营造一种三维立体的效果。以此为基础,再适当增加基岩的牢固性和抗压性,使得地基能够稳固持久。

  2.2.3 接触灌浆

  接触灌浆技术,即用混凝土联结坝基与两岸间的缝隙,使坝体更加稳定。首先,用混凝土钻孔压浆,等到坝体与两岸之间的混凝土达到指定的温度时,再对其施行接触灌浆的步骤。这项技术利用了物理的性质来很好地实现稳固的目标。

  3 水利工程灌浆施工基础流程

  3.1 施工前准备

  在正式开展灌浆施工前,需要做好相应的施工准备,其内容主要包括:(1)针对水利工程实际的布置情况、地质条件等进行勘察,从而选择最为合理的观测位置,并设置好必要的观察设备,用于采集当地的地点、布置状况等工程相关数据信息;(2)工作人员需要事先对所使用的观测设备进行检测,以保证设备测量的精确度,从而为观测成果准确性提供保障;(3)施工人员应当重视对于施工材料的选择,在填充灌浆施工中,应当尽量避免采用含沙量过大的填充材料,从而保证填充质量与稳定性。

  3.2 钻孔与冲洗

  通常选取回转式钻机进行灌浆孔开钻(见图1),一般要求孔深低于10m,钻孔施工还可以采用风钻、架钻的机械。注意控制孔向、孔深,使其符合工程的设计要求,保证钻径的统一、孔壁的整平,尽量控制出现少量的钻孔岩粉细末,以便卡紧灌浆塞。在钻孔施工之后,孔底、孔壁上可能会残留岩粉留,因而需做进行冲洗,从而保证灌浆施工的质量。

  3.3 压水试验

  在灌浆前,还需要实施压水试验,其目的在于为岩基的灌浆施工,提供重要依据,同时也为灌浆作业完成后的压水试验提供对比。通常可采用单位吸水率的方法,对岩层渗透性问题进行测定,并在灌浆结束后,对灌浆施工的质量、效果等实施检验。检测过程中,岩层渗透特性可使用单位吸水率来替代,计算如下:W=Q/Ls其中:Q为压入流量;s为试验压力;L为试验孔段长度;W为单位吸水率。

  3.4 灌浆施工

  以分序加密为原则,实施帷幕灌浆的固结与钻孔施工,在设置帷幕灌浆孔时,应当依据岩层的完整性情况来确定孔距,一般情况下,第一序孔的间距为8~12m,然后对2、3、4序的孔内插实施加密,将第二序孔的间距设计为4~6m,第三序孔间距为2~3m,第四序孔间距是1~1.50m。而灌浆的顺序也不同,如果是双排帷幕孔,则灌浆顺序为下游排—上游排;若是多排帷幕孔,则顺序为边排—中排。

  3.5 灌浆压力

  所谓灌浆压力,则指的是在灌浆施工中,灌浆段中心位置浆液所承受的具体压力值。通过增加压力,可以使浆液压入细小的裂缝中,并逐渐增加浆液的扩散半径的方式消除水分,提升灌浆的结实密度,提高防渗固结效果。但压力也不可以过大,否则反而会扩大裂缝,甚至导致上部岩层的抬动。为了能够合理控制压力值,需要预先进行相应计算,一般30min以内灌孔段的吸浆量达到0.40L/min,通常选取水泥砂浆。

  3.6 施工后检测灌浆效果

  对于灌浆施工质量的检查,旨在保证除险加固施工成果,工作人员应当优先选择自上游至下游的方式,眼坝体轴线的方向实施泥浆灌注施工,然后重新分布坝体内部的应力状况。施工人员应当在进行施工质量检查的同时,加强对于水利工程厚实度、饱满度的检测,以保证达到工程建设要求。

  4 灌浆施工技术在水利工程中的应用

  4.1 提升坝基稳定性

  填充灌浆是提高坝基稳定性的重要方法之一,该技术主要针对的是堆石体坝基结构稳定性,所实施的填充加固措施,从而达到防止坍塌、渗漏的作用。为更好地加强水库坝基稳定性,施工人员应当采用一定压力,将粘土浆液填充入堆石体中,实现水库渗漏防治效果,从而改善水库运行安全,提升坝基的稳固。

  4.2 岩溶地区的基础灌浆

  为了进一步提升灌浆施工中,填充物的填充结实程度,通常会采用基础灌浆的方法,若水利工程地质条件为岩溶,需应用高压水泥灌浆施工方法,实现地基的良好固定,增强其抗渗漏的能力。采用高压灌浆技术,可以通过提高压力的方式,控制填充的水泥形态,从而保障填充效果,使水泥能够均匀渗透入土壤的内部。

  4.3 深层岩溶中的应用

  混凝土裂缝是一种十分常见的质量危害,对此可以采取化学灌浆的方式来处理,即利用压浆等机械设备,将水泥压入混凝土裂缝,使其能够均匀流入其中实现填补,并在化学作用下固结,达到良好的抗渗漏效果,确保水利工程整体的建设质量。

  4.4 吸浆量大水利工程灌注

  4.4.1 限流方法

  限流即是在一定的限制时间内,将规定的浆液,灌入岩缝中,达到加固目的的方法。正常情况下,灌浆的速度要达到10~17L/min,有利于砂浆进行有层次的沉淀、凝结。

  4.4.2 降压处理法

  该方法是通过降低灌浆压力的方式,以减少浆液流动速率,从而使浆液维持自流的状态。若岩缝中的温度多低导致浆液不能顺利流入孔中,可以采取适当地加压,使其保持稳定状态。

  4.4.3 多次灌浆法

  多次灌浆法的实施过程中,需要重视对于灌浆时间的严格控制,每次灌浆都应保持在一定的时间内,每次灌浆的间隔也要规定在同一个时间段,具体的间隔时间是根据实际情况来确定的,通常是小于等于8h。

  4.5 严重漏水情况下的应用

  就当前情况而言,许多的水利工程建设过程中,渗水问题是普遍存在的,而导致该问题的原因主要是因为水利工程所选择的建设位置不佳,存在可溶性岩石地区等,因此必须针实际情况,采取基础的灌浆处理方法。(1)模袋灌浆法。该方法是选用大小合适的模袋,向其中填充水泥砂浆,使模袋与模袋之间进行挤压,从而将砂浆中蕴含的大量水分去掉,最终模袋要保持其中只有水泥和土才是正确的。(2)填充配料法。该方法使用的填充配料包括水泥、砂砾和细碎石子等,将材料按比例相互组合之后再进行填充,即可形成一层层的过滤层,不仅可以很好地治理漏水情况,而且对水质的处理也有一定的帮助。

  5 结语

  综上所述,为了为我国水利工程建设的健康发展创造良好环境,需要针对其中重要的施工环节,即灌浆施工技术的实际应用进行研究与发展,充分意识到灌浆施工技术水平高低,将直接影响水利工程的建设质量,从而做好相应的控制措施,维护水利工程整体的稳定性与安全性。


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