水电站大坝工程灌浆接缝施工技术探析

水电站大坝工程灌浆接缝施工技术探析

7k电站大坝工程灌浆接缝施工技术探析摘要：高压灌浆技术及接缝技术是水电站大坝工程施工屮两项最常用的基础技术，在使用过程中，水电站大坝的坝体受到水力冲击，其结构很容易产生裂缝情况，影响了水电站的使用功能，给水电站造成了潜在的安全隐患。为及时处理并解决这类问题，须据此进行合理的接缝分区，采取合适的灌区结构布置方式以及有效的灌浆接缝施工措施。本文针对水电站大坝工程，概括了灌浆接缝施工的原理，分析了灌浆接缝的工艺流程及其施工特点，简述了接缝分区及灌浆制浆站布置，初步探析了灌浆接缝施工技术的要点。关键词：水电站大坝工程；高压灌浆；灌浆接缝；灌区布置；施工工艺Abstract:highpressuregroutingtechnologyandjointtechnologyishydropowerstationdamduringtheconstructionofthetwomostcommonlyusedbasictechnology,inuseprocess,hydropowerdamdamhydraulicshock,itsstructureisveryeasytoproducecracks,influencetheusefunctionofthehydropowerstation,thehydropowerstation,duetothepotentialsafetyhazard.Fortimelyprocessingandsolvethiskindofproblem,shouldbeonthebasisofreasonablejointpartition,takeappropriateirrigationareastructurearrangement,andeffectivejointgroutingconstruct!onmeasures.nOfthehydropowerstationdam,thispapersummarizedtheprincipleofjointgroutingconstruetion，analyzesthetechnologicalprocessandconstructioncharacteristicsofgroutedjoint,jointpartitionsarebrieflydiscussedandgroutingpulpingstationlayout,preliminaryanalysisofthemainpointsofjointgroutingconstructiontechnology.Keywords:hydropowerstationdamproject;Highpressuregrouting;Groutedjoint;Irrigationlayout;Theconstructionprocess.中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)高压灌浆接缝施工是指利用压力将水泥浆液灌注进混凝上坝体接缝的工程。受限于浇筑能力，同时为防止温度裂缝，通常将坝体用横缝分成若干段，将每段用纵缝分成几个坝块，采用分段、分块且分层交替上升的柱状浇筑方法。1灌浆接缝的原理1.1冲切并掺搅高压喷射灌浆技术借助高压喷射出的流体，经冲击割切及猛烈动荡起伏，使浆液在所喷射的流体效用范围内廓张、充填四周的土层，并与土石粒掺混搅合，之后硬化以形成凝固体，以此來改变原地层的结构和组成，从而达到防渗和增加承载力的FI标，最终完美接合裂缝。高压喷射凝固体是多因素综合作用下的结果，其流体对地层结构的影响范围取决定丁•比能值(E)：E二PQ/(100v)式屮：E——每米旋喷柱耗能+均能耗(MJ/m)；P——高压喷射灌浆的压力(MPa)；nQ——喷射流体的浆量(L/min)；v提高的速度(cm/min)。此算法对工程中的施工要点和强度做了分析，是目前经常采用的一种灌浆接缝公式。1・2转换、挤压、渗透高压灌浆接缝时，水、气、浆经由喷嘴儿高速喷出，压缩周围的空气,对水或浆液形成外包气层，同时出现升扬效用，使得喷射的流休对磨削后的土石碎屑及地层中的细粒造成冲击。，流体与壁结合后，外包气层经由孔壁与喷吐杆间的环状空隙，在升扬的作用下散到孔外，空余部分则由由浆液代替，该过程中同时起到改换作用。高压喷射技术所喷射流体的强度随着喷射流体距离的增加而迅速衰减，虽不能够再冲切地层，仍会对地层形成不同程度的挤压效用。此外，喷吐结束后须连续不断的静压灌浆，对四周I韦I的土体产生渗透效用，不仅可以促进凝固体和四周闱土体的紧密接合，还在凝固体的外侧形成表面化且具较强防渗性能的渗透凝固层。1・3包裹和凝固因为浆液喷吐能非常大大，加Z升扬和改换作用，最后浆液能够完全充塞块石周围的孔洞并将其裹握，遇到大块石或在块石的集中区，应降低其提高的速度v,增长比能值Eo在强大冲击震荡力的作用下，块石将产生位移或松驰，便于浆液沿块石周围的孔洞或块石间的孔隙渗入。在高压喷吐的挤压、余压、渗透等的综合作用下，产生裹握凝固作用，进而形成蝉联紧密的凝固体。研究发现：若水电站坝体的地基防渗屮使用高压喷射动工，要求凝固体有较好的牢稳性和防渗性，而对其的抗压强度耍求不高。凝固体防渗性能主要取决于地层的组成成分和颗粒级配、动工方法和工艺以及浆液选用的材料等。高压喷射所形成的凝固体形状并不规则，但质地坚固，因为高压喷射凝固体的四周除浆皮层外通常还有渗透凝固层的存n在，进一步增加了凝体的防渗性能。2接缝灌浆的工艺流程（如图1）及其施工特点（1）为使大坝满足汛期临时挡水的要求，须快速进行坝体混凝土的浇筑，灌浆接缝也必须紧随其后得以进行，以满足不同年分扌当水高程的需要。一般情况下，必须全年进行大坝的接缝灌浆，否则将无法满足大坝挡水的要求。（2）接缝灌浆区两侧的坝体混凝土自身体积的变形：60d以前是收缩,60d以后是膨胀，因此横缝灌浆应在灌区两侧坝体、压重块满足灌浆温度、压重的前提下，尽早进行施工。（3）全年接缝灌浆的难度较大，特别是在气温较高时，坝体的冷却降温困难，水库蓄水后水位的上升可能使得接缝被压紧。（4）与其他坝型相比，拱坝横缝灌浆的要求较高，而混凝土浇筑形成的灌区质量好坏是确保灌浆质量的重要前提条件因此拱坝形成灌区的质量要求高、工艺严。3接缝分区及灌浆制浆站的布置（1）接缝的分区：通常情况下，用止浆片将大坝坝段间横缝的缝面分隔成若干层独立的灌浆区。其中，灌区最多分为27层，单层高度为9m-12m,布置形式包括两种：1）高程1133.000m以下，在横缝的屮间设置竖向止浆片，把每个灌浆层分成上下游两灌区；2）高程1133.000m—1245.000m,灌区的中部不设止浆片，一层为一区。单区的最大面积为400n—500m2,最小为1001112o（2）灌区的布置：一般工程中，横缝的灌浆区采取灌浆槽+升浆管结构的布置形式，与混凝土重力坝的传统三角、梯形键槽，蜩料拔管线的出浆系统和钢管盒式的出浆系统不同。每个区由”42n）进浆管、三角形灌浆槽、＜1）38mm排气回浆管、回浆槽、4）20mm缝面升浆管及球面键槽等组成面出浆型的灌浆系统。（3）接缝灌浆、制浆、供浆的布置：大多数工程的接缝灌浆制浆站设置在左岸一定高程的马路上，通过巾50nnn的钢管输送至坡岸坝后各层栈桥的中转站，再用皮管连接中转站和灌浆作业点以就近供浆。（4）接缝灌浆作业平台的布置：通常情况下，由于从坝体接缝灌区引出的管路全部布置于下游的混凝土壁面上，对应各层的灌区，下游壁面布置有施工栈桥，因此在栈桥上进行接缝灌浆作业。4水电站大坝工程屮灌浆接缝的技术要点4.1打孔成功打孔是整个工程成功的基础和关键，具体的技术要点为：泥浆水固壁掉转（或冲击）钻进，造孔过程中做好充填堵漏工作，确保孔内泥浆水维持正常的循环，返出孔外，直至终孔。跟管钻进，钻进的同时跟入套管，直至终孔。钻进时还应注意保证钻探机铅直，偏斜率应不超过1%04・2喷射管的使用泥浆水固壁钻孔时可以直接把喷吐杆下入孔内至孔底，跟管钻进的钻孔分2种情况：1）拔管前，向套管内灌注疏密程度大的范性泥浆水，注满后再起拔套管，边起拔边继续灌注，使浆面随时与孔口平齐，直至拔出n全部的套管，最后把喷吐杆下入孔内至孔底；2）先把管壁平均的PVC塑管下入套管内至英底部（起墙裙作用），然后将拔出全部套管，再把喷吐杆下入套管至底部。以上两种方式适用于不同工程类型，须根据具体情况进行合理的分析。4.3高压喷射灌浆高压灌浆所用的技术参变量因运用高压喷射的方法差别而异。灌浆压力不同，提高速度也随之有差异。就各类不同地层而言，采用同一种动工办法则水压、气压、浆压的变动不大，而提高速度的变动是影响高压喷射质量的主要因素。通常情况下，提高速度的确定须注意如下问题：1）因施工地层而异，砂层中施工，提高速度可以稍快；砂卵（砾）石层中提高速度稍慢些；大粒径块石或块石比较集中的地层提高速度应更慢。2）因分序而异，先序孔的提高速度可以稍慢，后序孔可相对快些。3）当发觉高压喷射动工屮孔内返浆量减损时，需要放慢提高速度Vo4.4裂缝灌浆的具体工艺根据预设的要求做好场地的平整，要求场地大部分地区下无绊脚石。作业地基软、不平整，可能引起整机翻倒等意外的地段，必须采取防备处理措施。此外，在平整场地时，还须对墙体的核心线施行勘测以定位。须控制好掘进速度、灌浆压力和提高速度，喷浆体积应使浆液维持沸腾状为宜。在灌浆阶段不能发生浆液离析或断浆现象，以确保墙体平均，避免夹心层，若管道堵塞或因故须短暂停机，应突击修理以减少暂停时间。5结语对于水电站大坝工程中灌浆接缝的施工要严肃且科学的对待，做到选用良好的材料，先进合理的配备并布置设施，选用先进的动工工艺，动工n团体要严紧，并认识加强全部施工人员的品质，通过对施工中的技术要点进行严格控制来确保灌浆接缝的质量。参考文献［1］孟凡海•大坝工程接缝灌浆设计及施工方案［J］•建筑技术，2010,26,(09)：31-32.［2］蓝春•高压喷射灌浆技术在八吊水痒主坝加固屮的应用［J］;硅谷;2010年04期.［3］沈玉华;赵德龙；李文军；郭三旺•浅析水利T程施工的安全管理工作［J］；内蒙古水利；2010年01期.［4］阳华.水电站大坝接缝灌浆施工实践［J］.施工技术，2009,31,(06)：293-294.作者简介：韩彰(1988-),男，重庆交通大学硕士研究生，研究方向，水利水电工程建筑物李俊芝，(1977・10-)，女，内蒙古赤峰市翁牛特旗水利局，工程师