帷幕灌浆技术在水库除险加固中应用

帷幕灌浆技术在水库除险加固中应用

帷幕灌浆技术在水库除险加固中应用摘要:帷幕灌浆技术是一种实用性很强的渗漏处理技术，在水库除险加固中有着十分广泛的应用。本文结合水库除险加固工程实例，阐述了帷幕灌浆技术的特点及其应用过程，并总结了应用过程中存在的问题及处理措施，很好的解决了水库现有的几大问题，水库安全运行有了保障。关键词:帷幕灌浆；水库除险；参数；质量检测；处理措施中图分类号：U445.55+2文献标识码：A文章编号：目前，我省存在不少带病运行的水库，主要原因是这些水库的建设时间较早，施工质量差,再加上运行时间较长。表现为主要建筑物均有不同程度的破坏，如:坝体滑坡、渗漏、涵管漏水、溢洪道损坏等，水库的运行存在安全隐患。因此，为保证水库的安全运行与充分发挥其效益，根据水库的病情险况，采取相应的除险加固措施不仅非常必要，而且十分迫切。帷幕灌浆技术就是近年来应用较为广泛的一种技术。1工程概况6n某水库枢纽工程包括大坝、溢洪道、导流兼放空隧洞、副坝、小湄连通隧洞、南北干渠引水隧洞及渠首水电站等建筑物。大坝为粘土斜墙砂石混合坝,坝高44.5m,坝顶长211m,顶宽8m,坝顶高程96m。水库于1977年动工兴建,1982年基本建成并投入运行,水源主要靠天然降雨蓄水,水库集雨面积493km2,总库容6.35×108m3,正常蓄水位92.2m,相应库容5.46×108m3,系多年调节水库。大坝兴建时由于技术条件有限,加之整个工程地质勘探工作也没有按要求去做,施工质量差,导致大坝各项技术指标达不到设计要求。2施工技术要求(1)坝基帷幕灌浆,灌浆于坝顶钻孔,钻孔位置与设计位置的偏差不得大于10cm,因故变更孔位时,应征得设计单位同意,对实际孔位应有记录,孔深应符合设计规定,当实际地质条件和设计有差别时,应适当调整灌浆深度(灌浆至10Lu线以下2.0m)。钻孔一定要严格控制钻孔角度,不得超过规范规定数值(孔深20m、30m、40m、50m,最大允许偏差值分别为0.25m、0.45m、0.70m、1.00m)。(2)灌浆所用水泥为32.5普通硅酸盐水泥,水泥细度宜为通过8um方孔的筛余量不大于5%为界,浆液采用纯水泥浆液。如有特殊地质问题,再根据现场灌浆试验论证,可使用其它浆液。浆液水灰比采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1等6个比级,灌浆浓度由稀到浓,逐级变浓,开始灌浆的水灰比可采用5：1,具体根据试验确定。(3)帷幕灌浆必须遵循分序加密原则分三序孔进行,顺序依次为:6nⅠ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔,以Ⅰ序孔作试验孔,边灌边总结经验,以成功经验指导Ⅱ、Ⅲ序孔施灌。(4)根据规范要求,帷幕灌浆应设检查孔,检查孔孔数按总孔数的8%～10%控制,在防渗帷幕施工完成后对检查孔进行检查,要求检查孔总的吸水率应达到设计要求。(5)灌浆完成后,一定做好封孔工作,采用/分段灌浆封孔法0对灌浆孔封孔,防止大坝渗透水沿钻孔上冒,破坏坝体结构。3施工程序与施工参数自上而下,分段,分三序孔施工,先Ⅰ序后Ⅱ序再Ⅲ序。按施工图要求顺序为:放线定孔位→钻机就位y安装、校正→钻孔至高喷墙以下5m→冲孔y管路安装→阻塞→简易压水→制浆→灌浆→下一段造成→至设计深度→灌浆→灌浆结束,浓浆封孔→填孔口。帷幕灌浆设计的参数较多,根据工程地质和水文地质条件,采用经验公式,并参照已有的工程实例,确定帷幕灌浆孔的位置、孔深、孔距和孔径等参数。一般情况下,以不使地层结构破坏或发生局部的和少量的破坏作为确定地基允许灌浆压力的基本原则。灌浆压力通过灌浆试验确定,灌浆试验时,一般将压力升到一定数值而注浆量突然增大时的这一压力作为确定灌浆压力的依据(即临界压力)。①帷幕与高压喷灌在同一轴线上。②沿轴线单排布孔,分三序孔施工,先Ⅰ序后Ⅱ序再Ⅲ序。6n③孔距为2m,段长1.5m～5m左右。④灌浆压力,高压喷灌墙与帷幕搭接段处压力采用0.3MPa～0.5MPa,防止破坏高压喷灌墙。其它0.5MPa～1.5MPa。⑤防渗标准,灌后透水率<5Lu。⑥简易压水时间20min,每5min或10min测读一次压入流量。压水稳定标准:在稳定的压力下,每5min～10min测读一次压入流量,连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%,或最大值与最小值之差小于1L/min时,试验即可结束,取最终值作为计算值。⑦灌浆前,孔内残留小于20cm。⑧水灰比2：1,1：1,0.8：1,0.6：1,0.5：1五个比级。4帷幕灌浆质量控制大坝帷幕灌浆继土层内高喷完Ñ序桩14d后,在高压喷灌墙内(同一轴线上)重新造成,距高压喷灌孔底5m,进行灌浆,采用自上而下分段进行灌浆。其施工过程质量控制点对孔位、孔序、孔斜、孔深、浆液变化、吸浆量大、不返浆、结束标准、压力封孔等过程实施全方位控制。其施工过程质量控制如下:1）孔位孔斜6n帷幕灌浆轴线同高压喷灌在同一轴线上,间距2m,用钢卷尺丈量,误差控制在5cm以内。孔斜控制采用校机杆、立轴的方法进行校对,发现偏斜,立即进行纠斜处理。钻进时发现进尺加快或回水颜色变化,立即终止,说明已偏离高压喷灌墙体。处理方法是:用水泥浆封孔,待初凝达到一定强度后,进行开孔钻进到设计孔深。2）孔序帷幕灌浆分三序孔施工,先Ⅰ序后Ⅱ序再Ⅲ序。Ⅲ序孔施工完14d后,经现场监理、设计人员确定位置,布置检查孔。3）孔深按设计图纸中要求,帷幕灌浆孔原则入基岩5m,在施工过程中,简易压水试验发现,原设计孔深部位不能满足透水率<5Lu的要求,故有部分帷幕灌浆孔超过原设计孔深。4）钻孔冲洗及简易压水试验钻孔达到要求深度后,用清水冲洗孔,直至回水变清无杂质为止。要求孔底残留物少于20cm。然后下入灌浆栓塞到位且止水良好,进行压水试验,压水试验严格按规范要求进行,冲洗压力采用灌浆压力的80%,若该值大于1.0MPa,采用1.0MPa,冲洗直到回水变清并延续10min结束,且总的冲洗时间不少于30min。5）灌浆6n简易压水试验后,按照技术要求中规定的浆液水灰比、压力及变化、结束标准进行灌浆,直至灌浆结束。A、B、C区各段帷幕灌浆均达到相应的结束标准。对局部孔段注浆量大而难以结束,灌入的水泥浆顺断层通道流失,造成吸浆量大验证以结束。为达到防渗、节约工程成本的目的,在灌浆中采用了低压、间歇、掺加外加剂、注入水泥砂、混合水泥浆(掺加粉煤灰)等方法进行灌浆,在处理这些孔段在待凝后重新钻孔灌浆,逐渐升至设计灌浆压力后进行灌浆,正常结束。6）封孔帷幕灌浆孔达到设计要求深度,并依据技术要求灌浆结束后,全孔分段进行压力封孔。浆液水灰比采用0.5：1的浓浆。高压喷灌墙内封孔,灌浆压力按0.3MPa进行控制。由于高压喷灌墙受钻孔的影响,部分段次在压力封孔时,灌进了较多的水泥,从检查孔取芯观察已证实,部分高压喷灌墙体内充填了水泥脉(厚0.1cm～0.5cm不等),表明压力封孔胶结了那些由于机械或其它因素破损的高压喷灌墙,提高了墙体的完整性。5存在的问题与处理措施(1)第一段孔灌浆时孔口钢套管周边冒浆6