水库除险加固工程帷幕灌浆施工质量控制探讨

水库除险加固工程帷幕灌浆施工质量控制探讨

地址：广东省深圳市罗湖区翠竹路1135号水电大厦2楼邓远刚收电话：0755-25637357、13510824798水库除险加固工程帷幕灌浆施工质量控制探讨邓远刚作者简介：姓名：邓远刚，出生年月：1983.01，性别：男，籍贯：广西梧州现职称：水利水电助理工程师，学历：本科（深圳市广汇源水利建筑工程有限公司深圳518020）摘要：在水利工程中，帷幕灌浆是水库除险加固工程的关键技术措施之一。本文结合深圳葵涌街道盐灶水库除险加固工程实例，从施工前、中、后全过程探讨了帷幕灌浆施工质量控制的措施。关键词：水库除险加固帷幕灌浆施工质量前言建国以来，我国兴建各类水库凡3万余座，总库容4600余亿m3，绝大部分是上石坝。这些工程在防拱、书溉、发电和城市供水等方面都发挥了巨大效益。但不少工程在运行过程中坝基出现严重渗漏现象，成为病险水库，直接关系到广大人民生命财产的安全和国民经济的发展，需要及早除险加固。通过多年来水库的正常运行,证实帷幕灌浆方法进行防渗处理是行之有效的，已成为水利枢纽施工中不可缺少的重要组成部分，其质量好坏直接影响到工程的安全。因此，加强其施工质量控制是保证工程安全的关键环节。一、工程概况盐灶水库位于深圳市龙岗区葵涌街道盐灶村，水库库区集雨面积4.09km2，总库容382万m3，是一个小（1）型水库。主坝为均质土坝，坝顶高程为34.6m，最大坝高30m，坝顶长203.5m，坝顶宽5m。据近年来的观测资料和勘察资料分析发现，坝体背水坡普遍存在不同程度的承压水和坡脚浸润线偏高，水库出现渗漏现象。经分析论证，笔者建议采用帷幕灌浆防渗技术对大坝坝基进行除险加固，以确保水库大坝安全运行。在水利工程中，灌浆是解决水文地质问题和确保基础完整的关键技术措施之一。工程防渗帷幕灌浆施工技术和方法，是工程基础处理施工的重点，因此，施工质量控制是确保工程质量的关键环节。二、水库除险加固工程帷幕灌浆施工原理帷幕灌浆（curtaingroutingn）在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。其原理是利用高速射流切割掺搅土层，改变原土层的结构和组成。同时灌入水泥浆或复合浆使帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透，从而达到加固地基和防渗的目的。其主要工艺流程包括：测定孔位→钻孔→洗孔→压水→制浆→灌浆→封孔→检查。为了确保坝基帷幕灌浆的施工质量，须按照帷幕灌浆的程序、参数、工艺、浆液要求等进行帷幕灌浆施工。针对该工程的施工特点，本文从以下几方面加强控制。三、水库除险加固工程帷幕灌浆施工质量控制水库除险加固工程帷幕灌浆施工质量控制是指在灌浆施工过程中，对钻孔的孔位、孔斜、孔深、灌浆的压力、水灰比、浆液变换、结束标准、封孔以及先导孔和质量检查孔的压水试验等进行全过程控制。使灌浆工程的每道工序符合合同、设计规定的技术要求和质量标准。其具体控制措施如下：1、施工前质量控制灌浆前，首先，监理工程师要求施工单位在投标文件施工技术措施的基础上根据进场后详细的勘测重新上报帷幕灌浆施工组织设计，经审查认可后方能施工。通过施工组织措施的编写和讨论，可以进一步优化施工措施，严格按制定的施工方案进行施工。然后，监理工程师对施工设计图纸、文件和设计工作联系单进行审核后转发施工单位。针对施工中发现的设计问题或存在的疑问，通过监理工程师与设计代表协商解决。同时，召开施工前技术交底会，对当前帷幕灌浆施工中的可预见性问题进行专项讨论，设计单位对相关问题进行技术交底。对施工设计图纸中存在的问题，也可以通过设计交底向设计人员反映，听取合理化建议，修改设计使之更完善。最后，合理布置施工现场，明确项目部、施工队的布置，临时工程系统的布置，各重点工程现场的布置，更好地控制帷幕灌浆质量。2、施工中质量控制（1）、钻孔质量控制一是孔位布置。帷幕灌浆的轴线测定是布孔的首要工作，它直接关系到防渗帷幕坐落位置和其尺寸等准确与否，该工程帷幕灌浆轴线和高程水准控制点上测定应由广东省深圳市水工局项目部委派专业测量人员测定。施工过程中孔的排距以帷幕中心线为基准，帷幕线沿坝顶拱弧布置，距坝顶中心线上游0.5mn向两岸延伸，左肩沿溢洪道堰顶向上游斜切，右岸线于抗剪平硐端头向下游斜切，设单排帷幕。二是钻孔。施工过程中，如果钻孔偏斜度严重发展，不仅对钻进质量、事故发生率、钻进效率等方面产生不良的影响，而且会严重影响“连续帷幕”的形成，使灌浆质量不能达到要求。所以，我们在深孔帷幕灌浆中应采取措施将孔斜控制在规范允许偏差值内。钻机安装应平整稳固，钻孔前应按监理人指示埋设孔口管，钻孔时必须保证孔向准确。孔口管必须埋设牢固并满足要求，在开孔钻进与浅孔阶段钻进中，立轴钻杆不能太长，否则钻进时摆动性大，致使立轴转动不稳，造成钻具摆动性增大。钻孔时，要严格按照设计孔位进行，孔位偏差限制在±10cm。如发生孔内事故，必须移动孔位时，应使孔位偏差≤20cm。对于破碎带、断层带、集中渗漏带可酌情加密钻孔。孔较深以后，需要从地面减压钻进时，要适当调整钻压，同时要保证提升吊环必须与立轴及钻孔中心线在一条直线上。当岩石换层时，钻进时均应减压减速，同时适当控制其进尺的速度和冲洗液的流量及压力。三是钻孔冲洗与压水试验。每一段钻孔完成即进行钻孔冲洗和裂隙冲洗。冲洗标准：孔内沉积物厚度不超过20cm，裂隙冲洗压力采用该段灌浆压力的80%。冲洗结束标准：回水澄清10min，且总的时间不小于30min，最后测孔沉淀物厚度不超过20cm，冲洗结束。压水试验时，确定岩石吸水量处于稳定状态的条件是：当流量>5L/min时，连续4次读数，其最大值与最小值之差小于最终值的10%；当流量<5L/min时，连续4次读数，其最大值与最小值之差小于最终值的20%；连续4次读数，相邻两次读数间隔均为5min，流量均小于0·5L/min。满足上述条件之一者，即可结束压水试验。（2）、灌浆质量控制一是灌浆材料质量控制。制浆采用双层双缸立式灌浆机。上层专为制浆用，拌浆时间不少于3min，然后放入下层供灌浆用。同时，拌制细水泥浆液时，最好加入减水剂，高速搅拌机搅拌转速应大于1200r／min，细水泥浆液的搅拌，从制备至用完的时间须控制在2hn以内，这样就保证了浆液的均匀性和连续性，以保证灌浆质量。浆液在使用前应过筛，记录并观测浆液的密度、温度及浆液的流速等指标，浆液流速控制在1.4～2.0m／s，浆液应采取防晒及防热措施，温度应控制在5～25℃之间。二是灌浆次序控制。灌浆应按分序加密的原则进行。由三排孔组成的帷幕，应先进行边排孔的灌浆，然后进行中排孔的灌浆，由两排孔组成的帷幕，应先进行下游排孔的灌浆，然后进行上游排孔的灌浆，每排应按分序、分段施工。每排孔(按坝段)的Ⅱ序孔或Ⅲ序孔的钻灌要在前序孔已终孔或已灌完15m深度后方可进行。上游排的钻孔灌注要在下游排水平距离24m的范围内全部完成后开始进行。帷幕灌浆孔要在固结灌浆水平距离24m范围内全部完成后开始进行。三是灌浆压力控制。灌浆压力是控制灌浆质量的重要因素。压力过大，会使裂隙扩大或引起岩体抬动变形而形成新的裂隙，反而破坏了岩体的完整性；压力过小，不能将水泥浆液很好地压入岩石裂隙中形成连续的帷幕。因此，灌浆压力根据水压试验的情况初步确定。选择几个不同吸水量的孔进行灌浆试验，以确定本工程的灌浆压力。对透水性不大的孔，采用一次升压法，并尽快升到规定压力；对透水性大的孔，采用分级升压法(如前述的3号等10个孔)。四是灌浆方法控制。本工程灌浆采用“孔内循环、自下而上分段灌浆”法。根据规范要求射浆管距孔底不能大于0.5m，每一灌浆段长度一般采用5m，如遇特殊情况可视需要适当加长或缩短，但段长不得大于10m。这样规定主要是为了灌浆段的岩体裂隙比较均匀，透水性大小基本相近，有利于保证灌浆质量。当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。当某一比级浆液的注入浆量已达300L以上或灌注时间已达到1h时，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级。当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓浆液灌注。同时，灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应措施处理。五是封孔控制。采用机械压浆封孔法。在全孔灌浆完毕后,将浆管下入钻孔底部，压入水与水泥重量比为0.5∶1的浓浆，将孔内稀浆或积水排出，直到孔口返出浓浆为止。六是灌浆过程中几种特殊情况的处理。灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限量、间歇灌浆等方法处理。n帷幕灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可同时进行灌浆，应一泵一灌一孔。否则应将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔再行扫孔、冲孔，而后继续钻进和灌浆。灌浆过程中发展裂缝，首先注意观测裂缝的规模与发展，对发展慢、开口窄的裂缝，属于正常情况，不作处理；对发展快、开口较宽的裂缝，可采取降低压力或停灌等办法处理。3、施工后质量控制施工后质量控制主要是对帷幕灌浆质量进行检查。一是必须做好施工过程（工序）质量的控制和检查，帷幕灌浆工程的质量应以检查孔的压水试验成果为主，结合钻孔、施工记录、岩芯资料、灌浆记录、成果资料和检验测试资料的分析，进行综合评定。二是检查孔钻孔过程中是否有漏水或涌水现象。检查孔压水试验应在该部门灌浆结束14d后进行，按照监理工程师指示布置检查孔实施。在灌浆结束7d或监理指示时间内，将有关资料报送监理工程师，以便拟定检查孔位置。三、总结在该工程中，通过施工前、中、后施工质量控制措施的实施，帷幕灌浆对水库的除险加固效果显著，可以广泛应用于水工建筑物基础防渗施工中。参考文献：[1]杨忠书.经验谈帷幕灌浆技术在水库除险加固工程中的应用[J].经营管理者,2009,(16)[2]洪剑泳,谭兴根,陈斌晔.帷幕灌浆的大坝除险加固[J].内江科技,2007,(04)[3]李德欣,陈冬君.坝基帷幕灌浆施工中应注意的问题[J].黑龙江水利科技,2004,(04)