小型水库除险加固施工灌浆技术分析

小型水库除险加固施工灌浆技术分析

垫望』塑塾』坠璺叁』塾塑』一江西建盐壅型王程小型水库除险加固施工灌浆技术分析王小媚(江西省永丰县水利水电勘察设计室，江西永丰331500)摘要：水库作为水利工程建设的基础设施，不仅可以为城市提供生活用水，为农业提供灌溉用水，同时也是防洪防涝工程的重要组成部分，其作用是十分巨大的。我国由于河流众多，受建设环境等因素的制约，多以小型水库为主，且大多地处偏远，交通条件差，容易受到气候因素的影响，因此一直是防洪度汛的重点和难点。本文针对小型水库的特点，对其除险加固施工灌浆技术进行了分析，为相关的工程施工提供参考依据。关键词：小型水库除险加固灌浆技术前言在我国由于幅员辽阔，河流众多，小型水库的数量也就相对较多，可以有效调节河流流量，为周边村镇提供生活用水和工农业用水，其作用是十分巨大的。但是，由于受到技术条件的影响，小型水库在建设时期，其质量控制的难度就很大，也使得许多水库在建成初期就有着较大的安全隐患，带病运行。因此，需要对其进行除险加固，防止安全事故的发生。1我国小型水库的特点1．1位置偏于上游一般来说，为了保持水库储水充足，小型水库的位置大多偏于河流上游。但是，由于水库容积较小，所能控制的流域面积也就偏小，如果河流水量上涨迅速，超出小型水库的调蓄能力，会对水库的工程造成较大的安全威胁，影响其正常使用。1．2以土石坝为主多数小型水库由于受到资金和成本条件的限制，其水坝多为土石坝，以就地取得的土、沙和石头为主要材料，其自身的强度本就远低于钢筋混凝土结构，如果长期受到高水位的影响，很容易出现渗漏，甚至崩溃。2小型水库的除险加固施工灌浆技术对于小型水库而言，除险加固是十分重要的，直接关系着下游居民的生命财产安全。一般情况下，针对小型水库中存在的不同问题，需要采取不同的方式进行加固。2．1帷幕灌浆主要针对小型水库的坝基渗漏问题。帷幕灌浆，主要是指为例降低扬压力；减小渗流量，将配置好的浆液灌入岩体或者土层的缝隙之中，形成阻挡水流的帐幕。2．2回填灌浆主要针对混凝土裂缝等问题。回填灌浆是指在混凝土衬砌的背面或者回填混凝土的周边，对混凝土浇筑没有浇实、留有空隙的部分进行灌浆，从而使一、二次混凝土相互结合，形成整体，同时对土体进行加固，防止渗漏情况的发生。2．3高压喷射灌浆高压喷射灌浆同样可以应用与裂缝的修补和基础的加固，是一种新兴的除险加固技术，具有施工简单、浆液可控制性好、适用性强等特点。较为常见的高压喷射灌浆形式有三种，即旋·162·喷、顶喷和摆喷，如下图所示：3工程实例本文结合冬瓜洲水库的除险加固工程，以隧洞回填灌浆为例，对施工灌浆技术进行细致分析。3．1工程概况冬瓜洲水库位于永丰县沙溪镇沙溪村大坑自然村东南侧，地处东经115036’05’北纬27051’03’，坝址座落在孤江支流沙溪河左支大坑水上游，距县城77kin。是一座以供水为主，兼有灌溉、防洪和养殖等综合效益的小(2)型水利工程。大坝为均质土坝，设计坝高25．7m，坝顶高程329．Om，坝址以上控制集雨面积1．88km2，水库正常蓄水位328．2m，死水位309，Om；设计洪水标准为20年一遇，相应水位328．2m，校核洪水标准为200年一遇，相应水位330．62m，水库总库容59．1万m3。冬瓜州水库于1964年7月动工兴建，同年12月蓄水投入运行。水库枢纽主要由大坝、溢洪道、坝下输水涵管等建筑物组成。由于多方面的原因，工程建设质量较差。存在的主要问题有：(1)坝顶高程不满足规范要求。(2)存在坝基渗漏、坝体渗漏及坝体与坝基间接触渗漏问题。(3)上游坝坡局部坝段采用乱石堆护，块石缺失严重，无砂卵石垫层；下游坝坡无护坡，灌木杂草丛生；无坝面排水系统，贴坡式排水体无反滤层，实为堆石体。(3)溢洪道断面不规整，未衬护；底高程未达到设计要求；无消能防冲设施。(4)坝下涵管为水泥砂浆胶结砼预制管结构，胶结砂浆老化脱落，管节间接缝已形成渗漏通道，漏水严重，且涵管与坝体土间存在接触冲刷问题；斜卧管混凝土老化剥蚀，管身破损漏水。针对上述问题，2012年进行了除险加固，主要任务如下：(1)对大坝加固培土达标，对大坝渗漏进行加固处理，对大坝迎水面进行护坡，增设坝后反滤、坝面排水设施。(2)对现有溢洪道进行拓宽加固处理，暂不考虑消能设施。(3)封堵原坝n左灌溉放水坝下涵管，拆除斜管，新坝右隧洞，重建放水斜涵。(4)修建防汛公路，完善水位观测设施，配置必要的通讯、管理设施等。该小型水库的隧洞工程全长107m，整体为无压明流隧洞，设计流量0．4m3／s，隧洞进口接矩形箱涵，隧洞断面呈现城门型，净宽为1．5m，高为1．8m，圆弧半径为0．75m，采用厚300mm钢筋砼衬砌，并进行回填灌浆。隧道洞身经过凝灰质绢云母千枚岩，洞身埋深19m，，最大埋深25m。其围岩为弱强岩性，抗压强度在IOMPa以上。3．2回填灌浆施工3．2．1参数设计、在对隧洞进行回填灌浆施工前，要对相应的参数进行设计，保证施工的顺利进行。结合实际情况，回填灌浆的压力为0．3MPa，采用纯水泥浆，由于上层滞水含有弱硫酸根离子，为了保证施工质量，使用高抗硫水泥，水泥强度C20，标号为425号。3．2．2回填灌浆试验同样为了保证施工质量，在正式施工之前，进行回填灌浆试验，试验长度40m，其目的在于检验空腔的厚度、检验灌浆机的性能，以及确定回填灌浆的范围。根据之前的参数设计，灌浆压力为0．3MPa，I号试验孔使用0．6：l水泥净浆灌注，Ⅱ号试验孔使用1：1水泥净浆，采用三种施工工艺，分别对三个试验单元进行操作，其结果如下：(1)第一单元针对隧洞拱顶1200的范围进行，采取一次性充水试验，同时对所有灌浆孔进行操作。同时，从下游向上游横向施工，基本施工流程为开孔一验收一充水一灌浆一检验，在试验中，要严格按照设计规范进行，切实保证试验结果的准确性和真实性。最终，第一试验单元的灌浆检查结果如下：孔深间隔时吸浆量单位吸浆量编号水灰比说明／rllln间／min／mill／L·rain—l1号7002l104．730．473合格2号47021105．100．510合格3号56021104．300．430合格4号6002I104．300．430合格(2)第二单元根据第一单元的充水试验结果，将其分为两序灌注，与之前相比，取消900角钻孔，从下游往上游进行两序施工。两序施工的间隔时间为3天，且在Ⅱ号孔施工结束7天后，进行钻孔检查。其施工基本流程为I序造孔一验孔一灌浆一Ⅱ序造孔一验孔一灌浆一钻孔检查一验孔一灌浆检查，其回填灌浆孔如图所示：卜：f：．．1■’格’无o。●p‘‘。。。一o’’。‘。●。●O第二试验单元灌浆结果如下：最大吸浆总吸浆量耗灰量孔序水灰比量／L／L／tI序O．6l1702．02350．02．4Ⅱ序U987．21123．11．5全单元2689．23473．13．9灌浆检查结果为：孔深间隔时吸浆量单位吸浆量编号水灰比说明／mm间／rain／ram／L·min—l1号5302I104．300．430合格2号4702I105．590．559合格3号5202llO7．740．774合格4号5302l106．880．688合格(3)第三单元结合之前两次试验结果，增加该试验单元，以保证试验的准确性和有效性，其施工工艺以及灌浆孔的布置与第二单元一致。最终灌浆检查结果为：孔深间隔时吸浆量单位吸浆量编号水灰比说明／mm间／rain／ram／L·rain一11号5702l107．440．7“合格2号50021103．700．370合格3号46021104．300．430合格4号53021106．880．688合格4结束语．结合相应的试验，可以看出，由于工程地质的特殊性，该水库整体施工质量较好，一次工程与二次工程之间空隙较小，最大空腔厚度不超过80mm，因此虽然在实验中采用了两种不同的方法，但是灌浆结果均能满足规范要求，其除险加固工作取得了良好的效果。参考文献[1]周率．小型水库除险加固施工技术研究[J]．黑龙江水利科技，2013，41(4)：103—105．[2]简跃．浅析水库除险加固中劈裂灌浆技术的施工应用[J]．城市建设理论研究(电子版)，2013，(15)：45—47．[3]赵军．充填灌浆技术在水库除险加固工程中的应用[J]．山西水利，2007，(1)：68—69．[4]侯秀娟，张新利，伏晓娟．高压摆喷灌浆技术在水库除险加固工程中的应用[J]．水利与建筑工程学报，2011，9(6)：150—154．·163·