小型水库除险加固中探讨帷幕灌浆技术的应用

小型水库除险加固中探讨帷幕灌浆技术的应用

小型水库除险加固中探讨帷幕灌浆技术的应用摘要：病险水库处理的重点及宗旨是解决枢纽建筑物的漏（渗）水问题，因此病险水库施工的重点是坝体防渗灌浆工程、坝体整治工程；在小型病险水库除险加固屮，通过选择合适的施工方法，按照合理的技术参数，严格控制施工工序，帷幕灌浆可以取得明显的效果。文章通过对小型水库除险加固中探讨帷幕灌浆技术的应用进行分析，以期为水库的除险加固提供一个借鉴。关键词：水库除险加固；帷幕灌浆技术；应用中图分类号：TV543文献标识码：A引言由于受经济、技术等条件的限制，这些水库在建设时均未对地基进行勘察，更谈不上防渗、加固处理，导致日后运行中坝基渗漏现象突出，严重制约水库经济、社会效益的发挥，甚至成为危及人民生命财产安全的隐患。所以，可以采用帷幕的灌浆技术，对坝慕的渗漏进行控制，从而使得渗透水对坝基的扬压力减小，使坝基能够保持稳定。因此，为了充分保证施工的质量，就需要运用止确的施工技术和方法，从而发挥帷幕灌浆技术在小型水库中的除险加固的作用。鉴于此，文章就帷幕灌浆施工技术及其工艺流程进行分析，并且对质量控制以及特殊情况处理都进行了相应的说明，以期更好的保证其作用的发挥。一、帷幕灌浆施工技术n（一）前期勘察灌浆前，应通过现场踏勘、钻孔取样、土工试验等地质勘察工作，充分掌握坝慕岩石的种类、成分、岩层构造，研究裂隙和空洞的性质以及地基岩层渗透性，掌握坝址区的水文地质情况。（二）防渗标准及灌浆深度1.防渗标准帷幕灌浆的防渗标准应按灌后基岩的透水率控制。根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定，3级及以下的坝基透水率宜为（5-10）Luo2.灌浆深度坝基下存在相对不透水层，且埋藏深度不大时，帷幕应深入该层至少5mo当坝基相对不透水层埋藏较深或分布无规律时，应根据渗流分析和防渗要求，并结合类似工程经验研究确定帷幕深度。（三）钻孔布置在混凝土防渗墙以下透水率大于5Lu的弱风化岩层，设置帷幕灌浆，沿防渗墙中心线布置，孔距2叫底线至5Lu线以下5哄防渗设计标准为灌浆后基岩透水率不大于5Luo灌浆孔按三个次序施工，先施工一序孔（即设先导孔，以调整和优化设计参数，先导孔间距约16m,孔深应大于其它灌浆孔5m以上），再施工二序孔，然后施工三序孔，但在正式施工前必须做帷幕灌浆试验，以最终确定各施工参数。n（四）灌浆材料帷幕灌浆制成水泥浆必要时可按有关规范或通过室内试验和现场灌浆试验（试验成果报送监理人）或由监理人确定掺加外加剂、掺和料和化学材料等,浆液必须按设计的要求过筛处理后方可进行灌浆。（五）灌浆试验按照设计要求対不同掺合料和不同外加剂的浆液进行灌浆试验，获取有关的或监理指定的灌浆参数。施工中不得在帷幕线上进行可能导致不良后果的灌浆试验，应根据设计和监理指示选择地质条件与实际灌浆区相似的地段作为灌浆试验区，对于试验的成果要报送监理。二、施工工艺钻孔f裂缝冲洗和简易压水f制浆和灌浆f封孔（一）钻孔及压水试验钻孔顺序为先导孔fI级灌浆孔一II级灌浆孔f三级灌浆孔，相邻两级灌浆孔间的距离间隔应不小于17mo钻孔前使用测斜仪测定孔斜度，确保所有孔斜度水平满足相关操作要求。首先应正确安装钻机，并在钻机平稳的条件下进行钻孔；其次，使用合金结合金刚石钻头钻入孔壁，钻孔过程中尽量不破坏孔壁完整性，第三，钻入孔壁时确保立轴钻入点位及天车位于同一直线上，确保孔道钻入方向止确。水库坝体部位应采取干钻形式,坝基部位的钻孔方式则为清水钻入，当孔道深度＞17山时应使用导向器辅助钻孔，提高钻孔准确性。孔道冲洗完毕后进行压水实验，压水实验的常用方法为单点法，当测量数据的两个极值点之差小于1.2L/min时结束实验。将最终的流量测定值作为计算数据，并以渗透系数和透水率作为压水n实验结果的衡量指标。（二）制浆和灌浆选取质量合格的制浆材料，并严格按照一定配比进行混合搅拌，常规浆液中水泥和黏土的混合配比为1：2.5,浆液温度应维持在8——35°C水平。制浆完毕后按照灌浆孔次序进行灌浆施工，常用的帷幕灌浆技术有两排帷幕灌浆和三排帷幕灌浆，三排帷幕技术的准确性更高。三排帷幕的灌浆顺序为下游排孔道一上游排一屮间排孔道，每道灌浆操作均应在上一灌浆施工结束后进行，不得越级施工。灌浆施工的常用方式为孔内循环式灌浆，灌浆压力应根据现场施工情况确定。（三）验收和封孔三级帷幕灌浆孔道均灌浆完毕后，工程管理人员应指派专业工程师进行孔道施工验收，验收合格后进行封孔。帷幕灌浆施工的封孔方式为分段灌浆封孔法，即根据不同施工段地质条件及其使用功能，选用纯水泥浆或水泥黏土混合浆，在相同的灌浆压力条件下，进行灌浆封孔。在选用灌浆浆种时，一般在基岩孔道中使用1:17的纯水泥浆进行封孔，水库坝体的封孔浆液为0.7:1的水泥黏土混合浆，封孔完毕后即结束帷幕灌浆施工。三、帷幕灌浆质量控制（一）原材料及浆液质量控制措施水泥的标号不低于P32.5、细度、有机物含量等指标满足技术要求和规范要求，不得使用储存超过3个月的水泥，浆液使用前过筛，从开始制备至用完的时间不超过4h,经常检测浆液比重和浆液温度，保证浆液温度n在5-40°C之间。（-）孔斜控制终孔孔距偏差的大小是保证帷幕灌浆质量的重要技术参数。根据招标文件和《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-94要求，孔底最大允许偏茅值不得大于确定的数值，详见表1。表1帷幕孔孔底允许偏差值孔底偏差一般W孔深的2.5%。为控制钻孔的偏斜率，拟采用以下措施:1.采用地锚加固钻机，使钻机在钻进施工中不会位移。2.埋设孔口管并深入坝体或完整基岩Imo3•采用巾50血以上钻杆，降低钻杆在受力过程中的变形。4•根据施工场地尽可能采用较长的岩心管进行钻进，确保钻进过程中导向准确。5•每钻进5.0-10m左右即时进行孔斜测量，并即时纠偏，保证钻孔孔斜符合设计要求。钻孔测斜采用测斜仪，该仪器精度较高（方位角W土2°,顶角W0.5。）,轻便灵活。6•严格控制钻进压力和立轴转速，若遇软弱、破碎岩层的情况，建议采用低压力、低转速钻进。帷幕灌浆孔均进行全孔测斜。采取如上措施后，如施工过程中，仍然发现有钻孔偏斜超过规定时，及时采取经监理工程师批准的其它补救措施。纠偏无效时作废孔处理，并按监理工程师同意或指定的位置重新钻n孔。（三）灌浆的过程控制一是施灌前，应充分做好灌浆准备工作，配合充分的灌浆设备和材料,保证压力表、灌浆泵、比重计等灌浆设备完好和准备性，确保灌浆作业连续进行。二是开灌前严格按照程序进行钻孔冲洗，采用阻塞器阻塞时位置要准确，杜绝漏灌现象。三是灌浆过程屮，要严格按照方案给定的压力进行灌浆，当压力或注入量突然改变较大时，应立即查明原因，采取措施处理。四是在灌浆过程中，如吸浆量较大，且长时间内不减少，超过被灌范围，可取低灌浆压力、缩短浆液凝固时间、增大浆液粘度？合凝固剂，或使用间歇灌浆处理，间歇时间根据配方、配比及裂隙大小等情况确定。五是在灌浆屮，发现有串浆现象，若串浆量小可不处理；若串浆量较大可采用降低压力、灌注浓浆的方法处理。禁止采用并联灌浆处理，并应在灌浆结朿后对串浆孔及时进行冲孔或扫孔处理。六是在洗缝、压水及灌浆过程中，安排专人进行变形观察，有异常情况应及时通知记录员，以便采取降压等措施进行处理，耍做好详细记录并及时向监理工程师报告。七是灌浆工作应连续进行，如因故中断应尽早恢复灌浆，恢复灌浆时,使用开灌水灰比的浆液灌注，如注入率与中断前相近可改用中断前水灰比的浆液灌注。如恢复灌浆后，注入率较中断前减少很多，口在短时间内停止吸浆，应报告监理等有关单位，作为事故孔补孔灌浆处理。n四、特殊情况的处理在小型病险水库除险加固项目建设过程中，经常遇见吸浆不止、串浆等特殊情况，需要有针对性地采取相应的措施，才能达到预期的效果。（一）大吸浆量在灌浆中，有时会遇到大量吸浆不止，灌浆难以结束的情况，其主要原因是地层的特殊结构条件促使浆液沿某一固定的通道流失。对此种情况，可采用如下方法进行处理：1・降压。采用低压甚至是自流式灌浆，待裂隙充满浆液，浆液的流动性降低后，再逐渐升高压力，按止常的施工要求进行灌浆。2•限流。限制注入率为（15—20）L/min,或更小一些，以减少浆液在裂隙里的流动速度，促使浆液尽快沉积，待注入率明显减小后，再将压力升高，使注入率基木保持在（10—15）I/rin水平，直至达到灌浆结束标准后结束灌浆。3•浓浆灌注。采用最稠的水泥浆（一般为0.5:1）进行灌注。4•加速凝剂。在最稠的浆液中（一般为0.5:1）中掺入“水玻璃”氯化钙速凝剂。5.灌注水泥砂浆。根据灌注情况，掺砂量可以按水泥重量的10%、20%、30%逐步增加，砂的粒径也可逐渐变粗。将砂浆搅拌均匀后，用砂浆泵灌注。6•间歇灌浆。在灌注一定数量水泥或灌注一定时间后，停止灌浆一段n时间，然后再灌。间歇时间通常为（2-8）ho只有在比较长时间内，岩层一直大量吸浆并且基木不起压力或压力长期较小的情况下，才适合采用间歇灌浆。这种情况下，往往无法在设计压力下结束灌浆，需待凝一段时间后扫孔复灌，复灌时争取在设计压力下结束灌浆。（二）串浆1.加大第一次序孔间的孔距，适当地增长相邻两个次序孔先后施工的间隔时间。2•当串浆孔为正在钻进的钻孔时，应立即停钻，在串浆孔内漏浆处以上的部位安设灌浆塞,堵塞严密，在灌浆孔中则按要求正常灌浆。待灌浆结束后，串浆孔恢复正常钻进。1.若串浆孔为待灌的灌浆孔时，最好是串浆孔与灌浆孔同时进行灌浆，一台灌浆泵灌注一个孔，如无此条件，则只得采用上述2的措施。结束语帷幕灌浆防渗技术使用时，应根据实际情况选取一个合理的灌浆压力、控制参数，在应用过程中应严格遵从帷幕灌浆技术的施工顺序和具体要求，尽可能地避免施工不当现象，及时采取有效应对措施，进一步确保除险加固工程的高质量施工。参考文献：[1]马新江.基岩帷幕灌浆工艺的应用效果探讨[J]・农业与技术，2014,07:21.[2]杨自飞•水利工程施工中帷幕灌浆施工技术的应用要点[J]•科技n传播,2014,16:193-194.[1]朱文俊•浅析帷幕灌浆在浆砌石坝中的应用研究[J]・江西建材,2014,13:134-135.