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大坝渗漏治理中高压喷射灌浆技术的应用

2017-03-09吴梁柱

黑龙江水利科技 2017年12期
关键词:板墙坝体大坝

吴梁柱

(重庆市水利电力建筑勘测设计研究院,重庆 401120)

1 研究大坝渗漏治理中高压喷射灌浆技术应用的现实意义

高压喷射灌浆技术主要作用于水利工程项目的防渗建设,对大坝的渗漏问题进行有效修复。具体来说,就是利用高压浆液与高压水的形式,通过形成相应的超高速喷射流束,以对地层造成切割与冲击影响。于此,混凝土浆液就能渗入到土层中,通过形成墙板状与桩柱体形式的混合结构物,来治理大坝渗漏问题。然而,受施工地质环境复杂、相关作业开展难度大且施工技术人员工作经验有限等问题的影响,使得高压喷射灌浆技术的应用效果并未达到应有的渗漏治理目标。针对这一问题,相关建设人员应从实践角度出发,即在明确高压喷射灌浆技术应用原理的情况下,更好的处理技术问题。通过这种方式更好的提升项目施工进度,保证整个过程的可持续发展,由此该项内容应得到施工人员的重视,在实践中妥善应用[1]。

2 大坝渗漏治理中高压喷射灌浆技术应用原理

这项技术主要应用在坝体上,并实现造孔将灌浆管深入到地基中,从而体现整体价值。在高压环境下,要掌握气、水等物质的状态,能够保证液体在处理中形成高速喷射浆液,完成项目施工操作。针对水泥基质浆液,应在冲击或是切割状态下,与土体或浆液混合,从而起到填充效果。因为土体浆液的阶段变化,在地基中拥有不同的状态,所以会形成均匀且密室板墙状。由此,坝体渗漏问题就得到了控制,从而达到了防渗的加固处理目标[2]。

据权威数据分析证实,高压喷射灌浆技术应用于大坝渗漏的土体环境为填土、土、碎石土等地基。为此,以某大坝工程项目为例,其所处的土壤环境为厚心墙砂壳坝,可在应用该技术后,取得了良好的防渗作用。此过程,施工技术主要的作用机理为:冲切掺搅作用,能够利用高压射流,通过这种冲击力对土体环境进行改变,结合不同情况实现冲击、扰动以及切割等操作,从而保证浆液与土体的有效结合,更好的形成凝结体,为施工奠定良好基础。施工操作需要及时进行升扬与转换,能够在高压喷射操作后,从喷嘴喷射出气、水以及浆液,以不同的作用方式,作用于地层结构,以起到升扬作用。例如结合细颗粒的升扬状态,做好置换处理,明确防渗能力的切实提升。针对不同状态下的挤压与渗透作用,注意喷射施工导致的浆液处理效果,通过这种挤压效果,更好的进行规划,在静压下,结合土地发挥的渗透作用,保证整体的密室程度。即实现握裹凝结目标。该技术的应用结果为:形成了连续与密实的柱状防渗墙结构。

3 大坝渗漏治理中高压喷射灌浆技术应用控制策略

重庆地区某水库大坝工程兴建于20世纪60年代,因当时工程建设条件的限制,使得相关设计标准偏低。随着工程建设使用时间的不断增加,使得各部分结构暴露出来的渗漏问题越来越多,且产生原因越来越复杂。为此,相关建设人员采用了高压喷射灌浆技术,以使大坝渗漏问题得到控制与治理。

首先,施工技术人员要确定灌浆孔布置方式,即大坝的坝顶轴线处布设一排高喷射灌浆孔,并在下部、坝基以及两坝肩帷幕灌浆搭接成一道封闭而连续的防渗墙。此过程,孔距与其他设计参数,可根据工程项目施工建设的实际情况进行适当调整。经上述操作,得出了实际灌浆作业的工艺参数,即施工技术人员要按照表1所示的要求进行控制。

表1 灌浆工艺参数要求

其次,对于防渗板墙连接形式控制,施工技术人员应将其高压摆喷灌浆深入至大坝基岩接触面,并在设计过程采用摆转喷射灌浆,来构筑防渗板墙,进而确保其作用过程的连续性和厚度。此外,施工技术人员要按照常规作业方法,即旋转高压喷射灌浆施工,将孔距控制在1.25m,从而提高灌浆作业的可靠性。对于施灌次序的控制,本工程采用的高压喷射灌浆技术主要按照两个次序,即单数孔为一序;双数孔为二序,同序孔距为2.5m,最终孔距为1.25m。如图1所示,为高压摆喷施工工艺流程。

喷射灌浆的施工过程。先要在孔底静喷2-3min,待孔口冒浆且比重达1.25以上时再开始提升,提升速度因地层而异;同时,在施灌过程中若孔口不冒浆应立即停止提升,直至孔口冒浆比重达1.25以上方能提升。当喷杆提升到设计高度后即可移机。对于封孔回填灌浆。封孔回填灌浆是保证防渗板墙顶部质量的关键。喷射完后,应随时用回浆池中的浆液作静压灌即可移机,同时应做到随沉随补,直到浆液不再析水下沉为止。

图1 灌浆施工工艺流程示意图

最后要进行合理的质量控制措施,针对喷射部分,预期施工完成时间,在开挖检查以及成墙测定中,经过对坝体的加固处理质量检查后,还要结合工程项目的实际情况进行防渗复核分析,以确定坝体是否满足结构作用的防渗需求。具体的分析方法为,有限单元法,即运用岩土软件Geo-Studio中SEEP/W模块分析该水库坝体渗流。该分析模块功能强大以及界面友好等优势,当其作用于实践,能够解决工程应用高压喷射灌浆技术遇到的复杂渗漏问题,进而提高渗流程度分析的精度。这样一来,高压喷射灌浆技术就能提高其作用于大坝渗漏治理的科学合理性,进而降低不良地质水文环境对其的影响。

4 结 语

综上所述,大坝渗漏治理中高压喷射灌浆技术的应用,能够直接作用于出现渗漏现象的土体,并通过灌注浆液与实现其与土体的凝结,最终提高大坝各部分结构作用的安全稳定性。然而,复杂的施工环境,导致高压喷射灌浆技术的应用效果受到了影响。为此,相关建设人员从实践角度出发,通过控制科学合理确定灌浆孔布置方式、控制防渗板墙连接形式、施灌次序以及喷射灌浆等操作,提升了技术应用的科学合理效果。

[1]钟建伟.高喷灌浆技术在病险水库坝体渗漏中的补救应用探讨[J].黑龙江水利科技,2016(09):120-122.

[2]董晓峰,刘伟山.高压喷射灌浆防渗技术在水库大坝基础处理中的应用分析[J].民营科技,2014(07):163.

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