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帷幕灌浆在水工建筑物防渗工程中的应用

2020-09-08崔江涛

理论与创新 2020年12期
关键词:帷幕灌浆水工建筑物

【摘  要】本文从帷幕灌浆概述出发,然后介绍工程概况,再次分析帷幕灌浆施工,最后阐述帷幕灌浆方法应用注意事项,以便为帷幕灌浆在水工建筑物防渗工程中的应用提供有益的参考性建议。

【关键词】帷幕灌浆;水工建筑物;防渗工程

引言

社会经济发展,极大推动建筑工程不断进步。建筑工程作为一项系统性工作,其中防渗工程质量直接影响居住者人身安全,而科技不断发展,帷幕灌浆作为新技术在其中起到积极作用,所以,需要加强帷幕灌浆技术应用。基于此,研究帷幕灌浆在水工建筑物防渗工程中的应用有现实意义。

1.帷幕灌浆概述

帷幕灌浆指的是浆液灌入到岩石体内或者士层的孔隙和裂隐,从而成为持续阻碍水的帷幕,确保减少渗透压以及渗流量的灌浆项目工程。通常来说,帷幕的最上部分连接的是混凝土闸底板或坝体本身,帷幕最下部分通过水岩层确定其深度,从而达到尽可能降低地基地下水渗透的效果,和下游排水系统同时作用下,减少渗透水流对闸坝的扬压力。就帷幕来说,依据防渗灌浆孔排数其包括多排孔以及两排孔的帷幕。当地理条件繁杂同时水头比较高的情况下,基本使用至少为三排的多排孔帷幕。此外,依据灌浆孔最底部深入不适应水岩层进行划分时,深入的称封闭式的帷幕不深的悬挂式帷幕。

2.工程概况

南水北调中线干线易县段有一个左岸排水交叉建筑物体,位置于魏家坟排水倒虹吸,其中心线桩号是194+228,作为半挖填型的渠道,倒虹及中心位置是填方,管子自身基坑开挖深度为7米,宽度为20米。一般而言,渠基的上部分是黄土形状的土壤,泥灰岩是其下部分。需要注意的是此渠道在设计过程中底部宽度是7.5米,渠道内部的边坡比例为1:2.5,外坡比例為1:2,此外,渠道铺的保温板有防冻功能,衬砌混凝土板渠底部的厚度为8厘米,渠坡厚度为10厘米。

渠道在三次通水时了解到此倒虹吸进、导墙、出口混凝土护底以及浆砌石衔接的位置都有水渗出现象,同时排水管在不断向外排水,每当冬季时,此管自身会出现结冰和积水的情况,其厚度为3厘米。除此之外,依据设计需要,应用帷幕灌浆技术可以使原基坑回填等相对比较弱的位置可以聚集灌浆,与此同时针对已经存在的渗漏点位置需要进行强化处理,并且在渠道的左右岸堤位置设置灌浆孔,从而降低渠道内部水向倒虹吸共同流入的现象。

3.帷幕灌浆施工

(1)钻孔。第一,灌浆孔在施钻过程中应该依照灌浆流程,分段执行相应工作内容。第二,灌浆孔的位置需要满足设计方面的需求,偏差数值一定要小于10厘米,同时记录真实孔位置。此外,各钻孔都需要取芯样,并且只留下岩芯,完整记录相关信息以及掌握地质情况。第三,帷幕灌浆施工过程中当发现基岩时,需要使用清水钻进。第四,帷幕灌浆在施工过程中所有钻孔工作完成之后每5-10米都需要测斜,应用KXP--1型测斜仪设施。第五,灌浆帷幕钻孔施工时,应用300型钻机打孔,其深度达到2米时,注入钢套管1.5-2m长度为φ108-146mm,钻孔时覆盖层应用的是套管跟进法,依据士层需求使用干钻法,碎石层应用泥浆钻进,当出现漏水或者漏浆现象时,应用水泥浆进行封堵工作,一天之后再次进行新的钻孔任务。

(2)钻孔冲洗。基岩段应用压力水对孔壁开展冲洗工作时,在水清澈10分钟之后结束此项任务,一般冲洗的压力是灌浆压力是五分之四,当灌浆压力大于1MPa时,应用1MPa。此外,孔内部所残留的杂质其厚度要小于20厘米才可以不再进行冲洗工作。

(3)压水试验。灌浆之前需要做流水测验工作,依据透水率高低从而确定灌浆的种类,当透水率不大于100lu时在开始帷幕灌浆;当透水率不小于100lu时,需要回填灌浆之后在帷幕灌浆。此外,回填灌浆依据相关规章制度要求进行水灰比的。在首先进行导孔时,应该自上而下分段卡塞从而开展压水测验,依据监理工程师指挥下应用单点法进行压水工作。第三,帷幕灌浆测验孔在检查孔时都依据相关技术规程应用五点法开展压水测验。

(4)灌浆。第一,灌浆开灌的水灰比例是3:1,水泥浆液其深度是3:1,2:1,1:1等,此外,由于渠道下部在漏水过程中具有流动性,灌浆时应该依据真实状况在浆液中加入速凝剂。第二,依据灌浆压力开展灌浆时其压力值为0.2-0.3MPa,此外,灌浆段基础岩石性质和钻孔深和灌浆测验结果调整。某级别水灰比注入量超过300L或者灌浆时间为一个小时,与此同时灌浆压力以及吸浆量几乎没有变化时,可使用一级水灰比浆液注入。单位灌注量大于30L/min时,需要依据现场施工状况进行过级变浓。第五,单位灌注量小于0.4L/min时,连续一个小时就可以结束。

(5)封孔。灌浆工作完整之后应用机械式封孔以及人工式封孔融合法,即使用导管注入浆液到孔口处,在灌浆即将完成之后应用最稠级浆液当作封孔浆升压封孔进行灌浆工作,需要注意的是其上部应用人工式封孔。

(6)特殊情况处理。①窜孔。灌浆时若发现存在窜孔情况,通常应用如下方法处理:第一,若窜浆量小时,被窜孔内部应用冲洗策略,避免水泥出现在孔内,以便更好继续灌浆。第二,若窜浆量相对较大时,需要和被窜孔进行灌浆,而需要减少相应压力;当灌浆条件不符合时,应用灌浆塞堵好被窜孔,并且在灌浆孔进行灌注。此项任务完成之后,需要立刻拿出被窜孔的灌浆塞,并且补充灌浆在将孔清洗干净的前提下。②特大耗浆。有少数孔借助正常变浆同时浆液自由度达到灰水比例1:0.5之后,孔段吸浆率非常大,不利于完成灌浆工作,通常应用如下策略处理:第一,减轻压力,以便注入小于1-2L/min灌注。此时当灌注干料达到最高数量时,吸浆率增多或者不变,应用浓浆、限流和限量,以便间歇性进行灌浆工作。第二,浆液中需要加入速凝剂。第三,灌注水泥砂浆。

4.帷幕灌浆方法应用注意事项

帷幕灌浆方法的种类很多,且在实际应用过程中也存在很多注意事项,本文仅选择两个比较常见的帷幕灌浆方法进行介绍:

(1)自上而下分段法。此办法优势包括四点,首先,避免绕灌浆塞反浆情况,由于灌浆过程自上而下,堵住上串裂隙,使强度不断增加,与此同时将灌浆塞放在灌段底部时,极易将孔隙塞紧。然后,灌浆施工越来越深化过程中,所有灌浆压力也不断增大。再次计算干料量正确和压水测验效果无误;最后灌浆质量非常好。此办法缺点分为三方面,第一是所有段进行灌浆之后需要有等待凝固时间,此时工期非常长;第二若针孔与灌浆互相姿势时工序会进行交叉,此过程中非常浪费时间;第三,极易出现孔斜现象。通常来说,此情况应用于岩石处理、渗漏非常严重的地质条件,普遍应用在水利水电工程中。

(2)自下而上分段法。此办法优势:一方面灌浆段没有待凝环节,从而缩短时间;另一方面,此办法分离钻孔与灌浆工序,降低钻和灌间的交叉,以便加大机械使用率与施工速度。此办法劣势:不仅可以使灌浆压力受到部分局限,而且孔段裂隙在钻进时极易被岩粉堵塞,从而对灌浆质量产生影响。

此方法结合以上两种办法,基本应用在地质条件繁杂并且钻孔相对较深的状况。例如,若灌浆孔内部岩层比较坚硬完整且透水性不大时,部分易碎裂隙发育和透水性大,其前段应用从下而上灌浆法,后段应用从上而下施工法。

5.结论

综上所述,本文通过对帷幕灌浆概述展开深入研究,然后阐述工程概况,再次介绍帷幕灌浆施工,最后总结出帷幕灌浆方法应用注意事项,其中包括自上而下分段法、自下而上分段法和综合分段灌浆法等三方面,旨在为帷幕灌浆在水工建筑物防渗工程中应用得到有效保证。

参考文献

[1]李昌友.帷幕灌浆施工技术在大坝基础防渗加固处理中的应用[J].工程建设与设计,2018,396(22):154-155.

[2]汪金龙.水工建筑帷幕灌浆施工过程中的要点探析[J].工程建设与设计,2018,000(009):227-228.

[3]姚云辉.帷幕灌浆施工技术在坝基加固中的应用[J].工程建设与设计,2018,395(21):218-219+222.

作者简介:崔江涛(1991-),男,汉族,新疆伊宁人,本科,助理工程师,研究方向为水利灌浆;从事工作:现场管理。

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