您当前位置:亿达滑模 >> 技术创新技术创新
基于实例的水库大坝灌浆施工技术剖析
日期:2014-7-14 21:57:56 来源:本站原创 浏览数:
 
分享到:

0· 前言
  盘县白河沟水库水利工程位于盘县平关镇冷水沟村,坝址位于云贵两省交界处江浪河上,是一座具有城市供水、灌溉、人畜饮水等综合利用的水利工程。水库集水面积88. 5 km2,总库容1 650 万m3,兴利库容1 083 万m3。
灌浆平洞布置在大坝左岸,全长479 m,一期灌浆平洞200 m,洞型为城门洞断面。开挖断面为3 ×3. 3 m,周边采用C20 混凝土喷护( 厚度为10cm) ,底板为C15 混凝土盖重( 厚度为30 cm) 。

1· 灌浆设计
  工程中灌浆设计为: 趾板基础固结灌浆为双排梅花型布置,孔距3. 0 m,排距4. 5 m,分二序施工,总进尺为1 240 m; 帷幕灌浆趾板区及右岸边坡采用双排孔布置,排距1. 5 m,孔距3. 0 m; 左岸灌浆平洞及右岸尾部采用单排孔布置,孔距3. 0 m,采用三序施工。帷幕灌浆分二期进行,一期总进尺44 300 m,一期帷幕线长895 m,二期帷幕线长295 m。

2· 固结灌浆施工
  固结灌浆施工在趾板强度达到设计强度75%后进行,按变更设计要求,两岸趾板固结灌浆采用铅直钻孔,在孔内埋设灌浆管,全孔一次灌注的方法,分序加密原则进行[1]。

2. 1 灌浆施工程序
  钻孔→冲洗→埋设灌浆管→压水→灌浆→封孔结束。

2 . 2 灌浆施工方法

2. 2. 1 钻孔
  本工程固结灌浆采用风钻在设计规定位置钻孔,孔向铅直,孔径42 mm。

2. 2. 2 冲洗
采用单孔冲洗法,根据抬动观测情况,将压力为0. 15 ~ 0. 3 Mpa的清水通过Φ 25 mm镀锌管压入孔底,在孔底循环后从孔口返出,直至孔口返水清澈为止,保证孔底沉积物≤20 cm。

2. 2. 3 压水试验
  采用单点压水试验方法,通过埋设好的灌浆管,根据抬动观测情况,将压力为0. 15 ~ 0. 3 MPa的清水压入孔内,在稳定压力下,每3 ~ 5 min测读一次压入流量,连续4 次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%或最大值与最小值之差< 1 L /min时,压水试验结束,取最终值计算透水率。

2. 2. 4 灌浆方法
  采用埋设灌浆管,全孔一次灌注方法。即在钻孔及冲洗结束后,将Φ 25 mm镀锌管作为灌浆管插入孔内,保证下端管口距孔底≤50 cm,然后用砂浆将其固定在趾板混凝土上,并密封其周围,待充分凝固后向孔内注入浆液,确保浆液在孔段内循环,以保证灌浆质量[2]。 

2. 2. 5 灌浆压力
  根据抬动观测情况,在渡汛高程以下泥岩部分,采用0. 3 ~ 0. 6 MPa的压力进行灌注,在渡汛高程以上,与混凝土接触段均为灰岩,岩层相对破碎,为保证趾板不产生抬动,采用0. 2 ~ 0. 4 MPa作为最大灌浆压力,确保灌浆质量。

2. 2. 6 浆液比级及其变换
  根据规范及设计要求,本工程水灰比采用5∶ 1、3∶ 1、2∶ 1、1∶ 1、0. 8∶ 1、0. 6∶ 1、0. 5∶ 1等7 个比级,开灌水灰比采用5∶ 1,灌浆浆液浓度由稀到浓,逐级变换。

2. 2. 7 封孔
  本工程固结灌浆由于钻孔较浅,故采用人工封孔方法,即在灌浆结束后,人工拌合M10 水泥砂浆注入孔内,填充由于孔内浆液下沉而形成的表面孔段空隙。用钢筋插捣密实并找平。

2. 2. 8 灌浆结束标准
  固结灌浆,在规定的压力下,当注入率≤0. 4 L /min时,继续灌注30 min,灌浆结束。

2. 3 制浆方法
  本工程制浆系统采取两岸相对集中固定,河床分散移动的制浆方式,配置BW100/100 灌浆泵和100B/15型砂浆泵各2 台,渡汛高程以上分别在左、右岸坝顶平面搭设灌浆房及水泥库房,每个灌浆房配置100B/15 型砂浆泵各2 台,灌浆管路采用37. 5 ~50 mm 高压胶管[3]。
  本工程灌浆浆液主要以水泥浆液为主,吸浆量大孔段辅以混合浆液灌注。制浆时,水泥及掺和料采用称量法,水采用水表计量,外加剂溶液采用重量法加入,纯水泥浆液搅拌时间≥3 min,各类混合浆液均搅拌均匀,并用比重计进行密度测定合格后使用,各种浆液在灌浆施工时随制随用,从制备至用完时间< 4 h。

2. 4 灌浆施工时应注意的问题及措施
  由于趾板混凝土较薄,为了在确保灌浆质量的基础上保证趾板混凝土不受破坏,灌浆施工时在趾板混凝土上设置抬动观测装置,压水和灌浆时设专人观察并记录,严密监控。压水及灌浆压力控制,均依据设计规定值,采用分级升压法,试探加压,控压实施[4]。

3· 帷幕灌浆施工
  在帷幕灌浆正式施工前,作先导孔施工,待先导孔施工完成后提供切实可行的灌浆施工参数,指导后续灌浆工作。

3. 1 灌浆施工程序
  灌浆施工严格按施工规范及设计要求,根据分序加密原则,对同一地段基岩灌浆采取先固结、后帷幕、先施工前序次孔、后施工后序次孔的顺序进行,确保灌浆质量。其施工程序为:
钻孔→ 冲洗→压水试验→灌浆→待凝→钻孔→冲洗→压水→灌浆……周而复始直至终孔→封孔结束[5]。

3. 2 灌浆施工方法

3. 2. 1 钻孔
  为避免造孔时破坏趾板混凝土中的钢筋,在趾板混凝土浇筑时,在将要进行帷幕灌浆的位置,严格按照施工图纸测量放样,预埋Φ 110 mm塑料管定孔位,钻孔时在预埋管内进行,采用XY—100 型液压式地质钻机、硬质合金钻头钻进[6]。开孔孔径采用Φ91 mm,以后孔径用Φ 75 mm,为铅直孔,为确保钻孔孔底偏差不大于规范要求最大允许偏差值,钻机安装的水平、加固均径质检员与监理工程师检查合格后,才开孔钻进,并在钻进过程中采用测斜手段控制。

3. 2. 2 冲洗
  当钻孔达到灌浆分段深度提钻取出岩芯后,随即将钻具下到孔底,采用压力为0. 4 ~ 0. 5 MPa的清水通过钻具注入至孔底,从孔口返出,直到孔口返水清澈,确保孔内沉积厚度≤20 cm。

3. 2. 3 压水试验

1) 地下水位测定
  为了计算压水压力和灌浆压力,本工程采取单元工程先导孔施工测定一次地下水位,作该单元代表,方法为: 钻孔冲洗完成后,用万能表测定,每5 min测读一次孔内水位,当水位下降速度连续两次<5 cm /min时,以最后观测值作为地下水位值。

2) 压水试验
  本工程先导孔采用自上而下分段进行压水试验,各序次孔的各灌浆段在灌浆前进行简易压水试验,压水试验在裂隙冲洗后进行,先导孔压水试验采用五点法,按规定执行,其余各灌浆孔段采用单点法进行简易压水试验,压水压力采用0. 3 ~ 0. 5 MPa,当采用自下而上灌浆法时,各灌浆孔在灌浆前对全孔进行裂隙冲洗后,只对孔底段作压水试验[7]。

3. 2. 4 灌浆

3. 2. 4. 1 灌浆段长
  混凝土与基岩接触段为伸入基岩2. 0 m,其余各段一段为5. 0 ~ 6. 0 m,当遇断层,破碎带等地质条件复杂情况时,适当缩减段长,遇岩层完整,返水良好孔段时,适当加长段长,但最长未超过8. 0 m。

3. 2. 4. 2 灌浆方法
  本工程采用自上而下和自下而上相结合的综合灌浆方法,在泥岩部分,由于地质情况良好,岩层较为完整,吸浆量小,为相对隔水层,采用自下而上分段灌浆法,以加快工程进度,缩短工期,在灰岩部分,裂隙较为发育,岩层相对破碎,采用自上而下分段灌浆法,确保灌浆质量[8]。

3. 2. 4. 3 灌浆压力
  根据设计规定和现场试验,本工程灌浆压力: 接触段采用0. 2 ~ 0. 3 MPa,其余各段采用0. 4~ 0. 6 MPa。

3. 2. 4. 4 浆液比级及其变换
  与固结灌浆相同f、灌浆结束标准: 本工程灌浆结束标准按《SL62—94》规范执行。

3. 2. 4. 5 待凝
  根据设计及规范要求,经与监理工程师协商后,确定本工程采取对趾板混凝土与基岩接触段先行单独灌浆并待凝,待凝时间≥12 h。在岩层裂隙发育、破碎带等地质条件复杂地区灌浆后待凝,待凝时间≥4 h。在泥岩地区岩层相对完整,灌后可不待凝或待凝时间可适当缩短。

3. 2. 5 封孔
  在自上而下分段灌浆结束后,采用自下而上“分段压力灌浆封孔法”封孔,当采用自下而上分段灌浆时,用“压力灌浆封孔法”并结合人工封孔。

3. 3 制作方法
  其制浆方法同固结灌浆。

3. 4 灌浆施工质量
  固结、帷幕灌浆通过检查孔压水检测,透水率均< 3 Lu,各试段合格率均达到100%。

4· 结语
  随着社会的发展,水库的建设规模会变得越来越大。固结和帷幕灌浆技术被越来越广泛地使用在水库大坝的处理中。在进行固结和灌浆技术的施工时,应根据实际情况选取一个合理的灌浆压力、控制参数,采用合理的灌浆工艺,才能达到处理的目的。

相关阅读

上一条:中心支撑滑模技术在原煤仓施工中的再实践

下一条:ECC修补混凝土结构裂缝的技术分析