论文部分内容阅读
摘 要：本文对高压摆喷灌浆施工进行阐述，并对大坝进行防渗处理质量控制、劈裂灌浆设计及施工进行了相关的探讨。
关键词：水库 除险加固 劈裂灌浆 安全加固 施工
1工程概况
某水库是一座以灌溉为主结合发电的小（一）型水库，工程始建于1979年，拦河大坝为均质土坝，水库工程等级为四级。设计洪水标准为50年一遇，地震基本烈度为Ⅳ度。受当时施工条件限制，工程质量偏低，20多年来险情不断，虽经多次对其工程进行加固处理，仍未彻底解决工程的安全运行问题.
2高压摆喷灌浆采用三重管喷射工艺
分两序施工，两序喷灌间隔时间为7d，经过对部分开挖连接墙段的观察和分析，当第1序墙体的强度不够而切割时，由于墙体固有的不均匀和第2序喷射时穿透能力以及灌填饱和程度的限制，将附近第1序墙体冲散而第2序灌填不饱满等原因形成防渗的弱点，甚至空洞，当第l序墙体有足够的强度（1序喷灌7d诟），在进行2序喷灌连接时，这样连接防渗效果好。高压摆喷灌浆的施工机具由高压发生装置、钻机、特种钻杆和高压管路四部分组成。
步骤说明如下：
（1）进行场地平整，挖好排浆沟，做好钻机定位，要求安放水平，钻杆保持垂直，且确保钻孔倾斜率不超过1.0%。
（2）钻孔定位后，利用特种钻杆在设计孔位钻孔利用原浆固壁止设计高程，设计孔位与实施孔位的偏差应小于5cm。
（3）下三重管喷射，在地面上进行水、气试喷后下管止设计深度，调整喷射轴线方向呈折线型（折线的轴线与高喷灌浆钻孔的轴线的夹角为22°）。
（4）高压摆喷灌浆前的准备，主要确保水泥浆充分搅拌和控制好浆液比重、水灰比等。
（5）高压摆喷灌浆：严格按施工技术要求来操作，用施工技术参数来控制灌浆质量。
（6） 拔套管，高压摆喷灌浆结束后，拔出套管。
（7）回灌，喷射完毕后，由于水泥浆固结收缩，出现孔口下沉，对己喷孔进行静压灌浆，直到浆面不下沉为止。
（8） 再进行下一孔的施工。
施工前进行室内配方和现场试验，室内试验确定浆液的配比和喷射注浆后固结体的强度，现场试验确定施工工艺参数、注浆固结体强度和墙体抗渗指标等。施工钻孔过程中，要注意到各层的地质变化情况，及时调整高喷灌浆施工技术参数。
3坝体防渗灌浆质量控制
3.1使用的材料的技术参数
本工程的高压摆喷注浆的主要材料是水泥，设计要求采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于32.5R，灌浆所用的水泥应保持新鲜无受潮结块，水泥出库使用前应对其质量作鉴定，合格后方可使用。搅拌水泥浆所水，应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-89的规定。水泥浆由制浆批搅拌而成，水灰比控制1：1-1：3左右，搅拌时间不小于2min，超过4h的水泥浆作为废料处理，不得用于高喷灌浆。
3.2主要施工技术参数
高压摆喷灌浆施工参数的确定是防渗墙成墙质量的重要环节，严格按照规范操作和高喷灌浆施工技术参数进行施工，是确保施工的关键，施工主要技术参数由室内配方和现场试验决定，本工程施工主要技术参数如下：
（1）高喷灌浆的孔距为1.8m，高喷灌浆的成墙厚度不小于10cn；
（2）防渗墙钻孔为垂直孔，其偏斜应小于1.0%；
（3）高喷灌浆孔位与设计孔位偏差应小于5cm；
（4）高喷灌浆的形式为摆喷，摆角22°；
（5）提升速度：由于提升速度和地质情况有关系，因此需根据灌浆试验确定不同土层的提升速度。砾砂层的提升速度为8～10cm/min，壤土层的提升速度为12cm/min。
（6）高喷灌浆的水压为32-36Ma；流量为70～85L/min∶ 空气压力为0.6～0.8Mpa；风量为1.4～1.8m3/min；水泥浆压力为0.3～0.8MPa；流量为70～90Lmin。
（7）注浆水泥浆比重控制在1.50 ～1.60 g/cm3，回浆比重控制在1.36～1.45g/cm3。
4工程中异常情况的处理
本工程地质情况复杂，高喷灌浆进过程中，孔口不返浆；堤身孔隙较多，且有集中漏浆通道，采用以下措施进行处理：
（1）对局部土层有不冒浆的处理。停止提升，加大浆液送入，摆喷正常进行，直至返浆恢复正常，再继续提升。
（2）堤坡轻微漏浆处理，在漏浆出口处压砂做反滤层，使其清水渗出，从而封堵漏浆。或在灌浆液中掺入水玻璃，掺入量为0.5-3%，加速浆液凝固，从而封堵渗漏通道。
（3）凡经特殊处理的渗漏段，待孔口返浆后均应将喷射管下至原不返浆的最下位置，再进行正常喷灌（复灌）。确保防渗墙墙体质量。
5劈裂灌浆设计及施工
5.1灌浆孔布置
劈裂灌浆孔中心线距坝轴线上游1m处，平行大坝纵轴线布置一排，灌浆分二序孔进行施喷，相临孔距为5m，一、二序孔施喷间隔时间为5d以上。
5.2灌浆材料选择
5.3灌浆压力的确定
灌浆压力是劈裂施工中—个重要控制指标，当灌浆压力大于起裂压力和裂缝扩展压力时，钻孔就开始随裂缝扩展：随着裂缝的扩展，浆液进入坝体而形成防渗帷幕，灌浆压力如果控制得好，对于坝体的压密和回弹，浆体的压密和补充坝体小主应力不足、保证防渗帷幕的作用等，都能起到好的效果，否则，还有可能破坏坝体的某些结构，甚至出现险情。因此，参照相关工程灌浆試验和理论计算，该工程灌浆孔口压力一般控制在0.05～0.lMPa。
5.4劈裂灌浆施工
5.4.1 钻 孔
采用ⅩY-1钻机钻孔，按图测量孔位，钻机就位，套管（Φ108）用100kg的吊锤冲击至预定位置。然后，用孔径Φ91，合金钻头钻进。 5.4.2造孔完毕，提出钻杆，准备安放灌浆导管。
5.4.3导管安放
导管Φ38钢管，导管下放为防止堵塞，接上灌浆泵，用稀浆（1.2g/cm3 ）边冲边下放。
5.4.4清孔
为了使浆液在裂缝内顺利流通，以便充分填充每一处裂缝，因此每一次灌浆前均要进行清孔，如果是第一次灌浆，用Φ20mm钢管在导管内用稀浆冲洗，使灌浆孔有吃浆反映，再接好导管，装上压力表进行灌浆，如果复灌则用Φ20mm钢管抻洗前—次残留在导管内的泥浆，然后再接上灌浆装置进行灌浆。
5.4.5制浆
（1）制浆机械及制浆方法：
土坝灌浆主要是灌注粘土泥浆。我们采用WTG100的泥浆搅灌机。主要特点是高速连续搅拌，自动筛浆，浆液存入搅浆筒内防沉，灌浆泵和储浆筒直接相连，制出的泥浆质量高，能控制很高的含砂量。
将土料及清水按适当的比例，以适当速度连续均匀地从搅浆筒的—端进料口加入，土料从搅浆筒内经过连续高速搅打后，由于泥浆的旋转离心作用，经过另一端排浆排至转筛内，筛选过的细浆便流入拌浆筒内，以防浆液沉淀。
（2）泥浆浓度的选用：
在坝体灌浆中，泥浆密度控制在1.3～1.5g/cm3之间。密度在1.4g/cm3以上的泥浆为浓浆，以下为稀浆。原則上，开始用稀浆3～5mim以后，然后用浓浆。
（3）泥浆中掺入少量水玻璃：
为了提高坝体的灌浆效果，改变泥浆的性能，掺入水玻璃0.2～0.5%（干土重的比例）。水玻璃掺入泥浆后能促进沉砂作用，能起到降低泥浆粘度和静切力的作用，在浓浆中渗入水玻璃，增加泥浆的流动性，有利于提高灌浆效果。
6结束语
灌浆结束后，经过两个丰水期的蓄水，水库的蓄水面高程明显比以前高，达到设计要求出放水口顺流量得到有效控制工程安全运行资金由此可见高压摆喷灌浆与劈裂灌浆的结合应用在东风库安全加固中满足设计要求，且应用效果良好。
参考文献：
【1】张梅 周永健 朱敏，小型水库除险加固工程施工关键部位的质量控制， 《江淮水利科技》 2008（06）
【2】王泰 丁玉莲， 浅谈水库除险加固工程施工技术及质量控制， 《安徽农学通报》2013（10）
关键词：水库 除险加固 劈裂灌浆 安全加固 施工
1工程概况
某水库是一座以灌溉为主结合发电的小（一）型水库，工程始建于1979年，拦河大坝为均质土坝，水库工程等级为四级。设计洪水标准为50年一遇，地震基本烈度为Ⅳ度。受当时施工条件限制，工程质量偏低，20多年来险情不断，虽经多次对其工程进行加固处理，仍未彻底解决工程的安全运行问题.
2高压摆喷灌浆采用三重管喷射工艺
分两序施工，两序喷灌间隔时间为7d，经过对部分开挖连接墙段的观察和分析，当第1序墙体的强度不够而切割时，由于墙体固有的不均匀和第2序喷射时穿透能力以及灌填饱和程度的限制，将附近第1序墙体冲散而第2序灌填不饱满等原因形成防渗的弱点，甚至空洞，当第l序墙体有足够的强度（1序喷灌7d诟），在进行2序喷灌连接时，这样连接防渗效果好。高压摆喷灌浆的施工机具由高压发生装置、钻机、特种钻杆和高压管路四部分组成。
步骤说明如下：
（1）进行场地平整，挖好排浆沟，做好钻机定位，要求安放水平，钻杆保持垂直，且确保钻孔倾斜率不超过1.0%。
（2）钻孔定位后，利用特种钻杆在设计孔位钻孔利用原浆固壁止设计高程，设计孔位与实施孔位的偏差应小于5cm。
（3）下三重管喷射，在地面上进行水、气试喷后下管止设计深度，调整喷射轴线方向呈折线型（折线的轴线与高喷灌浆钻孔的轴线的夹角为22°）。
（4）高压摆喷灌浆前的准备，主要确保水泥浆充分搅拌和控制好浆液比重、水灰比等。
（5）高压摆喷灌浆：严格按施工技术要求来操作，用施工技术参数来控制灌浆质量。
（6） 拔套管，高压摆喷灌浆结束后，拔出套管。
（7）回灌，喷射完毕后，由于水泥浆固结收缩，出现孔口下沉，对己喷孔进行静压灌浆，直到浆面不下沉为止。
（8） 再进行下一孔的施工。
施工前进行室内配方和现场试验，室内试验确定浆液的配比和喷射注浆后固结体的强度，现场试验确定施工工艺参数、注浆固结体强度和墙体抗渗指标等。施工钻孔过程中，要注意到各层的地质变化情况，及时调整高喷灌浆施工技术参数。
3坝体防渗灌浆质量控制
3.1使用的材料的技术参数
本工程的高压摆喷注浆的主要材料是水泥，设计要求采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于32.5R，灌浆所用的水泥应保持新鲜无受潮结块，水泥出库使用前应对其质量作鉴定，合格后方可使用。搅拌水泥浆所水，应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-89的规定。水泥浆由制浆批搅拌而成，水灰比控制1：1-1：3左右，搅拌时间不小于2min，超过4h的水泥浆作为废料处理，不得用于高喷灌浆。
3.2主要施工技术参数
高压摆喷灌浆施工参数的确定是防渗墙成墙质量的重要环节，严格按照规范操作和高喷灌浆施工技术参数进行施工，是确保施工的关键，施工主要技术参数由室内配方和现场试验决定，本工程施工主要技术参数如下：
（1）高喷灌浆的孔距为1.8m，高喷灌浆的成墙厚度不小于10cn；
（2）防渗墙钻孔为垂直孔，其偏斜应小于1.0%；
（3）高喷灌浆孔位与设计孔位偏差应小于5cm；
（4）高喷灌浆的形式为摆喷，摆角22°；
（5）提升速度：由于提升速度和地质情况有关系，因此需根据灌浆试验确定不同土层的提升速度。砾砂层的提升速度为8～10cm/min，壤土层的提升速度为12cm/min。
（6）高喷灌浆的水压为32-36Ma；流量为70～85L/min∶ 空气压力为0.6～0.8Mpa；风量为1.4～1.8m3/min；水泥浆压力为0.3～0.8MPa；流量为70～90Lmin。
（7）注浆水泥浆比重控制在1.50 ～1.60 g/cm3，回浆比重控制在1.36～1.45g/cm3。
4工程中异常情况的处理
本工程地质情况复杂，高喷灌浆进过程中，孔口不返浆；堤身孔隙较多，且有集中漏浆通道，采用以下措施进行处理：
（1）对局部土层有不冒浆的处理。停止提升，加大浆液送入，摆喷正常进行，直至返浆恢复正常，再继续提升。
（2）堤坡轻微漏浆处理，在漏浆出口处压砂做反滤层，使其清水渗出，从而封堵漏浆。或在灌浆液中掺入水玻璃，掺入量为0.5-3%，加速浆液凝固，从而封堵渗漏通道。
（3）凡经特殊处理的渗漏段，待孔口返浆后均应将喷射管下至原不返浆的最下位置，再进行正常喷灌（复灌）。确保防渗墙墙体质量。
5劈裂灌浆设计及施工
5.1灌浆孔布置
劈裂灌浆孔中心线距坝轴线上游1m处，平行大坝纵轴线布置一排，灌浆分二序孔进行施喷，相临孔距为5m，一、二序孔施喷间隔时间为5d以上。
5.2灌浆材料选择
5.3灌浆压力的确定
灌浆压力是劈裂施工中—个重要控制指标，当灌浆压力大于起裂压力和裂缝扩展压力时，钻孔就开始随裂缝扩展：随着裂缝的扩展，浆液进入坝体而形成防渗帷幕，灌浆压力如果控制得好，对于坝体的压密和回弹，浆体的压密和补充坝体小主应力不足、保证防渗帷幕的作用等，都能起到好的效果，否则，还有可能破坏坝体的某些结构，甚至出现险情。因此，参照相关工程灌浆試验和理论计算，该工程灌浆孔口压力一般控制在0.05～0.lMPa。
5.4劈裂灌浆施工
5.4.1 钻 孔
采用ⅩY-1钻机钻孔，按图测量孔位，钻机就位，套管（Φ108）用100kg的吊锤冲击至预定位置。然后，用孔径Φ91，合金钻头钻进。 5.4.2造孔完毕，提出钻杆，准备安放灌浆导管。
5.4.3导管安放
导管Φ38钢管，导管下放为防止堵塞，接上灌浆泵，用稀浆（1.2g/cm3 ）边冲边下放。
5.4.4清孔
为了使浆液在裂缝内顺利流通，以便充分填充每一处裂缝，因此每一次灌浆前均要进行清孔，如果是第一次灌浆，用Φ20mm钢管在导管内用稀浆冲洗，使灌浆孔有吃浆反映，再接好导管，装上压力表进行灌浆，如果复灌则用Φ20mm钢管抻洗前—次残留在导管内的泥浆，然后再接上灌浆装置进行灌浆。
5.4.5制浆
（1）制浆机械及制浆方法：
土坝灌浆主要是灌注粘土泥浆。我们采用WTG100的泥浆搅灌机。主要特点是高速连续搅拌，自动筛浆，浆液存入搅浆筒内防沉，灌浆泵和储浆筒直接相连，制出的泥浆质量高，能控制很高的含砂量。
将土料及清水按适当的比例，以适当速度连续均匀地从搅浆筒的—端进料口加入，土料从搅浆筒内经过连续高速搅打后，由于泥浆的旋转离心作用，经过另一端排浆排至转筛内，筛选过的细浆便流入拌浆筒内，以防浆液沉淀。
（2）泥浆浓度的选用：
在坝体灌浆中，泥浆密度控制在1.3～1.5g/cm3之间。密度在1.4g/cm3以上的泥浆为浓浆，以下为稀浆。原則上，开始用稀浆3～5mim以后，然后用浓浆。
（3）泥浆中掺入少量水玻璃：
为了提高坝体的灌浆效果，改变泥浆的性能，掺入水玻璃0.2～0.5%（干土重的比例）。水玻璃掺入泥浆后能促进沉砂作用，能起到降低泥浆粘度和静切力的作用，在浓浆中渗入水玻璃，增加泥浆的流动性，有利于提高灌浆效果。
6结束语
灌浆结束后，经过两个丰水期的蓄水，水库的蓄水面高程明显比以前高，达到设计要求出放水口顺流量得到有效控制工程安全运行资金由此可见高压摆喷灌浆与劈裂灌浆的结合应用在东风库安全加固中满足设计要求，且应用效果良好。
参考文献：
【1】张梅 周永健 朱敏，小型水库除险加固工程施工关键部位的质量控制， 《江淮水利科技》 2008（06）
【2】王泰 丁玉莲， 浅谈水库除险加固工程施工技术及质量控制， 《安徽农学通报》2013（10）