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【摘 要】本文主要介绍了灌浆施工在水利水电工程中的应用,重点分析了水利水电工程的灌浆施工技术,以供大家交流探讨。
【关键词】水利水电;施工;灌浆施工
一、水利水电工程灌浆施工技术
(一)对于浆液材料的基本要求
常用的灌浆材料为水泥浆,由水泥、粉煤灰、水以及适量外加剂和其他材料组成。由浆体制成的立方体试件在标准条件下养护7天之后,如果能够承受5MPa以上强度压力则为合格。浆体作为灌浆的主要材料,应该具备良好的可泵性、和易性和保水性能,为了使浆体能够均匀布满板底空隙,浆体不能过于黏稠;同时浆体也不能太稀,过稀的浆体干燥以后收缩性大。在施工时,可以在浆体中掺加一定量的膨胀剂,达到防止浆体干缩的目的。浆体在注入预定部位时,必须要进行灌注,影响浆体可灌性的因素就是浆体的流动度,可灌性与浆体的流动度息息相关。在现行的规范中,并未对浆体的流动度做出具体的规定,目前大多根据预制梁板压浆的施工经验,以浆体在漏斗中全部自由流完的时间作为浆体的流动度。
(二)不同工程条件下采取不同的灌浆方法
在水利水电工程的地基处理中,应针对不同地基采用相应的措施:①对于正在冒水的地基应根据冒水量和冒水是否集中等条件进行判断,冒水量大的应在裂隙相交处钻若干深孔及浅孔,埋入孔口管将水引出,以麻刀、棉纱等封堵裂缝后以砂浆填槽,先用低压对浅孔灌浆,浆凝后再用高压对深孔灌浆;对冒水量小的,可通过U形槽以速凝砂浆对裂隙进行灌浆处理。②对于存在大吸浆量情况的地基,通常采取降压或自流式灌浆,在砂浆中加入速凝剂并提高其浓度,同时限制其注入率,或采取间歇方式关键,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。③针对特大漏水通道有水流作用或倾角较陡的大孔洞可使用稠水泥浆冲灌粗砂与砾石,或以浓浆冲灌级配粒料,在中途将缝隙堵住;而无水流作用或倾角较缓的裂隙,则可采用定量灌浆的方式,灌注混合浆液或稳定浆液。④在岩溶地段,地基应根据有无填充物进行处理。有填充物的情况下,可采用将带孔眼的钢管插入溶洞内的方法,以高压灌浆设备将水泥浆射入人造孔壁中,并籍高压水泥浆的劈裂作用,使水泥浆以条带状向土体中穿插,纵横交错形成网格包裹;在无填充物时,可直接回填高流态混凝土或扩大灌浆孔孔径,向孔内投入干净碎石后再灌入水泥砂浆。
二、灌浆施工顺序及方法研究
(一)施工顺序
灌浆施工最为常见的施工顺序分为以下几种:分段式从下至上的灌浆顺序;分段式从上到下的灌浆顺序;一次性灌浆顺序。分段式从下至上的灌浆顺序主要适合用于岩石完整且裂缝较小的灌浆孔。分段式从上至下的灌浆顺序有较高的灌浆压力,能够有效地降低施工事故和提高灌浆质量,但是该方法的操作较为费时且施工设备移动频率较为频繁。一次性灌浆顺序只适用在孔深小于10m的灌浆孔内,且只能用于岩土层裂缝较少或漏水较低情况中,否则就需采用分段灌浆顺序进行施工操作。
(二)灌浆方式
一般情况下灌浆方式分为循环式和纯压式两种:所谓的纯压式指的是只能在岩石裂缝和所钻孔洞内进行灌浆操作,并不能把多余浆液回收利用,因此,这种方式主要应用在孔深小与土层缝隙大的工程中,其缺点为易致使微细孔洞堵塞,因此在实际的工程建设中应用并不多。而循环式指的是所灌浆量超过孔槽吸浆量时,多出浆液可以再次回返到搅拌机内,进行多次利用,通常用于孔内和孔口两种方式中,在该灌浆方法中,因为浆液始终流动,不仅能够有效地降低颗粒沉淀现象发生的几率,同时也能够提高施工质量,因此,该方式的应用较为广泛。
三、水利水电工程施工中的灌浆施工技术应用
(一)灌浆施工技术应用过程中对施工材料的基本要求
施工材料是影响施工技术应用效果最终要的因素之一。加强施工技术应用质量的控制,首先应当做好施工材料的管理和控制。现阶段,水利水电工程灌浆施工技术常用的灌浆材料主要为以水泥为主要原料的水泥浆。为了确保水泥浆的粘和性,通常需要再水泥浆中添加添加剂。待水泥浆原材料制造完毕时,需要进行材料各项性能和指标检验,检验一般采用抽样的方法,原材料只有检验合格后,方能进入下一道工序。
(二)灌浆施工过程中灌浆方法的选择和应用
做好水利水电工程灌浆施工方法的选择和应用工作,需要重点关注一下内容:第一,对冒泡的地基进行水量和集中情况进行判断,对情况较为严重的应当于裂缝处钻若干深孔及浅孔,然后埋设入孔口管将水引出,并用棉纱等封住裂缝,用砂浆填槽,用高压对浅孔注浆,然后是高压对深孔注浆。而对于不太严重的情况,可用U型槽采用素娘的方式对裂缝灌浆处理。第二,当遇到吸浆特别严重的地基时,应当实施降压,然后加入速凝剂,进而采用间歇式灌浆,重复操作直到结束。第三,地溶阶段灌浆,应当根据是否存在填充物进行处理,有填充物的情况可以采用带孔眼钢管插入的方式处理。无填充物时,可直接采用直接扩大灌浆孔的方式。
四、水利水电工程灌浆施工质量控制策略
(一)灌浆质量子系统控制
灌注能力、可塑性和强度特性均属于子系统的控制范畴之内,随着水利工程枢纽和设计施工要求的不同而变化,在此过程中,要坚持遵守一定的规范,这些规范包括劈裂定向定理、劈裂判别定理、吸渗反应定理等几个方面。劈裂定向定理要求采用劈裂灌浆方式进行灌浆,如果发生劈裂现象,一定会在载体中垂直主应力最小的平面上首先出现。尺寸效应定理主要是指导渗透灌浆过程中所用浆材颗粒的尺寸大小,在灌浆过程中,浆材颗粒的大小必须小于被灌注介质的缝隙宽度,或是小于被灌孔隙的直径。同时将灌注过程中浆材颗粒的累加效应考虑进来,在用粒状浆液进行灌注时,在考虑尺寸效应的影响外,还要考虑流变效应对于灌浆的影响。
(二)灌浆压力控制与质量控制
灌浆时通常采用一次升压法或是分段升压法两种方法进行灌浆压的控制。对于透水性小、裂隙发育不完善、并且裂隙周围的岩石坚硬、完整时,通常采用一次性升压方法,这种方法的关键是在灌浆时要在最短时间内使压力上升到标准压力的大小,在累计吸浆量达到一定程度后再调配浆液配合比,逐渐增大浆液浓度,以使单位吸浆量也随之减少,直到灌浆结束。
五、结束语
综上所述,灌浆技术是建造水利水电工程坝基的主要应用技术,通过严格控制灌浆技术的使用材料质量,提升灌浆操作工艺流程的精准性,在进行实时的质量监控和检查,灌浆技术将会得到不断的完善。同时,灌浆技术的应用不是一成不变的,广大施工建设单位需要结合具体的水利水电工程建设特点和性质,进行合理的判断,科学的选择和应用,只要因地制宜,具体分析,灌浆技术定会起到较好的使用效果。
参考文献:
[1]于广政.关于现代水利水电施工技术思考[J].黑龙江科技信息.2010(18).
[2]李留柱.水电站大坝碾压混凝土施工技术[J].水电与新能源.2010(02).
[3]王树峰.论水利水电工程建筑的施工技术及管理[J].黑龙江科技信息.2011(11).
【关键词】水利水电;施工;灌浆施工
一、水利水电工程灌浆施工技术
(一)对于浆液材料的基本要求
常用的灌浆材料为水泥浆,由水泥、粉煤灰、水以及适量外加剂和其他材料组成。由浆体制成的立方体试件在标准条件下养护7天之后,如果能够承受5MPa以上强度压力则为合格。浆体作为灌浆的主要材料,应该具备良好的可泵性、和易性和保水性能,为了使浆体能够均匀布满板底空隙,浆体不能过于黏稠;同时浆体也不能太稀,过稀的浆体干燥以后收缩性大。在施工时,可以在浆体中掺加一定量的膨胀剂,达到防止浆体干缩的目的。浆体在注入预定部位时,必须要进行灌注,影响浆体可灌性的因素就是浆体的流动度,可灌性与浆体的流动度息息相关。在现行的规范中,并未对浆体的流动度做出具体的规定,目前大多根据预制梁板压浆的施工经验,以浆体在漏斗中全部自由流完的时间作为浆体的流动度。
(二)不同工程条件下采取不同的灌浆方法
在水利水电工程的地基处理中,应针对不同地基采用相应的措施:①对于正在冒水的地基应根据冒水量和冒水是否集中等条件进行判断,冒水量大的应在裂隙相交处钻若干深孔及浅孔,埋入孔口管将水引出,以麻刀、棉纱等封堵裂缝后以砂浆填槽,先用低压对浅孔灌浆,浆凝后再用高压对深孔灌浆;对冒水量小的,可通过U形槽以速凝砂浆对裂隙进行灌浆处理。②对于存在大吸浆量情况的地基,通常采取降压或自流式灌浆,在砂浆中加入速凝剂并提高其浓度,同时限制其注入率,或采取间歇方式关键,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。③针对特大漏水通道有水流作用或倾角较陡的大孔洞可使用稠水泥浆冲灌粗砂与砾石,或以浓浆冲灌级配粒料,在中途将缝隙堵住;而无水流作用或倾角较缓的裂隙,则可采用定量灌浆的方式,灌注混合浆液或稳定浆液。④在岩溶地段,地基应根据有无填充物进行处理。有填充物的情况下,可采用将带孔眼的钢管插入溶洞内的方法,以高压灌浆设备将水泥浆射入人造孔壁中,并籍高压水泥浆的劈裂作用,使水泥浆以条带状向土体中穿插,纵横交错形成网格包裹;在无填充物时,可直接回填高流态混凝土或扩大灌浆孔孔径,向孔内投入干净碎石后再灌入水泥砂浆。
二、灌浆施工顺序及方法研究
(一)施工顺序
灌浆施工最为常见的施工顺序分为以下几种:分段式从下至上的灌浆顺序;分段式从上到下的灌浆顺序;一次性灌浆顺序。分段式从下至上的灌浆顺序主要适合用于岩石完整且裂缝较小的灌浆孔。分段式从上至下的灌浆顺序有较高的灌浆压力,能够有效地降低施工事故和提高灌浆质量,但是该方法的操作较为费时且施工设备移动频率较为频繁。一次性灌浆顺序只适用在孔深小于10m的灌浆孔内,且只能用于岩土层裂缝较少或漏水较低情况中,否则就需采用分段灌浆顺序进行施工操作。
(二)灌浆方式
一般情况下灌浆方式分为循环式和纯压式两种:所谓的纯压式指的是只能在岩石裂缝和所钻孔洞内进行灌浆操作,并不能把多余浆液回收利用,因此,这种方式主要应用在孔深小与土层缝隙大的工程中,其缺点为易致使微细孔洞堵塞,因此在实际的工程建设中应用并不多。而循环式指的是所灌浆量超过孔槽吸浆量时,多出浆液可以再次回返到搅拌机内,进行多次利用,通常用于孔内和孔口两种方式中,在该灌浆方法中,因为浆液始终流动,不仅能够有效地降低颗粒沉淀现象发生的几率,同时也能够提高施工质量,因此,该方式的应用较为广泛。
三、水利水电工程施工中的灌浆施工技术应用
(一)灌浆施工技术应用过程中对施工材料的基本要求
施工材料是影响施工技术应用效果最终要的因素之一。加强施工技术应用质量的控制,首先应当做好施工材料的管理和控制。现阶段,水利水电工程灌浆施工技术常用的灌浆材料主要为以水泥为主要原料的水泥浆。为了确保水泥浆的粘和性,通常需要再水泥浆中添加添加剂。待水泥浆原材料制造完毕时,需要进行材料各项性能和指标检验,检验一般采用抽样的方法,原材料只有检验合格后,方能进入下一道工序。
(二)灌浆施工过程中灌浆方法的选择和应用
做好水利水电工程灌浆施工方法的选择和应用工作,需要重点关注一下内容:第一,对冒泡的地基进行水量和集中情况进行判断,对情况较为严重的应当于裂缝处钻若干深孔及浅孔,然后埋设入孔口管将水引出,并用棉纱等封住裂缝,用砂浆填槽,用高压对浅孔注浆,然后是高压对深孔注浆。而对于不太严重的情况,可用U型槽采用素娘的方式对裂缝灌浆处理。第二,当遇到吸浆特别严重的地基时,应当实施降压,然后加入速凝剂,进而采用间歇式灌浆,重复操作直到结束。第三,地溶阶段灌浆,应当根据是否存在填充物进行处理,有填充物的情况可以采用带孔眼钢管插入的方式处理。无填充物时,可直接采用直接扩大灌浆孔的方式。
四、水利水电工程灌浆施工质量控制策略
(一)灌浆质量子系统控制
灌注能力、可塑性和强度特性均属于子系统的控制范畴之内,随着水利工程枢纽和设计施工要求的不同而变化,在此过程中,要坚持遵守一定的规范,这些规范包括劈裂定向定理、劈裂判别定理、吸渗反应定理等几个方面。劈裂定向定理要求采用劈裂灌浆方式进行灌浆,如果发生劈裂现象,一定会在载体中垂直主应力最小的平面上首先出现。尺寸效应定理主要是指导渗透灌浆过程中所用浆材颗粒的尺寸大小,在灌浆过程中,浆材颗粒的大小必须小于被灌注介质的缝隙宽度,或是小于被灌孔隙的直径。同时将灌注过程中浆材颗粒的累加效应考虑进来,在用粒状浆液进行灌注时,在考虑尺寸效应的影响外,还要考虑流变效应对于灌浆的影响。
(二)灌浆压力控制与质量控制
灌浆时通常采用一次升压法或是分段升压法两种方法进行灌浆压的控制。对于透水性小、裂隙发育不完善、并且裂隙周围的岩石坚硬、完整时,通常采用一次性升压方法,这种方法的关键是在灌浆时要在最短时间内使压力上升到标准压力的大小,在累计吸浆量达到一定程度后再调配浆液配合比,逐渐增大浆液浓度,以使单位吸浆量也随之减少,直到灌浆结束。
五、结束语
综上所述,灌浆技术是建造水利水电工程坝基的主要应用技术,通过严格控制灌浆技术的使用材料质量,提升灌浆操作工艺流程的精准性,在进行实时的质量监控和检查,灌浆技术将会得到不断的完善。同时,灌浆技术的应用不是一成不变的,广大施工建设单位需要结合具体的水利水电工程建设特点和性质,进行合理的判断,科学的选择和应用,只要因地制宜,具体分析,灌浆技术定会起到较好的使用效果。
参考文献:
[1]于广政.关于现代水利水电施工技术思考[J].黑龙江科技信息.2010(18).
[2]李留柱.水电站大坝碾压混凝土施工技术[J].水电与新能源.2010(02).
[3]王树峰.论水利水电工程建筑的施工技术及管理[J].黑龙江科技信息.2011(11).