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【摘 要】 随着水利水电建设的不断发展,国内对大坝的修建也越来越多,由于大坝构筑与地质条件有很大的关系,而良好的坝址却越来越少,因此,在进行大坝基础处理时就常用到帷幕灌浆技术,其是指在设计位置上先进行成孔、清孔,之后再进行止水与压水试验,最后进行配浆灌注,以达到预期的目的。本文就大坝帷幕灌浆施工中常见问题进行探讨。
【关键词】 大坝帷幕;灌浆施工;常见问题;解决策略
一、帷幕钻孔及灌浆
1.施工条件及准备
钻孔灌浆工作应在其帷幕垫层混凝土达到28d设计强度的70%后方可进行。在刚完成灌浆或正在灌浆部位的30m范围内,不得进行爆破作业。如必须进行爆破作业,应采取减震和防震措施,并应征得设计、监理部门同意。帷幕灌浆开始前,应按照设计指定的部位进行灌浆试验,同时应编制灌浆试验大纲并报送监理人,然后按监理人批准的方案进行实施。灌浆过程中必须安设抬动监测装置。灌浆过程中应经常观测和记录,严禁抬动值超过设计规定,此外,灌浆用水泥必须符合规定的质量标准,不得使用受潮结块的水泥。水泥不应存放過久,出厂期超过三个月的水泥不应使用。灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水要求,拌浆水温度不得高于40℃。
2.浆液供应
根据现场条件和灌浆施工进度,在坝肩处布置一个集中制浆站,拌制水泥浆液供大坝灌浆施工。制浆站内各设ZJ-400型高速搅拌机1台,J-900型储浆搅拌机1台,BW250/50型灌浆泵2台。制浆站用准48mm架管搭设,上铺5cm厚的木板,四周围彩条布,顶部盖石棉瓦。制浆根据设计提供的配比:8:1、6:1、4:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1七个级别进行配制。
3.钻灌施工顺序
帷幕灌浆采用三序施工,先钻灌第一序孔,然后钻灌第二序孔,最后钻灌三序孔,排序上遵循先外后内的原则,双排孔组成的帷幕先灌下游排孔,后灌上游排孔。
3.1钻孔
帷幕灌浆孔采用XY-2型回转式地质钻机,在覆盖层中采用硬质合金钻头钻进,在基岩中采用金刚石钻头或合金钻头回转钻进,开孔孔径准91mm。先导孔采用准91mm开孔,准76mm终孔,先导孔、第二、三序孔、检查孔须采取岩芯。孔位应符合设计要求,孔位偏差不得大于10cm,因故变更孔位应征得监理工程师同意,并记录实际孔位。灌浆孔的施钻应按灌浆程序,分序分段进行。在基岩中钻进时,采用清水钻进。钻孔开孔后每隔5m和终孔时均应测斜,测斜设备为KXP-1型测斜仪。垂直或顶角小于5°的帷幕灌浆孔,孔底的偏差不大于下表的规定。顶角大于5°的斜孔,孔底最大允许偏差值可根据实际情况按下表中的规定适当放宽,但方位角的偏差值不大于5°。孔深大于60m时,孔底最大允许偏差值根据工程实际情况确定,并不大于孔距。发现钻孔偏斜值超过设计规定值时,及时纠正或采取补救措施。
3.2压水试验
灌浆孔(段)在灌浆前均应做简易压水试验。先导孔应自上而下分段卡塞进行压水试验,根据监理工程师指示采用单点法压水。帷幕灌浆试验孔、检查孔应按规定采用五点法进行压水试验。
3.3灌浆
帷幕灌浆覆盖层段采用孔口封闭循环钻灌法;基岩段采用孔口封闭孔内循环自上而下分段灌浆法,射浆管距离孔底不得大于50cm。同一排上相邻的两个次序孔之间,在岩层中钻孔灌浆的间隔高差不得小于15m。覆盖层段灌浆压力为P=0.8D,岩石基础灌浆压力为P=1.5+0.5D,式中P-灌浆压力,D-灌浆顶板以上地层厚度最终灌浆压力的大小等灌浆参数应通过现场灌浆试验或由监理人现场确定。
二、大坝帷幕灌浆施工中的常见问题分析
1.灌浆过程中出现中断现象
在大坝帷幕灌浆施工操作中,会由于种种原因导致灌浆管出现堵塞及破裂等状况导致灌浆过程中出现中断现象。此外还有可能是因为施工中突然断电断水,这样一来灌浆孔的吸浆量就会大大减弱,严重的话会直接停止吸浆,从而造成灌浆中断状况。若灌浆中断时间过长,灌浆设备就会凝固在孔内,再拔出来就非常困难了,并且这种情况下需要施工人员重新进行扫孔,延误施工工期。
2.灌浆过程中出现漏浆
由于地上通道与帷幕灌浆孔之间是相通的,若在施工中不严格把控很容易造成漏浆状况,而施工中发生漏浆则会导致浆液孔内出现裂缝,致使孔内浆液流出,这样一来不仅浪费了浆液,同时还大大影响了帷幕灌浆的质量,为了制止漏浆进一步恶化,对其采取相应的解决措施势在必行。
3.灌浆孔之间形成串浆
大坝地质较为疏松,各岩层之间相互串通,从而使施工中所打造的部分灌浆孔也是相通的,在这种状况下如果施工人员不注意采取预防措施,极易使灌浆孔之间形成串浆。另外还有一种情况就是由于灌浆方式不对导致灌浆路堵塞或者灌浆压力表失灵,灌浆压力不断变化的同时灌浆孔也会随之变化,灌浆压力过大也会造成串浆现象,这种现象不仅影响灌浆质量,还严重影响了大坝帷幕灌浆施工进度,损害了大坝帷幕灌浆施工企业的经济效益,不利于施工企业的长远发展。
三、大坝帷幕灌浆施工常见问题的对策分析
大坝帷幕灌浆施工是一项较为复杂的系统工程,地质也是千差万别,因此在帷幕灌浆施工操作中出现一些灌浆中断、串浆、漏浆等想象也是在所难免,但这些因素影响了帷幕灌浆施工质量及施工企业的经济效益,因此对这些现象及时预防及采取相应措施尤为必要。以下是笔者针对上述问题提出的有效策略:
1.灌浆中断问题的解决策略
灌浆中断不仅阻碍了下一步施工操作,还需要对大坝帷幕重新打孔,加大了施工人员的工作量,同时需要再次消耗施工材料,提高了大坝帷幕灌浆施工中人力物力财力,为了保证施工企业的整体利益,应及时采取措施制止该现象的进一步恶化。首先在灌浆材料选择上,应根据大坝施工特点选择适合施工的、性能良好的设备,保证该设备可以在规定的灌浆压力下进行长时间灌浆施工操作。其次要灌浆施工前相关人员应对输浆管材质量严格把关,保证管材的无磨损无堵塞,只有这样才能从根本上解决灌浆中断问题。
2.漏浆问题解决策略
在钻孔施工中应对大坝地质层中的大裂缝或者溶洞等现象进行详细记录,施工人员在灌浆之前应根据相关记录,有针对性的对漏道投放砂、泥等材料,将漏道堵塞,这一方法能够有效防止施工人员在灌浆过程中国出现漏浆冒浆等状况。
3.灌浆孔形成串浆的解决策略
灌浆孔形成串浆会直接导致施工无法继续,延误整个施工工期,那么要快速解决这一问题,首先要加大各灌浆孔之间的施工距离,相邻的两个灌浆孔不应在同一时间段灌浆,应该隔天进行再进行相邻孔位灌浆操作。其次,在灌浆过程中还要全面考虑灌浆压力的因素及影响,一定要将灌浆压力控制在施工设计范围内,另外还要保证灌浆压力表的准确性与稳定性,只有这样才能够为施工人员提供真实可靠的信息,有利于施工人员更好的完成灌浆施工操作。
四、结束语
随着水利水电建设的不断发展,帷幕灌浆技术在大坝基础施工中的应用越来越广泛,在施工中,必须根据坝址的地质条件与工程的特点,结合以往的施工经验,建立科学的质量保证体系,认真作好施工前的技术准备工作,同时落实好各阶段、各工序的施工措施、施工方法、施工设备、人员和所需要的物资,加强灌浆工程施灌过程的检查与验收控制,对施工中常见问题要采取预防措施,从而保证大坝工程顺利实施。
参考文献:
[1]姜云.探讨大坝帷幕灌浆施工中的问题与预防措施[J].水利建筑.2010,(76):116.
[2]秦伟祥.大坝帷幕灌浆施工技术研究[J].施工技术.2011,(97):142.
【关键词】 大坝帷幕;灌浆施工;常见问题;解决策略
一、帷幕钻孔及灌浆
1.施工条件及准备
钻孔灌浆工作应在其帷幕垫层混凝土达到28d设计强度的70%后方可进行。在刚完成灌浆或正在灌浆部位的30m范围内,不得进行爆破作业。如必须进行爆破作业,应采取减震和防震措施,并应征得设计、监理部门同意。帷幕灌浆开始前,应按照设计指定的部位进行灌浆试验,同时应编制灌浆试验大纲并报送监理人,然后按监理人批准的方案进行实施。灌浆过程中必须安设抬动监测装置。灌浆过程中应经常观测和记录,严禁抬动值超过设计规定,此外,灌浆用水泥必须符合规定的质量标准,不得使用受潮结块的水泥。水泥不应存放過久,出厂期超过三个月的水泥不应使用。灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水要求,拌浆水温度不得高于40℃。
2.浆液供应
根据现场条件和灌浆施工进度,在坝肩处布置一个集中制浆站,拌制水泥浆液供大坝灌浆施工。制浆站内各设ZJ-400型高速搅拌机1台,J-900型储浆搅拌机1台,BW250/50型灌浆泵2台。制浆站用准48mm架管搭设,上铺5cm厚的木板,四周围彩条布,顶部盖石棉瓦。制浆根据设计提供的配比:8:1、6:1、4:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1七个级别进行配制。
3.钻灌施工顺序
帷幕灌浆采用三序施工,先钻灌第一序孔,然后钻灌第二序孔,最后钻灌三序孔,排序上遵循先外后内的原则,双排孔组成的帷幕先灌下游排孔,后灌上游排孔。
3.1钻孔
帷幕灌浆孔采用XY-2型回转式地质钻机,在覆盖层中采用硬质合金钻头钻进,在基岩中采用金刚石钻头或合金钻头回转钻进,开孔孔径准91mm。先导孔采用准91mm开孔,准76mm终孔,先导孔、第二、三序孔、检查孔须采取岩芯。孔位应符合设计要求,孔位偏差不得大于10cm,因故变更孔位应征得监理工程师同意,并记录实际孔位。灌浆孔的施钻应按灌浆程序,分序分段进行。在基岩中钻进时,采用清水钻进。钻孔开孔后每隔5m和终孔时均应测斜,测斜设备为KXP-1型测斜仪。垂直或顶角小于5°的帷幕灌浆孔,孔底的偏差不大于下表的规定。顶角大于5°的斜孔,孔底最大允许偏差值可根据实际情况按下表中的规定适当放宽,但方位角的偏差值不大于5°。孔深大于60m时,孔底最大允许偏差值根据工程实际情况确定,并不大于孔距。发现钻孔偏斜值超过设计规定值时,及时纠正或采取补救措施。
3.2压水试验
灌浆孔(段)在灌浆前均应做简易压水试验。先导孔应自上而下分段卡塞进行压水试验,根据监理工程师指示采用单点法压水。帷幕灌浆试验孔、检查孔应按规定采用五点法进行压水试验。
3.3灌浆
帷幕灌浆覆盖层段采用孔口封闭循环钻灌法;基岩段采用孔口封闭孔内循环自上而下分段灌浆法,射浆管距离孔底不得大于50cm。同一排上相邻的两个次序孔之间,在岩层中钻孔灌浆的间隔高差不得小于15m。覆盖层段灌浆压力为P=0.8D,岩石基础灌浆压力为P=1.5+0.5D,式中P-灌浆压力,D-灌浆顶板以上地层厚度最终灌浆压力的大小等灌浆参数应通过现场灌浆试验或由监理人现场确定。
二、大坝帷幕灌浆施工中的常见问题分析
1.灌浆过程中出现中断现象
在大坝帷幕灌浆施工操作中,会由于种种原因导致灌浆管出现堵塞及破裂等状况导致灌浆过程中出现中断现象。此外还有可能是因为施工中突然断电断水,这样一来灌浆孔的吸浆量就会大大减弱,严重的话会直接停止吸浆,从而造成灌浆中断状况。若灌浆中断时间过长,灌浆设备就会凝固在孔内,再拔出来就非常困难了,并且这种情况下需要施工人员重新进行扫孔,延误施工工期。
2.灌浆过程中出现漏浆
由于地上通道与帷幕灌浆孔之间是相通的,若在施工中不严格把控很容易造成漏浆状况,而施工中发生漏浆则会导致浆液孔内出现裂缝,致使孔内浆液流出,这样一来不仅浪费了浆液,同时还大大影响了帷幕灌浆的质量,为了制止漏浆进一步恶化,对其采取相应的解决措施势在必行。
3.灌浆孔之间形成串浆
大坝地质较为疏松,各岩层之间相互串通,从而使施工中所打造的部分灌浆孔也是相通的,在这种状况下如果施工人员不注意采取预防措施,极易使灌浆孔之间形成串浆。另外还有一种情况就是由于灌浆方式不对导致灌浆路堵塞或者灌浆压力表失灵,灌浆压力不断变化的同时灌浆孔也会随之变化,灌浆压力过大也会造成串浆现象,这种现象不仅影响灌浆质量,还严重影响了大坝帷幕灌浆施工进度,损害了大坝帷幕灌浆施工企业的经济效益,不利于施工企业的长远发展。
三、大坝帷幕灌浆施工常见问题的对策分析
大坝帷幕灌浆施工是一项较为复杂的系统工程,地质也是千差万别,因此在帷幕灌浆施工操作中出现一些灌浆中断、串浆、漏浆等想象也是在所难免,但这些因素影响了帷幕灌浆施工质量及施工企业的经济效益,因此对这些现象及时预防及采取相应措施尤为必要。以下是笔者针对上述问题提出的有效策略:
1.灌浆中断问题的解决策略
灌浆中断不仅阻碍了下一步施工操作,还需要对大坝帷幕重新打孔,加大了施工人员的工作量,同时需要再次消耗施工材料,提高了大坝帷幕灌浆施工中人力物力财力,为了保证施工企业的整体利益,应及时采取措施制止该现象的进一步恶化。首先在灌浆材料选择上,应根据大坝施工特点选择适合施工的、性能良好的设备,保证该设备可以在规定的灌浆压力下进行长时间灌浆施工操作。其次要灌浆施工前相关人员应对输浆管材质量严格把关,保证管材的无磨损无堵塞,只有这样才能从根本上解决灌浆中断问题。
2.漏浆问题解决策略
在钻孔施工中应对大坝地质层中的大裂缝或者溶洞等现象进行详细记录,施工人员在灌浆之前应根据相关记录,有针对性的对漏道投放砂、泥等材料,将漏道堵塞,这一方法能够有效防止施工人员在灌浆过程中国出现漏浆冒浆等状况。
3.灌浆孔形成串浆的解决策略
灌浆孔形成串浆会直接导致施工无法继续,延误整个施工工期,那么要快速解决这一问题,首先要加大各灌浆孔之间的施工距离,相邻的两个灌浆孔不应在同一时间段灌浆,应该隔天进行再进行相邻孔位灌浆操作。其次,在灌浆过程中还要全面考虑灌浆压力的因素及影响,一定要将灌浆压力控制在施工设计范围内,另外还要保证灌浆压力表的准确性与稳定性,只有这样才能够为施工人员提供真实可靠的信息,有利于施工人员更好的完成灌浆施工操作。
四、结束语
随着水利水电建设的不断发展,帷幕灌浆技术在大坝基础施工中的应用越来越广泛,在施工中,必须根据坝址的地质条件与工程的特点,结合以往的施工经验,建立科学的质量保证体系,认真作好施工前的技术准备工作,同时落实好各阶段、各工序的施工措施、施工方法、施工设备、人员和所需要的物资,加强灌浆工程施灌过程的检查与验收控制,对施工中常见问题要采取预防措施,从而保证大坝工程顺利实施。
参考文献:
[1]姜云.探讨大坝帷幕灌浆施工中的问题与预防措施[J].水利建筑.2010,(76):116.
[2]秦伟祥.大坝帷幕灌浆施工技术研究[J].施工技术.2011,(97):142.