水利工程中壩基固結(jié)灌漿的施工技術(shù)

徐守坡

(阜陽市水利機(jī)械工程有限責(zé)任公司，安徽阜陽 236009)

水利工程中壩基固結(jié)灌漿的施工技術(shù)

徐守坡

(阜陽市水利機(jī)械工程有限責(zé)任公司，安徽阜陽 236009)

水利工程建設(shè)中，壩基固結(jié)灌漿需要嚴(yán)格地遵照相關(guān)的技術(shù)要求，才能保證對灌漿予以很好的控制。本文主要結(jié)合實例對水利工程中壩基固結(jié)灌漿的施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

水利工程;壩基固結(jié)灌漿;施工技術(shù)

績溪水電站在對壩段壩基進(jìn)行固結(jié)灌漿的具體施工時，通過無蓋重加有蓋重的方法對灌漿予以加強(qiáng)，力爭在澆筑整個壩體的混凝土以前就能夠完成對壩基的灌漿固結(jié)工作。將設(shè)備具體進(jìn)出的次數(shù)予以減少，將直線工期予以縮短，這樣大壩混凝土對應(yīng)的具體施工就能夠嚴(yán)格地遵照計劃進(jìn)行。

1 實例概況

績溪水電站具備如下多方面的效益：防洪、對下游的航運予以很好的改善，以及攔沙。對河床壩基進(jìn)行固結(jié)灌漿，有如下特點：規(guī)模比較大;壩基在巖性層面上是巨厚的、條紋狀、深灰色的大理巖。此外，按照壩基巖體的具體質(zhì)量進(jìn)行分級，右岸主要是Ⅲ1級;在上游弱卸荷線中，主要的巖體級別為Ⅱ級，Ⅳ1級別的巖體呈現(xiàn)煌斑巖脈，分布的狀態(tài)為帶狀，Ⅴ1級別的巖體分布沿f18斷層對應(yīng)的破碎帶進(jìn)行。

2 固結(jié)灌漿壩基的施工方案和優(yōu)化措施

2.1 施工試驗

施工前，右岸，能夠灌性弱卸荷，原因是對于Ⅲ2級巖體而言，其三試區(qū)在如下位置：右岸壩基1670～1660這個范圍內(nèi)的高程壩趾處，壩中靠下游的如下段0+22～0+34之間;四試區(qū)因為不具備很好的灌漿性能，主要的巖石為綠片巖，在右岸1860m壩踵的具體地方，壩中靠近上游的0+9～0+16這些段間。試驗中的灌漿采用的工藝具體如下：“自上而下”進(jìn)行“分段鉆孔”，進(jìn)而予以“分段灌漿”;最后做到“一次性實現(xiàn)成孔”，灌漿自下而上并且分段地進(jìn)行。此外還進(jìn)行了如下對比試驗：2∶1、1∶1、0.8∶1 以及 0.5∶1 這四級的試驗，以及1∶1和0.5∶1這兩級的具體水灰比試驗。按照灌后檢查的具體資料予以深入的分析，四級試驗?zāi)軌颢@得更好的可灌性，可以明顯地將即使是非常細(xì)小的裂隙予以填充，見圖1的具體展示;不過對于灌漿在質(zhì)量方面的具體要求，兩種工藝都是可以將其予以滿足的，試驗最終都獲得了成功，不過在灌漿的具體成效方面，“自下而上進(jìn)行分段灌漿”和“自上而下進(jìn)行分段灌漿”相比，前者的優(yōu)越性更為明顯;試驗中也沒有抬動，灌后整體的質(zhì)量是符合設(shè)計的具體要求的，也就是說灌漿壓力本身是合理的。

圖1 各工況層表面點周期不同條件下的溫度荷載疊加應(yīng)力值

2.2 施工方案

對于右岸壩段地方的壩基，進(jìn)行固結(jié)灌漿的時候，原本設(shè)計選擇的為混凝土蓋重灌漿，這個時候蓋重高度一定要達(dá)到要求，強(qiáng)度超過設(shè)計強(qiáng)度的50%以上，在倉面做好鉆孔灌漿。施工的過程中，蓋厚大于等于7.5m，相鄰壩段對應(yīng)的澆筑高度要求在6.0m以上(含六m)。對于Ⅰ、Ⅱ序孔，進(jìn)行自上而下的分段卡塞灌漿;對于Ⅲ序孔，則進(jìn)行自下而上的卡塞灌漿。

2.3 施工方案優(yōu)化

按照對溫控的具體計算，以及進(jìn)行的無蓋重灌漿的具體試驗，發(fā)現(xiàn)有蓋重灌漿會使得混凝土澆筑層出現(xiàn)長時間的間歇，對于大壩混凝土而言，就會有較大的開裂風(fēng)險，河床壩段對應(yīng)的巖體如果是Ⅱ、Ⅲ1級，按照當(dāng)前監(jiān)測知曉，因為地應(yīng)力產(chǎn)生的壩基回彈不會發(fā)生很明顯的變形，河床壩段本身也不具備進(jìn)行無蓋重灌漿的具體條件，所以要優(yōu)化原來的設(shè)計方案：對于第6～8壩段，都予以無蓋重施工，施工應(yīng)該盡可能地在澆筑前進(jìn)行;有蓋重灌漿以后，再于混凝土倉面之上做好鉆孔，予以有蓋重的加強(qiáng)灌漿。澆筑壩體混凝土前完成首澆塊，遵循Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的順序進(jìn)行無蓋重灌漿的施工。

3 壩基固結(jié)灌漿的施工

3.1 壩基固結(jié)灌漿的設(shè)計參數(shù)

a.孔位和孔距。布孔一般遵照方格形進(jìn)行，排距保持在3.0m左右，在0～6m的地方布設(shè)加強(qiáng)孔。部分存在明顯地質(zhì)缺陷的地方，排距保持在2.0m左右，圖2給出了具體的描述。

b.孔向。河床壩段豎直向下鉆孔，上游的發(fā)散孔進(jìn)行現(xiàn)場放樣確定。B區(qū)固結(jié)灌漿孔對應(yīng)的孔深在25m，對于灌漿孔的孔深應(yīng)該在6m。

圖2 灌漿孔的對應(yīng)布設(shè)

3.2 灌漿方法

固結(jié)灌孔逐序進(jìn)行，共有三序。灌前通過固結(jié)灌漿自上而下進(jìn)行，定義為Ⅰ序孔;Ⅱ序和Ⅲ序都是一次性實現(xiàn)成孔，自下而上進(jìn)行分段灌漿。

3.3 鉆孔

一般條件下，鉆孔設(shè)備選擇TYQZJ100D和KSZ100這兩個型號的潛孔鉆，也可以是CM351高風(fēng)壓潛孔鉆，或者XY－2型巖芯鉆，鉆孔的孔徑介于76～91mm之間。

3.4 壓水試驗

壓水試驗以前，都通過高低壓力水脈動對孔進(jìn)行沖洗。Ⅱ、Ⅲ級中的Ⅰ序孔分段進(jìn)行簡易壓水;Ⅱ、Ⅲ序孔和別的一次成孔都在終孔的時候進(jìn)行簡易壓水。

3.5 灌漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)和封孔作業(yè)

a.灌漿壓一定時，注入率小于等于1L/min，進(jìn)行自上而下的灌漿，灌注60min后結(jié)束，如果為自下而上，就灌注30min后結(jié)束。

b.存在灌漿孔封孔方法為置換灌漿與壓力灌漿并用。

3.6 特殊狀況的處理措施

a.串漿。按照現(xiàn)場狀況與灌漿情形，串漏量比較小的時候，灌注選擇的為濃漿以及低壓，做好棉花嵌堵;如果外漏對應(yīng)的量比較大，這個時候就沒有很明顯的嵌堵效果，濃漿后待凝，并進(jìn)行掃孔復(fù)灌。

b.吸漿量比較大的孔段。按照具體的施工情況，進(jìn)行不同處理。對于邊排部位的封閉，通過水泥凈灌的方法，進(jìn)行灌漿，具體的量控制在500kg/m2，而后待凝復(fù)灌;中間一排的灌漿孔，進(jìn)行不限量的具體灌注。

c.冷卻水管被打斷的地方。檢測后發(fā)現(xiàn)有8孔出現(xiàn)了冷卻水管被鉆斷現(xiàn)象，達(dá)到了1.2%的比率。回填細(xì)石混凝土，做好吊封，需要注意，這里的混凝土的標(biāo)號相同。對管道予以檢查，沒有發(fā)現(xiàn)堵塞。后續(xù)施工的時候，開孔和鉆孔空斜都做好了控制，沒有發(fā)現(xiàn)再次出現(xiàn)冷卻水管被鉆斷的狀況。

4 固結(jié)灌漿的成效和分析

4.1 平均透水率以及對應(yīng)的單位注灰量

無蓋重情況下，巖體內(nèi)有張開而且松弛的裂隙，對應(yīng)的透水率比較大，有較好的可灌性;有蓋重的情況下，透水率相對比較小;對淺層基巖，予以無蓋重的低壓處理，對應(yīng)的透水率就可以得到明顯的降低，借助加強(qiáng)灌漿，有效填充細(xì)小裂隙。伴隨有次序的灌漿，單位注灰量和透水率都呈現(xiàn)很明顯的規(guī)律性。

4.2 抬動觀測

布設(shè)抬動變形觀測到右岸河床壩段對應(yīng)的上下游位置，上游一個，下游一個;借助自動抬動報警設(shè)備實現(xiàn)帶壓作業(yè)的整個工程，并且對整個過程做好監(jiān)測。壓水累計監(jiān)測的次數(shù)共有2502次，實現(xiàn)7696段灌漿，抬動變形最大的具體情況為：6壩段位置在無蓋重G1414－Ⅱ－5孔段52μm，對應(yīng)的灌漿壓是3.0MPa;7壩段為有蓋重J1517－II－9孔段39μm，對應(yīng)的灌漿壓為2.5MPa;8壩段在無蓋重G1618－Ⅱ－3孔段59μm的位置，灌漿壓是3.0MPa。按照成果可以知道沒有抬動變形。

5 灌后的效果檢查

a.對孔壓水進(jìn)行檢查。布設(shè)9孔于防滲帷幕中心線前后大約6m的范圍內(nèi)，在這個范圍外，進(jìn)行46孔的布設(shè)。9孔能夠?qū)崿F(xiàn)49段次的壓水，透水率都在1Lu以下，46孔能夠?qū)崿F(xiàn)244段次的壓水，有241段次對應(yīng)的透水率比3Lu低;不合格的包括了8壩段里面的3孔，和規(guī)定相比，不合格率低于150%，故而在要求上是滿足的。

b.對孔取芯的具體情況進(jìn)行檢查：6壩段對應(yīng)的取芯率都達(dá)到了80.1%，和灌前比，有明顯的提升，灌前對應(yīng)的取芯率為64.3%，也就是說提升了15.8%;還有7壩段對應(yīng)的取芯率為80%，這7段在灌前，對應(yīng)的取芯率為71.2%，提升的具體比率是8.8%;另外有8壩段，對應(yīng)的灌后取芯率已經(jīng)達(dá)到了87.4%，而灌前僅僅為68.1%，提升達(dá)到了19.3%;對檢查孔進(jìn)行檢查，絕大部分的裂隙里面的水泥結(jié)石都有很好的充填，膠結(jié)程度比較理想。

c.對孔聲波的具體波速進(jìn)行檢查。只有7壩段不合格，其施工的技術(shù)為無蓋重灌漿，對應(yīng)的檢測方法為聲波檢測，此后予以全面的補(bǔ)強(qiáng)灌漿，再檢測，結(jié)果為合格，有些局部的地方不合格，對這些部位予以補(bǔ)強(qiáng)灌漿，并再次檢查，結(jié)果都是合格的。

6 結(jié)語

此種灌漿方式使得混凝土內(nèi)切割鋼筋的工作量減少，搬遷設(shè)備對應(yīng)的次數(shù)也明顯降低，污染程度明顯降低，冷卻水管被打斷的具體幾率也降低了，對鉆孔進(jìn)行更高精度的具體控制的要求也不需要很高。按照巖體的具體質(zhì)量進(jìn)行級別的劃分，灌漿盡量自下而上進(jìn)行，功效得到明顯的提升。灌漿的優(yōu)化一方面使得施工的具體速度加快，另外一方面工期明顯縮短，取得了非常好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 穆武昌．臨滄三級電站前池及管床固結(jié)灌漿施工技術(shù)［J］．小水電，2010(04)．

2 黃波．大峽水電站壩基灌漿分析［J］．陜西水力發(fā)電，2000(02)．

3 盧元海，方偉．小灣水電站壩基固結(jié)灌漿特點和施工質(zhì)量控制［J］．西北水電，2008(01)．

4 盧元海，方偉，劉紅學(xué)．小灣水電站基礎(chǔ)固結(jié)灌漿施工組織與管理［J］．人民長江，2007(10)．

Construction Technology of Dam Foundation Consolidation Grouting in Hydraulic Project

XU Shou-po
(Fuyang Water Machinery Engineering Co．，Ltd．，F(xiàn)uyang236009，China)

Dam foundation consolidation grouting requires strict compliance with the relevant technical requirements in order to ensure that the grouting can be well controlled in water conservancy project construction．The paper mainly discusses the construction technology of dam foundation consolidation grouting in hydraulic project with some practical examples．

hydraulic project;dam foundation consolidation grouting;construction technology

TV543

A

1005-4774(2013)08-0029-03