錦凌水庫壩體基礎(chǔ)固結(jié)灌漿施工工藝及其質(zhì)量控制研究

汪 洋

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽 110077)

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錦凌水庫壩體基礎(chǔ)固結(jié)灌漿施工工藝及其質(zhì)量控制研究

汪 洋

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽 110077)

固結(jié)灌漿技術(shù)施工簡便，同時可使壩基巖體抗壓能力增加、彈塑性模量增強(qiáng)、透水性能變?nèi)?。已在我國大部分水利工程領(lǐng)域得到應(yīng)用，固結(jié)灌漿技術(shù)發(fā)揮的作用在工程中日益顯著。文章以錦凌水庫壩體基礎(chǔ)工程施工過程為背景，通過采取固結(jié)灌漿技術(shù)進(jìn)行壩體的施工，研究了在深開挖條件下的固結(jié)灌漿施工工藝，對施工中出現(xiàn)的特殊情況進(jìn)行了各項(xiàng)總結(jié)并提出了相應(yīng)的舉措，確定了固結(jié)灌漿施工質(zhì)量控制要點(diǎn)并提出了質(zhì)量措施。

壩體基礎(chǔ)；固結(jié)灌漿；施工工藝；質(zhì)量控制

隨著我國水利工程建設(shè)的大量增加，水庫壩體無論是從開挖深度還是建筑體量等方面都極大程度的發(fā)展，深開挖、大體量、高壓高彈水庫壩體基礎(chǔ)已經(jīng)成為現(xiàn)代化水利工程建設(shè)的關(guān)鍵。隨著壩基固結(jié)灌漿技術(shù)在壩基巖體施工中的應(yīng)用，同時又由于該技術(shù)操作便捷、成本較低，因此在大量水利工程中逐漸得到推廣應(yīng)用。

文章根據(jù)錦凌水庫大壩開挖深度大、壩基巖體回彈形變大，以及施工過程中出現(xiàn)的特殊施工狀況，對深開挖、大回彈、大變形等條件下進(jìn)行壩基固結(jié)灌漿施工技術(shù)的深入研究，提出固結(jié)灌漿中施工質(zhì)量的各項(xiàng)控制措施，為壩基固結(jié)灌漿技術(shù)的廣泛推廣提供案例支撐。

1 工程概況

錦凌水庫壩區(qū)基巖以安山巖居多，有少量熔巖，熔巖由凝灰?guī)r和火山角礫巖組成，也有極少量熔結(jié)流紋巖、凝灰質(zhì)砂巖等，多分布在河床四周或河床右岸邊。風(fēng)化程度比較弱的為基巖，每一片區(qū)域都有特定的風(fēng)化規(guī)律；安山巖的強(qiáng)度高，巖體完整性較完整；熔巖強(qiáng)度低，完整性較完整。熔巖和安山巖的堿性低，無潛在危險。壩址區(qū)域的地形結(jié)構(gòu)單一，無較大構(gòu)造形變。壩址區(qū)域基巖節(jié)理裂隙較為發(fā)育，少部分地區(qū)中等發(fā)育，PH呈堿性，節(jié)理面多平滑或毛糙，其中節(jié)理面間距最小的為15cm，結(jié)合情況正常，延性中等。

2 大壩基礎(chǔ)固結(jié)灌漿施工工藝研究

2.1 施工順序

錦凌水庫壩體基礎(chǔ)灌漿的施工順序?yàn)椋菏紫?，澆筑蓋重的混凝土，其次，等待蓋重混凝土強(qiáng)度達(dá)到50%，最后，進(jìn)行固結(jié)灌漿。

2.2 固結(jié)灌漿施工工藝

2.2.1 灌漿鉆孔

每個灌漿孔的間距為3m，每排的排距為3m，設(shè)計孔深為5m。當(dāng)出現(xiàn)混凝土蓋重的狀況時，方可固結(jié)灌漿，當(dāng)蓋重混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的50%后使用大型鉆孔機(jī)打孔，鉆機(jī)在打孔時要求安放平穩(wěn)，確保每個鉆孔垂直度并且要求每個孔底的偏差值小于1/40的孔深。

2.2.2 鉆孔沖洗及壓水試驗(yàn)

鉆孔打到標(biāo)準(zhǔn)深度后，才可以對孔壁、裂隙沖刷，沖洗方式使用大流量壓力水脈動方式，等待孔壁、裂隙中的水澄清后還需繼續(xù)清洗10min以上的時間，同時需要保證沖洗的水壓力是進(jìn)行灌漿壓力作業(yè)時的80%，數(shù)值的讀取采用取整法，假如數(shù)值大于1MPa小于2Mpa時，采取1MPa。在沖洗結(jié)束后，需對孔段進(jìn)行抽樣性的調(diào)查，水壓力依舊為灌漿壓力時的80%，并采用單點(diǎn)法。

圖1 固結(jié)灌漿施工工藝路程圖

2.2.3 灌漿

2.2.3.1 灌漿材料

水泥：采用P42.5硅酸鹽成袋的水泥，水泥的材料性要好，并且在使用時每用200t時進(jìn)行抽樣檢查，檢查水泥材質(zhì)是否合格。

水：使用無雜質(zhì)、無污染自然用水。

2.2.3.2 制漿

1)制漿材料稱量

所有的材料需進(jìn)行稱量的過程，稱量的結(jié)果不能低于規(guī)定的稱量總量的5%。

2)漿液攪拌

在漿液攪拌的過程中，時刻注意漿液的均勻攪拌，并做好各項(xiàng)記錄。

純水泥漿液的攪拌時間標(biāo)準(zhǔn)為：在使用一般攪拌機(jī)時，要控制好攪拌時間，攪拌時間要大于3min，當(dāng)用高速攪拌機(jī)的時候，攪拌時間大于30s即可。同時要注意控制攪拌時間，當(dāng)漿液攪拌時間從開始到結(jié)束時的時間超過4h，則漿液作廢。

3)集中制漿

需要設(shè)置集中制漿站來制取純水泥漿液，制取的漿液的水灰比應(yīng)為 0.5∶1，并要求各灌漿點(diǎn)的實(shí)際情況調(diào)制不同密度的漿液。

溫度低于或超過5℃-40℃的漿液被視為廢漿。

4)輸漿

輸漿時應(yīng)保持輸漿管道通暢。輸漿管內(nèi)的壓力要保持平穩(wěn)，輸漿管道路線應(yīng)平直，盡量減少曲折線路。輸送漿液流速為1.4-2.0m/s。

2.2.3.3 灌漿方法

使用有蓋重灌漿，進(jìn)行分塊分步灌漿，每個孔進(jìn)行一次性灌漿。

為了保持混凝土面的穩(wěn)定，理論上應(yīng)該一泵灌一孔，如果串漿，應(yīng)進(jìn)行群孔并灌漿液，但連在一起的孔洞數(shù)量應(yīng)該<3，并注意保持灌漿壓力穩(wěn)定。

2.2.3.4 灌漿壓力

固結(jié)灌漿的壓力Ⅰ序孔口采用0.1-0.3MPa，Ⅱ序孔口采用0.1-0.4MPa。在進(jìn)行灌漿工作時，應(yīng)當(dāng)盡快使灌漿壓力到達(dá)要求數(shù)值。

2.2.3.5 漿液水灰比和變漿標(biāo)準(zhǔn)

漿液的水灰比通常用5∶1，3∶1，2∶1，1∶1，0.8∶1或0.5∶1這六種等級，在等級順序上，漿液可由稀到濃進(jìn)行變換調(diào)試，一般狀況時的開灌水灰比采取5∶1的等級。

變漿標(biāo)準(zhǔn)要求水灰比不能有所改變，無論是注入率降低而灌漿壓力不變還是注入率不變而灌漿壓力增大。

根據(jù)現(xiàn)在的施工情形，當(dāng)漿液量超過300L或者灌漿時間超過1h，但灌漿壓力與注入率變化微小或不變時，應(yīng)跳級提升濃度。施工工藝流程如圖1所示。

3 特殊情況處理

1)灌漿時，注意冒、漏、噴漿現(xiàn)象，可依照實(shí)際施工情況，采取嵌縫填堵、外層封堵、降低壓力、提高漿液濃度、限制流量、間歇施工法進(jìn)行處理。

2)發(fā)生串漿現(xiàn)象時，根據(jù)實(shí)際施工條件，可進(jìn)行同時灌漿，如果不具備同時灌漿的條件，可將灌孔塞住，等灌漿工作完成時，再掃孔沖洗并再次鉆進(jìn)灌漿。

3)產(chǎn)生回漿變濃現(xiàn)象時，只需用新漿灌注，如果回漿現(xiàn)象嚴(yán)重，則需要新漿灌注的時間>30min。

4 固結(jié)灌漿施工質(zhì)量控制

1)灌漿鉆孔孔位偏差≤10cm，孔壁平直完整，終孔須報監(jiān)理參加終孔深度檢測。

2)灌漿泵性能與管距排漿量，規(guī)定其工作壓力大于最大灌漿時的1.5倍;現(xiàn)場配置足夠的壓力表、比重計、溫度計等測量計。使用壓力應(yīng)在壓力表最大值的1/4-3/4。壓力表與管距間設(shè)隔漿裝置。

3)灌漿工程采用硅酸鹽水泥，水泥標(biāo)號≥42.5R，施工前需要檢驗(yàn)每批水泥的質(zhì)量并檢查其出廠合格證，禁用受潮或過期水泥。水泥漿拌制后，其攪拌時間不得大于水泥漿液初凝時間。

4)固結(jié)灌漿段均按技術(shù)要求進(jìn)行灌漿，不得改動任意灌注。

5)一個灌漿部位或一個灌漿單元的固結(jié)灌漿結(jié)束后，按照規(guī)范要求由監(jiān)理工程師布置檢查孔，固結(jié)灌漿檢查孔應(yīng)在下述部位：①巖石破碎帶、斷裂層、孔隙不均勻等地理構(gòu)造交錯的部位；②注入量大的孔段附近；③灌漿部位不精確與資料分析不符合部位。

6)檢驗(yàn)鉆孔的水壓力試驗(yàn)是評定固結(jié)灌漿質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，與此同時還應(yīng)對比設(shè)計資料和試驗(yàn)的分析總結(jié)，全面測評。壓水合格標(biāo)準(zhǔn)q≤5Lu。

7)檢查孔施工：①鉆孔孔徑為φ76mm的芯樣需要進(jìn)行裝入箱內(nèi)并進(jìn)行填牌編號，同時還要對其內(nèi)容闡述說明。要求保留一份電子文檔；②鉆孔壓水通常采取單點(diǎn)法，標(biāo)準(zhǔn)壓水穩(wěn)定值：在壓力穩(wěn)定的大前提下每隔5min進(jìn)行一次抽查，當(dāng)出現(xiàn)四次數(shù)值各自之間產(chǎn)生的差值都在最終值的10%或差值速率<1L/min時，可視為試驗(yàn)成功，并選取最終值作為結(jié)果；③檢查孔的測評準(zhǔn)則：接觸段內(nèi)的鉆孔達(dá)標(biāo)率為1%，其余鉆孔的達(dá)標(biāo)率為90%以上，不合格透水率值應(yīng)小于設(shè)計值100%，并且沒有透水集中現(xiàn)象出現(xiàn)可認(rèn)為灌漿質(zhì)量合格。

5 結(jié) 論

固結(jié)灌漿技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外水庫壩體基礎(chǔ)除險加固工程的重要技術(shù)之一，在水利工程建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。文章結(jié)合錦凌水庫壩體基礎(chǔ)工程現(xiàn)場施工，通過深入研究壩體基礎(chǔ)固結(jié)灌漿技術(shù)，研究了在深開挖條件下的固結(jié)灌漿施工工藝，針對施工過程中出現(xiàn)的特殊情況進(jìn)行了匯總并提出了具體的處理措施，確定了固結(jié)灌漿施工質(zhì)量控制要點(diǎn)并提出了針對本工程的施工質(zhì)量措施，可為同類工程的施工提供借鑒，極大地促進(jìn)固結(jié)灌漿技術(shù)的推廣應(yīng)用。

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1007-7596(2017)01-0134-03

2016-12-16

汪洋(1980-)，男，遼寧沈陽人，工程師，研究方向?yàn)樗こ瘫O(jiān)理、水利工程施工等。

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