探討水電站施工圍堰防滲施工技術(shù)

王蘇梅 張紹光

淮安市淮陰區(qū)活動(dòng)壩水利工程管理所 江蘇 淮安 223300

引言

在水電站施工過程中，圍堰滲漏是一個(gè)較為重要的問題，易于導(dǎo)致一定程度的安全隱患，要引起足夠重視，運(yùn)用科學(xué)合理的防滲施工技術(shù)，確保圍堰的防滲性。圍堰施工會(huì)受到各種因素的影響，在施工過程中應(yīng)運(yùn)用一系列高效施工技術(shù)和質(zhì)量控制方式，為大壩填筑提供保障。

一、工程概述

水電站導(dǎo)流洞的進(jìn)出口圍堰均使用防滲墻當(dāng)做防滲體，由于圍堰實(shí)行填筑施工時(shí)河床水位相比較高，在水下不能進(jìn)行碾壓施工，而且新填筑部分是前期圍堰坡腳，出現(xiàn)塊石架空問題，導(dǎo)致圍堰水下結(jié)構(gòu)陷入松散的狀況，出現(xiàn)大量空洞，按照設(shè)計(jì)方案無(wú)法完成防滲墻施工工作。因此，同其他方案進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)工程具體情況，確定運(yùn)用雙液灌漿技術(shù)進(jìn)行圍堰防滲[1]。

二、防滲原理

雙液灌漿主要有四個(gè)組成部分：滲透、劈裂、填充和劑密。對(duì)漿液施加一定的壓力，讓其向鉆孔的四周逐漸滲透和劈裂，這時(shí)，水泥出現(xiàn)水化反應(yīng)和水解反應(yīng)，產(chǎn)生氫氧化鈣產(chǎn)物。該物質(zhì)與水玻璃會(huì)發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng)，產(chǎn)生水化硅酸鈣產(chǎn)物。等到其凝固之后，可生成水泥結(jié)石物質(zhì)，對(duì)地基造成擠密影響，提升固結(jié)強(qiáng)度，最后形成止水帶。

雙液漿結(jié)合了兩種漿材的優(yōu)點(diǎn)，特點(diǎn)是粘度低，具有很好的可灌性，即便在水中同樣可以快速凝固，幾秒鐘過后，可完成膠凝，結(jié)實(shí)率能夠達(dá)到百分之九十八，漿液不含有毒性，不會(huì)影響下游的正常用水。

三、防滲材料

挑選質(zhì)地堅(jiān)硬、干凈的兩級(jí)配礫石，顆粒直徑在一到兩厘米和零點(diǎn)五到兩厘米之間，使用之前要進(jìn)行檢查并清除雜物。

選擇質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈的天然砂，粒徑小于二點(diǎn)五毫米，將含泥量保持在百分之三以內(nèi)，三氧化硫含量維持在百分之一以下，有機(jī)物含量保持在百分之三以下。運(yùn)用普硅水泥，質(zhì)量要符合現(xiàn)行規(guī)范的各項(xiàng)指標(biāo)。

水玻璃的模數(shù)和波美度都要按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，溶液濃度按照每立方厘米一點(diǎn)一到一點(diǎn)五。

四、凝膠參數(shù)

(一)凝膠時(shí)間。為防止?jié){液過多損失，要符合滲透時(shí)間方面的標(biāo)準(zhǔn)，讓凝膠時(shí)間認(rèn)定為六十秒，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)可得，在保證擴(kuò)散距離和可灌性的情況下，讓水玻璃的濃度和模數(shù)保持在40Be、3.0，水玻璃與水泥漿的比例調(diào)到一比一。

在條件完全吻合時(shí)，由于硅酸三鈣的含量不斷提升，水灰比減少，水玻璃溶液的具體濃度減少，兩者比例降低，凝膠時(shí)間也由此變短。

(二)灌漿壓力與吸漿量。至于灌漿壓力，主要與下列因素有關(guān)：地質(zhì)狀況、雙液粘度、孔深、灌漿數(shù)量和速度，在灌漿工作中，壓力要持續(xù)變化。通常經(jīng)過試驗(yàn)?zāi)軌驒z測(cè)灌漿的壓力，并描繪出壓力與灌漿數(shù)量的關(guān)系曲線。通過試驗(yàn)，灌漿壓力確定在零點(diǎn)一到零點(diǎn)四兆帕。

(三)擴(kuò)散半徑。擴(kuò)散半徑通過經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算和確定，但由于地質(zhì)條件大多復(fù)雜多變，運(yùn)用理論公式計(jì)算出的結(jié)果會(huì)有較大誤差，因此，要借助現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，按照試驗(yàn)結(jié)果找出最佳的擴(kuò)散范圍

(四)灌漿量。砂礫層孔隙率在百分之二十五到百分之四十五之間，根據(jù)這個(gè)范圍將注入率確定在零點(diǎn)二一，按照注入率，對(duì)灌漿量進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果是每分鐘二十升。

五、灌漿施工

(一)造孔。鉆孔位置經(jīng)過檢查確認(rèn)之后，在相應(yīng)位置放置好鉆機(jī)，并按照設(shè)計(jì)和規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校正，搭配必備的鉆具，保證造孔的垂直度。鉆進(jìn)時(shí)要細(xì)心進(jìn)行操作，把握好施工的鉆進(jìn)數(shù)據(jù)，合理掌握鉆進(jìn)速度，以免出現(xiàn)孔內(nèi)事故。鉆進(jìn)過程中，要做好施工數(shù)據(jù)的記錄，包含鉆進(jìn)施工時(shí)間、鉆孔深度、鉆孔直徑等等。當(dāng)鉆進(jìn)到指定深度之后，再對(duì)鉆孔進(jìn)行封蓋，防止雜物進(jìn)入造成堵塞。

(二)制漿。泥漿是混凝土防滲墻施工過程中不能缺少的介質(zhì)材料。泥漿在施工過程中能夠進(jìn)行固壁、防滲、清孔和冷卻設(shè)備的作用。合理運(yùn)用泥漿與控制泥漿性能是泥漿護(hù)壁成槽能否成功的主要原因。

縱向子圍堰防滲墻主孔施工將黏土漿作為主體，副孔施工和清孔換漿要運(yùn)用膨潤(rùn)土泥漿，避免槽孔漏漿、塌孔，保證清孔與澆筑質(zhì)量。因?yàn)榉罎B墻所處的地質(zhì)情況較為復(fù)雜，填筑料散落，架空現(xiàn)象嚴(yán)重，常規(guī)膨潤(rùn)土泥漿難以達(dá)到固壁與防滲的標(biāo)準(zhǔn)，所以在膨潤(rùn)土泥漿中融入了一定量的CMC，改變泥漿的膠體性質(zhì)，降低失水量，提升鉆碴使用效果。

制漿材料要運(yùn)用稱量的方式，具體誤差低于百分之五。漿液要攪拌均勻，同時(shí)對(duì)其密度進(jìn)行測(cè)量，純水泥漿的攪拌時(shí)間可按照下面要求控制：使用常規(guī)攪拌機(jī)的情況下，不能低于三分鐘，運(yùn)用高速攪拌機(jī)時(shí)，不能低于三十秒。在使用漿液前要將其過篩，制作漿液到用完的時(shí)間要掌握在四小時(shí)之內(nèi)。另外，漿液溫度要保持在五到四十?dāng)z氏度之間，在特殊情況下，可用熱水制漿，但水溫不得高于四十?dāng)z氏度[2]。

(三)灌漿。灌漿施工要運(yùn)用專業(yè)的雙液灌漿泵，在砂礫石中放入花管，等到孔底標(biāo)高時(shí)停止，再對(duì)管中沙土清洗干凈，按照設(shè)定配比制備漿液，凝膠時(shí)間為六十秒。若達(dá)不到這一標(biāo)準(zhǔn)，則要對(duì)配比進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。設(shè)定注漿投和灌漿內(nèi)管，將高壓膠管連接完好，運(yùn)用兩臺(tái)泵機(jī)進(jìn)行灌漿。根據(jù)從上到下的順序進(jìn)行分段撥管，直到達(dá)到灌漿高度為止。

六、施工管理

本工程防滲墻施工軸線較長(zhǎng)、線槽較多、工程量較大等特點(diǎn)。施工過程中氣溫較高，因此，項(xiàng)目施工前要進(jìn)行細(xì)致規(guī)劃，施工工作中強(qiáng)化協(xié)調(diào)管理，使用以下方法：

為達(dá)到提升管理效率和強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)的目標(biāo)，每日清晨要召開日例會(huì)，每周選擇一天開展周例會(huì)，盡快解決施工現(xiàn)場(chǎng)中存在的問題，推進(jìn)施工進(jìn)展。每日為施工現(xiàn)場(chǎng)提供足夠量的飲用水，為高溫下的一線工作人員備齊防暑降溫的藥物，以保證現(xiàn)場(chǎng)持續(xù)安全生產(chǎn)。

七、防滲效果

雙液灌漿完畢后，經(jīng)過觀察，基坑中的滲水被進(jìn)行封堵，沒出現(xiàn)滲漏。經(jīng)過開挖施工了解到，在砂礫石層當(dāng)中形成止水帶，并且結(jié)實(shí)率達(dá)到百分之九十五。大塊石架空地點(diǎn)經(jīng)過雙液灌漿雖沒有形成墻體，但外部構(gòu)成了堅(jiān)固的封堵墻。

結(jié)論

在灌漿工作完成后，通過觀察，基坑中滲水情況得到改善，并未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。該工程地質(zhì)情況復(fù)雜，工期較為緊張，運(yùn)用了合理科學(xué)的施工措施完成了施工任務(wù)，為日后類似的施工積累了經(jīng)驗(yàn)。