1 帷幕灌漿技術的基本原理
所謂的帷幕灌漿技術具體指的就是通過在地面上鉆取地質探孔和注漿孔的方式 , 再向孔內灌漿。通過挖開斷面擠出巖縫中水的方法實現密實的漿液填充。通過這種方式可以構建統一完整的固結體 , 這就是止水帷幕。
2 帷幕灌漿技術分析
2.1 水利工程中水庫工程概況
猴子巖水電站位于大渡河干流上游,是大渡河干流水電規范調整"三庫 22 級"的第 9 個梯級電站,上接丹巴梯級,下接長河壩梯級。壩址控制流域面積 54,036km2,多年平均流量774m3/s.正常蓄水位為 184.2m,水庫總庫容 7.06 億 m3,死水位為 1,802m,調節庫容為 3.87 億 m3,電站具有季調節能力。本工程主要任務是發電,電站裝機容量 1,700MW(425MW*4 臺),多年平均年發電量 73.64 億 kw·h.
電站采用堤壩式開發,樞紐建筑物主要由攔河壩、兩岸泄洪及放空建筑物、右岸地下引水發電系統等組成。攔河壩為混凝土面板堆石壩,最大壩高 223.5m,右岸 1 條溢洪洞和 1 條泄洪放空洞,左岸 1 條深孔泄洪洞和 1 條非常泄洪洞這一結構決定了水庫在建設過程中只有加強排險加固工程的整體質量,才能確保水庫的整體工程質量滿足實際需要。在這一工程中,由于蓄水位較高,給水庫帶來的壓力較大,要想提高工程的整體質量,并消除水庫的潛在危險,在施工過程中積極采用帷幕灌漿法是十分必要的。
2.2 造孔
結合猴子巖工程實際,心墻造孔一般采用干打,干鉆取土法,或先打入外套,再用鉆具加小水量在套管內清掃,一般掃至離套管下檔以上 0.5m.考慮到猴子巖工程的巖石特征,在開始帷幕灌漿之前,需要在預定位置鉆出孔洞,確?;炷凉酀{能夠順利進行。在造孔過程中,為了保證孔的尺寸和深度都能滿足實際需要,通常會采用干鉆取土法或者是打入外套法。這兩種造孔方法在帷幕灌漿中都有重要應用,其應用效果比較理想,所鉆的孔在尺寸和深度上都達到了相關標準。
2.3 壓水試驗
簡易壓水在裂隙沖洗后進行,采用單點法;壓水試驗的壓力為灌漿壓力的 80%,每 5min 測讀一次壓水流量,其成果以透水率 Lu 表示。
2.4 抬動觀測孔
為防止灌漿過程中對巖石、混凝土底板造成破壞性變形,在灌漿工程施工之前,選取適當的位置進行抬動觀測孔的鉆孔和安設抬動觀測裝置,在灌漿過程中實時觀測記錄抬動變形情況。
2.5 灌漿施工
采用循環灌漿方式進行,趾板混凝土和基礎接觸段≤ 2m,一般地質條件下段長在 5 ~ 6m 內均可,巖石破碎、裂隙發育、滲漏情況嚴重的地區可以在 3 ~ 4m.壓力控制本工程選用了一次升壓法和分級升壓兩種方法。一次升壓法在灌漿開始時在短時間內提升壓力到規定值,不限制單位吸漿量,這種方法適用于本身透水率不大并且裂隙不發育又比較堅硬的情況。而分級升壓法把壓力分成幾個階段,逐漸升高到規定的壓力值,在灌漿初始,吸漿量比較大時使用較低的壓力灌注,漿液量減小到一定的限度后逐級升高壓力,這種方法在吸漿量比較大時候使用。灌漿應該從稀漿開始,逐漸變濃,漿液變化需要使用限量法和限率法或者雙限法,并按照規范進行。
2.6 涌水處理
帷幕灌漿在大壩基礎趾板水平段有涌水,涌水量及涌水壓力大小不等,灌漿前量測涌水壓力及流量,從而采用添加速凝劑、提高灌漿壓力及閉漿的方法進行,直至孔口無涌水才停止灌漿施工,經質量檢查及水庫蓄水觀察,灌漿效果良好。
2.7 串漿
串漿也是大壩帷幕灌漿施工中常見的問題之一,它不僅可能會造成灌漿施工的終止,而且也會大大浪費了工程材料,嚴重影響了工程的質量。若串漿孔灌漿條件允許,則可以采取一泵灌注一孔的方式同時進行灌漿。反之,則應用塞將串漿孔塞住。等灌漿完成后,則應先將串漿孔清理干凈,然后再繼續進行鉆孔和灌漿的施工工作。
2.8 灌漿中斷
在灌漿施工的過程中,因各種因素的影響常會出現灌漿中斷的問題。一旦出現灌漿中斷的問題,則應及時恢復灌漿。若無法及時恢復灌漿,則應先對鉆孔進行沖洗,然后再恢復灌漿。
若無法對鉆孔進行沖洗或者沖洗后無任何效果,則應對鉆孔進行清掃。同時,在恢復灌漿時,則應選擇比之前等級高的水泥漿進行灌注 ; 且若注入率減少了很多,而漿液則應逐漸加濃。此外,在恢復灌漿之后,若注入率減少了很多,則應立即停止吸漿,并采取相應的對策進行補救。
2.9 漏漿
對于大量漏漿的治理措施主要包括 : 通過低壓甚至自流式的灌漿方式來降低灌漿壓力 , 直到縫隙逐漸充滿漿液、并降低流動性之后再慢慢提高灌漿的壓力 ; 將進漿量限制在 30-40L/min以下 , 并采用濃漿進行灌注 , 直到進漿量明顯減少之后再慢慢提高灌漿的壓力 ; 采用濃漿甚至可以在漿液中摻加砂料來進行灌注, 通過降低漿液的流動性 , 再加上同時適當地降低灌漿的壓力 ,以此來限制漿液流動的范圍 , 保證漿液不至于流失過遠 , 直到單位吸漿量已經降低到了一定的程度之后 , 再采用不摻粗料的正常漿液繼續灌注并逐漸提高灌漿的壓力。
2.10 封孔
本工程所有灌漿孔、質量檢查孔采用置換和壓力灌漿封孔法封孔。當最下面一段灌漿結束后,利用原灌漿管灌入水灰比為 O.6:1 的濃漿,將孔中余漿全部頂出,直至孔口返出濃漿止。
而后提升灌漿管,在提升過程中,嚴禁用水沖洗灌漿管,嚴防地面廢漿和污水流入孔內,同時,還應不斷地向孔內補入 0.6:1的濃漿 ( 或待灌漿管全部提出后再向孔內補入 0.6:1 的濃漿也可)。最后,在孔口進行純壓式封孔灌漿 1h,仍用 O.6:1 的濃漿,壓力為灌漿最大壓力。
3 結語
綜上所述,帷幕灌漿是大壩基礎施工中的重要組成部分,其施工質量的好壞不僅嚴重影響了大壩基礎防滲漏的整體效果,而且也嚴重影響了大壩基礎施工的質量。因此,施工單位必須對大壩帷幕灌漿施工中的問題進行分析,并采取行之有效的對策進行處理,以此來確保大壩基礎施工的質量。由于本文篇幅有限,必然存在不足之處。故而,這還需要我們進一步對大壩帷幕灌漿施工中的問題及處理對策進行探討和研究。
參考文獻:
[1] 張永桂 . 紅旗水庫壩基防滲帷幕灌漿施工分析 [J]. 黑龍江科技信息 ,2008(9)。