浅谈水利水电施工技术和灌浆施工的应用

浅谈水利水电施工技术和灌浆施工的应用

(中国水利水电第四工程局有限公司青海西宁市810007)

摘要:在水利水电工程基础建设环节中,施工灌浆工作十分重要,施工人员必须从工程整体出发,把握工程建设的特点,采用最合理的灌浆手段和方法,严把原材料关,开展行之有效的养护和验收工作,确保灌浆工程的质量,完成工程规划任务,保证工程的经济效益和社会效益。灌浆施工技术的控制过程十分复杂,灌浆技术是水利水电工程地基处理中较为常用的施工措施,并且广泛应用于大坝坝基的加固和防渗。本文介绍了灌浆施工在水利水电工程中的应用,重点分析了水利水电工程的灌浆施工技术。

关键词:水利水电;施工技术;灌浆施工

一、灌浆施工在水利水电工程中的应用

水利水电枢纽担负着提供人民生活用水、农业灌溉水源等多重功能,并具有重要的防洪抗灾作用。我国的水利水电枢纽类型多、分布广,且以中小型为主、工程质量参差不齐。经过多年的建设和运行,目前国内适合用于建设河坝、水库的地基已经越来越少,必须通过地基加固处理技术使其达到水利水电工程施工的稳定性要求,同时,工程建筑物的老化也带来了严重的渗透问题,如不及时进行防渗处理,轻则降低水利水电枢纽的运行效益,重则可能导致严重的工程事故,对人民生命财产安全造成威胁。

作为水利水电工程中地基处理与防渗加固中最常见的技术措施,灌浆施工的质量直接决定着水利水电枢纽运行的可靠性及其功能与效益,必须得到相关施工人员的重视。然而水利水电工程施工因其地质、气候、功能类型等的不同具有相当大的差异,实际工程中技术关节复杂,影响因素较多,这就要求施工人员从整体上把握工程特点,选取合适的灌浆方法和手段,严格进行原材料把关,并进行合理的养护与验收工作,保证灌浆施工的质量。

二、灌浆施工顺序及方法研究

2.1施工顺序

灌浆施工最为常见的施工顺序分为以下几种:分段式从下至上的灌浆顺序;分段式从上到下的灌浆顺序;一次性灌浆顺序。分段式从下至上的灌浆顺序主要适合用于岩石完整且裂缝较小的灌浆孔。分段式从上至下的灌浆顺序有较高的灌浆压力,能够有效地降低施工事故和提高灌浆质量,但是该方法的操作较为费时且施工设备移动频率较为频繁。一次性灌浆顺序只适用在孔深小于10m的灌浆孔内,且只能用于岩土层裂缝较少或漏水较低情况中,否则就需采用分段灌浆顺序进行施工操作。

2.2灌浆方式

在水利水电的灌浆施工中,常见的灌浆方式有循环式和纯压式两种,纯压式的灌浆方式应该在岩石出现缝隙时,对孔洞内的缝隙进行填入灌浆的操作。如果不能将使用时产生的多余浆液进行回收再利用,那就需要对缝隙和孔洞运用灌浆进行填充,采用纯压式的灌浆方式,但是这种灌压方式容易发生缝隙堵塞的情况。因此,在水利水电工程施工中很少采用这种灌压方式。而循环式的灌浆方式在水利水电工程中,如果灌浆量在超过空槽吸浆量时,可以对多余的浆液进行回收和再利用,并将多余的浆液通过搅拌机来进行搅拌,以此来保障多余浆液的循环再利用,实现对浆液的重复性使用,所以对于孔内的灌浆通常应该采取该种模式进行浇灌。此种灌浆模式在灌浆的过程中存在着流动性较好的特点,在进行灌浆操作时会出现颗粒沉淀的现象,对水利水电工程施工的质量起到了重要的作用。因此,循环式的灌浆模式在水利水电工程施工中被广泛应用。

三、水利水电工程灌浆施工技术

3.1对于浆液材料的基本要求

灌浆施工水平的优劣,关键是灌浆材料的选择。目前施工方比较常用的灌浆液体为水泥浆。顾名思义,水泥浆就是以水泥为主要材料的灌浆液体。另外还要在水泥浆中加入适当的外加剂和其他材料,确保浆体的粘合性。浆液配置完毕后,需要对其进行压强的合格检测。浆液的检测工作主要是采取抽样的方法,在已配置好的浆液中抽取样本,然后将样本在正常施工条件下进行一周的养护,然后进行压强检验,单位面积内能够承受5M帕斯卡的压强可以视为合格,否则为不合格,需要重新进行配置和二次检验。灌浆液体作为灌浆技术的核心材料,需要有一定的保水性和可用机械泵施工的性能。所谓的能用机械泵进行操作就是,一方面浆体不能够太粘稠,否则会堵塞灌浆泵;另一方面,浆体也不能过分的稀释,否则会达不到灌浆的理想效果,抗压力会降低。此外,由于我们国家还没有对浆体的流动做出具体的规定,所以,在施工的过程中,也必须结合机械操作,严格控制液体的流动,确保匀速灌浆。

3.2不同工程条件下采取不同的灌浆方法

灌浆施工的具体形式比较多样化,在具体的施工过程中,应该根据水利水电工程的实际情况,和当地的具体环境因素和社会人文因素等,进行科学合理的选择。下面对其进行简单的介绍和分析:

(1)对于正在冒水的地基应根据冒水量和冒水是否集中等条件进行判断,冒水量大的应在裂隙相交处钻若干深孔及浅孔,埋入孔口管将水引出,以麻刀、棉纱等封堵裂缝后以砂浆填槽,先用低压对浅孔灌浆,浆液凝固后再用高压对深孔灌浆;对冒水量小的,可通过U形槽以速凝砂浆对裂隙进行灌浆处理。

(2)对于存在大吸浆量情况的地基,通常采取降压或自流式灌浆,在浆液中加入速凝剂并提高其浓度,同时限制其注入率,或采取间歇方式关键,待凝一段时间后扫孔、复灌,复灌时争取在设计压力下结束灌浆。

(3)针对特大漏水通道有水流作用或倾角较陡的大孔洞可使用稠水泥浆冲灌粗砂与砾石,或以浓浆冲灌级配粒料,在中途将缝隙堵住;而无水流作用或倾角较缓的裂隙,则可采用定量灌浆的方式,灌注混合浆液或稳定浆液。

(4)在岩溶地段,地基应根据有无填充物进行处理。有填充物的情况下,可采用将带孔眼的钢管插入溶洞内的方法,以高压灌浆设备将水泥浆射入人造孔壁中,并籍高压水泥浆的劈裂作用,使水泥浆以条带状向土体中穿插,纵横交错形成网格包裹;在无填充物时,可直接回填高流态混凝土或扩大灌浆孔孔径,向孔内投入干净碎石后再灌入水泥砂浆。

四、水利水电工程灌浆施工质量控制策略

4.1灌浆质量子系统控制

灌注能力、可塑性和强度特性均属于子系统的控制范畴之内,随着水利工程枢纽和设计施工要求的不同而变化,在此过程中,要坚持遵守一定的规范,这些规范包括劈裂定向定理、劈裂判别定理、吸渗反应定理等几个方面。劈裂定向定理要求采用劈裂灌浆方式进行灌浆,如果发生劈裂现象,一定会在载体中垂直主应力最小的平面上首先出现。尺寸效应定理主要是指导渗透灌浆过程中所用浆材颗粒的尺寸大小,在灌浆过程中,浆材颗粒的大小必须小于被灌注介质的缝隙宽度,或是小于被灌孔隙的直径。同时将灌注过程中浆材颗粒的累加效应考虑进来,在用粒状浆液进行灌注时,在考虑尺寸效应的影响外,还要考虑流变效应对于灌浆的影响。

4.2灌浆压力控制与质量控制

灌浆时通常采用一次升压法或是分段升压法两种方法进行灌浆压的控制。对于透水性小、裂隙发育不完善、并且裂隙周围的岩石坚硬、完整时,通常采用一次性升压方法,这种方法的关键是在灌浆时要在最短时间内使压力上升到标准压力的大小,在累计吸浆量达到一定程度后再调配浆液配合比,逐渐增大浆液浓度,以使单位吸浆量也随之减少,直到灌浆结束。

五、结束语

综上所述,灌浆技术是建造水利水电工程坝基的主要应用技术,通过严格控制灌浆技术的使用材料质量,提升灌浆操作工艺流程的精准性,在进行实时的质量监控和检查,灌浆技术将会得到不断的完善。同时,灌浆技术的应用不是一成不变的,广大施工建设单位需要结合具体的水利水电工程建设特点和性质,进行合理的判断,科学的选择和应用,只要因地制宜,具体分析,灌浆技术定会起到较好的使用效果。

参考文献:

[1]牛芳.灌浆技术在水利水电工程大坝施工中的应用分析[J].陕西水利,2018(05):184-185.

[2]方静波.水利水电工程基础处理施工技术方法应用[J].建材与装饰,2018(35):290-291.

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