帷幕灌浆技术在水利工程中的应用

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帷幕灌浆技术在水利工程中的应用

山东茂隆新材料科技有限公司 2021-01-30 1134


摘 要 水工建筑物地基防渗的主要处理措施便是采用帷幕灌浆技术,其施工效果非常好,因而在水利工程中应用的比较广泛。本文作者主要根据帷幕灌浆技术的施工工艺分析了其施工过程中一些常见问题,探讨了相应的防治措施,以供同行参考。关键词 帷幕灌浆;施工工艺;措施  0 引言  帷幕灌浆技术属于实用性非常强的工程技术,它的应用范围极其广泛,在整个水利工程项目施工中,施工人员常会选用它来处理基岩底部的防渗问题,以确保整个水利工程可以正常运行。帷幕灌浆技术可以把水泥浆和土层有效融合在一起,这样所形成的帷幕很密实,又能在根本上提高土层的抗渗作用,此外还可以很好的预防水流在地层里面出现的内渗透现象。所以说帷幕灌浆技术在确保水利工程的正常运行发挥着极其重要的作用。  1帷幕灌浆的施工工艺  1.1施工前要进行测量  正式开展施工作业前,施工单位会获取监理单位提供给的基准数据、基准点、以及基准线等各种测量资料,所以施工作业人员需要实地测量,以便对基准线和点进行校准,然后根据所得测量信息,对帷幕灌浆孔轴线进行严格的实地测量,并且要多次对数据和资料进行核对,以确保其准确性。  1.2成孔  帷幕灌浆施工过程中的第一道工序属于成孔,它是决定灌浆质量的最为重要的一道施工工序。通常成孔质量以及进展情况会直接影响到帷幕灌浆施工质量与工期,所以必须确保成孔又快又好的施工完。  1)施工人员在平整清理好施工场地后才可安装钻架并将钻机摆放好,另外施工人员需要结合施工现场实际情况对地板进行铺设,然后采用方木将钻孔平台搭设好,钻机一定要稳固、端正,确保能和钻机平台、钻杆以及灌浆孔三者之间的中心点可以形成一条线;  2)当钻机安放好以后,需要对其进行试机与试钻,等到确定钻机动力、供水以及供电等诸多设备与系统都可以正常运行后才可开始钻进工作;  3)每次钻孔前施工人员都要认真检查一遍钻杆、钻具和其它钻进的零部件,不允许变形或者弯曲的钻杆与钻具投入到施工中去,另外每个部位接头处一定要牢固并确保其同心度良好;  4)最后一点需注意的是,金刚石钻进成孔时的间隙通常会比较小,加上钻头水口也比较窄,这时就需要采用大的泵压及泵量才能满足强制冷却以及冲洗所需。  1.3冲洗缝隙以及开展压水试验  成孔之后才可开始帷幕灌浆的施工作业,一般需采用导管把大流量的高压水流逐步的从孔底往孔外缓慢进行冲洗,在这个过程中要对孔壁进行反复冲洗,借助这样单孔冲洗的方式一直到回水彻底澄清后,还要持续冲洗10分钟左右,一般冲洗的总时间不得低于30分钟,而串通的时间不得低于2个小时,沉渣的厚度不得大于20厘米。通常缝隙冲洗压力应该为整个灌浆段压力八成左右,在缝隙冲洗干净后还需开展压水试验,对于压水试验施工人员应采取单点法,而压力要设置的跟冲洗时的压力一样,并且不能大于lMPa。  1.4灌浆施工作业  一般情况下帷幕灌浆施工常会采取自下而上的方法分段进行,此时灌浆压力要达到施工规范的标准,如果注入率小于0.4L/min时,就要持续灌注30分钟,当注入率小于1L/min时,就要确保灌注时间至少1小时,然后才可结束灌浆。假如采取自上而下的分段灌浆方式,其灌注时间则需分别增加半个小时或者一个小时。灌浆时需要随时对回浆以及进浆比重进行测量,一般回浆变得太浓,就要立即换作和进浆配比一样的新浆液继续灌注。如果这样灌浆的效果不明显,就需要将灌注时间延长半个小时,然后方可停止灌注。  1.5封孔施工作业  灌浆完成后需要采用置换以及压力灌浆封堵的办法进行封孔施工作业。当全控灌浆完成后,施工人员可采取05:1的水泥浆把孔里面的浆液置换掉,另外还需将孔里面的灌浆管取出来,随后采用相同配比的水泥浆以最大灌浆压力纯压30分钟,这期间还需做好灌浆记录。  2帷幕灌浆施工中常见问题及防治措施  2.1灌浆出现中断现象  灌浆施工时,由于停电、浆液堵塞以及输浆管破裂和机械故障等因素促使灌浆出现中断现象,所以说灌浆施工前以及过程中采取必要的防治措施非常重要。常见的防治灌浆中断的措施有以下几种:  1)灌浆材料要选择性能满足施工要求的输浆观测,而且施工期间要随时对管材质量进行检查,确保它能牢固连接在一起,不会出现破损和堵塞的情况;  2)灌浆泵性能要达到施工规范要求的标准,即当其处于最大灌浆压力时也

鉴于复合土工膜部分现场观测成果合成材料在工程应用中具有一定的抗老化能力,故有些国家的某些文件中对其使用年限作了较为宽限的规定,如前苏联BCH07-74《土石坝应用聚乙烯防渗结构须知》中规定,聚乙烯土工膜可用于使用年限不超过50年的建筑物。奥地利林茨公司发表的“聚丙烯复合土工膜土工合成材料的长期性状”一文中的结论写道:“对聚丙烯的15年以上的现场应用经验表明,它们的化学和生物稳定性高;织物的最大损坏是在施工中;铺设以后没有大变化;……可预期超过100年的稳定性。

能保持长时间连续的工作,而且施工期间要做好后期养护工作,一般每次灌浆结束后都需认真清洗一遍灌浆泵;  3)施工人员要及时校正压力表,确保其数据达到施工规范要求的标准;  4)施工人员要及时清洗高压灌浆阀门以及浆塞等部件;  5)施工人员要定期检查并保养水电系统,如果出现灌浆中断的现象,就需要采取有效措施尽可能的缩短中断时间,争取能够早日开始复灌。  2.2串浆现象  灌浆施工期间,很可能出现浆液从其它的钻孔或者一些地下裂隙里面流入帷幕设计范围外地方的现象,进而促使浆液流失掉,这便是所谓的串浆现象。串浆形成的主要原因在于灌浆孔之间的岩层里面存在很多的缝隙,这些缝隙又是相互串联的,因而使得灌浆孔相互之间出现连通,进而导致串浆通路现象出现。一般情况下施工人员会采用以下几种措施来处理串浆现象:  1)串浆孔以及灌浆孔需要同时进行灌浆,而且每个孔都需设置一台灌浆泵来灌注浆液;  2)施工人员需要将灌浆塞安装在串浆孔出现漏浆地方的上部位置,然后将其严密堵塞住。  2.3漏浆现象  灌浆施工时因为缝隙比较多,加上灌浆的压力比较大,便会形成浆液的注入率过大的现象,这种现象其实就是灌浆过程中出现了大量的漏浆。一般处理大量漏浆现象的措施主要分为以下几种:  1)借助低压或者直流式灌浆方法将灌浆的压力降低,直到所有的缝隙都被浆液填满,且流动性也得到降低时才可逐步将灌浆压力提高;  2)进浆量应该控制在30到40L/min下,而且需要采取浓浆来灌注,当进浆量明显降低后才可把灌浆压力提高;  3)施工人员可以采取浓浆或者往拌制好的浆液里面添加适量的砂料来灌注,这样可以将浆液流动性降低,与此同时还可把灌浆压力降低,进而起到限制浆液流动范围的目的,浆液也不会流失的太远,当单位吸浆量下降到某种程度后就不需要再往正常浆液里面掺加粗料了,只需继续灌浆逐步将灌浆压力提高即可;  4)一旦岩层在较长一段时间里有大量进浆现象出现,就需要采取间歇灌浆的方法,也就是连续灌浆到一定时间后就要停止灌浆,等到灌注好的浆液凝结的一段时间后可以继续灌注。  2.4固管现象  所谓固管现象是指灌浆施工时,射浆管与孔壁之间的浆液由于满足了一定的凝结条件而自动胶结在一起,进而形成了固管现象。这种固管现象形成的主要原因表现在以下几个方面:  1)浆液受压力所致丢失了一部分的水分,加上循环过程中水泥水化放热以及压力的作用等因素使得温度升高,进而极大的将凝结的时间缩短了;  2)灌浆孔里面的环状间隙位置或者灌浆管、阀门等位置也会出现水泥颗粒沉积现象;  3)如果射浆管下端和孔壁贴的过近,便会促使浆液在循环过程中因射浆管口受到阻碍而出现沉淀现象。  一般处理固管现象的措施主要分为以下几种:  1)采取回旋式的孔口封闭器进行施工,而且灌浆时要经常上下活动并转动灌浆管;  2)施工人员要经常观察回浆的浓度以及回浆量,确保回浆管里面的回浆量高于15L/min,如果回浆过程中失水过多便需要立刻对浆液进行稀释。  3 结论  帷幕灌浆技术属于水工建筑物地基在防渗处理时采取的重要手段,该技术施工时常会选用水泥浆、水泥粘土浆以及化学浆液进行施工。这三种材料性能不一,因而施工效果也会不一样,水泥浆的施工效果比较可靠,灌浆设备以及施工工艺都比较简单,加上材料的成本低廉,因而成为普遍采用的灌浆浆液;水泥粘土浆的成本比较低廉,不过强度比较低,一般会用在砂砾石层防渗灌浆以及对强度没有太高的岩基灌浆施工中;化学浆液的成本比较高,通常会应用在一些特殊情况下。总之,帷幕灌浆技术现阶段已经取得了较为不错的施工效果,当仍存在着不足之处,有待进一步的改进和提高。  参考文献  [1]卢振伟.浅析水利工程中的防渗处理灌浆施工技术[J].广东科技,2012(8).  [2]胡小顺.浅谈防渗墙下帷幕灌浆施工技术[J].科技传播,2012(20).  [3]彭国新.河輋水库大坝坝基帷幕灌浆设计[J].水利规划与设计,2012(2).  [4]唐小强,卢重良.洞巴水电站大坝趾板帷幕灌浆施工技术[J].红水河,2013(3).  [5]赵秋月.帷幕灌浆技术在水库大坝加固中的应用[J].现代物业(上旬刊),2013(6).

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