2012年二级建造师水利水电工程：浅谈水坝防渗加固技术
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一、前言
青海省格尔木位于柴达木盆地,属于典型高寒大陆性荒漠气候特征,多风沙、干燥、多为风积黄沙,土质较差,渗透性较强,为此防渗加固工程便成了水利工程施工中不可忽视的部分。下面简要的谈谈水利工程防渗加固技术。
二、水坝加固技术
根据水坝不同的部位进行不同的施工方法,坝体、坝基帷幕灌浆主要充填漏洞和缝隙,防渗裁漏,通过灌浆加固,形成防渗体。此方法适用于浆砌石重力坝。坝上游面固结灌浆,堵塞漏洞和缝隙,加固补强坝体和提高防渗性能,以进一步提高坝体的承载能力和完整性。坝下游面追踪固结灌浆,在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方,造成水平孔或斜孔,埋注浆管进行灌浆,以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝,加固坝体,增加坝面稳定性和抗冲刷能力。这种反向灌浆工艺,非常适合拱坝和支墩坝工程,对重力坝工程只有搞清扬压力并设排水孔也可采用。采用这种方法时最好是坝前无水。坝面重新剔勾缝,剔缝后,用高标号水泥砂浆、干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝,提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融、抗风浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追踪”灌浆治漏加固法。
三、水坝加固技术布孔和造孔应遵循的原则
1.帷幕灌浆布孔,在漏水坝段沿坝顶中心线,以孔距3m、孔径50mm或75mm为宜,或根据试验确定孔距。孔深钻至漏水部位以下1m-2m,如接触带或基岩漏水,钻孔可钻至不透水基岩以下lm-2m。造孔可一次性造孔,也可分序造孔,破碎地带上下分段造孔、分段海浆,同时在浆体凝固5-7天后,再继续向下钻孔,以防止卡钻、埋钻事故发生。坝体与基岩接触部位和坝基灌浆,也可采取在上游坝脚打斜孔或垂直孔灌浆堵漏,但造孔前应先清基,在坝脚浇筑0.3m-0.5m厚混凝土,待凝固后再打孔。垂直或倾角小于5。的帷幕灌浆孔,其孔向的偏差值不得大于规定值2.2.2坝上游固结灌浆布孔;在漏水部位呈“梅花”型,钻孔间距和排距lm-3m为宜,根据漏水情况确定,钻孔位置选在砌石“了”缝中;在裂缝部位,可沿裂缝每lm布设一孔。孔径为42mm,孔深0.7m-1.5m,根据坝体实际情况确定。
坝下游面追踪固结淄浆布孔;在裂缝部位沿缝隙每1m布一孔;在其它渗水部位,按照“梅花”型布孔,排距和孔距2m-3m为宜,布孔位置在“T”缝中,也可适当加密布孔。孔深和孔径同坝上游面。 2.施工要求
先放空水库或将库水位降至灌浆部位以下,再灌浆施工,并做好灌浆各项记录。
洗孔;灌浆前应对孔壁、孔底及裂缝进行冲洗,采用风水联合冲洗方法,水压力不大于本段灌浆压力的75%,时间以孔深浅确定,直到回清水为止。
维幕灌浆;①采用孔内循环法,自上而下或自下而上分段灌浆,最后全孔灌注。分段灌浆时,要在遭浆段以上O.5m处加胶塞封堵。通过论证,也可采用小口径钻孔孔口封闭灌浆法;②坝体内灌浆长度,一船5nt左右较好,孔深不超过8m时,可全孔一次性灌注;③灌浆压力按设计控制,但要低于抬动试验极限压力,一般控制在0.2MPa-0.4MPa。
坝面固结和追踪灌浆:①在孔内预埋注浆管,孔口管周围用干硬性水泥砂浆填堵,采用内径20mm钢管,长50cm,插入孔内40cm,外露5cm-10cm,管头要加工丝扣,以便与输浆管连接;②采取一组四孔并联灌浆法,也可单孔或两孔一起灌注。对坝后漏水处重点孔位要采取单孔重点灌浆。灌浆压力按设计控制,一般采用0.2MPa-0.25MPa。
浆液的浓度;灌浆时应遵循由稀到浓的原则,根据压水试验逐级改浓。坝体当注入浆量大于30L/min时,可越级变浓。当某一级浆液灌注400L以上,而灌浆压力和吸浆量均无明显改变时,可改浓一级浆液灌注。浆液水灰比一般采用重量比8:1、5:1、3:1、2:1、1.5:1、1:1、0,8:1、0.6:1、0.5:1九个级别。根据设计,必要时还可掺和粉煤灰、砂于、石英粉、铝粉等。在灌浆过程中,浆液要每隔一小时测定一次比重。
灌浆时要分2-3序灌注,同时一定要进行复灌。在设计压力下,当吸浆量不大于O.4L/mio时,再续灌30分钟即可结束。
灌浆孔封孔;帷幕灌浆时,竖孔封孔采.用机械导管法,用1:2水泥砂浆从孔底向上逐渐提升封填密实;坝面固结灌浆水平孔封孔,采用低水灰比1:2水泥砂浆人工填堵捣实。封填材料最好用膨胀水泥砂浆。
四、高压喷射灌浆技术
在堤坝防渗工程中,高压喷射灌浆技术与常规砼防渗墙相比,可不同程度地降低工程造价,具有开挖量小,施工方便,占地少,对临近建筑物影响小等特点。此项技术很大程度地提高了江、河、湖、库、渠的堤坝防渗抗灾能力,减轻防洪压力,对保障人民生命财产安全以及社会经济发展将起到积极的作用,其社会效益是十分明显的。
施工中所用技术参数因使用高喷的方法不同而不同。所用的灌浆压力不同,提升速度也有差异。对各类地层而言,若使用同一种施工方法则水压、气压、浆压的变化不大,唯有提升速度变化较大,是影响高喷质量的主要因素。一般情况下,确定提升速度应注意下列几个问题:因地层而异,在砂层中提升速度可稍快,砂卵(砾)石层中应放慢些,含有大粒径(40cm以上)块石或块石比较集中的地层应更慢;因分序而异。先序孔提升速度可稍慢,后序孔相对来讲可稍快;高喷施工中发现孔内返浆量减少时宜放慢提升速度。