淺談水庫帷幕灌漿施工質量控制

孟凡翠

摘 要:帷幕灌漿一直是水工建筑物地基防滲處理的主要手段,對保證水工建筑物的安全運行起著重要作用。本文結合水庫成功的帷幕灌漿施工,總結了施工質量控制關鍵點,介紹了施工中質量管理與控制的方法。

關鍵詞:水庫帷幕灌漿質量控制

中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0069-01

帷幕灌漿是常用且有效的基礎防滲處理方法,但在灌漿施工過程中,由于各種原因,往往導致部分區域的灌漿效果無法達到設計要求,嚴重影響灌漿基礎的整體強度。帷幕灌漿質量的好壞直接關系到水工建筑物的安全和工程效益。結合某水庫壩體兩肩采用帷幕灌漿進行除險加固工程施工,談談如何在帷幕灌漿施工中控制質量關鍵點,做好施工質量管理與控制。

1技術要求

設計技術要求:布置一排帷幕灌漿孔,孔深深入基巖相對隔水層(q≤5Lu)以下5m。灌漿采用自上而下分段灌漿,接觸段長度不得大于2m,以下灌漿段段長取5m。施工按三序施工,即按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序先后鉆灌。

帷幕灌漿總體施工程序:清理施工現場→測量放孔位→現場灌漿試驗→Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔→檢查孔→補充帷幕灌漿孔。

單孔施工程序:定孔位→整平穩固鉆機→造孔→下孔口管→待凝→基巖鉆進→測孔深、孔斜→洗孔→灌漿→壓水→封孔。

2施工質量管理與控制

2.1 施工工序質量控制

(1)孔位、孔距。

①孔位施工放樣定位:帷幕灌漿孔的位置根據設計圖紙,按實際地形走向進行布置,經監理現場復查認可。檢查孔布置由監理、地質人員根據實際情況確定。②孔距:孔距為2.0m,其中閘室兩邊墩附近孔距為1.5m。

(2)孔序。

本次灌漿布置一排帷幕灌漿孔,分為三序孔施工,按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序先后鉆灌。特殊情況按單個單元鉆灌施工,使Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔在該單元范圍內成幕。

(3)造孔。

①開孔前復核鉆孔樁號,正確定位,孔位偏距＜10cm。②鉆機安裝完畢后,用鉆機立軸進行水平、垂直校準。③根據基巖完整程度,當基巖較破碎時,下入套管進行止漿止水。④鉆進中注意保持孔內垂直,減少孔底偏距。⑤鉆孔記錄詳細、正確,包括巖芯描述、下套情況、測斜記錄、各鉆灌段深度、終孔深度等。

(4)孔深。

按設計要求帷幕灌漿孔深深入基巖相對隔水層(q≤5Lu)以下5m。灌漿到達設計深度后,如壓水試驗吸水量大于5Lu,則必須繼續鉆灌,直至吸水量小于5Lu。

(5)灌漿。

①灌漿方法:帷幕灌漿采用32.5R普通硅酸鹽水泥。灌漿采用循環灌漿法自上而下分段灌漿。全孔灌漿結束后,全孔進行普通水泥復灌,期間不用待凝。按設計要求,接觸段長度不得大于2m,以下灌漿段段長取5m。

②洗孔及壓水試驗:按設計要求正確配管及下管,下灌漿灌路前,孔內撈砂干凈,沉積厚度不超過20cm,射漿管離孔底沉淀物表面之間距離不大于30cm。灌漿前進行鉆孔沖洗。回水清澄后,對基巖灌段,再洗10min結束。灌漿前均進行20min的簡易壓水試驗,壓力為灌漿允許壓力的80%,每5min測讀1次壓力及流量。流量大于每米段長30L/min時,降壓或縮短測試時間。流量過大時,采用孔內簡易注水試驗法,縮短試驗時間。孔內計算水位設定與庫水位等高,及時計算出透水率。記錄準確,包括下管記錄、示意圖、壓水試驗記錄及透水率計算值等。

③灌漿壓力:灌漿第一段壓力取0.5MPa,以下每段按0.1MPa遞增,復灌壓力取0.7MPa。灌漿壓力逐漸提升,當進漿量下降時,再提升灌壓。出現灌段呂榮值小,而進漿量大的情況,灌漿時適當減壓或“停停灌灌”,在進漿量小時,再逐級升壓,最終使灌漿壓力達到設計壓力。實際施工各孔段灌漿壓力均達到設計要求。

④漿液變換:按設計要求,灌漿的漿液濃度應由稀到濃逐級變換,采用3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1五個比級。根據簡易壓水試驗Lu大小,選擇合理的開灌比和不同初凝時間與細度的水泥,先期灌段要充分注意臨界水灰比,以指導今后的灌漿,使灌入量達到要求。

壓力不變,單位進漿量不變或增大,開灌水灰比的漿液累計灌入量達400L,第一次變濃一級;以后變濃一級,在上述條件下待灌入量達到上一級灌入量1.25倍后進行,當漿液較濃時盡量多灌一些,不采取立即變濃,有利于加大擴散范圍。當單位進漿量超過每米灌段30L/min時,可越級變濃;當灌量大,難于結束時,采取縮短初凝時間、降壓、限流等措施,如仍不見改善,則改灌水泥砂漿。

⑤結束標準:在設計壓力下,單位進漿量≤0.4L/min時,繼續灌注60min,結束灌漿。灌漿結束前以濃漿置換孔內稀漿,再實施壓力閉漿操作,當壓力表回零后,結束灌漿。

⑥灌漿待凝:按設計要求,各段灌漿結束后,普通水泥待凝時間為10h～12h,再繼續鉆進。實際施工一般待凝時間在12h以上,滿足設計要求。

(6)封孔。

按設計要求全孔復灌結束待凝12h后,進行封孔作業,采用注漿法封孔,水灰比為0.4。實際施工滿足設計要求。

2.2 檢查孔

根據鉆孔壓水試驗和灌漿情況,按鉆灌孔的10%布設檢查孔,共4只。檢查孔施工按以下要求進行:①鄰孔結束后已達14d。②每段做壓水試驗,壓力為灌漿壓力的80%,其余施工工藝與灌漿孔一致,包括造孔、段長、下管、洗孔、灌漿等等。③巖心妥善保存、描述、編錄。在檢查孔施工和試驗過程中,監理實行旁站監督。

2.3 灌漿效果分析

2.3.1 帷幕灌漿成果分析

(1)各序次孔的透水率分析。

據統計,各序次孔透水率如下表1。

從上表顯示,帷幕灌漿隨著孔序的加密,透水率呈遞減趨勢,符合灌漿規律。

(2)各序次孔單位注入量關系分析。

據統計,各序次孔單位注入量如下表2。

從上表顯示,帷幕灌漿隨著孔序的加密,單位注入量呈遞減趨勢,符合灌漿規律。

2.3.2 檢查孔成果分析

本次檢查孔施工4只,壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%,壓水試驗共21段次,透水率為0.7Lu～4.5Lu,均達到設計要求(q≤5Lu),說明灌漿效果良好。

3結語

通過對帷幕灌漿資料的分析和4個檢查孔的壓水試驗檢測,透水率均達到了設計要求,說明整個灌漿效果良好,帷幕已成幕,灌漿達到了設計要求。

參考文獻

[1] SL 62-94,水工建筑物水泥灌漿施工技術規范[S].

[2] 李茂芳,孫釗.大壩基礎灌漿(第2版)[M].水利電力出版社,1976.