刍议水利工程基础灌浆施工

2014-01-21朱雨全

黑龙江水利科技 2014年7期

关键词：序孔孔深压水

朱雨全

(普安县水务局，贵州普安561500)

刍议水利工程基础灌浆施工

朱雨全

(普安县水务局，贵州普安561500)

随着我国水利工程建设的不断发展，人们越来越重视水利工程的地基施工。为了保证地基的稳定性，灌浆技术被广泛的采用在水利工程基础施工中。其中帷幕灌浆技术因其具有独特的优势被更加广泛的进行利用。文章阐述了某水利工程大坝基础帷幕灌浆施工技术要点以及质量控制措施。

水利;大坝;基础;帷幕;灌浆;质量

0 引言

在水利工程建设中，需要采取特定的灌浆手段对其基础进行处理，这样做的主要目的是为了对原本地基的缺点进行消除，从而对原有地基的稳定、强度以及抗渗性能等方面进行提高。

在对水利工程基础进行施工中，因其属于隐蔽工程，因而在进行灌浆施工中，需要严格的遵守相关施工要求以及施工规范进行施工，，制定出经济有合理的施工措施。

1 工程概述

某水库工程右岸建筑及安装工程的帷幕灌浆施工主要包括左右岸土石坝帷幕灌浆、混凝土坝段帷幕灌浆。

帷幕灌浆为单排，灌浆孔孔距为2 m。连接坝段帷幕灌浆孔深约为基岩下29 m，挡水坝段、引水坝段、底孔坝段帷幕灌浆孔深约为基岩下27 m，溢流坝段帷幕灌浆孔深约为基岩下23 m。

右岸土石坝段帷幕灌浆孔约为1 622个，左岸滩地段帷幕灌浆孔约为266个，混凝土坝段帷幕灌浆孔约为 69个，共计1 957个灌浆孔，总长度为13 330 m。

孔位编号见施工图纸，孔间距2 m，钻孔孔位偏差≤100 mm，先导孔沿帷幕线每隔16 m布置1个，先导孔灌浆应在Ⅰ序孔之前进行，孔深至设计帷幕底线以下5 m。

2 帷幕灌浆施工要点

灌浆施工顺序为:

1)左右岸土石坝段须先进行防渗墙、混凝土盖板的浇筑。

2)待防渗墙、混凝土盖板达到一定强度后进行帷幕灌浆。

3)混凝土坝段在固结灌浆完毕并检查验收合格后进行帷幕灌浆［1］。

2.1 灌浆钻孔

帷幕钻孔分序进行，先施工Ⅰ序孔，再施工后序孔。

其中Ⅰ序孔钻孔采取分段钻进的方式施工，Ⅱ序孔钻孔采取一次性钻进至要求深度的方式施工。

2.1.1 孔距

帷幕灌浆为单排，灌浆孔孔距为2 m。帷幕灌浆检查孔位置可在基本孔之间布置，孔数为基本孔的10%。

2.1.2 孔深

帷幕灌浆孔深要求达到岩层透水率5 Lu处，检查孔深度比所在检查部位的灌浆孔深度少2 m。坝基帷幕灌浆孔深延至地质建议帷幕灌浆线，遇断层破碎带须加深加密。

2.1.3 孔径

帷幕灌浆先导孔孔径为75 mm，灌浆孔孔径为56 mm，灌浆检查孔孔径为75 mm。

2.1.4 钻孔精度

在进行钻孔的过程中，要对钻孔的位置偏差进行严格的控制，必须保证与设计要求的位置之间的误差≤10cm，孔底允许偏差见表1，孔底偏差必须满足表1规定的要求。

如果在钻孔过程中，出现的偏差超过了规定数值，那么就需要重新进行钻孔。其它灌浆孔和检查孔的孔底偏差应＜1/40孔深。

在钻孔过程中，要对钻孔的深度进行严格的控制，必须满足工程师合计要求。

表1 帷幕灌浆孔孔底允许偏差 m

2.2 钻孔冲洗

帷幕灌浆采用回转式钻机和金刚石钻头钻进的方式进行施工。混凝土坝段首先采用Φ 75 mm金刚石钻头钻进，按技术要求或监理工程师指示埋设孔口管后，改用小口径Φ 60 mm金刚石钻头分段钻进，直至终孔;土石坝钻孔时，使用Φ 91 mm合金钻头钻至要求深度［2］。

钻孔达到设计要去的深度之后，需要对孔深以及孔底进行严格的检查工作，如果发现孔深不满足设计要求或者是孔底存在过多的残留物，那么就需要采取有效的手段对其进行处理。

检查合格的钻孔就需要采用流量比较大的压力水动脉方式对其进行清洗，一直冲洗到回水是比较清澈为止。

2.3 压水试验

在钻孔施工结束之后，就需要进行压水试验。进行压水试验的主要目的是对岩石的条件和情况进行详细的检查，以此确定合理的灌浆参数，并且能够对灌浆的质量进行检查。必须逐一对钻孔进行压水试验。

压水试验成果按下述公式计算q值:

式中:q为透水率，Lu;Q为压入流量，L/min;P为作用于试段内的全压力，MPa;L为试段长度，m。

1)在进行正规压水试验时，需要将压力调整到规定的数值，并且随着注入率的不断趋于稳定，就可以进行注入率的测量工作。

2)普通灌浆孔每一灌浆段在灌浆前均要做30 min的简易压水试验，每5 min读一次压入流量，共测六次，以最后一个读数计算Lu值。

3)试验压力:如果灌浆压力为1 MPa或以下时，那么压水试验压力应该采用当0.3 MPa;如果灌浆压力高于1MPa时，那么压水试验的压力就可以采用相同的数值，也就是1 MPa。

4)试验记录:在压水试验结束之后需要将得到的数据进行详细的记录。

2.4 灌浆

2.4.1 制浆

采用集中制浆的方法进行制浆。在制浆的过程中必须对灌浆的温度进行严格的控制，通常情况下控制在5～40℃，如果浆液温度不在这个范围内，那么则需要将该浆液进行废弃。

在制浆的过程中，要对浆液进行均匀的搅拌，并且在搅拌的同时对浆液的浓度等进行测量，同时做好记录工作。在对浆液搅拌的时间进行控制的过程中，需要根据搅拌机的类型进行确定，如果采用的是高速搅拌机械，那么搅拌的时间应该≥0.5 min，如果施用的是普通的搅拌机械，那么搅拌的时间必须≥3 min。

浆液搅拌结束之后，需要对浆液进行详细的试验检测工作检测合格之后就可以对浆液进行运输。本工程采用输浆管道进行浆液的运输，必须保证输浆管路的平滑和清洁，在输浆过程中，应该将浆液运输速度控制在 1.4 ～2.0 m/s［3］。

2.4.2 灌浆方法

帷幕灌浆按分序加密，分段施灌的原则进行。先施工Ⅰ序孔，再施工后序孔。

其中Ⅰ序孔灌浆采取自上而下、孔口封闭、孔内循环的灌注方式施工，Ⅱ序孔灌浆采用自下而上的灌注方式施工。

Ⅰ序孔灌浆采用自上而下分段循环法进行施工，每段长度5～6 m。帷幕灌浆时，首先进行混凝土和基岩接触段的灌浆并待凝，接触段在岩石中的长度≤2 m。

其它孔段灌浆时，孔口无涌水的孔段灌浆结束后不用待凝，但在地质条件复杂有断层、破碎带的地区灌浆后要待凝，待凝时间根据实际情况来定。

灌浆时灌浆塞塞在已灌段段底以上0.5 m处，以防漏灌。

如图1为自上而下分段灌浆程序示意图。

图1 自上而下分段灌浆程序示意图

2.4.3 灌浆压力

1)在灌浆过程中，灌浆的压力是根据基岩的性质以及孔位的不同而产生变化的，所在应该在试验阶段对灌浆压力的数值进行确定。

2)在灌浆的过程中，必须要求灌浆压力尽可能快的达到设计要求的极限数值。

3)在灌浆的过程中，严禁降压的现象发生，灌浆作业应该在恒定的压力下进行。初步拟定的灌浆全压力为:土坝、挡水重力坝、溢流坝坝基灌浆为全压力;接触段为0.3 MPa，渐深渐增原则。

2.5 灌浆结束标准

灌浆结束的标准根据采用的灌浆的方法的不同也有所不同在进行灌浆时，如果采用自上而下分段灌浆方法是，那么灌浆的注入率为1 L/min或者以下时，在连续灌注一个小时之后就可以将灌浆作业结束;如果采用的灌浆方法是自下而上灌浆时，如果注入率为1 L/min或者以下时，那么在连续灌浆0.5 h之后就可以将灌浆作业结束。