锦凌水库坝体基础固结灌浆施工工艺及其质量控制研究

2017-05-09汪洋

黑龙江水利科技 2017年1期

关键词：坝基坝体浆液

汪洋

(辽宁水利土木工程咨询有限公司，沈阳 110077)

锦凌水库坝体基础固结灌浆施工工艺及其质量控制研究

汪洋

(辽宁水利土木工程咨询有限公司，沈阳 110077)

固结灌浆技术施工简便，同时可使坝基岩体抗压能力增加、弹塑性模量增强、透水性能变弱。已在我国大部分水利工程领域得到应用，固结灌浆技术发挥的作用在工程中日益显著。文章以锦凌水库坝体基础工程施工过程为背景，通过采取固结灌浆技术进行坝体的施工，研究了在深开挖条件下的固结灌浆施工工艺，对施工中出现的特殊情况进行了各项总结并提出了相应的举措，确定了固结灌浆施工质量控制要点并提出了质量措施。

坝体基础；固结灌浆；施工工艺；质量控制

随着我国水利工程建设的大量增加，水库坝体无论是从开挖深度还是建筑体量等方面都极大程度的发展，深开挖、大体量、高压高弹水库坝体基础已经成为现代化水利工程建设的关键。随着坝基固结灌浆技术在坝基岩体施工中的应用，同时又由于该技术操作便捷、成本较低，因此在大量水利工程中逐渐得到推广应用。

文章根据锦凌水库大坝开挖深度大、坝基岩体回弹形变大，以及施工过程中出现的特殊施工状况，对深开挖、大回弹、大变形等条件下进行坝基固结灌浆施工技术的深入研究，提出固结灌浆中施工质量的各项控制措施，为坝基固结灌浆技术的广泛推广提供案例支撑。

1 工程概况

锦凌水库坝区基岩以安山岩居多，有少量熔岩，熔岩由凝灰岩和火山角砾岩组成，也有极少量熔结流纹岩、凝灰质砂岩等，多分布在河床四周或河床右岸边。风化程度比较弱的为基岩，每一片区域都有特定的风化规律；安山岩的强度高，岩体完整性较完整；熔岩强度低，完整性较完整。熔岩和安山岩的碱性低，无潜在危险。坝址区域的地形结构单一，无较大构造形变。坝址区域基岩节理裂隙较为发育，少部分地区中等发育，PH呈碱性，节理面多平滑或毛糙，其中节理面间距最小的为15cm，结合情况正常，延性中等。

2 大坝基础固结灌浆施工工艺研究

2.1 施工顺序

锦凌水库坝体基础灌浆的施工顺序为：首先，浇筑盖重的混凝土，其次，等待盖重混凝土强度达到50%，最后，进行固结灌浆。

2.2 固结灌浆施工工艺

2.2.1 灌浆钻孔

每个灌浆孔的间距为3m，每排的排距为3m，设计孔深为5m。当出现混凝土盖重的状况时，方可固结灌浆，当盖重混凝土强度达到设计强度的50%后使用大型钻孔机打孔，钻机在打孔时要求安放平稳，确保每个钻孔垂直度并且要求每个孔底的偏差值小于1/40的孔深。

2.2.2 钻孔冲洗及压水试验

钻孔打到标准深度后，才可以对孔壁、裂隙冲刷，冲洗方式使用大流量压力水脉动方式，等待孔壁、裂隙中的水澄清后还需继续清洗10min以上的时间，同时需要保证冲洗的水压力是进行灌浆压力作业时的80%，数值的读取采用取整法，假如数值大于1MPa小于2Mpa时，采取1MPa。在冲洗结束后，需对孔段进行抽样性的调查，水压力依旧为灌浆压力时的80%，并采用单点法。

图1 固结灌浆施工工艺路程图

2.2.3 灌浆

2.2.3.1 灌浆材料

水泥：采用P42.5硅酸盐成袋的水泥，水泥的材料性要好，并且在使用时每用200t时进行抽样检查，检查水泥材质是否合格。

水：使用无杂质、无污染自然用水。

2.2.3.2 制浆

1)制浆材料称量

所有的材料需进行称量的过程，称量的结果不能低于规定的称量总量的5%。

2)浆液搅拌

在浆液搅拌的过程中，时刻注意浆液的均匀搅拌，并做好各项记录。

纯水泥浆液的搅拌时间标准为：在使用一般搅拌机时，要控制好搅拌时间，搅拌时间要大于3min，当用高速搅拌机的时候，搅拌时间大于30s即可。同时要注意控制搅拌时间，当浆液搅拌时间从开始到结束时的时间超过4h，则浆液作废。

3)集中制浆

需要设置集中制浆站来制取纯水泥浆液，制取的浆液的水灰比应为 0.5∶1，并要求各灌浆点的实际情况调制不同密度的浆液。

温度低于或超过5℃-40℃的浆液被视为废浆。

4)输浆

输浆时应保持输浆管道通畅。输浆管内的压力要保持平稳，输浆管道路线应平直，尽量减少曲折线路。输送浆液流速为1.4-2.0m/s。

2.2.3.3 灌浆方法

使用有盖重灌浆，进行分块分步灌浆，每个孔进行一次性灌浆。

为了保持混凝土面的稳定，理论上应该一泵灌一孔，如果串浆，应进行群孔并灌浆液，但连在一起的孔洞数量应该<3，并注意保持灌浆压力稳定。

2.2.3.4 灌浆压力

固结灌浆的压力Ⅰ序孔口采用0.1-0.3MPa，Ⅱ序孔口采用0.1-0.4MPa。在进行灌浆工作时，应当尽快使灌浆压力到达要求数值。

2.2.3.5 浆液水灰比和变浆标准

浆液的水灰比通常用5∶1，3∶1，2∶1，1∶1，0.8∶1或0.5∶1这六种等级，在等级顺序上，浆液可由稀到浓进行变换调试，一般状况时的开灌水灰比采取5∶1的等级。

变浆标准要求水灰比不能有所改变，无论是注入率降低而灌浆压力不变还是注入率不变而灌浆压力增大。

根据现在的施工情形，当浆液量超过300L或者灌浆时间超过1h，但灌浆压力与注入率变化微小或不变时，应跳级提升浓度。施工工艺流程如图1所示。

3 特殊情况处理

1)灌浆时，注意冒、漏、喷浆现象，可依照实际施工情况，采取嵌缝填堵、外层封堵、降低压力、提高浆液浓度、限制流量、间歇施工法进行处理。

2)发生串浆现象时，根据实际施工条件，可进行同时灌浆，如果不具备同时灌浆的条件，可将灌孔塞住，等灌浆工作完成时，再扫孔冲洗并再次钻进灌浆。

3)产生回浆变浓现象时，只需用新浆灌注，如果回浆现象严重，则需要新浆灌注的时间>30min。

4 固结灌浆施工质量控制

1)灌浆钻孔孔位偏差≤10cm，孔壁平直完整，终孔须报监理参加终孔深度检测。

2)灌浆泵性能与管距排浆量，规定其工作压力大于最大灌浆时的1.5倍;现场配置足够的压力表、比重计、温度计等测量计。使用压力应在压力表最大值的1/4-3/4。压力表与管距间设隔浆装置。

3)灌浆工程采用硅酸盐水泥，水泥标号≥42.5R，施工前需要检验每批水泥的质量并检查其出厂合格证，禁用受潮或过期水泥。水泥浆拌制后，其搅拌时间不得大于水泥浆液初凝时间。

4)固结灌浆段均按技术要求进行灌浆，不得改动任意灌注。

5)一个灌浆部位或一个灌浆单元的固结灌浆结束后，按照规范要求由监理工程师布置检查孔，固结灌浆检查孔应在下述部位：①岩石破碎带、断裂层、孔隙不均匀等地理构造交错的部位；②注入量大的孔段附近；③灌浆部位不精确与资料分析不符合部位。

6)检验钻孔的水压力试验是评定固结灌浆质量的标准，与此同时还应对比设计资料和试验的分析总结，全面测评。压水合格标准q≤5Lu。

7)检查孔施工：①钻孔孔径为φ76mm的芯样需要进行装入箱内并进行填牌编号，同时还要对其内容阐述说明。要求保留一份电子文档；②钻孔压水通常采取单点法，标准压水稳定值：在压力稳定的大前提下每隔5min进行一次抽查，当出现四次数值各自之间产生的差值都在最终值的10%或差值速率<1L/min时，可视为试验成功，并选取最终值作为结果；③检查孔的测评准则：接触段内的钻孔达标率为1%，其余钻孔的达标率为90%以上，不合格透水率值应小于设计值100%，并且没有透水集中现象出现可认为灌浆质量合格。

5 结论

固结灌浆技术已经成为国内外水库坝体基础除险加固工程的重要技术之一，在水利工程建设中发挥着越来越重要的作用。文章结合锦凌水库坝体基础工程现场施工，通过深入研究坝体基础固结灌浆技术，研究了在深开挖条件下的固结灌浆施工工艺，针对施工过程中出现的特殊情况进行了汇总并提出了具体的处理措施，确定了固结灌浆施工质量控制要点并提出了针对本工程的施工质量措施，可为同类工程的施工提供借鉴，极大地促进固结灌浆技术的推广应用。

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