水利水电施工技术和灌浆施工的应用

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摘 要：灌浆施工技术的控制过程十分复杂,灌浆技术是水利水电工程地基处理中较为常用的施工措施,并且广泛应用于大坝坝基的加固和防渗.本文介绍了灌浆施工在水利水电工程中的应用,重点分析了水利水电工程的灌浆施工技术.

关 键 词：水利水电施工技术灌浆施工

在水利水电的基础工程中,灌浆施工过程控制是一个复杂而系统的过程,涉及到很多方面.要作好灌浆过程的施工,首先要做好一系列的施工控制,并结合施工工艺技术,选取具体的参数、控制手段和方法,才能使灌浆这一隐蔽工程作到可控,从而达到预期的灌浆施工目的.因此,对水利水电工程灌浆的施工技术进行具有一定的实际意义.

一、灌浆施工在水利水电工程中的应用

水利水电枢纽担负着提供人民生活用水、农业灌溉水源等多重功能,并具有重要的防洪抗灾作用.我国的水利水电枢纽类型多、分布广,且以中小型为主、工程质量参差不齐.经过多年的建设和运行,目前国内适合用于建设河坝、水库的地基已经越来越少,必须通过地基加固处理技术使其达到水利水电工程施工的稳定性要求,同时,工程建筑物的老化也带来了严重的渗透问题,如不及时进行防渗处理,轻则降低水利水电枢纽的运行效益,重则可能导致严重的工程事故,对人民生命财产安全造成威胁.

作为水利水电工程中地基处理与防渗加固中最常见的技术措施,灌浆施工的质量直接决定着水利水电枢纽运行的可靠性及其功能与效益,必须得到相关施工人员的重视.然而水利水电工程施工因其地质、气候、功能类型等的不同具有相当大的差异,实际工程中技术关节复杂,影响因素较多,这就要求施工人员从整体上把握工程特点,选取合适的灌浆方法和手段,严格进行原材料把关,并进行合理的养护与验收工作,保证灌浆施工的质量.

二、水利水电工程灌浆施工技术

在实施水利水电工程之前,首先要做好地基的防水防渗工作,下面是对常用的灌浆施工

技术和方法做出的一点总结.

1.对于浆液材料的基本要求

常用的灌浆材料为水泥浆,由水泥、粉煤灰、水以及适量外加剂和其他材料组成.由浆体制成的立方体试件在标准条件下养护7天之后,如果能够承受5MPa以上强度压力则为合格.浆体作为灌浆的主要材料,应该具备良好的可泵性、和易性和保水性能,为了使浆体能够均匀布满板底空隙,浆体不能过于黏稠；同时浆体也不能太稀,过稀的浆体干燥以后收缩性大.在施工时,可以在浆体中掺加一定量的膨胀剂,达到防止浆体干缩的目的.浆体在注入预定部位时,必须要进行灌注,影响浆体可灌性的因素就是浆体的流动度,可灌性与浆体的流动度息息相关.在现行的规范中,并未对浆体的流动度做出具体的规定,目前大多根据预制梁板压浆的施工经验,以浆体在漏斗中全部自由流完的时间作为浆体的流动度.

2、不同工程条件下采取不同的灌浆方法

灌浆施工的方法很多,应根据不同工程特点加以选择,以坝体、坝基等的防渗处理为例,常见的灌浆方法包括适用与土坝或宽心坝坝体的劈裂式灌浆,适用于卵砾石层的防渗帷幕灌浆,以及对地质条件、机械设备要求较高的高压喷射灌浆等.而在水利水电工程的地基处理中,则应针对不同地基采用相应的措施：①对于正在冒水的地基应根据冒水量和冒水是否集中等条件进行判断,冒水量大的应在裂隙相交处钻若干深孔及浅孔,埋入孔口管将水引出,以麻刀、棉纱等封堵裂缝后以砂浆填槽,先用低压对浅孔灌浆,浆凝后再用高压对深孔灌浆；对冒水量小的,可通过U形槽以速凝砂浆对裂隙进行灌浆处理.②对于存在大吸浆量情况的地基,通常采取降压或自流式灌浆,在砂浆中加入速凝剂并提高其浓度,同时限制其注入率,或采取间歇方式关键,待凝一段时间后扫孔、复灌,复灌时争取在设计压力下结束灌浆.③针对特大漏水通道有水流作用或倾角较陡的大孔洞可使用稠水泥浆冲灌粗砂与砾石,或以浓浆冲灌级配粒料,在中途将缝隙堵住；而无水流作用或倾角较缓的裂隙,则可采用定量灌浆的方式,灌注混合浆液或稳定浆液.④在岩溶地段,地基应根据有无填充物进行处理.有填充物的情况下,可采用将带孔眼的钢管插入溶洞内的方法,以高压灌浆设备将水泥浆射入人造孔壁中,并籍高压水泥浆的劈裂作用,使水泥浆以条带状向土体中穿插,纵横交错形成网格包裹；在无填充物时,可直接回填高流态混凝土或扩大灌浆孔孔径,向孔内投入干净碎石后再灌入水泥砂浆.

三、灌浆施工技术的质量控制

灌注能力、可塑性和强度特性均属于子系统的控制范畴之内,随着水利工程枢纽和设计施工要求的不同而变化,在此过程中,要坚持遵守一定的规范,这些规范包括劈裂定向定理、劈裂判别定理、吸渗反应定理等几个方面.劈裂定向定理要求采用劈裂灌浆方式进行灌浆,如果发生劈裂现象,一定会在载体中垂直主应力最小的平面上首先出现.尺寸效应定理主要是指导渗透灌浆过程中所用浆材颗粒的尺寸大小,在灌浆过程中,浆材颗粒的大小必须小于被灌注介质的缝隙宽度,或是小于被灌孔隙的直径.同时将灌注过程中浆材颗粒的累加效应考虑进来,在用粒状浆液进行灌注时,在考虑尺寸效应的影响外,还要考虑流变效应对于灌浆的影响.

灌浆时通常采用一次升压法或是分段升压法两种方法进行灌浆压的控制.对于透水性小、裂隙发育不完善、并且裂隙周围的岩石坚硬、完整时,通常采用一次性升压方法,这种方法的关键是在灌浆时要在最短时间内使压力上升到标准压力的大小,在累计吸浆量达到一定程度后再调配浆液配合比,逐渐增大浆液浓度,以使单位吸浆量也随之减少,直到灌浆结束.