[浅谈月亮河水库除险加固工程帷幕灌浆施工] 水库加固工程

来源:党团工作 发布时间:2019-03-12 05:36:19 点击:

  摘要:介绍了对水库土坝进行帷幕灌浆的施工程序及施工方法,分析了灌浆过程中的各种数据。通过灌浆前后坝体透水情况对比分析表明,防渗效果良好。   关键词:帷幕灌浆 坝体防渗 效果分析
  
  1、工程简介
  月亮河水库位于晴隆县城东北侧,距晴隆县城约75 km,于1958年动工新建。1985年遭受特大洪水袭击,1993年复建完成水库蓄水,工程所处地出露浅灰色至深灰色灰岩夹砂页岩,库盆区主要出露岩性砂页岩,灰岩岩溶不发育,保水性好。水库现有均质土坝一座,坝顶高程1150.9m,最大坝高19.9m,坝顶长73m,上游一级马道,坡比为1:2.5和1:2.75,下游一级马道坡比为1:1.80和1:2.0。水库死水位�1144.07m,死库容1.234万m3。正常蓄水位�1149.3m,兴利库容8.95万m3,总库容18.4万m3,为小(2)型水库。放水涵洞长48m,断面尺寸为0.8×1.2m,浆砌石拱涵。
  观察发现坝基呈弥散状渗水,坝基、左右坝肩及内坝坡需及时进行防渗处理。因此,采用帷幕灌浆技术对该水库坝体进行加固处理。
  2、工程设计
  针对大坝渗漏的现状,坝体应对的方案宜采用沿坝顶进行帷幕灌浆,设计帷幕线沿坝轴线方向布置,左坝肩延伸21m,右坝肩延伸12m,由于大坝存在夯填较差,因此坝体段采用充填灌浆,左右坝肩及基岩段采用帷幕灌浆。
  造孔和灌浆分三序次进行,一序孔终孔间距为12m,二序孔终孔间距为6m,三序孔终孔间距为3m。灌浆采用自上而下分段灌注,段长为5m。
  3、施工准备
  3.1临时工程
  水电及灌浆管路沿灌浆帷幕线布置,水抽取库水,电自备柴油发电机。选用XY-IA型钻机1台,XY-1型钻机1台,中低压灌浆泵1台。
  3.2灌浆用水泥
  灌浆材料选用坝体采用粘土浆灌注,坝基采用425#普硅酸盐水泥进行灌注,当吸浆量较大,超过规定值时可加细砂等灌浆材料。根据设计要求,采用矿碴硅酸盐42.5#水泥进行,经试验细度通过80µm方孔筛的筛余量不大于5%。
  3.3灌浆参数的确定
  钻进采用旋转钻进。灌浆采取自上而下分段灌浆方法进行施工,灌段长为5m,接触段和破碎带段长为2~3 m。
  一般情况孔口压力表控制在坝体段灌浆0.08-0.10Mpa ;基岩段0.25~0.3Mpa,当单位吸浆量较小时,可采用一次加压,或让其自行升压,如由于压力较大,而出现地表冒浆,孔口返浆或单位吸浆量突然增大等情况,则适当降低压力,压力达到设计值后,当注入率不大于0.4L/min,持续60分钟不变;或不大于1L/min,持续90分钟不变,则可结束灌注。
  4、工程施工
  各孔施工顺序:施工准备-布孔-钻孔-冲洗-压水试验-灌浆-封孔。
  4.1布孔
  按照设计图纸要求,使用全站仪进行施工放样,灌浆孔的孔位偏差不大于10cm。
  4.2钻孔
  根据地质情况,钻机采用XY-100和XY-2PB回转电动液压式地质钻机,硬质合金钻头及金刚石钻头钻进。按照分序加密的原则,分三个序次钻灌,先钻灌第I序孔,后钻Ⅱ序孔,再钻Ⅲ序孔,最后进行补强孔施工。
  为保证孔向准确,在进行钻机安装时,班组人员先校正水平、加固,使立轴方向与钻孔孔向一致,经现场技术人员检查合格后,方能开孔钻进。钻进施工中采取埋设孔口管导向和较长钻具钻进,并在其中采取测斜控制手段,确保钻孔孔底的偏差值符合规定值。
  4.3冲洗
  钻孔冲洗方法是当钻孔达到灌浆分段深度提钻具取出岩芯后,随即将钻具下到底孔,采用压力清水大流量进行裂隙冲洗,冲洗压力采用灌浆压力的80%,直至回水清澈,孔内岩粉沉积厚度小于20cm时为止。
  4.4压水试验
  (1)地下水位的测定:为了计算水压力和灌浆压力,首先应测定地下水位。若无地下水位时,利用单元工程先导孔施工测定的地下水位,作为该单元的代表。其方法是:当钻孔冲洗完毕后,用测绳进行地下水位测定。稳定标准为:每5min测读一次孔内水位,当水位下降速度连续两次小于5cm/min时,可认为稳定,以最后的观测值作为地下水位值。
  (2)压水试验:先导孔采用自上而下分段进行压水试验,各序次孔的各灌浆段在灌浆前采取简易压水试验。
  4.5 灌浆:按帷幕灌浆相关规程规范进行实施。
  在灌浆过程中,对冒浆、漏浆、串浆,因故中断灌浆,孔口涌水,溶洞,掉钻,吸浆量过大,难以灌结束的情况处理,采用嵌缝、封堵、低压、限流、间歇,浆液中掺速凝剂,灌注稳定浆液和混合浆液等方法进行处理。灌浆过程中发生串浆时,灌浆孔用木塞塞住,待灌浆结束后,对串浆孔再进行扫孔冲洗,然后再进行钻进和灌浆。
  4.6封孔:待插筋结束后,采用“压力灌浆封孔法”,并结合人工封孔。人工封孔主要是在机械封孔结束,浆液下沉后形成上层孔段空隙,这时用人工拌合M10水泥砂浆注入孔内,插捣密实并找平。
  5 坝体帷幕灌浆效果分析
  5. 1 钻孔地质情况
  从地勘资料及钻孔资料所见,坝体不是均质粘土,而是含有大量不均匀的碎石、块石,并且碾压不密实。钻孔过程中时有漏水、坍塌和掉块现象发生。坝体透水情况很不规则,这直接影响单孔的灌注和扩散半径。
  5. 2 灌浆情况
  5.2.1 经灌浆成果统计, 单孔平均灌注浆量为2560.6 kg ,平均单位注入量为181.8 kg/ m。说明坝基内孔隙多。压入的水泥浆充填裂隙、孔隙对防渗处理十分有效,并且对坝体起到了一定的加固作用。
  5.2.2经过对Ⅰ、Ⅱ序孔处理后,Ⅲ序孔的注入量明显低于相邻Ⅰ、Ⅱ序孔的注入量,Ⅲ序孔无垮孔、漏水的情况发生,说明灌浆效果良好,基岩部份的裂隙、孔隙已得到有效的处理。
  5. 3 检查孔情况
  5.3.1 检查孔钻孔情况。检查孔钻孔过程中无漏水或涌水现象,取样中多见水泥凝结体充填裂隙,并且充填效果良好,结合紧密。
  5.3.2检查孔压水情况。为检查灌浆所形成帷幕的抗渗性能,采用五点法进行压水试验,试验结果都小于5 Lu 的设计要求,达到了防渗目的。
  5. 4 灌浆前后坝体透水情况对比
  为掌握灌浆前后透水情况,灌浆前对先导孔取样并做压水试验,灌浆后对检查孔进行取样并做压水试验,以测定灌浆后坝体抗渗性能的改善情况,见表1。
  
  表1灌浆前后坝体透水情况对比表
  灌浆孔 9 10 16 17 25 26 32 33
  透水率(Lu) 4.8 3.9 3.3 3.6 2.5 3.0 3.9 2.6
  检查孔 ZCK1 ZCK2 ZCK3 ZCK4
  透水率(Lu) 0.75 0.83 0.72 0.83
  
  
  通过对比分析,帷幕灌浆后坝体透水性明显降低,说明帷幕灌浆解决该水库坝体渗漏是成功的,所选用的排距、孔距、压力、浆液变换等技术参数是合理的。
  6结语
  在该水库除险加固中,采用帷幕灌浆处理后,弥散状渗水点消失,说明帷幕灌浆效果显著。工程取得预期的效果。

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