水库土石坝帷幕灌浆施工及防渗处理措施

水库土石坝帷幕灌浆施工及防渗处理措施

王新婷

平原涵宇工程有限公司 山东省    德州市   253100

摘要：近年来，我国水利工程建设不断进步。水库大坝在经济发展中具有重要的作用，大坝可以蓄水形成水库，将雨水和河水储存起来，并通过控制泄水量和放水量来调节水流。这有助于解决水资源的合理分配和利用，保障供水和灌溉需求。由于蓄水导致的水力压力会对大坝产生巨大的压力，如果水压超过了大坝结构和防渗措施的承受能力，就可能引起渗漏。而存在病险的水库大坝更有可能出现基础渗漏问题，这种情况可能导致坝体的稳定性受到威胁，进而对水库运行安全带来风险。此外，若坝基渗漏严重，还可能对周边地下水系统造成污染。因此，对于存在病险水库大坝进行基础防渗加固工程是保障水库安全运行的重要措施之一。帷幕灌浆技术作为一种有效的防渗加固方法，被广泛应用于水库大坝基础防渗加固工程中。

关键词：水库土石坝；帷幕灌浆施工；防渗处理；措施

1帷幕灌浆施工技术的优势

（1）注浆操作简单,在注浆操作之前,先将需要施工的地方清理干净,然后再对需要施工的部分进行处理。在上面打洞,之后就可以进行配料,将水泥、石灰等按照一定的比例混合成浆液,最后往钻孔内灌入泥浆,然后回填即可。

（2）成本较低,且很稳定,注浆的材料一般都是用水泥之类的廉价材料制成的。并且所用的材料并不多,整个过程简单容易操作,但是在施工的时候,一般都会在浆液的制作中加入一些添加物。这样,当泥浆注入裂缝后,其稳定性将得到改善,从而提升施工质量。

（3）浇注施工是为了填充建筑物的裂缝,所以它是非常稳定的。注浆是在高压喷射的基础上进行的。在进行喷射的时候,可以将混凝土浆液注入到钻孔周围较松软的土层中,从而对其进行灌注,进而提高加固效果。

2帷幕灌浆施工技术分析

2.1技术要求

根据水库工程现状的分析潜在的安全隐患,影响到水利工程的安全稳定运行,给当地社会经济的健康发展造成了负面影响。因此,亟需展开水库除险加固工程,考虑到水文环境、地质条件以及施工成本等多方面因素,决定采用帷幕灌浆技术,这种技术较为完善且成熟,并且对施工成本的要求较低,具有一定的实用价值。为提高水库除险加固工程的施工水平,还要以工程的实际情况为导向,有针对性地制定帷幕灌浆技术的施工方案和计划。

2.2施工要求

帷幕灌浆技术的施工形式主要有两种,一种是全孔一次灌浆,另一种是全孔分段多次灌浆,这两种施工方法存在一定的差异性,需要结合水库工程的水文地质环境科学选择。前者更适合地质条件较为优越的水库除险加固工程。若水库工程的地质环境不佳,在帷幕灌浆施工前,还需要对施工现场进行全方位的处理后,再综合运用分段灌浆,确保加固质量符合规范要求。由于帷幕灌浆技术对混凝土强度的要求较高,因此在施工前要对帷幕垫层的混凝土强度进行检测,保证其强度符合28d设计强度且＞70%,可正式展开钻孔灌浆施工。另外,在爆破施工过程中,还要注重两点事项,一是灌浆施工已经全部结束后严禁进行爆破处理,二是当灌浆施工进度已经推进到30m左右时,不宜进行爆破施工,若对爆破处理有需求且无法避免,要做好减震以及防震措施,以免因爆破处理不当,给灌浆质量和效果造成影响。为确保帷幕灌浆施工能够在规定工期内高质量竣工,在整个施工过程中,均要利用自动监测装置,对各个施工环节的技术参数进行详细地记录,为竣工验收提供可靠的数据保障。

3帷幕灌浆防渗技术施工措施

3.1施工工艺流程

在正式施工前，应选取有代表性和类似地质条件的地区开展灌注试验，根据设计的施工技术，获取试验段灌每孔的单位吸水率、耗灰量等实验资料，并对其进行汇总分析，形成结果总结报告，上报后再制定正式施工参数。钻孔质量的好坏，直接影响着后续灌注的质量，所以，钻孔时要保证孔向、孔深符合设计要求，从上到下孔内的孔径保持一致，孔壁光滑，不会产生岩粉和岩屑。为了避免目前由于成孔过程中的偏斜而导致的管道内扩散范围不均匀，或者是有一部分帷幕体缺漏不全，会产生一条渗漏通道，各个钻孔的孔斜监控都是随着钻孔的进行而同步进行的，在此之前，通常都是携带式孔斜测量仪来测量。监控的频率通常是要确保每个灌段或更长的时间内，在每个灌段的左右各进行一次测量，并及时对测量资料进行分析处理，如果发现有孔斜或其潜在可能性，就应该及时纠正。

3.2钻孔

帷幕灌浆工序中最重要的就是钻孔工作，钻孔的成败直接决定了帷幕灌浆的施工质量，因此每个钻孔必须从孔位、孔深、孔径、孔序、垂直度等方面进行严格控制，保证钻孔的质量。孔位、孔序应使用全站仪、经纬仪和钢尺等设备进行确定，标记点使用自喷漆对钻孔的位置及孔序进行标记，标记点完成后在正式钻孔之前使用水平尺对XY-2履带式钻机底座水平度进行校准检测。钻机钻头固定后，进一步检查钻杆垂直度与钻机稳定性，在钻进过程中要定期检查钻头磨损程度、钻杆偏斜度、钻杆接头间隙等，发现问题及时调整。

3.3灌浆方法的选择

帷幕灌浆方法采用孔口封闭灌浆法,采用循环式灌浆,分段灌浆,混凝土结构和基岩接触位置灌浆段长度为2m,第2段为3m,余下段长度应每一段5m,最长段不能超过8m。孔口封闭法灌浆时各孔孔口管段,也就是混凝土与其岩层接触段即第1段,需要先行单独钻孔和灌浆,镶铸孔口管,并待凝固（时间不小于48h~72h）,其余灌浆段灌浆结束后可无需待凝,孔口管埋入基岩的深度要控制在1.5m~2.0m之间,要保证所使用的孔口封闭器具有良好的耐压性、密封性,灌浆管需要能够在灌浆过程中进行灵活转动和升降。保证灌浆管的外径和钻孔之间的偏差在10mm~20mm之间。

若以钻杆作为灌浆管,需要采用外平接头连接。各段灌浆操作时,需要保证灌浆管,需要能够深入到灌浆段底部,控制管口到孔底的距离在0.5m,在灌浆过程中需要保持灌浆压力和注入量相互适应,注入量应尽量控制在30L/min,相同部位不宜聚集多台灌浆泵进行同时灌浆。在整个灌浆施工中需要经常转动和频繁升降,回浆管需要有15L/min以上的回浆量,以防止注浆管在孔内被水泥浆液凝固住。

3.4灌浆压力的选择和控制

现场灌浆以控制抬动不超过设计规定的最大抬动值为主。灌浆压力控制措施,为避免发生抬动事故,按灌浆点距抬动监测点距离远近,采用不同的岩体最大允许抬动变形控制标准。抬动孔布置是需要以辐射半径为15m的区域内布置1个抬动孔,在整个施工中为避免发生抬动事故,需要采取有效的灌浆压力控制措施,从0MPa压力开始,按照每0.02MPa为一级,逐级升压到设计灌浆压力,同时规定好每级压力的稳压时间不能少于5min。经过确认没有抬动时,再提升压力。当灌浆点的抬动值能够达到150μm时对应的灌浆压力,作为此孔设计的最大灌浆压力。最大抬动值不应超过200μm,初始注入率为5L/min,按照每级5L/min的标准进行逐级提升。在整个灌浆过程中,应有专人对抬动装置千分表的变化情况进行观察。在100μm~150μm之间时,灌浆升压时注入率需要控制在10L/min以内,若抬动值不再继续上升,逐级升压,否则需要停止灌浆,等浆液凝固8h后,及时扫孔复灌。

结语

水库作为基础民生工程,对于人们日常生产生活的重要性不言而喻,为保障水库运行的安全性和稳定性,需要科学利用帷幕灌浆技术,开展水库除险加固工程,及时消除潜在的质量隐患,延长水库的运行年限,为当地社会经济的长效健康发展,提供坚实的保障。

参考文献

[1]陈保增.水库大坝除险加固工程中帷幕灌浆施工技术的运用分析[J].工程技术研究,2022,7(23):70-73+79.

[2]游芳.关于灌浆施工技术在小型水库除险加固工程中的应用探讨[J].低碳世界,2021,11(06):117-118.

[3]王燚.灌浆施工技术在水库大坝除险加固工程中的应用研究[J].黑龙江水利科技,2021,49(01):172-173.