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水利水电工程施工中帷幕灌浆施工技术的应用探讨
摘要:水利水电工程易受技术条件和施工环境等因素影响,而出现大坝渗漏的问题,但水利水电工程为城市防护重要屏障,若发生失稳的情况,不仅会对民众生命安全和财产安全产生影响,而且会危害到社会秩序稳定,故保障好水利水电工程安全稳定尤为重要。帷幕灌浆工程为水利水电工程防渗施工常用技术,其具有施工便捷和造价低等优势,能尽可能提高大坝稳定性,降低渗漏问题出现可能性。
关键词:水利水电工程;高拱坝;坝基;帷幕防渗灌浆;关键技术
中图分类号:TV521 文献标识码:A
引言
水利水电工程是重要的民生工程,随着施工技术的进步,我国的水利水电工程建设也越来越完善。但我国仍有大部分水利水电工程建成时间较早,存在严重的老化失稳问题。堤坝作为水利水电工程的重要组成部分,具有较强的挡水功能,对其进行防渗施工,有助于提升堤坝的稳定性。常规的堤坝防渗施工技术使用水泥搅拌法完成防渗加固,但效果较差,加固后堤坝各个点位的抗压强度较低,散浸作用和浪坎作用影响易导致坝体塌陷。为了提高水利水电工程的可靠性,需要设计一种新的堤坝防渗加固施工技术。
1帷幕灌浆技术概述
1.1帷幕灌浆的主要内容
帷幕灌浆的主要内容包括以下三个方面。
(1)设计阶段。在设计阶段,需要对坝基进行详细的设计和分析,确定灌浆的位置和数量,并制订相应的灌浆方案。同时,还需要考虑灌浆材料的选择以及灌浆设备的配置等。在选择帷幕灌浆材料时,需要考虑其黏度、流动性、耐久性等因素。常用的帷幕灌浆材料有水泥砂浆、石膏粉浆和硅酸盐泡沫混凝土等。
(2)施工阶段。在施工过程中,需要严格遵照灌浆程序,确保灌浆的质量和效果。具体来说,需要注意灌浆的时间、温度和压力等方面的要求。例如,对于高耸结构,需要采用高温高压灌浆方式;对于低矮结构,则可以采用低温低压灌浆方式。此外,还需注意灌浆后的处理工作,如清理灌浆渣滓、修补裂缝等。
(3)验收阶段。在验收阶段,需要对灌浆的效果进行检查和评估,以保证灌浆质量达到预期目标。此外,还要注意灌浆后的维护工作,及时处理出现的问题和缺陷。
1.2帷幕灌浆的作用
在高拱坝坝基的建设过程中,帷幕灌浆是一种常用的施工方法,其主要作用是通过将混凝土浇注到坝基内部,形成一个稳定的结构,来实现坝基的加固和防水效果。帷幕灌浆还可以起到隔热保温的效果,降低高拱坝内部温度波动,延长高拱坝的使用寿命。在实际应用中,帷幕灌浆需要考虑多个因素的影响,如坝基的大小、形状、构造等。因此,在进行帷幕灌浆时,需要对高拱坝进行详细的设计和规划。在此基础上,可以采用合适的设备和材料进行施工,以保证施工质量和效率。在实际应用中,帷幕灌浆可以防止高拱坝内的水分渗透进入混凝土中。这是因为混凝土本身具有一定的吸湿性,如果未采取措施加以控制,就会导致混凝土中的水分渗漏而影响混凝土的质量。因此,帷幕灌浆的应用对于保持高拱坝内外部的干燥至关重要。此外,帷幕灌浆还能够有效地增加混凝土的强度和稳定性,从而达到增强坝基抗震性能的目的。
2高拱坝坝基帷幕防渗灌浆关键技术分析
2.1帷幕开挖成孔
在坝基的施工过程中,帷幕灌浆开挖成孔的目的是使水泥砂浆能够顺利进入坝基内部。因此,在开挖成孔时需要注意以下几点。(1)确定好开挖成孔的位置,应该选择在坝基内侧墙处或柱体附近区域开挖成孔,以保证水泥砂浆能够充分渗透进坝基内部,达到最佳的密封效果。(2)在开挖成孔之前,需要对坝基进行全面的勘察和评估。这可以通过使用各种检测仪器和设备来实现。例如,可以利用声波探测仪来测量坝基内部的结构状态和缺陷情况;也可以利用激光雷达等高精度测距工具来精确定位坝基中的漏洞和裂缝位置。这些数据对于制订合理的开挖成孔方案具有重要的参考价值。(3)在开挖成孔过程中,需要采取一些特殊的措施来确保水泥砂浆能够顺利流入坝基内部。例如,可以在开挖成孔前先用钻机打通洞口,然后采用高压喷射的方式直接向坝基内部输送水泥砂浆。
2.2制浆
针对水泥灌浆,以纯水泥浆液最为常用,采用材料以水泥、水为主,以实际需求为依据,添加膨润土、砂石和粉煤灰等掺合料。在施工时,需在考虑水利水电工程具体情况的基础上,选择适宜材料,以普通硅酸盐水泥较为常见,以高速搅拌机作为浆液拌制设备,制浆时先加水后加水泥,以浆液类型、搅拌机性能为依据,明确搅拌的时间,一般需要达30s以上。对于制浆的完成时间到使用时间,需要控制在4h以内,且浆液的温度要控制在40℃以内。在进行制浆施工时,制浆站用以0.5:1比例为依据,进行水泥浆液配制,且各机组要根据具体的情况进行浆液浓度配制,当使用之前要进行过筛处理。同时,在靠近配料台位置需要设置输浆泵,以减少浆液浪费并降低堵管的频率。
2.3帷幕灌浆
(1)帷幕灌浆为孔内循环方式,采取孔口封闭和由上至下封端灌浆的模式,孔底和射浆管间距离应在0.5m以内。在进行帷幕灌浆时,应以下游排、上游排的步骤进行,且同一排相邻次序孔间,后序排第一序孔与其关联位置的前序排最后次序孔间隔高差应在15m及以上,每一排的帷幕灌浆需要按照Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、Ⅲ序孔这几个步骤进行。(2)针对帷幕灌浆的施工分段,一是高程在2047m以下的一段和二段,段长分别为3m和5m;二是高程在2047m以上的一段和二段,此区域段长要以孔的深度为依据进行调整,最大段长应在8m以内。倘若无混凝土的盖板,需以一段为3m、其余各段为5m的原则进行分段。(3)在实施帷幕灌浆时,每一单元选一个序孔,将其作为先导孔,经先导孔测定地下水位并作为此单元代表,孔内水位需控制为5min/次。若水位连续两次降低速度在5cm/min之内,需要以最终观测值为地下水位值,并将此水位值作为这一单元水柱压力起算的零线。(4)在施工前,需要对先导孔进行声波测试操作,每20cm设一测点,从而为描述、编录标准岩芯创造有利条件。(5)在施工时,需要将底界深入不透水层控制到3m-5m。在实施最后一段的灌浆操作时,倘若简易压水的透水率在3Lu及以上,或者灌浆的单耗灰量在50kg/m,则需要将此情况详细反映至设计院和监理的工程师。
2.4注意事项
在坝基帷幕灌浆施工时,需要特别注意钻孔的位置、大小、数量以及灌浆材料的选择等。对于钻孔的大小,一般建议采用直径为0.5~1.0m的钻孔,以实现最佳的灌浆效果。对于钻孔的数量,一般应该选择多个较小的钻孔,而不是选择一个较大的钻孔,这样可以更好地保证灌浆的效果。为了确保帷幕灌浆的质量,应该从下到上分段施工,当钻孔的注浆速度低于1L/min时,应该在30min内完成灌浆;若注浆速度低于0.4L/min,则灌浆时间应该延长至50min或更长,并且应该定期检查灌浆的进浆和回浆比,以确保质量。若未能达到设计的期望标准,则必须通过注浆的方法调节灌浆的进浆和回浆比,并在30min内完成钻孔的灌浆作业。
结束语
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
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