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水库坝基渗漏处理主要技术探析

来源:黑龙江水利科技 作者:刘博洋
发布于:2016-03-03 共2720字

  摘要:文章介绍了水库坝基处理采用可控灌浆技术, 介绍了模袋塞的使用方法、工艺流程、灌浆堵漏施工方法等, 并通过掌握可控灌浆技术, 为类似工程的灌浆处理提供宝贵的经验。可控灌浆技术在覆盖层、第四纪地层、大的漏失地层堵漏, 将会发挥更大的技术优势。

  关键词:水库; 坝基; 渗漏; 处理; 施工方法;

  1、堵漏施工方法的选择

  由于目前常规的栓塞很难实现在土层中下塞隔离, 因此采用模袋塞方法进行隔离。经地质勘察发现两坝肩渗流量较大, 若采用常规水泥灌浆, 水泥流失较为严重, 为解决上述情况本次采用可控灌浆方法进行堵漏, 即采用模袋一次分段隔离挤密灌浆堵漏工艺进行处理。如果主坝两端有明流段漏浆严重, 则可采用双液灌浆, 即在灌注水泥浆的同时灌入水玻璃, 以实现快速堵漏。

  2、施工工艺流程

  施工工艺流程见堵漏灌浆施工工艺流程示意图见图1.

  3、模袋塞的下入

  模袋塞要预先下入孔内进行预埋, 预埋的隔离塞、出浆点等的控制依据按设计的高程执行。下完预埋件后应立即胀塞, 胀塞应由有经验的人员操作, 既要保证隔离效果又要防止模袋破损。灌浆隔离采用模袋塞经过往模袋里压水泥浆, 在模袋将水泥浆中的水滤出, 剩下水泥, 将模袋胀起, 水泥凝固后直接塞到孔壁上, 实现隔离。将模袋压浆压力达到0.5MPa即可结束胀塞, 胀塞后立即用大流量清水洗孔, 并将胀塞管在给水状态下缓慢提出孔口, 提出后再下至孔底灌入浓膨润土浆, 待孔口返浓浆后再拔出胀塞管。保护好管口, 胀塞待凝8h后方可进行灌浆。

  分两段灌浆的钻孔, 先灌上部第一段, 然后再灌下部的第二段。其过程是先用专用搬手将第一段的堵环打开进行第一段灌浆, 第一段灌浆结束后立即清洗外管, 然后下入专用搬手打开第二段的堵环即开始第二段灌浆。

图1 堵漏灌浆施工工艺流程示意图

  4、堵漏灌浆钻孔

  4.1 布孔

  在现场采用测量法确定孔位并作出明显标记, 孔位按设计孔位放点, 统一编号。布孔后甲方按已有的勘探孔资料提供每孔的孔口高程, 墙底高程和基岩高程, 或提供可以控制上述高程的有关资料。

  4.2 钻孔

  1) 钻孔采用回转钻进, 孔位和孔斜严格按技术要求控制, 终孔孔径>91mm.

  钻孔按灌浆顺序的要求分序施工, 全孔一次成孔。

  2) 钻孔孔位控制措施:

  灌浆孔的开孔孔位应符合施工图纸要求, 与设计位置的偏差≤5cm, 因故变更孔位应征得技术负责人同意, 并记录实际孔位。

  3) 钻孔防偏防斜措施:

  ①钻机安装应水平稳固, 钻孔时必须保证孔向准确;②合理采用钻进参数, 避免由于钻进参数选择不合理而产生孔斜;③选用的钻具、钻杆要垂直, 随着孔深的不断加深, 逐渐加长钻具长度[1].

  5、堵漏灌浆施工

  5.1 灌浆方法

  采用模袋塞方法进行隔离, 采用纯压式灌浆方法进行灌浆。

  5.2 灌浆工艺与制浆

  灌浆工艺采用纯压式, 灌入纯水泥浆, 水泥浆配比为1∶1, 不分级, 漏量过大时加入水玻璃等添加剂, 添加剂掺入量约为水泥量的3%-5%.

  水泥采用42.5普通硅酸盐水泥。不得使用质量不合格或受潮结块的水泥。水泥品质必须符合《通用硅酸盐水泥》 (GB175-2007) 标准。制浆用水采用水库取水, 水质应满足有关规定要求。搅浆设备选用高速搅拌机。拌制用的水泥要称量。浆液温度应保持在5℃-40℃, 低于或超过此标准的应视为废浆。

  5.3 灌浆隔离

  灌浆隔离采用模袋塞经过往模袋里压水泥浆, 在模袋将水泥浆中的水滤出, 剩下水泥, 将模袋胀起, 水泥凝固后直接塞到孔壁上, 实现隔离。将模袋压浆压力达到0.5MPa即可结束胀塞, 然后迅速将外管内的浆液冲洗干净。分两段灌浆的钻孔, 先灌上部第一段, 然后再灌下部的第二段。其过程是先用专用搬手将第一段的堵环打开进行第一段灌浆, 第一段灌浆结束后立即清洗外管, 然后下入专用搬手打开第二段的堵环即开始第二段灌浆。部分钻孔采用了孔口封闭方法进行了封闭隔离灌浆。

  5.4 灌浆压力

  较大的灌浆压力有利于浆液的扩散, 也可产生强度较大的结石体并将周围地层挤密, 但应结合工程的特点防止抬动等不利变形, 过大的灌浆压力和灌入浆量对已有的建筑不利, 为此, 对压力采用了如下的参数:

  1) 灌浆孔第一段的压力≤0.3MPa.

  2) 灌浆孔第二段的灌浆压力0.3-1.0MPa.一般为0.3MPa, 个别情况需要挤密和扩大浆液范围时在短时间内采用1.0MPa.

  3) 灌浆压力采用孔口压力表读数, 压力的测读系统采用浆液隔离器, 灌浆结束后要及时对管路和浆泵进行清洗, 压力表要准确合格, 浆泵运行要平稳。

  5.5 灌浆流量及灌浆结束条件即可结束灌浆。

  1) 未加固化剂, 已达到设计压力, 流量<2L/min, 迸浆时间>5min, 得有过大的压力脉冲和波动, 采用了在管路上加设稳压器。

  2) 流量>30L/min, 累计灌入量以松散层的试段长度计算达到500kg/m, 仍未到设计压力时可加入水玻璃等外加剂, 添加外加剂应由有经验的人员操作, 不得使压力过快升高, 自开始加入外加剂起其延续时间≤30min, 适量加入外加剂达到设计压力后, 流量<10L/min, 超过5min即可结束。

  3) 加入外加剂后, 仍长时间不起压, 累计灌入量>500kg/m, 仍无明显压力时, 可结束灌浆, 但应研究在相邻孔段采取其它有效措施, 改善灌浆效果。

  5.6 封孔

  全孔灌浆结束后, 卸下上部灌浆管, 立即封孔, 封孔用浓黏土浆进行封孔。部分基岩孔采用0.5∶1水泥浆封孔[2].

  6、工程质量检查

  1) 钻孔检查:①每个灌浆孔开孔前由质检员进行孔位检查, 孔位与设计位置的偏差≤5cm, 因故变更孔位应征得技术负责人同意, 并记录实际孔位;②每个灌浆孔钻孔结束后由质检员用测绳测量钻孔终孔深度, 是否达到设计孔深的要求[3].

  2) 分段隔离塞位检查:每个灌浆质检员检查预埋的隔离塞、出浆口的位置是否按照设计的高程执行。涨塞时压力是否满足涨塞要求。

  3) 浆液的检查:不定期由质检员检查采用的42.5普通硅酸盐水泥是否受潮结块, 能不能满足施工要求。用比重计定期测量浆液是否达到浆液比重1.50 g/cm3, 是否满足1∶1水泥浆配比要求。

  4) 灌浆压力检查:灌浆压力严格按技术要求参数进行施工 (灌浆压力控制在0.3MPa以内) .

  5) 灌浆流量及灌浆结束条件检查。

  6) 封孔的检查:灌浆结束后是否用浓黏土浆进行封孔及封堵效果。

  7、工程质量及灌浆效果评价

  本次灌浆堵漏效果相当明显, 达到了本次灌浆堵漏的目的。

  8、结语

  通过对水库坝基渗漏处理, 掌握了可控灌浆技术, 对覆盖层采用模袋灌浆塞积累了经验, 为类似工程的灌浆处理提供了宝贵的经验。可控灌浆技术在覆盖层、第四纪地层、大的漏失地层堵漏, 将会发挥更大的技术优势。

  参考文献

  [1]孙国兴。沙坪水库坝基透水分析及防渗加固措施[J].水利规划与设计, 2015 (12) :106-108.
  [2]喻少平。红梅水库主坝渗流分析[J].水利规划与设计, 2015 (07) :47-48, 96.
  [3]代彬彬, 朱晓萌, 杨冰。煤公寨水库均质土坝安全稞及坝体补强加固防渗处理[J].水利规划与设计, 2018 (03) :143-146.

作者单位:黑龙江省庆达水利水电工程有限公司
原文出处:刘博洋.水库坝基渗漏处理的施工方法[J].黑龙江水利科技,2019,47(02):153-154+157.
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