水利工程大坝施工中灌浆技术的分析

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聂莹方

河南前江建设工程有限公司 450000

摘要

水利工程大坝施工中,灌浆技术至关重要,其应用效果直接关系到大坝的稳定性与防渗性能。本文对灌浆技术在水利工程大坝施工中的应用进行了深入分析,阐述了常见的灌浆技术类型,包括帷幕灌浆、固结灌浆、接缝灌浆等,并详细探讨了灌浆施工的流程与要点,如灌浆材料选择、灌浆孔施工、灌浆压力控制等。同时,针对灌浆施工中可能出现的问题提出了相应的解决措施,强调了质量控制的重要性,旨在为提高水利工程大坝施工质量,保障水利工程安全稳定运行提供参考。


关键词

水利工程;大坝施工;灌浆技术;质量控制

正文


1 引言

水利工程作为国家基础设施建设的重要组成部分,在防洪、灌溉、发电、供水等方面发挥着不可替代的作用。大坝作为水利工程的核心建筑物,其施工质量直接关系到整个水利工程的安全与效益。灌浆技术作为大坝施工中的关键技术之一,通过将浆液注入坝基或坝体的孔隙、裂缝中,起到加固地基、提高坝体防渗性能、增强结构稳定性的作用。随着水利工程建设规模的不断扩大和技术要求的日益提高,深入研究灌浆技术在水利工程大坝施工中的应用具有重要的意义。

2 常见灌浆技术类型

2.1帷幕灌浆

帷幕灌浆是在坝基或坝体中钻孔,将浆液注入孔内,形成一道连续的防渗帷幕,以减少坝基或坝体的渗流量。其主要用于坝基防渗,防止库水通过坝基渗漏。帷幕灌浆孔一般布置在坝轴线的上游侧,孔距和排距根据地质条件和防渗要求确定。在施工过程中,需要严格控制灌浆压力、浆液浓度和灌浆时间,以确保帷幕的防渗效果。例如,在某混凝土重力坝的坝基帷幕灌浆施工中,根据地质勘探报告,确定帷幕灌浆孔的孔距为2m,排距为1.5m,通过采用合适的灌浆参数,成功形成了一道有效的防渗帷幕,使坝基渗流量满足设计要求。

2.2固结灌浆

固结灌浆的目的是提高基岩的整体性和弹性模量,减少基岩受力后的变形,提高基岩的抗压、抗剪强度,降低坝基的渗透性。固结灌浆孔通常布设在坝基范围内,对于节理裂隙发育或有破碎带的岩石区域,需要加密布孔。固结灌浆一般在基础岩石表面浇筑一定厚度的混凝土后进行,施工次序遵循逐渐加密的原则,先钻灌第Ⅰ次序孔,再钻灌第Ⅱ次序孔,以此类推。如在某拱坝的坝基固结灌浆施工中,针对坝肩部位岩石破碎的情况,采用梅花形布孔方式,孔距为3m,排距为2.5m,通过两期固结灌浆施工,使坝基岩体的整体性和强度得到了显著提高。

2.3接缝灌浆

接缝灌浆主要用于大坝混凝土浇筑过程中形成的纵缝、横缝等接缝的处理。在坝体混凝土浇筑到一定高度后,对这些接缝进行灌浆,使坝体各浇筑块连接成一个整体,增强坝体的整体性和传力性能。接缝灌浆施工前,需要在接缝处设置灌浆系统,包括灌浆管路、出浆盒等。在灌浆过程中,要严格控制灌浆压力和浆液的流动方向,确保接缝填充饱满。例如,在某大型混凝土重力坝的接缝灌浆施工中,采用盒式灌浆方法,在每个接缝处设置多个出浆盒,通过合理控制灌浆压力,使接缝灌浆质量达到了优良标准。

3 灌浆施工流程与要点

3.1施工准备

在灌浆施工前,需要进行充分的准备工作。首先,要对施工现场进行场地平整,确保施工设备能够顺利就位。同时,对灌浆设备进行检查和调试,保证设备性能良好。其次,根据工程设计要求,选择合适的灌浆材料,并进行材料的检验和试验,确定浆液的配合比。

3.2灌浆孔施工

3.2.1钻孔

灌浆孔的钻孔质量直接影响到灌浆效果。在钻孔过程中,要确保钻孔的垂直度和孔深符合设计要求。对于帷幕深孔,尤其要严格控制孔斜,防止因孔斜过大导致相邻钻孔贯通,影响灌浆质量。一般采用回转钻进或冲击回转钻进的方法进行钻孔,根据岩石的硬度和完整性选择合适的钻头。在钻进过程中,要及时清理孔内岩粉,保持钻孔畅通。

3.2.2洗孔与压水试验

钻孔完成后,需要进行洗孔,以清除孔内的岩粉、碎屑等杂质,保证灌浆管路畅通。洗孔一般采用高压水冲洗或风水联合冲洗的方式。洗孔完成后,进行压水试验,通过压水试验可以了解岩土层的渗透性能,为确定灌浆压力、浆液浓度等参数提供依据。压水试验通常采用单点法或五点法,按照相关规范要求进行操作和数据记录。

3.3灌浆作业

3.3.1灌浆方法选择

根据工程实际情况和地质条件,选择合适的灌浆方法。常见的灌浆方法有循环式灌浆和纯压式灌浆。循环式灌浆又分为孔口循环和孔内循环,该方法能使浆液在孔内保持流动状态,减少颗粒沉淀,适用于灌浆质量要求较高的工程。纯压式灌浆则是将浆液压入钻孔后不再返回,直接填充到岩体缝隙中,适用于裂缝较大、吸浆量较大的岩层。

3.3.2灌浆压力控制

灌浆压力是影响灌浆效果的关键因素之一。压力过小,浆液无法充分填充到岩体缝隙中,影响灌浆质量;压力过大,则可能导致岩体劈裂,造成浆液浪费,甚至影响坝体安全。在灌浆过程中,要根据地质条件、灌浆深度、浆液性能等因素,合理确定灌浆压力,并通过压力控制系统进行实时监测和调整。一般情况下,灌浆压力随着灌浆深度的增加而增大。

3.3.3浆液浓度调整

浆液浓度应根据灌浆过程中的吸浆量和压力变化进行适时调整。在灌浆初期,为了使浆液能够顺利进入岩体缝隙,一般采用较稀的浆液;随着灌浆的进行,当吸浆量逐渐减少、压力逐渐升高时,逐步提高浆液的浓度。浆液浓度的调整通常按照一定的级配进行,如由水灰比3:1逐渐调整到2:1、1.5:1、1:1等。在调整浆液浓度时,要注意搅拌均匀,确保浆液性能稳定。

3.4封孔

灌浆作业完成后,需要对灌浆孔进行封孔处理,以防止浆液流失和降低灌浆效果。封孔方法一般有机械压浆封孔、压力灌浆封孔等。在封孔前,要先将孔内的积水和杂物清理干净,然后采用与灌浆材料相同或相近的材料进行封孔。封孔过程中,要确保封孔材料填充密实,封孔高度符合设计要求。例如,在某水利工程大坝灌浆施工中,采用压力灌浆封孔方法,将水泥砂浆通过灌浆泵压入孔内,封孔压力控制在0.5MPa左右,封孔高度超出孔口设计高程0.5m,保证了封孔质量。

结论

灌浆技术在水利工程大坝施工中具有不可替代的重要作用,其应用效果直接关系到大坝的安全稳定运行和水利工程的综合效益发挥。通过合理选择灌浆技术类型,严格把控灌浆施工流程与要点,有效解决施工中出现的问题,并加强质量控制,能够确保灌浆施工质量,提高坝基稳定性、增强坝体防渗性能和改善坝体结构整体性。随着水利工程建设技术的不断发展,灌浆技术也将不断创新和完善,为我国水利事业的持续发展提供坚实的技术支撑。在今后的水利工程大坝施工中,应进一步加强对灌浆技术的研究和应用,不断提高施工技术水平,为保障水利工程的高质量建设和安全运行做出更大的贡献。

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