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摘要:在高寒地区修建大坝时,通常由于温度、地质等自然条件的影响,对大坝的施工技术和施工质量产生很大的影响。然而,水库大坝的质量在很大程度上对当地的经济产生很大的影响,对人们的生命和财产安全也会产生较大的影响。从而,必须要加强大坝的修建水平,确保大坝质量的过关。因此,在高寒地区对大坝基础进行防渗工程施工时,可以利用帷幕灌浆施工技术,从而对帷幕灌浆施工技术进行全面的分析。
关键词:高寒地区;大坝基础;防渗性能;帷幕灌浆
假设对某一高寒地区的水库大坝进行施工时,该地区有着较高的海拔或者较高的纬度,存在着较大的昼夜温差,同时地质情况较为复杂,存着严重的地层漏失现象,并且地区的气压较低,会出现缺氧的现象。在此地区进行大坝施工时,主要是进行大坝基础防渗墙和两岸帷幕灌浆施工
一、设计帷幕灌浆施工技术
1、在大坝工程的左段采用上下墙幕防渗法方式,在大坝的右段采用全帷幕防渗方式。
2、在进行盖重时,可以选用C20砼。
3、在设计灌浆深度时,首先要进行导孔,在对灌浆深度进行调整时,可以按照压水试验成果进行对灌浆的深度适当的调整。在对终孔深度进行设计时,要保证深度不会超过2米,从而保证灌浆深度可以达到设计要求规范。
二、高寒地区大坝基础帷幕灌浆技术的应用
1、施工材料和施工设备。在对大坝基础进行施工时,应用帷幕灌浆施工技术,其施工材料选择的是国家免检材料,选择的天然砂粒径小于2.5毫米,细度模数小于2.0,含泥量要不超过3%。应选择普通硅酸盐42.5Mpa级水泥,比表面积应选择不小于350m2/kg,细度易选择50ūm筛网,筛余量不大于3%。在高寒地区冬季施工时,水温一般4~11℃之间,环境温度一般在零下5~20℃,要在此环境下进行灌浆作业,首行应制造钻孔灌浆的小环璋气候条件,将环璋温度尽量提高到零度以上,同时将水温提高到20~40℃之间。
2、帷幕灌浆技术施工方法
2.1 施工流程
在采取帷幕灌浆施工技术时,可以采用分序和加密的原则。帷幕灌浆施工技术的流程首先要平整施工现场,要及时浇筑混凝土盖板,然后要进行及时的钻孔取芯、压水和灌浆工作。最后在灌浆后,要及时的取芯,并对压水工作进行全面的检查,同时要封孔,以此结束灌浆工作。
2.2造孔工艺。在进行造孔工艺时,可以采用回转式岩芯钻机,在进行开孔一直到结束钻孔时,可以采用金刚石和合金钻进等施工工艺,在对钻孔进行冲洗时,可以采用清水进行冲洗。如进行冬季施工时,应在钻机平台四周搭建一个4m×4m×6m的暖棚,棚内烧煤灶,使其棚内温度控制在10~15℃,并做好通风排气措施,以防中毒。
3、灌浆工艺
3.1灌浆的方法
3.1.1施工工艺。在帷幕灌浆施工时,首先要进行钻孔、冲洗、压水和灌浆,其次在灌浆完成后,要对压水进行常规检查,最后进行封孔作业。
3.1.2在灌浆之前进行压水试验时,可以选用简单的压水试验方式进行压水检验。通常将工程灌浆压力的80%作为压水的压力,并且压水压力要小于1.0Mpa。
3.1.3灌浆。在进行灌浆时,通常情况下是可以选用“阻塞灌浆法”进行灌浆作业,通常是分段,由上而下,在孔内时可以采用孔内循环法进行灌注。
3.2科学合理的确定灌浆段的长度,通常要划分灌浆的长度,第一段灌浆的长度可以保持2米左右,第二段可以在3米左右,第三段和剩下的段数在5米左右。
3.3灌浆压力。在设置灌浆压力时,要严格按照设计技术的要求规范,通常越往后的灌浆段的压力也就越大。
3.4浆液变换。在确定浆液的浓度时,通常是从稀到浓,逐渐变换。在确定浆液水灰比时,可以采用七个比级,主要是5:1,3:1,2:1,1:1,0.8:1,0.6:1,0.5:1这七个比级。通常开灌水灰比是5:1.
在进行灌浆时,灌浆的压力没有发生变化,在此同时注入率也逐渐的降低,或者当注入率没有发生变化时,灌浆压力持续的上升,因此必须要将浆液水灰比进行改变。
当注入某一比级浆液时,超过300升的注入量,或者在灌注浆液时,灌浆的时间超过1个小时,然而灌浆压力和注入率没有发生改变或者没有发生鲜明的变化,就需要将水灰比灌注浓度进行改变。当注入率超过每分钟30升时,就需要根据具体情况,将水灰比进行改变。
3.5结束灌浆的标准以及封孔的方法
3.5.1结束标准。在常规压力下,当每分钟灌注浆液的数量小于0.4升时,就需要继续灌注1小时。当每分钟灌注浆液的数量不超过1升时,就需要继续灌注90分钟,那么就可以结束灌注。
3.5.2灌浆孔封孔。在封孔时,通常可以选用“分段压力灌浆封孔法”。
自动化记录灌浆参数。在高寒地区进行大坝基础施工时,工程量巨大,这时往往都需要记录大量的灌浆参数。为了确保记录数据具备着足够的可靠性和准确性,必须要对灌浆施工质量进行严格的控制,在施工时,可以选用灌浆三参数记录仪,主要是对灌浆的压力、流量和浆液水灰比进行记录。
5处理灌浆施工中遇到的特殊情况
5.1当注入大量的灌浆段,并且结束灌浆时较为困难,这时就需要在浆液中掺加一定的速凝剂或者添加稳定浆液或者是混合浆液,在进行扫孔后就可以按照一定的技术手段进行灌浆。
5.2当发生串浆的现象时,依然具备着灌浆的条件,那么就可以进行灌注。如果没有具备灌浆的条件,就可以利用塞将串浆孔塞住。当结束灌浆后,就可以清扫和冲洗串浆孔,然后就进行钻孔和灌浆。
5.3在连续进行帷幕灌浆施工时,如果机械设备在出现故障造成灌浆中断后,首先要对灌浆及时的恢复,要立即将钻孔进行冲洗。如果没有恢复灌浆,就需要清扫钻孔,然后恢复灌浆。
5.4在灌浆时出现冒浆和漏浆现象时,就需要利用嵌缝、低压、浓浆等方法进行处理。
5.5在严寒的冬季施工时,均应搭建拌制水泥浆的工作棚和灌浆机的工作棚,并做好通风排气措施。拌制浆液的水应加热到20~45℃,视其环境温度的高低决定不温,浆液温控制在40℃以内。应外界温度低,考虑温差较大,热量损失较快,因此水温及浆液温度可适当调高些,但不能超越规范规定。
三、帷幕灌浆施工过程应注意的问题
1、有效的保养和维护灌浆设备,并要对灌浆前所需要的工作准备充足,确保能够连续的进行灌浆工作。
2、在对接触段进行灌浆时,就需要在卡塞位置重新盖上混凝土,确保混凝土在与基岩接触面上不会出现漏灌的现象。
3、在对射浆管和卡塞位置进行施工时,要严格按照施工要求,确保射浆管数量的准确性。在对卡塞进行施工时,不能随意将段长进行延长和缩短,或者将几个分段一起进行灌浆,这些通常会影响灌浆的质量。
4、在完成每段钻孔后,在对孔口利用清水冲洗时,可以选用孔口敞开式的方法。在对上墙下幕段接触带进行冲洗时,需要使用高压脉动进行冲洗。
总结
在高寒地区对大坝基础进行施工时,采用帷幕灌浆施工技术,需要严格按照施工流程进行灌浆。在灌浆之前,要准备充足的施工材料,并要确保材料质量的过关。同时在施工过程中,要对施工中所需要注意的问题进行全面的分析,从而提高大坝的防渗性能。特别是在冬季施工时,在加热过程中,水温和水泥浆温度均应严格控制,并防止因冻水进行地下后结冰破坏原来的地质结构。同时,在加热烧煤取暖时,防止煤气中毒,应做好相应的通风换气措施。防止施工机械设备在严冬时节被冻坏,影响生产,造成经液济损失,也应做好设备的保温措施。
参考文献:
[1]肖冬顺,赵慧,朱殿英.西藏高寒地区帷幕灌浆施工技术[J].西部探矿工程,2006,38(12):156-158.
[2]罗杰华,王勇.砂砾石基础帷幕灌浆防渗在垅港大坝围堰基础防渗中的应用[J].江西水利科技,2008,37(34):13-15.
关键词:高寒地区;大坝基础;防渗性能;帷幕灌浆
假设对某一高寒地区的水库大坝进行施工时,该地区有着较高的海拔或者较高的纬度,存在着较大的昼夜温差,同时地质情况较为复杂,存着严重的地层漏失现象,并且地区的气压较低,会出现缺氧的现象。在此地区进行大坝施工时,主要是进行大坝基础防渗墙和两岸帷幕灌浆施工
一、设计帷幕灌浆施工技术
1、在大坝工程的左段采用上下墙幕防渗法方式,在大坝的右段采用全帷幕防渗方式。
2、在进行盖重时,可以选用C20砼。
3、在设计灌浆深度时,首先要进行导孔,在对灌浆深度进行调整时,可以按照压水试验成果进行对灌浆的深度适当的调整。在对终孔深度进行设计时,要保证深度不会超过2米,从而保证灌浆深度可以达到设计要求规范。
二、高寒地区大坝基础帷幕灌浆技术的应用
1、施工材料和施工设备。在对大坝基础进行施工时,应用帷幕灌浆施工技术,其施工材料选择的是国家免检材料,选择的天然砂粒径小于2.5毫米,细度模数小于2.0,含泥量要不超过3%。应选择普通硅酸盐42.5Mpa级水泥,比表面积应选择不小于350m2/kg,细度易选择50ūm筛网,筛余量不大于3%。在高寒地区冬季施工时,水温一般4~11℃之间,环境温度一般在零下5~20℃,要在此环境下进行灌浆作业,首行应制造钻孔灌浆的小环璋气候条件,将环璋温度尽量提高到零度以上,同时将水温提高到20~40℃之间。
2、帷幕灌浆技术施工方法
2.1 施工流程
在采取帷幕灌浆施工技术时,可以采用分序和加密的原则。帷幕灌浆施工技术的流程首先要平整施工现场,要及时浇筑混凝土盖板,然后要进行及时的钻孔取芯、压水和灌浆工作。最后在灌浆后,要及时的取芯,并对压水工作进行全面的检查,同时要封孔,以此结束灌浆工作。
2.2造孔工艺。在进行造孔工艺时,可以采用回转式岩芯钻机,在进行开孔一直到结束钻孔时,可以采用金刚石和合金钻进等施工工艺,在对钻孔进行冲洗时,可以采用清水进行冲洗。如进行冬季施工时,应在钻机平台四周搭建一个4m×4m×6m的暖棚,棚内烧煤灶,使其棚内温度控制在10~15℃,并做好通风排气措施,以防中毒。
3、灌浆工艺
3.1灌浆的方法
3.1.1施工工艺。在帷幕灌浆施工时,首先要进行钻孔、冲洗、压水和灌浆,其次在灌浆完成后,要对压水进行常规检查,最后进行封孔作业。
3.1.2在灌浆之前进行压水试验时,可以选用简单的压水试验方式进行压水检验。通常将工程灌浆压力的80%作为压水的压力,并且压水压力要小于1.0Mpa。
3.1.3灌浆。在进行灌浆时,通常情况下是可以选用“阻塞灌浆法”进行灌浆作业,通常是分段,由上而下,在孔内时可以采用孔内循环法进行灌注。
3.2科学合理的确定灌浆段的长度,通常要划分灌浆的长度,第一段灌浆的长度可以保持2米左右,第二段可以在3米左右,第三段和剩下的段数在5米左右。
3.3灌浆压力。在设置灌浆压力时,要严格按照设计技术的要求规范,通常越往后的灌浆段的压力也就越大。
3.4浆液变换。在确定浆液的浓度时,通常是从稀到浓,逐渐变换。在确定浆液水灰比时,可以采用七个比级,主要是5:1,3:1,2:1,1:1,0.8:1,0.6:1,0.5:1这七个比级。通常开灌水灰比是5:1.
在进行灌浆时,灌浆的压力没有发生变化,在此同时注入率也逐渐的降低,或者当注入率没有发生变化时,灌浆压力持续的上升,因此必须要将浆液水灰比进行改变。
当注入某一比级浆液时,超过300升的注入量,或者在灌注浆液时,灌浆的时间超过1个小时,然而灌浆压力和注入率没有发生改变或者没有发生鲜明的变化,就需要将水灰比灌注浓度进行改变。当注入率超过每分钟30升时,就需要根据具体情况,将水灰比进行改变。
3.5结束灌浆的标准以及封孔的方法
3.5.1结束标准。在常规压力下,当每分钟灌注浆液的数量小于0.4升时,就需要继续灌注1小时。当每分钟灌注浆液的数量不超过1升时,就需要继续灌注90分钟,那么就可以结束灌注。
3.5.2灌浆孔封孔。在封孔时,通常可以选用“分段压力灌浆封孔法”。
自动化记录灌浆参数。在高寒地区进行大坝基础施工时,工程量巨大,这时往往都需要记录大量的灌浆参数。为了确保记录数据具备着足够的可靠性和准确性,必须要对灌浆施工质量进行严格的控制,在施工时,可以选用灌浆三参数记录仪,主要是对灌浆的压力、流量和浆液水灰比进行记录。
5处理灌浆施工中遇到的特殊情况
5.1当注入大量的灌浆段,并且结束灌浆时较为困难,这时就需要在浆液中掺加一定的速凝剂或者添加稳定浆液或者是混合浆液,在进行扫孔后就可以按照一定的技术手段进行灌浆。
5.2当发生串浆的现象时,依然具备着灌浆的条件,那么就可以进行灌注。如果没有具备灌浆的条件,就可以利用塞将串浆孔塞住。当结束灌浆后,就可以清扫和冲洗串浆孔,然后就进行钻孔和灌浆。
5.3在连续进行帷幕灌浆施工时,如果机械设备在出现故障造成灌浆中断后,首先要对灌浆及时的恢复,要立即将钻孔进行冲洗。如果没有恢复灌浆,就需要清扫钻孔,然后恢复灌浆。
5.4在灌浆时出现冒浆和漏浆现象时,就需要利用嵌缝、低压、浓浆等方法进行处理。
5.5在严寒的冬季施工时,均应搭建拌制水泥浆的工作棚和灌浆机的工作棚,并做好通风排气措施。拌制浆液的水应加热到20~45℃,视其环境温度的高低决定不温,浆液温控制在40℃以内。应外界温度低,考虑温差较大,热量损失较快,因此水温及浆液温度可适当调高些,但不能超越规范规定。
三、帷幕灌浆施工过程应注意的问题
1、有效的保养和维护灌浆设备,并要对灌浆前所需要的工作准备充足,确保能够连续的进行灌浆工作。
2、在对接触段进行灌浆时,就需要在卡塞位置重新盖上混凝土,确保混凝土在与基岩接触面上不会出现漏灌的现象。
3、在对射浆管和卡塞位置进行施工时,要严格按照施工要求,确保射浆管数量的准确性。在对卡塞进行施工时,不能随意将段长进行延长和缩短,或者将几个分段一起进行灌浆,这些通常会影响灌浆的质量。
4、在完成每段钻孔后,在对孔口利用清水冲洗时,可以选用孔口敞开式的方法。在对上墙下幕段接触带进行冲洗时,需要使用高压脉动进行冲洗。
总结
在高寒地区对大坝基础进行施工时,采用帷幕灌浆施工技术,需要严格按照施工流程进行灌浆。在灌浆之前,要准备充足的施工材料,并要确保材料质量的过关。同时在施工过程中,要对施工中所需要注意的问题进行全面的分析,从而提高大坝的防渗性能。特别是在冬季施工时,在加热过程中,水温和水泥浆温度均应严格控制,并防止因冻水进行地下后结冰破坏原来的地质结构。同时,在加热烧煤取暖时,防止煤气中毒,应做好相应的通风换气措施。防止施工机械设备在严冬时节被冻坏,影响生产,造成经液济损失,也应做好设备的保温措施。
参考文献:
[1]肖冬顺,赵慧,朱殿英.西藏高寒地区帷幕灌浆施工技术[J].西部探矿工程,2006,38(12):156-158.
[2]罗杰华,王勇.砂砾石基础帷幕灌浆防渗在垅港大坝围堰基础防渗中的应用[J].江西水利科技,2008,37(34):13-15.