小二型水库大坝灌浆质量控制

发布于:2021-08-02 10:05:17

浅谈小二型水库大坝灌浆质量控制 摘要:大坝灌浆工程是一项重要工程,关系到大坝的安全运行, 结合某工程实例探讨了对小二型水库大坝的灌浆设计,期望为当今 的小二型水库大坝建设提供一些借鉴意义。 关键词:小二型水库;大坝;灌浆 小二型水库是指库容在 10 万~100 万立方米的小型水库。现存 的小二型水库大部分建设时期较早,那时物力财力的不足也导致水 库大坝存在不同程度的缺陷,在加上年久失修,很多小二型大坝存 在渗漏现象。导致渗漏的主要原因是对坝基风化层及松散层的清理 不够彻底,渗漏较为严重,因此,需要采取灌浆法进行治理,本文 以某小二型水库大坝为例,探讨一下对小二型水库大坝的灌浆设计 和质量控制。 1.工程实例 某小二型水库是一座以农业灌溉为主并结合防洪的综合性水利 工程,该水库建设于上世纪 70 年代,设计防洪标准为 50 年一遇, 水库库容为 90 万立方米。大坝为浆砌石重力墙式干砌石坝,大坝 的最大高度为 25m,大坝坝顶长 49m,坝顶宽 5.2m。坝体底宽 4.4 米,顶宽为 1.8 米,在下游面的浆砌石坝壳约有 1 米,在上游重力 墙与下游坝壳之间上部 16.5m 为干砌毛石填隙,坝体底部为浆砌石。 但是由于毛石砌体在坝体内填筑松散,有很大的孔隙,增加了透水 性,渗透系数 k=2~10cm/s,孔隙率=15%~25%。花岗岩构成了坝基 和左坝肩,并有所风化,右坝肩中部是 1 至 4 米厚的花岗岩,其表 层为残坡积土,约 10 米左右。由于在大坝建设时没有对右坝肩松 散破碎层和坝基进行有效处理,导致水库水位增高之后右坝肩渗漏 严重,而且坝基也同样有渗漏的现象。 2.水库大坝灌浆技术 该工程共布置了 101 个灌浆孔,其中有 67 个为坝体固结灌浆孔, 另外 34 个帷幕灌浆孔。相对来说帷幕灌浆技术有较为规范的技术 标准,技术比较成熟,而干砌毛石坝体固结灌浆技术还在不断探索 改善中。 2.1 帷幕灌浆施工设计 2.1.1 帷幕设计 该大坝工程设计的帷幕灌浆孔为第 67 孔至 100 孔,帷幕深度达 到基岩面以下 4m,最深处深入基岩面以下 13m,达到相对不透水层, 帷幕灌浆孔孔距为 2 米。凿孔施工顺序是:先对固结灌浆孔施工, 然后进行帷幕灌浆孔施工。在对灌浆孔施工时,一般按照 1 序、2 序、3 序的次序进行。灌浆所使用的浆液要严格按照要求进行配比, 可以用 525#普通硅酸盐水泥配制。水与灰的比例应当根据灌浆时浆 液由稀到浓的要求变化,其配制比例分别为 3∶1 与 2∶1 到 1∶1 最后是 0.8∶1。 2.1.2 控制好灌浆压力 在灌浆过程中要注意控制好灌浆的压力,对灌浆压力的变化应 时刻检查,并根据需要进行调整。灌浆时浆液浓度与灌浆压力都是 不断变化的,浆液浓度由小到大不断改变,灌浆压力也从低到高进 行变化。在灌浆过程控制好压力非常重要,如果灌浆压力过大,有 可能导致原来的裂隙扩大,还可能会导致新的裂隙产生;如果灌浆 压力不足,会造成浆液扩散不足。在实际灌浆施工中,可能虽然对 灌浆压力进行了严格控制,但仍然会出现一些问题,如地表冒浆的 现象。面对这种情况可以通过减少灌浆压力,同时增加浆液浓度的 方法进行处理,处理完成之后再按正常的情况继续灌浆。 2.2 固结灌浆设计 2.2.1 灌浆孔布置。根据设计和施工需要,灌浆孔应布置两排, 从坝顶沿坝轴线方向进行布置,首先第一排孔的布置应当距大坝上 游面 3.2m,第二排孔的布置应距第一排孔下方 2m 处布置,呈梅花 形布置,间距 2 米。并对这些灌浆孔进行编号,从 0 到 33 号编为 第一排,从 34 到 66 编为第二排。 2.2.2 灌浆方法与材料 灌浆的方法一般按照 3 次序进行,第一波间距略大,以后逐渐 分批加密。坝体灌浆方法易采用循环钻灌法,自上而下分段进行。 所使用的灌浆浆液为水泥砂浆进行灌注固结,水泥砂浆是由 425 号 酸盐水泥与含泥量不大于 5%的砂配置而成。另外进行灌浆试验时需 加入外加剂,如 速凝剂、减水剂等,具体加入量应根据试验决定,最多不超过 干料重量的 4%。在灌浆的过程中,要注意控制灌浆压力,防止大坝 坝壳发生变位现象。 2.2.3 灌浆结束及质量检查 灌浆达到一定条件时即可结束灌浆,在灌浆的吸浆量小于 1.5l 每分钟或者不再吸浆时,在继续灌浆半个小时就可以结束灌浆。此 外当灌入干料达到 2t/m 的要求时也可以结束灌浆工作。在灌浆完 成以后需要用水泥砂浆及时进行封孔。 灌浆结束后还要进行质量检查,以防止出现质量问题,检查方 法是在基本孔之间钻 5%左右的检查孔,检查孔的深度要大于灌浆孔 深度。对于灌浆后砌体孔隙率的要求则是小于等于 10%。 3.大坝灌浆设计调整 大坝灌浆工程是一个较为复杂的工程,其中需要的设计参数较 多,同时灌浆工程也存在较多的不确定因素,这些都需要通过灌浆 试验进行解决。在多种灌浆技术中,有的已经比较成熟,如帷幕灌 浆技术,还有的技术规范没有可循之章,需要进行试验。如干砌石 坝体中固结灌浆技术,因此,在利用该技术时,需要先进行钻孔灌 浆试验,通过试验来确定灌浆材料以及灌浆压力等。 该小二型水库大坝灌浆工程规模较小,但所用的灌浆方法却不 少,主要有坝体堆石固结灌浆、坝基岩石帷幕灌浆以及右坝肩坡积 土帷幕灌浆法等。对于技术十分成熟的坝基岩石帷幕灌浆和右坝肩 坡积土层帷幕灌浆,试验比较容易,每种灌浆法都打 2 个试验孔钻 灌试验即可。而坝体固结灌浆则需要在坝体中部偏左侧打出 3 个试 验孔,利用循环钻灌法自上而下进行。灌浆材料首先试验比较常用 的水泥砂浆,由于灌浆孔的上部存在比较大的孔洞,当进行灌注浆 液时造成不起压,但同时也显示出水泥砂浆具有较好的可灌性和可 控性。水泥砂浆在孔的中下部可灌性又很差,主要是因为堆石体密 实、孔隙内砂砾含量较大的原因,经过分析进行了改良,把粉煤灰 加入到水泥浆和水泥砂浆,然后再继续进行灌注试验,可以发现有 了较好的可控性和可灌性。因而在实际施工中就需要在

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