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灌浆技能在水利水电工程中的使用及施工工艺
RSS 打印 复制链接 公布工夫:2017-05-18 13:52:56

 灌浆技能在水利水电工程中的使用及施工工艺

  择要:灌浆技能作为水工修建物地基处置惩罚中常用和紧张的工程步伐,在大坝坝基防渗和除险加固中失掉遍及的使用,对少量吸浆量地层,特大漏水通道,正在冒水的堵水,承压水条件下,岩溶地段等特别地层的灌浆要领和施工工艺举行总结。提出了几点在理论工程中的使用。仅供偕行参考学习。

  要害词:水泥灌浆、高压水泥灌浆、施工工艺

  水利水电工程灌浆技能作为水工修建物地基处置惩罚中常用步伐,在水工大坝坝基防渗和除险加固处置惩罚中失掉遍及的使用,在水利水电工程坝基灌浆中,每每会遇到大吸浆量地层,特大漏水通道,正在冒水的堵水,承压水和岩溶地段等环境,特别环境的灌浆要领与施工工艺举行总结。

  1.大吸浆量环境的贯注要领:

  在一样平常的裂隙岩层中灌浆,少数环境可在1—3h之内竣事灌浆,单元耗灰量通常不凌驾100—200kg/m,但是,偶然会呈现少量吸浆不止,灌浆难以竣事的环境,其重要缘故原由是地层的特别布局条件促使浆液从相近地表冒出,或沿着某一牢固的通道流失。

  大吸浆量地层一样平常可按以下准绳举行处置惩罚:

  (1)降压:用高压乃至用自流式灌浆,等裂隙渐渐满盈浆,浆液的活动性低落后,再渐渐降低压力,按通例要求举行灌浆。

  (2)限流:限定注入率不大于10—15L/m¡m以淘汰浆液在裂隙里活动速率,促使浆液尽快堆积,待注入率显着淘汰后,将压力降低,使注入率基本连结在10—15L/m¡m程度,中转到灌浆竣事尺度后竣事灌浆。

  (3) 浓浆贯注,接纳最稠的水泥浆(一样平常为0.5:1)举行贯注。

  (4) 加快凝剂,在最稠的水泥浆(一样平常为0.5:1)中掺入水玻璃氯化钙速凝剂。

  (5)贯注水泥砂浆,凭据贯注环境,掺砂最可以按水泥分量的10%、20%—……100%渐渐增长砂的粒径也可渐渐变粗,将砂浆搅拌均后,用砂浆泵贯注。

  (6)间歇灌浆,在贯注肯定数目水泥或贯注肯定工夫后,制止灌浆一段工夫,每次间歇之前,水泥灌浆量或灌浆工夫凭据地质环境,灌浆目标确定,间歇工夫通常为2—8h,这种特别环境的灌浆,竣事时纷歧定要到达设计压力,若无法在设计压力竣事灌浆,可低至竣事灌浆,待凝一段工夫后扫孔、复灌,复灌时夺取在设计压力下竣事灌浆。

  2、特大漏水通道的贯注要领

  接纳定向爆破法制作的堆石土坝,在于坝肩岩体中容易孕育发生爆破而招致的特大裂隙,在可溶性岩石地域,由于溶蚀构成的喀斯溶洞,溶沟形成少量漏水的环境时有产生。对付这种特别漏水通道,若采通例灌浆要领,不但会泯灭少量的质料,并且偶然基础没有结果,对此,要凭据差别环境举行处置惩罚。

  2.1无水流作用和倾角较缓的大裂隙

  起首采浓浆,水泥砂浆或间歇灌浆举行处置惩罚,若结果不显着,则可改用定量贯注稳固浆液或混淆浆液,稳固浆实用于遇水功能好转,注入量大的地层,混淆浆液包罗水泥砂浆,水泥粘土浆,水泥粉煤灰浆和水泥玻璃浆等。

  2.2有水流作用或倾角较陡的大裂隙、大孔洞

  (1)冲填级配料。在孔口用稠水泥浆冲灌粗砂砾石(粒径由小到大)。或贯注一段工夫后仍有效果,再改用浓浆冲灌级配粒料、配料时先搅拌成肯定稠度的浆液从孔口倒入,等灌满后用通例要领举行贯注,所谓级配料,应是包罗土、砂、砾石等粗细颗粒都有的混淆料,能天然构成反滤层,此中包罗的粒料应是先细后粗,逐级擦素,到某一级再也灌不出来时即制止。每级注意灌输的数目凭据果断来掌握,可为200—1000kg,粒料的分级,可接纳2—5mm、5—10mm、10—20mm、20—40mm、40mm五个级别,充填粒料的重要目标,重要是盼望用某一级砾石在窄缝处构成“架桥”敏捷将漏洞在中途堵住,以便于构成反滤层,末了将通道漏水堵去世。

  (2)模袋灌浆,模袋接纳尼龙、聚脂或聚丙烯等质料用特别的纺织工艺构成,织物强度高,在灌浆压力作用下,模袋内水泥浆中的水分可由袋内析出,而水泥颗粒不会外漏。如许可以低落水灰比,进步凝结强度,收缩凝结的工夫。水泥浆液在模袋中凝集,在水下不具有疏散性,当水流漏较大时不会被冲失;模袋在压力作用下能孕育发生变形,顺应差别外形的溶洞,有利于梗塞。施工时起首往袋内贯注水灰比为0.6—0.8或1.0的水泥浆,然后将满盈水泥浆的模袋钻孔投入孔内,孔内模袋到达肯定数目后再在原孔位举行灌浆处置惩罚。

  (3)双浆液灌浆.多浆贯注浆是化学灌浆中的一种,也属于控制灌浆的领域.水泥浆液和速凝剂(一样平常接纳水玻璃)辨别从两个灌浆管进入混淆器、水泥浆和水玻璃在混淆器中充实混淆后,在速凝前抵达孔底。为了到达预期的防渗结果和满意防渗体强度要求,必要对浆液的分散间隔举行控制,浆液既不克不及分散得太远形成质料糜费,又不克不及因浆液的分散范畴太小使防渗体的强度不敷,要是浆液固结工夫太短,灌浆孔冲走。要是浆液固结的工夫太长,在混淆物抵达地层前将被冲走。怎样有用地控制灌浆,构成有用的截水墙来堵水,对岩溶地域灌浆十分要害,为此,每每必要经过现场的实验来确定双浆液灌浆比例,灌浆压力,灌浆流量等施工参数以到达有用封堵大毛病的目标。

   3、正在冒水环境的堵水灌浆要领

   正在冒水环境的堵水灌浆可凭据详细环境辨别接纳步伐。

  3.1从较大的会合漏水点冒水

   此种环境多产生在岩溶地域和混凝土中有特大缺陷的中央,应针对出水点,凭据出水量的大小,先隐藏一段得当直径的孔口管,将水会合引到管中导出,再将四周大概冒水冒浆的岩缝和孔洞封堵好,然后从孔口管中举行反压灌浆,反压灌浆的压力为P=P1+P2,此中:P1为孔口管封闭后的水稳压力,P2为正常环境下灌浆压力。

  3.2沿缝隙冒水或浸水

   对付冒水量较大的,可接纳以下步调举行处置惩罚(1)钻多少个与裂隙交的深孔,埋上孔口管,将缝隙水从管中引出;(2)在深孔之间钻多少个与裂隙相交的浅孔,埋上孔口管;(3)沿裂隙口凿槽,先用棉沙、麻刀等对缝隙举行封堵,然后用砂浆填槽;(4)对浅孔用较高压力灌浆;(5)浅水待凝一段工夫后,对深孔用较高压力举行灌浆。对付冒水量较小的,可先沿裂隙凿一深5-10cm的凹形槽,在槽的底部铺一铁皮,穿过铁皮隐藏多少根灌浆管,此中裂隙的最低部和最高部各有一根,用速凝砂浆将槽填平砂浆到达肯定弧度后,从裂隙的较低端向上顺次灌浆。

  4、有承压条件下的灌浆

   从灌浆孔中涌出承压水有两种环境:一是灌浆地层处于具有较高压力水源的含水层中;二是水库曾经蓄水,在低于库水位的廊道或洞中举行灌浆。

   此时灌浆压力肯定要高于涌水压力,不然浆液将无法注意灌输,要是稳固涌水压力为P3,要求的灌浆将压力P4,那么此时的灌浆压力应为P=P3+P4,同时为了制止因灌浆压力过高惹起地层被压裂或惹起底子抬动,应包管P<P6,P6为地层所能蒙受的极限压力。承压条件下,灌浆一样平常可以按以下要领举行。

  (1)压力屏浆法,在正常灌浆到达竣事尺度后,仍维持原水泥的浓度或改用5:1的稀浆,以雷同的压力继承循环贯注肯定工夫(如4-8h)后再竣事,以防备已注意灌输裂隙内的浆液回流。

  (2)闭浆,所谓闭浆便是在到达灌浆到达竣事尺度后,立刻封闭回浆管阀门和进浆管阀门,浆要领,使注意灌输的浆液仍临时处于受压形态,待凝肯定工夫后,翻开阀门,查抄能否达往外涌水,如无涌水征象,则以为及格,闭浆工夫一样平常为6-8h。

  (3)浓浆竣事,如颠末上述依法处置惩罚后结果仍不明显,可思量使用化学灌先接纳上述要领将浆孔段的注入率淘汰到肯定水平,比方小于3-5L/min,然后再接纳化学灌浆要领举行灌浆,化学溶液在岩石内很快凝结,不但可以将微小裂隙密实,也可将涌水堵住。

  5、岩溶地段的处置惩罚

   岩溶地段灌浆凭据有无充填物接纳差别的要领处置惩罚。

  5.1无添补物环境

  (1)对付大空泛岩溶,可接纳间接回填高流态的混凝土,骨料最大粒径小于20mm,混凝土标量一样平常C15,若岩溶发育较深则需接纳溜槽、导管结注方法,以制止混凝土呈现分散、贯注后待凝7d,然后重新扫孔贯注水泥浆;(2)对付空泛较大的岩溶,也可以扩展灌浆孔孔径,往孔内投入粒径小于40mm的洁净碎石,填满后再贯注水泥砂浆,贯注后待贯注水泥浆,水泥砂浆,贯注后待凝3d,然后重新扫孔举行浅易压水,凭据压水材料贯注水泥浆,水泥砂浆或别的混淆砂浆;(3)对付空泛较小的岩溶,可贯注水泥砂浆或别的混淆浆液,贯注后待凝3d,重新扫孔,浅易压水,凭据压力材料确定贯注水泥浆,水泥砂浆或其他混淆浆液。

  5.2有充填物环境

   对付有充填物的岩溶,视岩溶范围的大小及深度可接纳得当的方法举行处置惩罚。

  (1)高压灌浆法,接纳不冲洗的高压水泥灌浆处置惩罚岩溶,即使用较高灌浆压力将充填物挤压密实,进步其抗渗稳固性,并籍高压水泥浆的劈裂作用,使水泥浆以条带状向土体中窗杆,犬牙交错构成网格包裹,但在较大溶洞地域,因钻进不易成孔,需思量管或先用旋喷法将溶洞充填物加固后再举行高压灌浆。

  (2)高压旋喷灌浆法,旋喷灌浆法又是叫旋喷法,是使用钻孔机带有特别喷嘴灌浆管钻进至土层的预定地位后,用高压脉冲泵将水泥浆液经过钻杆下真个喷嘴安装,向附近高速喷入土体,借助流体的打击力切削土层,使喷流射程内土体遭粉碎,与此同时钻杆一壁以肯定速率旋转,一壁低速缓缓上升,使土体与水泥充实搅拌混淆,胶结硬化后即在地基中构成直径比力匀称,具设置装备摆设差别,旋喷法分为举管法,二重管法和三重管法,凭据成柱情势差别,可以分为旋喷法、定喷法、摆喷法。

  (3)花管贯注法,在含沙泥溶地段举行高压灌浆难以成孔,若以带孔面前目今的钢管拔出溶洞内构成天然孔壁,则可防备塌孔,在灌浆历程中也不易被砂土颗粒梗塞高压阀门或灌浆设置装备摆设,浆液可以较大的压力经过眼射入土层,高压力的作用,水泥浆可以进入到砂土层中去。将充填物压密,挤出基含水分,到达前存眷,压实充填物的目标。(4)浅层岩含泥溶油处置惩罚。对付埋较浅或出露在灌浆隧洞四周的大范围岩溶,挖除充填物并回填混凝土,再举行回填灌浆。 

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