帷幕灌漿主要施工方法

2022-05-16 17:52:36 字數 3402 閱讀 3740

中、小型水庫大壩基礎滲漏處理

梅花水庫是一座建於上個世紀五十年代的小(一)型水庫,大壩為高18.2m的均質土壩,軸線長度120m,壩頂寬6m。壩址位於溈山複式岩體內,地層岩石為中生代燕山期黑雲母花崗岩。

上部為粗顆粒結構,風化深。下部為中顆粒結構,岩石較堅硬,壩基岩石破碎,裂隙發育,滲透係數普遍較大。由於當時主要是靠人力夯築而成,民工「三自帶」,又由於大壩在施工過程中,管理上、裝置上、資金上等不足原因,在這種條件下建起來的土壩,其質量較差。

隨著執行時間的延長,工程老化,險情問題不斷暴露出來。在蓄水執行中,蓄水效能得不到全部發揮,且出現了較為嚴重的滲漏現象,這些現象表明了大壩的安全執行受到了嚴重的威脅。如何處理和解決這一問題?

通過分析討論:對大壩進行灌漿補強加固是有效的方案,下面就以梅花水庫大壩灌漿方案為例作討論。

二、工程概況

梅花水庫位於寧鄉縣流沙河鎮高山村,均勻土質壩,壩頂高程: 159.5公尺、壩長:

120公尺 、 壩高:18.2公尺、集雨面積2.

43平方公里,正常蓄水位157.0公尺,相應庫容237萬m3,灌溉面積0.38萬畝,屬小(一)型水庫,其對下游流沙河鎮集鎮的自來水及周邊6個村的「人飲工程」生活用水,對下游農田都起著舉足輕重的作用,尤其在旱季,作用更明顯,在汛期對下游的洪水亦起著一定的調節作用。

三、工程存在的問題及原因分析

經勘測,當庫水位達到155.0m高程時,背水坡右側壩腳及放水涵洞周圍多處有嚴重滲漏現象,壩基滲漏量達200l/min,如果水位達到溢洪時,其滲漏就更嚴重。 經過分析,壩體土質含沙量較高,碾壓不密實,大壩基礎為強風化花崗岩,基礎節理、裂隙發育,清基時強風化層等未完全清除,壩基截水牆未達到弱透水層,同時大壩進行二次施工時二次工程接合部分未處理好,因而造成大壩基礎滲漏嚴重。

四、充填式灌漿設計

根據梅花水庫壩基滲漏情況、壩址岩層性質及多年水庫壩基止漏的經驗,決定採用充填式灌漿對大壩基礎滲漏進行處理。基礎帷幕灌漿的主要目的是減少基礎滲流,減少水庫中水的流失,保證設計水頭,滿足經濟效益;降低基礎揚壓力,減小大壩斷面,節省工程量;防止集中滲流,防止在基礎岩石中發生沖刷、管湧,減少溶蝕,保證壩基滲透穩定和大壩安全。本設計根據《土壩壩體灌漿技術規範及原省水利水電廳、水利管理局編印《堤壩灌漿技術》進行設計。

(一)灌漿工藝

1、布孔.造孔

具體布孔:具體情況具體分析,視情況而定。但一般按一固定規則布孔,我們採用馬格公式計算灌漿擴散半徑為1.

85m,進行布孔,沿壩軸線從左岸向右岸布設兩排灌漿孔,前後排灌漿之間按三角形布設。即排距為1公尺,孔距為3公尺,各孔深度達到滲漏層以下2公尺。鑽孔灌漿順序的施工原則,採用逐漸加密法,孔距由稀至密,逐漸加密至設計孔距,分三序鑽孔灌漿。

該水庫土壩為均質土壩,對壩體採取充填式灌漿,壩體中間灌漿孔設在原壩頂**,與壩基帷幕灌漿在同一橫斷面上,第一序孔孔距為4m,第二序孔孔距為2m,第三序孔孔距為1m。壩體灌漿和基礎帷幕灌漿相結合,先對壩體的第

一、二序孔進行灌漿,壩體灌漿和基礎帷幕灌漿相重合處即壩體第三序孔,先進行帷幕灌漿,再進行壩體灌漿。第二排也分為三序進行,但孔位應與第一排保持鉛直,最大偏差不得大於孔深的2%。 壩體灌漿孔為三排,梅花形布置,排距1.

0m,孔距1.0m,鑽機乾法造孔,孔徑70mm,鑽至壩基岩。灌漿材料採用粘土漿。

其組成成分粘粒:粉粒:砂粒為4:

5:1,漿液濃度應稀後濃,具體數值由試驗確定。灌漿採用分段灌注法,由下至上,下套管分段灌注,段長5m。

灌漿時先灌上游一排孔,再灌下游一排孔, 最後灌中間一排孔。造孔灌漿分三序施工,第一序孔距4m,第二序孔距2m,第三序孔距1m,造一序孔,灌一序孔,灌完一序孔,再灌下一序孔。在灌漿中,應對第一序孔輪灌,採用少灌多復的方法,每公尺孔深每次灌漿量應控制在0.

3~0.5m3,每孔灌漿次數6次,每次間隔5天。施工單位在灌漿過程中應作好灌漿記錄。

灌漿壓力:灌漿壓力應通過現場試驗確定,孔口壓力控制在50kpa以內,在施工過程中根據實際情況調整確定,灌至大壩上半部分壓力應減少。灌漿結束標準:

在規定的壓力下,注入漿液公升至孔口,經連續復灌3次不再吃漿,即可結束灌漿。壩體灌漿在老涵管兩側5m範圍內,第一段灌漿採取少灌多復的方法,使涵管外壁與土體間的滲漏通道充填密實,每孔灌漿次數6次,每次間隔5天。

2、灌漿壓力

根據《土壩壩體技術規範》規定,充填灌漿的灌漿壓力控制在4.9ⅹ104pa即0.5公斤/厘公尺2,瞬時壓力控制在9.

8ⅹ104pa,即1.0公斤/厘公尺2,灌漿機和孔口必須安裝壓力表,做好灌漿記錄,重要孔還必須繪製過程線。

3、灌漿材料的配製

為使漿液在孔內有足夠的流動性,在凝固時,體積收縮小,固結快等要求,根據當地的取材條件選用黃粘土為灌漿材料。選用黃粘土的物理特性指標為粘粒含量在20-45%,粉粒含量40-50%,砂粒含量在10%,一般塑性指數為10-25%,漿液的比重一般,控制在1.2-1.

4g/cm3先稀後濃,採用分程灌注,由下而上,段長可分為5-10m,灌漿中如遇到吃漿量較大的孔可採用較濃的漿,必要時可摻入10%-30%的水泥加快漿液固結。

4、封孔

封孔是最後一道工序,也是重要的。 按設計的壓力值,在完全不吃漿的時間延續0.5-1小時就可結束灌漿,經複灌不吃漿即可封孔。

封孔方法:用泥球封孔法。當壩體灌漿基本結束後,孔內泥漿不再流動時,可將0.

5 m漿液取出,用直徑2-3cm含水量適中的粘土球充填灌漿孔,分層回填搗實,要求比壩面高些即可。施工單位灌漿結束後,應進行質量檢查,並提出質量檢查報告。

(二)問題討論

在灌漿過程中可能出現壩面開裂,鑽孔(或鄰孔)串漿,壩坡隆起和塌陷等現象,發生這些現象說明大壩本身是存在問題的,如:被搗空、蟻巢,或壓實度不強或開裂等,根據經驗,出現這些情況應及時處理。

1、壩頂開裂

由於壩頂軸線附近的垂直面是主應力面,因此在壩頂鑽孔灌漿,普遍存在開裂現象,有時灌漿壓力較小也會引起開裂。處理方法:停止灌漿,開挖回填作阻漿蓋一般沿縫開挖深度為0.

5m,寬度0.3 m,利用鮮土回填搗實後繼續灌漿。

2、冒漿

在灌漿過程中,也會發生壩坡冒漿現象,若發現冒漿現象必須停灌,開挖到出漿口處採用阻漿蓋方法處理。無法找出漿口的採用「灌一停一灌」,間歇灌漿法,同時提高灌漿液的濃度,也可摻入30%的水泥。

3、壩坡隆起和塌陷

如發現壩坡隆起現象,很可能是灌漿面引起的滑動應立即停止灌漿,查明原因,在確定壩坡穩定時,才能繼續灌漿。發現塌陷時,要查明原因,若是灌漿後引起的壩坡溼陷,應填土夯實後,再灌。若是蟻巢等原因應把蟻巢挖掉夯實再灌。

4、串孔

灌漿時經常會發現鄰孔冒漿的現象,如果能同時灌漿應採用同時灌漿法,無法同時灌漿應對冒漿孔進行堵塞後再灌漿。

5、吃漿量特別大的灌漿孔處理

在灌漿中如果發現吃漿量特別大現象,對這種孔必須認真檢查分析原因,有的可能跑到涵洞,有的可能跑漿進入庫內水下部分,可採用新增適量的廢機油灌漿,看庫水面是否有油浮出水面,對上述情況,可採用冒漿處理方法,對壩體空洞大吃漿量的,限制吃漿量,每次灌漿後控制在每公尺吃漿1m3左右,待固結後,再補漿,否則可能會引起壩體較大範圍的溼陷,而影響壩體的安全。

壩是一種有效的、經濟的、可靠的措施,適用於類似壩體的應用借鑑。

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