水利水电工程施工灌浆施工技术的应用研究
摘要
关键词
水利水电工程施工;灌浆施工技术;应用
正文
引言
水利工程是利国利民的基础设施,它为区域的防洪抗旱、水源调蓄、水土涵养以及城市供水等方方面面提供了诸多良好效益。由于我国大量的小型水库修建时间早,受限于当时经济条件和防洪标准和设计理念的局限,加之大坝在长期的运营中,管理问题和资金制约,导致大坝服役性能大大降低,大量的小型水库出现较多的塌方、渗漏、管涌等险情,给水库工程周边的居民生命财产安全造成威胁。
1灌浆施工技术概述
灌浆施工技术主要包括以下几种:第一,岩溶灌浆技术。水利水电工程地质条件不同,若是位于岩溶地质条件下需要使用岩溶灌浆施工技术稳固地基,增强工程抗渗透能力。而在使用时,需要根据工程岩溶地质情况对其孔洞和填充物等条件进行准确判断,并结合灌浆施工要求选择岩溶灌浆方式,进而提高灌浆施工效果。第二,无塞灌浆技术。在水利水电工程施工中,其操作时先要钻孔,并结合设计要求确定钻孔参数,例如帷幕灌浆的钻孔直径设计参数40 mm,实际钻孔时需要扩大10 mm,其次需要预制浆液,其中包括水泥、添加剂和粉煤灰等原料,但是需要控制好水的用量(30%),配料准备完全后进行拌和、养护,凝结后抗压力达到5 MPa即可,但是要注意浆液和易性和流动速度。上述工作完成后,需要将钻杆插入直到孔底,而钻杆和孔壁留有缝隙,从该缝隙进行灌浆施工,灌浆过程中需要将注浆管插入其中,并利用回浆管进行循环作业,灌浆完成后进行提升钻杆处理,每个孔灌完浆之后都需要将钻杆提升到地面进行更换再重复操作,直到所有灌浆工作完成。第三,混凝土裂缝灌浆技术,该技术在使用时先通过机械灌浆作业在混凝土裂缝处注入浆液,其中包括水泥、水溶性聚氨酯以及水玻璃等材料,聚氨酯物质可以在裂缝中乳化之后膨胀将整个裂缝填满,最后固结后修复裂缝,起到防渗漏作用。根据裂缝类型,所使用的灌浆技术也不同,例如网状裂缝需要先对裂缝进行处理,使其形成V形槽,使用环氧树脂砂浆作为灌浆材料,与混凝土固结共同构成整体,而在灌浆完成后需要做好养护工作。另外,还有大吸浆灌浆技术和漏水通道灌溉技术等。
2水利水电工程施工灌浆施工技术的应用
2.1控制灌浆压力
水利水电工程灌浆施工过程中,灌浆施工效果和压力之间联系密切,因此需要精准控制灌浆压力。实际施工组织所用的控制方法包括一次性升压法、分段式升压法,其中一次性升压法使用前需要清理好灌浆口并收集相关参数,例如岩石硬度、裂隙量和完整度等参数,以便为一次性升压法应用提供保障,而结合具体操作经验来说,由于岩石质地应在透水性低的地段,采用一次性升压法比较合适,使用时需要精准控制灌装压力,在保证吸浆量的同时调整好配比,增强压力,使其符合设定值。而分段式升压法一般应用在吸浆量和渗水性大的岩石环境中。随着压力的提高,施工质量也得到了良好保证。
2.2设置灌浆孔
按照图纸设计,将帷幕灌浆孔的具体方向标记在心墙轴线上,设置为单排孔,相邻两孔之间的距离<2m,孔位的轴向偏差<10cm,坝肩孔的深度为3m。钻孔施工中,需要明确注浆管柱的位置、数量和具体尺寸。灌浆时注入适量水泥沙子作为止水剂,注浆时应严格把握灌缝的位置,泥皮的流动性与粘结性应符合设计要求,泥饼进入管道后,与压气管中的空气混合均匀,然后再把压力转移至灌缝位置,以免发生渗漏。钻孔施工中,首先要做的工作是空位侧方与钻机就位,在钻孔时持续加固孔壁与护筒,防止坝基渗漏,提高大坝结构的安全性。根据灌浆施工情况合理布置钻孔,保证注水压力能够充分满足大坝功能所要求的防渗标准,提高注浆效果。施工过程中应合理控制灌浆压力,对帷幕灌浆缝部位的地形地质变化、裂缝等问题采取有效的处理措施,为灌浆施工的顺利开展奠定良好基础,保障水库大坝的安全性。做好混凝土盖板层的钻进以及孔口管的埋设工作,合理选择灌浆施工的注浆材料,保证注浆材料性能和质量良好,做好注水嘴的密封措施,预防渗漏。严格按照设计图纸的要求处理混凝土灌缝,保证孔口的位置和尺寸能够满足水库运行、维护、防渗漏质量要求。
2.3制浆
施工人员制浆前需要选择合适的灌浆原料,之后根据科学方法进行制浆。一般情况下帷幕灌浆浆液包括水、水泥、外加剂,水泥采用压力为42.5MPa普通硅酸盐水泥,注意水泥保持干燥,避免受潮,做好有效筛选,使用80μm防控筛对水泥进行筛选大多数可以通过,剩下的水泥量相对总量而言不足5%。在选择灌浆用水时,需要根据高温灌浆技术要求和水工混凝土拌合用水要求选择用水,例如选择合适的饮用水,避免使用未经处理的污水。一般帷幕灌浆浆液采用的是纯水泥浆,但是可以加入碱水剂和速凝剂等,需要根据室内试验明确具体用量以及使用的种类。制浆过程中,施工人员通过对原料、浆液、搅拌等情况进行合理控制确保浆液具有可用价值。在此过程中,浆液制造人员需要采取选择重量称量法来称重固体材料,所有的结果误差控制在5%范围内。施工人员按照1∶0.5调配水泥砂浆,并以每秒1.8m的速度输送浆液,同时还需要选择合适的搅拌机类型,例如一般的水泥砂浆采用普通搅拌机进行搅拌,搅拌时间不低于3min并保持匀速搅拌,而对于加入掺合料和外加剂的水泥砂浆则选择高速搅拌机进行搅拌,并根据试验结果确定时长,以1200r/min速度搅拌。在此过程中需要注意整个浙江市场控制在两小时范围内,冬夏施工时,工作人员需要考虑环境与温度的影响,并采取针对性措施做好防护工作,例如夏季需要做好防热防晒保护并控制好浆液温度,使其处于5~40℃,而冬季则需要使用40℃以下的热水进行防护,并对管路做好防寒保暖工作。
2.4做好检验养护
为了提高水利水电工程灌浆施工质量需要在完成每道工序时做好质量检验工作,例如钻孔检验、压力测试、浆液凝结检查等项目,使其灌浆施工符合要求。浆液凝结在发生问题或是抗渗透性能不符合标准时需要及时返工进行处理,修正完成后进行再次质量检验,避免出现质量隐患。同时还需要根据设计图纸对灌浆孔进行检查评估灌浆施工质量,以便后续竣工验收。另外,灌浆完成后,注意对养护工作进行相应跟进,采用洒水养护措施,保证灌浆湿温度,提高凝结质量。而在后期施工时,需要对灌浆项目进行定期检查,避免渗漏或是脱落。
结语
水利水电工程施工过程中,灌浆施工技术应用广泛,该技术可以提高地基承载力和抗渗透能力,使整个工程更加安全稳固。因此在实际施工过程中,为了保证灌浆施工技术应用效果,需要做好施工准备,合理规划施工流程,加强钻孔控制工作,注意压水试验,优化灌浆施工过程,提高施工技术水平,加强质量管理,保证工程质量和施工效果。
参考文献
[1]曹忠华.灌浆施工技术在水利水电工程中的应用研究[J].建筑工程技术与设计,2016(9):63.
[2]葛菲菲.水利水电工程大坝施工中灌浆技术的应用研究[J].科学与财富,2022,14(20):71-73.
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