水利工程出现渗漏问题时,直接会影响工程结构的安全,若不能够及时给出有效的补救措施,很可能导致更为严重的问题产生,影响工程结构的稳定性、安全性。灌浆堵漏及时给予效率高、操作简洁、修复效果良好等优势,得到众多施工单位的青睐。但为了更好的使用该技术,仍需要有关施工单位掌握高工艺方法的要点,进而真正为水利工程的长期可靠使用提供保障,为地方区域的发展带来帮助。
1钻孔施工
灌浆堵漏施工作业过程中,首要的施工环节,即钻孔施工,施工作业过程中,应把握三方面要点,从而确保钻孔作业的质量。首先,要确保钻孔的斜率满足要求,如施钻的孔要保障垂直、孔壁光滑,孔距较近时,应强化对孔的斜率控制。其次,严格遵循钻孔顺序要求,灌浆钻孔顺序应遵循逐步加密的原则,先进行第一序列的钻孔的施工、再进行二、三序孔的施工,以一序列钻孔为标准进行后续钻孔作业,这利于确保各个孔位均达到设计要求。最后,冲洗钻孔,用高压水冲洗;高低压反复冲洗;扬水冲洗。具体结合实际情况进行选用即可。
2灌浆施工
2.1选择灌浆方式
灌浆施工前应选择适宜的灌浆作业方式,常见的灌浆作业方式主要有两种,一种为纯压式灌浆、一种为循环式灌浆。纯压式灌浆方式是指单纯地将注浆管深入钻孔中,形成压入式灌浆作业效果,灌浆阶段并不循环往复,这种灌浆作业方式较为适用于裂缝较大、孔深不大的岩层中;循环式灌浆,这种灌浆作业方式又分为孔口循环和孔内循环,孔口循环是在孔口进行循环灌浆作业,实质为压入式灌浆作业方法;孔内循环,即用内外两管之间的孔隙返回孔外。
2.2选择灌浆顺序
灌浆作业顺序主要分为三种,具体灌浆作业阶段,施工单位应结合实际情况进行确定顺序。主要为一次灌浆法、自上而下分段灌浆法(逐段法)、自上而下分段灌浆法(孔塞法)。一次灌浆法,其是指钻孔时钻入预期深度,然后进行全孔的灌浆作业。一般钻孔深度为10m之内,同时还要求孔周为的岩石裂缝较少、透水不大,否则难以达到理想的堵漏效果;自上而下分段灌浆法(逐段法),这种方法为自上而下分段钻孔和灌浆,施工作业过程中可以结合较高的灌浆压力,利于保障灌浆的质量,并减少施工作业中的事故,在岩层倾角较大或岩层较为破碎的区域,这种方法具有较高的适用性。实际的施工作业过程中,钻孔深度应控制在3~5m,钻孔后及时进行冲洗、压水、灌浆,待灌浆凝固后,再进行下一段的钻孔灌浆作业;自下而上分段灌浆法(孔塞法):这种方法也是一种自上而下的灌浆方式,分段时以3~5m为标准,不同之处在于灌浆阶段是以灌浆赛进行封孔,上段灌浆结束时,及时在下段进行灌浆,这大为提升了关键作业速度。该方法较为适用于岩层倾角不大的区域。
2.3灌浆压力的选择与控制
基本原则为:最大允许灌浆压力不得.高于灌浆塞以上岩层及该处建筑物压力之总和,所以最大灌浆压力的允许值P可以按下列公式计算:
固结灌浆:P=P0+PH
帷幕灌浆:P=P0+PH+0.24h
P0--地表灌浆段允许压力,一般规定它为2.5~3at:帷幕灌浆取大值;
P--自岩层顶面每降1m允许单位压力升高值,在固结灌浆采用1.5~2at,帷幕灌浆采用1~2at;
H-固结灌浆为灌浆塞以上岩体及混凝土厚度,帷幕为灌浆塞以上基岩垂直深度(m);h一帷幕灌浆岩面以上,已浇筑的深度(m)。
一般认为,决定灌浆压力的方法,还是通过代表段的野外试验的结果来确定,用不同压力进行的一-系列灌浆试验,直到掀动岩层为止。试验可以用稀浆,以防淤堵钻孔,并用不同段长在不同段深度上试验,低压时,岩石吸浆率与压力成正比,当掀动岩层时,吸浆率会突然增大。
控制灌浆压力有两种方法,即一次升压法和分段升压法。在透水性不大,裂隙不.甚发育,较坚硬和完整的岩石中灌浆,采用一次升压法,灌浆开始后,即尽快将压力升到规定的压力,不管其单位吸浆量的大小,在规定的压力下,浆液的累计吸浆量达到.-定限度后,调换浆液配合比,改变浆液浓度,逐级加浓,单位吸浆量将逐渐减少,直至达到灌浆结束标准为止,灌浆过程中,在某一级压力下,单位吸浆量超过一定限度(称上限)如100L/min,则应降低--级压力,继续灌注,压力分级不宜太多,可以分成二个或三个阶段,采用三级时,压力可选0.4P1,0.7P1,P1(P1为规定压力)或0.5P1,0.8P1,P1。至于单位吸浆量的上限和下限,可以根据岩石的透水性,视帷幕中不同的部.位及灌浆次序而定,一般上限为80~100L/.min'下限为30~40L/min。
2.4浆体稠度选择与变换
灌浆堵缝过程中,灌浆浆液稠度的合理选择也尤为重要,对大坝的防渗效果具有重要影响。灌浆浆液稠度主要是用水和干料的重量比表达。灌浆浆液的稠度主要分为10,5,3,2,1.5,1.1,0.8,0.6,0.5,0.4级别。在确定浆液比重时,主要是按照有关公式,如浆液比重(Y),水灰比(n),其关系为Y=Y灰(1+n)/(1+Y灰*n)。实际的灌浆作业过程中,可以从10:1的稀浆开始,稀浆可以进入细微的裂缝中,灌浆输入阶段也相对方便,能够运输到较为深远的区域,之后逐步进行增加灌浆的稠度,形成裂缝、空穴的填充。
根据水利工程的特点来看,涉及不同的岩层,而不同岩层呈现的裂缝也不尽相同,在堵缝处理时,需要的灌浆稠度也各有不同。因此,在灌浆过程中,需要根据具体的条件情况,合理选择灌浆稠度,并进行灌浆浆液稠度的及时变更。具体而言,要结合岩层的吸浆量、灌浆压力确定灌浆浆液的稠度。有3种指标可以作为参考:
一是按照灌入的总浆量确定,具体是指在压力一定的条件下,以某一级稠度的浆液进行持续灌入,当灌浆压力和单位吸浆率没有明显改变时,可以增加一级灌浆浓度。二是按照一定时间内的灌浆量确定,例如,在规定的20min内,灌浆量超出400~800L时,可以将浆液增加一个浓度级别。三是按照灌浆总量和吸浆率确定,即在压力一定的情况下,单位吸浆率超过一定数值时,可以把浆液调浓一级。
2.5灌浆结束标准与封孔灌浆结束条件
原则上均按吸浆量和灌注的延续时间确定。一般在规定的灌浆压力下,所灌的孔段在30min内,其吸浆量--直<0.2~0.4Lmin,即结束这一个灌浆段的灌浆。经检查合格后,必须及时封孔,以保证封孔质量。
3、结语
综上所述,水利工程是重要的民生工程,对地方区域的安全、农业的发展具有重要影响。因此在水利工程结构出现渗漏现象时,及时进行防渗修复尤为必要。但为了保障防渗施工作业的质量,有关施工单位还应加强一些有效施工方法的了解,如采用灌浆堵缝方法,既可以达到预期效果,还能够保障长期的稳定性。但该方法涉及的内容较多,如钻孔分为多种、灌浆浆液有多种稠度区分,对此,只有施工单位充分了解该工艺方法,才利于切实保障水利大坝的防渗处理效果。
参考文献
[1]胡潺.灌浆施工技术在水利工程防渗处理中的应用[J].2020.
[2]柳乐意.水利工程防渗处理中的灌浆施工技术研究[J].门窗,2021(20):2.
[3]王泽源.水利工程防渗处理中的灌浆施工技术分析[J].数字化用户,2022(1):166-168.
[4]孟庆伟,高海珍.水利工程防渗处理中的灌浆施工技术分析[J].水电水利,2022,5(12):148-150.