《控制性水泥灌浆工艺在围堰防渗工程上的应用[借鉴]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《控制性水泥灌浆工艺在围堰防渗工程上的应用[借鉴]（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 控制性水泥灌浆工艺在围堰防渗工程上的应用 控制性水泥灌浆工艺是一门新兴的灌浆工艺, 它从灌浆的可控性出发, 结合流体和固体的受力特征, 应 用水泥浆液加化学外加剂后迅速失去流动性而变成凝固体的特性, 而形成的一种新的灌浆工艺构思和施工 措施。它成功地解决了常规灌浆过程中的串冒浆及不易升高灌浆压力等问题, 为岩溶地区的溶洞及断层破 碎带处理、松散软弱地基的加固以及无止浆层和混凝土盖重的裸体岩层或土层内的灌浆提供了新的思路。 本文阐述其与常规水泥灌浆的差异以及运用于帷幕防渗的机理, 并着重介绍该技术在乌江洪家渡水电站上 游围堰防渗工程
2、上的应用。 1 概述 洪家渡水电站位于贵州省黔西县与织金县交界的乌江北源六冲河下游, 是乌江梯级开发的” 龙头” 电站 , ”西电东送”的骨干工程。总库容49.25 亿 m 3, 钢筋混凝土面板堆石坝最大坝高 179.5m, 总装机容 量 540 MW 。 电站上游围堰位于底纳河出口下游约10m, 所处河谷为不对称”V”型谷 , 左岸为灰岩陡壁 , 右岸 为 20 o40o 的缓坡。河床水下天然地形平缓, 无深槽。受两岸 ( 坝肩 ) 开挖影响 , 存有大、中型孤石现象 , 从而形成了独特的围堰防渗地质构造。 上游围堰河床防渗体原设计为高喷板墙, 但鉴于河床的上述实际情况, 进行高喷板墙施工存
3、在许 多技术难题 , 也无类似工程可借鉴, 国内专家咨询组根据在洪家渡水电站上游索桥左岸堆石体内运用控制 性水泥灌浆技术进行防渗处理现场试验所取得的资料, 参考天生桥中山包水电站围堰运用控制性水泥灌浆 技术进行防渗的成功实例, 认为洪家渡水电站围堰防渗体选用控制性水泥灌浆防渗帷幕新技术比选用高喷 板墙方案 , 施工更为可靠和合理。从而, 围堰的防渗方案最终确定为控制性水泥灌浆防渗帷幕新技术。 上游围堰的控制性水泥灌浆防渗帷幕施工, 实际施工期约20 天即基本满足闭气条件, 达到了基 坑开挖的要求 , 而且做到了没有占一天施工总进度计划的直线工期, 取得了较为理想的效果。 2 控制性水泥灌浆防渗
4、机理 在土石围堰体内布设防渗帷幕, 选用控制性水泥灌浆防渗帷幕或常规水泥灌浆防渗帷幕, 其帷幕 结构、灌浆机理、施灌方法及施工有关技术参数的控制和选择都是有很大差距的, 主要的区别为 : 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 首先 , 帷幕结构和灌浆机理有区别。常规水泥帷幕灌浆技术是从水泥浆液的渗透和扩散机理出发, 要求灌浆孔呈梅花型布孔, 帷幕一般需选三排孔, 帷幕厚度由灌浆孔的孔排距参数决定。而控制性水泥灌 浆技术 , 从灌浆附加压应力场角度出发, 因附加压应力的作用而使地层产生挤压密实变形和挤压滑动, 控 制灌浆压力对地层产生的附加压应力值达到足够值后而对地层进
5、行回填置换和挤密、挤实。故帷幕结构一 般只选用一排灌浆孔, 因防水帷幕厚度不决定于孔排距, 而只决定于灌入的浆液量, 控制灌入的计划浆液 量越多 , 则防水帷幕就越厚, 反之 , 则幕厚就薄。 其二 , 灌浆方法不同。常规水泥灌浆一般为单液灌浆系统, 用单泵灌注 , 而控制性水泥灌浆帷幕 必须用双液灌浆装置, 必须有专用泵用双液灌浆方法灌注化学控制液, 以控制灌入的水泥浆液达一定的凝 胶时间。 其三 , 灌浆压力选择原则不同。常规水泥灌浆的最大灌浆压力值必须选择在被灌地层的允许压力 值之内 , 灌浆过程中往往会出现进浆量越来越大而进浆压力却越来越小, 会产生串冒浆和地层抬动等技术 问题。控制性
6、水泥灌浆帷幕的最大灌浆压力值要求在防渗幕体范围内因灌浆压力产生的附加压应力值必须 超过地层的允许压应力值, 故控制性水泥灌浆一方面灌浆压力值选择远超过地层的允许压应力值使其能满 足挤压密实地层要求。另一方面, 灌浆压力还需满足计划浆液量的灌入, 能保证幕厚要求。灌浆过程中会 随灌浆的继续其进浆量会越来越小, 而进浆压力却越来越大, 并能防止地层抬动和产生串冒浆问题。 其四 , 灌浆结束标准要求有区别。常规水泥灌浆帷幕的结束标准为达到设计要求最大灌浆压力后 进浆量必须小于某一值( 例 0.4 L min) 再稳定 30 min, 即结束标准必须满足最大灌浆压力值、进浆量小 于某值、稳定时间三个条
7、件的标准。而控制性水泥灌浆只需满足达到最大压力值后, 累计灌入的浆液总量 达计划要求浆液量后就可结束, 没有进浆率和稳定时间的要求。 其五 , 按水泥灌浆规范, 常规水泥灌浆要求有一定的压重和混凝土盖板, 灌浆最好在静水 ( 即没 有地下水流动 ) 条件下进行。 而控制性水泥灌浆帷幕只要有1.O m 左右的孔口管 , 不需混凝土盖板, 灌浆时 要求最好有一定的水流条件, 特别是 II序孔施工和局部加强处理, 要求最好在基坑抽水形成有地下水流 速条件下进行施工。 3 主要施工程序和方法 3.1 施工范围和孔位布置 上游围堰控制性水泥灌浆防渗施工范围原则上为原设计高喷板墙的施工范围, 左延伸至左岸
8、岩 壁, 右与围堰右岸堰肩防渗帷幕灌浆防渗体相连, 单排孔布置 , 帷幕中心线长59.07m, 孔距 1.25m, 孔深 至基岩 0.5m。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 施工后期 ( 局部加强阶段 ), 考虑上游围堰实际渗漏量和渗漏特点, 为防止右岸堰肩覆盖层可能出 现的渗漏通道 , 上游围堰控制性水泥灌浆防渗线延伸至右岸岩壁, 并在轴线上游0.60m 距离处布置第二排 孔, 孔距、孔深要求不变。 3.2 施工程序 控制性水泥灌浆防渗帷幕施工主要工序分为以下四个, 即回填、 挤压密实 ; 局部加强 ; 防 渗处理 ; 质量检查。 第一步采用双液灌浆系统将水泥
9、浓浆和化学控制液按计划灌入浆液量压入土石体内, 用较短的时 间和较大的压力实现对土石体的回填、挤压和密实。 第一阶段施工完毕后, 根据围堰渗漏水情况, 有针对性的局部进行加强和防渗堵漏。加强和防渗 灌浆以低压灌浆为主, 灌注 l:1纯水泥浆 , 不加或少加化学控制液。 控制性水泥灌浆的质量检查以压水试验为主, 结合取芯检查进行。压水试验压力为2.50 MPa( 表 压), 防渗标准为 5.0Lu 。 所有灌浆孔的钻孔与灌浆按先下游排(第一排 ) 后上游排 (第二排 ), 同一排孔内 , 分两序进行施 工, 先钻灌 I 序孔 , 然后再钻灌II序孔 ; 每一灌浆孔 , 均自上而下分段钻灌。 钻灌
10、分段无定量要求, 主要 视钻孔情况而定 : (1) 钻孔一旦出现孔内不返水, 或有严重塌孔问题, 则立即停止钻孔进行灌浆; (2) 钻孔返水出现塌孔问题, 或有小范围塌孔现象, 但灌浆段长已超过1.0m 的, 则一般控制在2. 53.0m; (3) 碰到细砂层 , 要求尽可能的加大钻孔冲洗, 尽可能的把细砂从孔内冲洗出孔外, 控制段长一 般不超过 1.0m。 3.3 施工工艺和施工方法 上游围堰控制性水泥灌浆防渗工程工序施工工艺流程为: 定帷幕轴线放孔位固定钻机76mm 钻孔并镶 1.5m 深的孔口管下一段次钻孔按计划浆液量控制进行双液灌浆终孔灌浆全孔段重复灌 浆封孔结束。 钻孔采用洛阳产KH
11、YD3kW 岩石电钻 , 配用 44 56mm 合金钻头进行。 控制性水泥灌浆选用双液灌浆系统, SGB610型灌浆作为大泵灌水泥浆液, 小泵灌化学控制液, 两种浆液视不同情况或在孔内、或在地层内混合 , 水泥浆液配比全部选为0.8:1 。 水泥为 425#普通硅酸盐水泥 , 加灌化学控制液数量和时机视孔内升压情况和进浆量变化情况而 定。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 灌浆压力以控制水泥灌浆泵的机身压力表读数为准, 一般 I 序孔控制在1.0 1.5MPa 范围。序 孔控制在 1.5 2.0MPa范围 , 序孔的终孔段或全孔段重复灌浆控制压力在2.0 2.5M
12、Pa。加灌化学控制 液的目的主要是提高灌浆压力值。要求 I 序孔灌浆尽可能的减少小于O.5MPa压力状态下的灌浆。序孔要 尽可能的减少小于1.0MPa 压力状态下的灌浆。 当某些孔段出现升高压力有困难时, 必须采取有效措施并加 大化学控制液的掺加力度。 灌入浆液量以控制灌入计划浆液量为主, 孔距为 1.25m, 第一排孔控制I 序孔的平均灌入浆液量 为 600700Lm, 序孔的平均灌入量为700900Lm 。 对于第二排孔 , 考虑排距较小 , 相对控制灌入的 计划量也相应减少, 一般为第一排孔的50, 并视实际孔内情况作具体及局部调整。 灌浆结束条件 : 达到要求计划浆液量和要求灌浆压力后
13、即可结束灌浆。 4 施工检查及效果分析 4.1 检查孔压水试验数据分析 防渗帷幕检查以压水检查资料为准, 设计的压水检查标准为5Lu。 上游围堰控制性水泥灌浆防渗帷幕工程共布置压水试验检查孔7 个, 完成压水试验共计14 个试 段, 压水试验成果见表1。 压水试验数据显示, 共进行的 14 个试段的压水试验透水率q 值均远远小于设计防渗标准, 其中 q max为 2.53Lu, qmin为 0.22Lu, qcp为 1.30Lu 。O 1.0Lu 的有 5 试段, 占 35.7 ; 1.02.0Lu 的有 5 试 段, 占 35.7%; 2.03.0Lu 的有 4 试段 , 占 28.6%。
14、表 1 上游围堰控制性水泥灌浆防渗工程检查孔压水 试验成果表 孔号段次 孔深 ( m) 段长 L ( m) 压入流量 Q( L/min) 透水率 q( L u) 备注 自至 1 1 0 8.0 8.0 0.88 0.22 2 8.0 13.5 5.5 2.40 0.87 2 1 0 8.0 8.0 8.50 2.13 2 8.0 15.2 7.2 9.10 2.53 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 3 1 0 8.0 8.0 7.30 1.83 2 8.0 15.5 7.5 7.80 2.08 4 1 0 8.0 8.0 1.50 0.38 2 8.0 14.8
15、 6.8 4.80 1.41 5 1 0 8.0 8.0 1.50 0.38 2 8.0 15.6 7.6 4.03 1.06 6 1 0 8.0 8.0 8.80 2.20 2 8.0 15.0 7.0 1.47 0.47 7 1 0 8.0 8.0 6.20 1.55 2 8.0 14.5 6.5 3.70 1.14 4.2 防渗体上部开挖效果分析 二期围堰的施工中, 控制性水泥灌浆防渗体上部将与二期围堰土工膜防渗体相连接, 设计搭接是 将控制性水泥灌浆防渗体上部孔口管1.5m 范围的软弱覆盖层全部挖掉, 然后采用浇筑混凝土槽的方式连 接。现场开挖施工验证, 控制性水泥灌浆帷幕范围已变成了
16、有一定强度的墙体, 凿除开挖很困难, 有些地 方甚至动用了风钻和小炮。众所周知, 一般帷幕灌浆在覆盖层内靠1.5 m 的孔口管是很难解决问题的, 而 越是深层 , 则帷幕灌浆的效果就越好, 因此能够判定 , 上游围堰防渗深层的灌浆效果将比表层看到的会更 好。 4.3 基坑抽水情况分析 上游围堰基本完成闭气后, 保证了基坑开挖施工的正常进行, 抽排工作量明显减少, 强有力的证 明了围堰帷幕防渗效果明显。 5 结语 经过以上三方面的分析验证, 上游围堰运用控制性水泥灌浆工艺实施的防渗帷幕工程完全满足设 计防渗要求。 (1) 洪家渡水电站上游围堰运用控制性水泥灌浆防渗帷幕新技术, 方案是合理、可行的 , 为这一 特定结构的防渗处理提供了一个工程实例。 (2) 经过洪家渡水电站上游索桥左岸堆石体内的控制性水泥灌浆现场试验及上游围堰控制性水泥 灌浆防渗帷幕的施工, 为这一新技术的发展提供了宝贵的实践经验。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 (3) 控制性水泥灌浆工艺, 可运用于围堰防渗较常规
