浅析水利工程中防渗处理灌浆施工技术摘要:灌浆技术是水利工程中常用的防渗处理技术,本文通过对该技术的剖析,为广大施工、设计人员提供了水利工程防渗处理的参考。
关键词:灌浆水利工程防渗处理施工
国内水利工程数量众多,其中小型水利工程占了很大比重,它们分布较广,发挥着防洪减灾、提供灌溉、生产、生活用水的作用。
在发挥了巨大作用的同时,不可不注意到水利工程的问题。
由于水利工程与水的联系非常紧密,所以水利工程一般都需要有严格的防渗处理措施,保证水利工程不会因为渗漏、渗透破坏等作用而影响水利工程主体的建筑强度,确保水利工程主体的稳定性。
最常见的渗透处理技术,就是灌浆处理技术,该技术是一项实用性很强、应用范围广的工程技术。
其目的一是对岩体起堵漏防渗作用,二是对水利工程起到加固的作用。
1 灌浆施工技术的主要类型及其特点
1.1土坝坝体劈裂灌浆
通过对水利工程坝体应力分布的研究,得到其分布的规律,就可以施加灌浆压力将坝体沿轴线方向劈裂,此时再灌注泥浆,形成一道防渗泥墙,从而确保了坝体内部的裂缝、漏洞得到修补,同时也加强了软弱层防渗能力,从整体上提高了坝体的防渗能力。
与此同时,对坝体进行劈裂并形成铅直防渗泥墙的过程中,坝体和泥浆
的相互作用会促使坝体的应力重新分布,达到一个新的平衡,加强了坝体的稳定性。
1.2高压喷射灌浆
利用高压水泥浆的强大冲击作用来破坏坝体被灌部位的地层结构,强大的射流可以将水泥浆液和土体混合在一起,凝聚在一起形成了高压喷射游浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌
地层结构。
使水泥浆液与被灌地层土颗粒掺混,形成共同体,水泥浆液良好的防渗作用提高了共同体的防渗水平,加强了坝体的防渗功能。
高压喷射灌浆可根据防渗要求和被灌部位结构定义为定喷、摆喷和旋喷三种类型。
高压喷施灌浆的设备简单、效率高、成本低、效果好,但是优点也是显而易见的,要求有一定的地质条件,同时需要较多的机具。
1.3卵砾石层防渗帷幕灌浆
卵砾石层的防渗帷幕灌浆与在岩石中灌浆不同,一般都难以形成钻孔,通常采用粘土为主和水泥为辅的混合浆液进行灌注,利用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法来把浆液输送到灌浆孔中,这种方法受地质条件的影响较大,需要采用三排以上的灌浆孔才能保证防渗效果。
因此该方法已经渐渐不再采用,仅仅作为一种辅助的方法,出现在灌浆施工的领域。
1. 4控制性灌浆
传统灌浆工艺往往容易盲目扩大灌浆范围,进而浪费浆液等原
料,而控制性灌浆则是一种控制灌浆范围的一种新工艺,能够有效控制浆液压力、流量,达到缩减项目工期、降低项目成本的作用。
2 灌浆施工的施工布置与准备
灌浆施工中涉及固结灌浆钻孔,一般使用移动式空压机给灌浆过程供风,提供高风压,局部地段可以采用集中供风系统。
基础灌浆廊道从集中供风系统中取风,供风管道沿着灌浆廊道壁展开铺设,各灌浆阶段中根据实际情况的需要选择移动式空压机或者集中供风系统供风,供水系统则主要采用集中供水的方式提供所需水源,部分区域可采用临时抽水机的方式来供水。
规划好灌浆工程的分布,在适当的位置布置制浆工作站,并设立废浆沉淀池,收集废弃浆水,并将这些废弃的浆水排至指定地点。
为了防止灌浆过程中产生的污水、泥浆外泄,需要设置挡水堰。
3 冒水情况下的堵水灌浆施工技术措施
针对冒水,可分为若干种情况,根据不同情况来区别对待,采取专门的措施来进行处理。
一种是从较大的集中漏水点冒水,根据经验,多发生在存在特大缺陷的地方,在岩溶地区多见。
针对这种情况,可根据出水点出水量的大小,采取引流措施,一般可通过埋设孔口管,引出水并导出出水点的水,同时,封闭附近可能冒水的岩峰和孔洞,从孔口管中进行反压灌浆的操作。
计算反压灌浆的压力可以通过以下公式来计算,p=p1+p2,其中p1为孔口管关闭后的水稳定压力,p2为正常情况下的灌浆压力。
在裂隙上发现有冒水,
并且冒水量较大时,可以采取以下处理措施。
在裂隙上钻上若干个相交的钻孔,使用孔口管将裂隙中的水导出,并在深孔之间继续钻若干浅孔,铺设孔口管。
并在裂隙口上开凿凹槽,使用一定的材料对其进行封堵,同时在凹槽上灌注砂浆,填充槽体,并以低压灌浆填充浅孔,待浅孔凝固,再利用高压灌浆封闭深孔。
对于裂隙冒水中出水量较小的情况,可以在裂隙上开凿u型槽,在槽底铺设铁皮并铺设若干灌浆管,然后就可以对槽体灌注砂浆,待砂浆凝固后就可以对裂缝依次从低到高进行灌浆处理。
4 特大漏水通道的灌注措施
不管是由于先天的地质条件不足,比如在可溶性岩石地区由于腐蚀而大量存在的喀斯特溶洞,还是因为后天施工中采取的技术,比如在堆石坝的建造中引入定向爆破技术而产生的大量裂隙,造成的特大漏水通道都是一般处置措施无法有效解决的,对于这种特大漏水通道,需要采取对症下药的应对措施,才能收到成效。
对于无水流作用和倾角较缓的大裂隙,可以采用浓浆、水泥砂浆、间歇灌浆等方法进行灌注,在效果不明显时,可以使用灌注稳定浆液的办法来进行处理。
而针对有水流作用或倾角较陡的大裂隙,应调配粗砂和砾石,利用稠水泥浆冲灌配料。
调配粗砂和砾石的主要目的是为了利用颗粒较大的砾石在窄缝处形成“架桥”,从而迅速堵住裂缝,达到将通道堵死的目的。
5 采取有效措施对灌浆中可能出现的特殊情况进行处理
灌浆施工过程中,可以采用多种方法进行处理灌浆中可能出现的特殊情况。
比如在灌浆过程中发现有发现冒浆情况时,可以使用间歇灌浆、浓浆的方法进行处理。
突发串浆情况,也可以在条件允许、串浆孔能够继续灌浆的前提下,继续对两个孔进行分开灌浆。
6 结语
水利工程中,灌浆施工技术是不可或缺的重要一环,为工程建筑的防渗、加固处理提供了有效的措施,其所具有的良好效果在水利工程中发挥了巨大的作用,采用灌浆施工技术,能够使得延长水利工程的设计寿命,降低水利工程的成本,实现经济效益与社会效益的双丰收,因此,探讨水利工程中的灌浆施工技术显得非常有意义。