浅析水电站大坝工程中灌浆接缝的技术要点

　　摘要：在水电站工程中高压灌浆技术和接缝技术都经常被用到，是水电站中两项基础的技术，水电站大坝坝体在使用中受到水力的冲击，坝体结构很容易出现裂缝情况，给水电站的功能使用带来影响，也是水电站的一个潜在的安全隐患，这类问题应该的到及时的处理和解决，本文就对水电站工程中坝体灌浆裂缝技术做简要的分析讨论。
　　关键词：高压灌浆，灌浆接缝，施工工艺
　　
　　在一些水力发电站中，为解决水利工程牌楼防渗问题，希望可以通过一种经济且技术先进靠得住的防渗办法，工程中尝试多种方法。基础防渗处置是水工动工中尤为关紧的环节。当基础土质较差，渗透性较强时，在流水的效用下对基础的危害非常大。施工中使用高压喷吐灌浆技术在水力发电站汲引中心环节工程中，经过技术人员的检验测定，表面化看出紧密度和承载力均长远于原土体，因此增长和保障了工程品质。本次研究也是从这一方面入手，对发电站中高压灌浆接缝技术做出探讨和研究。
　　一工程灌浆接缝原理
　　1. 冲切掺搅技术
　　高喷技术主要是借助于高压喷射的流体，经过冲击割切和猛烈动荡起伏，使浆液在喷射的流体效用范围内廓张、充填四周围土层，并与土石粒掺混搅合，硬化后形成凝固体，因此变更原地层结构和组成，达到防渗和增长承载力的目标最终实现裂缝的完美接合。高喷凝固体是多种因素综合效用的最后结果，高压喷射的流体对地层结构的影响范围，决定于于比能值E的体积，其表现式为：
　　E=(PQ)/(100v)
　　式中：E——每米旋喷柱耗用的能+均能耗（MJ/m）；
　　P——喷吐灌浆压力（MPa）；
　　Q——喷射的流体浆量(L/min)；
　　v——提高速度(cm/min)。
　　E值大，旋喷柱的直径大，普通选用50～70cm直径较好，但最后应经过在场高喷尝试确认。这种算法是目前非常常用的一种对于裂缝以及灌浆接缝的公式，对于工程中各个施工的要点和强度做出了分析。
　　2. 转换、挤压与渗透
　　高压灌浆接缝时，水、气、浆由喷嘴儿中高速喷出，周围空气受到压缩，除能对水或浆液构成外包气层，这期间还可出现升扬效用，将经喷射的流体冲击磨削后的土石碎屑和地层中细粒，在与壁结合，由孔壁和喷吐杆的环状空隙中升扬带出孔外，空余部位由浆液代替，这个过程中也起到达改换效用。高喷喷射的流体强度随喷射的流体距离的增加而较快地衰减至喷射的流体束末端，虽不可以再冲切地层，但对地层仍会出现不同程度的挤压效用。同时，喷吐终了后，静压灌浆连续不断施行，对四周围土体萌生渗透效用，不止可以促推凝固体与四周围土体接合更加紧密，还在凝固体外侧萌生表面化的渗透凝固层，具备较强的防渗性能。
　　3. 包裹与凝固
　　地层中较小的块石，因为喷吐能相对非常大，辅以升扬、改换效用，最后浆液可充塞块石周围的孔洞并将其握裹，碰到大的块石或在块石集中区，应减低提高速度，增长比能值。在坚强雄厚的冲击震荡力效用下，块石将会萌生位移、松驰，浆液沿块石周围孔洞或块石间孔隙渗入。在高压喷吐挤压、余压、渗透等综合效用下，萌生握裹凝固效用，形成蝉联紧密的凝固体。水电站坝体地基防渗中，研究发现使用高喷动工时，要求凝固体具备令人满意的防渗性和牢稳性，而对于其抗压强度要求不高。凝固体的防渗性能主要决定于地层组成成分和颗粒级配、动工办法、动工工艺以及浆液材料等。高喷形成的凝固体并不很规则，但与地层坚固，因为高喷凝固体四周围除开浆皮层外，普通还存在渗透凝固层，有着令人满意的复合防渗效用，因此进一步增长了凝体的防渗性能。
　　二灌浆接缝技术准备工作
　　1. 高喷凝固体的结构安置方式
　　为保障高喷防渗墙的凝固结合性，一定要使各孔的凝固体在管用范围内坚固靠得住，为此怎么样选用结构安置方式和孔与孔的距离则很重要。高喷形成的凝固体的式样与喷吐的方式相关，喷吐方式普通有旋喷、摆喷和定喷3种。喷吐时若边提高边旋转，则凝固体的式样为圆柱体（又叫作旋喷柱），若边提高边来回摇动，则形成的凝固体的式样为哑铃状，若只提高和定向喷吐则可形成板状（又叫作定喷板）。到现在为止在青海及甘肃的西南部地区常用的结构安置方式有：定喷折线式、摆喷对接式和柱摆式等。
　　2. 工程材料以及机械设施的选择
　　三管法动工时，多用纯士敏土浆，士敏土为42.5O或52.5O平常的硅酸盐士敏土。因为三管法动工，先是高压气儿、水喷吐，然后是压力灌浆，灌浆易被先喷入的水稀释，所以运用的灰水比不应大于1∶1的浓浆。水电站大坝灌浆接缝中对于使用机械的选择也非常的重要，关系到工程施工的顺利进行，高喷灌浆技术有单管法、双管法、三管法。在该工程中认为合适而使用的是三管法，所用主要设施有XY-2型液压地质钻探机、GYP-50型高喷台车、XPB90E型高压泥浆水泵。
　　三水电站中灌浆接缝的技术要点
　　1. 打孔
　　打孔工序的成功是整个工程成功的基础，具体技术要点如下：泥浆水固壁掉转（或冲击）钻进，造孔过程中做好充填堵漏，使孔内泥浆水维持正常循环，返出孔外，直到终孔。跟管钻进，边钻进边跟入套管，直到终孔。钻进时应注意保障钻探机铅直，偏斜率应≤1百分之百。
　　2. 喷射管的使用
　　泥浆水固壁的钻孔可以将喷吐杆直接下入孔内，直到孔底。跟管钻进的钻孔，有２种事情状况：一是拔管前在套管内灌注疏密程度大的范性泥浆水，注满后起拔套管，边起拔边灌注，使浆面长时期维持与孔口齐平，直到套管所有拔出，然后再将喷吐杆下入孔内直到孔底。二是也可先在套管内下入管壁平均的PVC塑管，一直到套管底部，起墙裙效用，然后将套管所有拔出，再将喷吐杆下入到管底部。两种方式使用于不同的工程类型，要根据具体情况作出合理的分析。
　　3．灌浆的高压喷射
　　高压灌浆动工中所用技术参变量因运用高喷的办法差别而异。所用的灌浆压力不一样，提高速度也有差别。对各类地层而言，若运用同一种动工办法则水压、大气的压力、浆压的变动半大，而提高速度变动，是影响高喷品质的主要因素。普通事情状况下，确认提高速度应注意下面所开列几个问题：①因地层而异，在砂层中提高速度可稍快，砂卵（砾）石层中应放慢些，包括大粒径（40cm以上）块石或块石比较集中的地层应更慢。②因分序而异。先序孔提高速度可稍慢，后序孔相对来讲可稍快。③高喷动工中发觉孔内返浆量减损当时的需要放慢提高速度。
　　4．裂缝灌浆的具体工艺
　　依据预设要求平整好场地，要求场地大陆地区下无绊脚石物，对某些作业地基软、不公平整，可能引动整机翻倒引动意外的地段，必须要采取防备处理办法，在平整场地上对墙体核心线施行勘测定位。应扼制好掘进速度和灌浆压力、提高速度，喷浆体积应使浆液成沸腾状为宜。灌浆阶段浆液不可以发生离析和断浆现象，保障墙体平均，无夹心层，若发生管道拥塞或因故短暂停机，应采取突击修理措施。
　　四实例分析
　　本次研究中，对于水电站灌浆接缝的具体案例进行分析，施工整个工序如下。在某水力发电站中心环节基础防渗动工中，经研究分析适合使用的喷灌办法为三管法定向喷吐成墙动工。防冲隔墙长为68m，该工程地层为砂砾土，以及凝固体的结构安置方式为柱摆式，成墙深度为30m，墙厚均匀为80cm。孔距2m，喷吐核心有直径20～30cm的圆柱体。首先用水管、气管儿、浆管同轴布设组成喷吐杆，杆底部设置有喷嘴儿，气、水喷嘴儿在上，浆液喷嘴儿在下，高喷时，随着喷吐杆的旋转和提高，使用高压水和气的喷射的流体冲击动荡起伏地层土体，呈翻滚散松状况，随即以低压灌注浓浆掺混拌和，硬化后形成凝固体。此办法高喷品质可满意预设要求，工效高、造价低，能充分利用原地土体，就地选取材料，机械化深重，其工艺参变量为：
　　①喷嘴儿直径：2～2.3０mm；（外φ5）
　　②高压水：10MPa，流量40L/min；
　　③大气的压力：0.7０MPa，流量6m3/min；
　　④浆压：0.3０MPa，流量80m3/min；
　　⑤提高速度：15cm/min；
　　⑥三重管掉转：7r/min；
　　整个灌浆接缝完成后挖深坑数米，用电子填土紧密度检验测定仪对四周围土体施行在场品质测试。检验测定最后结果为土体紧密度和承载力均大于原土体，动工过程中有专人负责记录，记录翔实正确。
　　总之，对于水电站中灌浆接缝施工要严肃对待、科学的看待，做到材料选用良好，设施配备布置先进合理，动工工艺先进，动工团体严紧，全员品质认识加强，通过对施工中技术要点的控制来达到灌浆接缝的目的。
　　
　　参考文献：
　　[1]蓝春;;高压喷射灌浆技术在六吊水库主坝加固中的应用[J];硅谷;2010年04期
　　[2]沈玉华;赵德龙;李文军;郭三旺;;浅析水利工程施工的安全管理工作[J];内蒙古水利;2010年01期

《浅析水电站大坝工程中灌浆接缝的技术要点》

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