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頂水上行灌漿技術(shù)在長潭河工程中的應用

2010-11-12 10:16  來源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯】

  頂水上行灌漿技術(shù)主要運用于防滲圍堰存在大通道滲漏的部位,該技術(shù)防滲效果好,施工技術(shù)相對較簡單,且施工費用相對其它化學灌漿成本較低。水泥灌漿技術(shù)是普遍通用的施工技術(shù),而水泥漿發(fā)生串冒漿液、不易提高水泥灌漿壓力和易引發(fā)地層產(chǎn)生抬動問題,是灌漿技術(shù)中長期存在而未解決的技術(shù)難題,嚴重制約水泥灌漿技術(shù)的應用和發(fā)展?刂菩运喙酀{的創(chuàng)新,能控制被注入的化學外加劑到地層內(nèi)才與一部分水泥漿液相混合,被混合的水泥漿液的凝膠時間可控制在需要范圍,最短可達10多秒。

  1 概述

  長潭河水利水電樞紐工程位于氵婁水下游慈利縣境內(nèi),為澧水一級支流,是以發(fā)電為主,兼有航運、旅游及養(yǎng)殖等綜合效益的水利樞紐工程。該電站采用一次攔斷河床隧洞導流方式,圍堰采用土石不過水圍堰。由于該區(qū)域位于溶巖地區(qū),溶洞特別發(fā)育,河床中弧石、漂石特別多且粒徑大,最大直徑達6m,這給圍堰防滲灌漿造成了很大的難度,前期采用高噴及靜壓灌漿均未取得理想效果,最后在頂水上行灌漿技術(shù)下圍堰得以閉氣,現(xiàn)就頂水上行灌漿技術(shù)作如下簡述。

  2 控制性水泥灌漿技術(shù)簡介

  控制性水泥灌漿根據(jù)水泥漿液加化學外加劑后能調(diào)控漿液凝膠時間和使?jié){液迅速失去流動性而變成固體的性能,從控制水泥漿液凝膠時間角度出發(fā),綜合應用流體和固體相結(jié)合的工程力學特征,采用液體灌漿裝置,啟動專用泵加注化學外加劑送到地層內(nèi)與水泥漿液相混合,達到解決水泥漿不發(fā)生串冒、不易提高水泥灌漿壓力和控制不抬動地層問題等。

  水泥灌漿技術(shù)是普遍通用的施工技術(shù),而水泥漿發(fā)生串冒漿液、不易提高水泥灌漿壓力和易引發(fā)地層產(chǎn)生抬動問題,是灌漿技術(shù)中長期存在而未解決的技術(shù)難題,嚴重制約水泥灌漿技術(shù)的應用和發(fā)展。

  控制性水泥灌漿的創(chuàng)新,能控制被注入的化學外加劑到地層內(nèi)才與一部分水泥漿液相混合,被混合的水泥漿液的凝膠時間可控制在需要范圍,最短可達十多秒。在連續(xù)的水泥灌漿過程中的相匹配的工藝措施和流程,加注化學外加劑采用間斷和不連續(xù)的方式。

  3 控制漿液能頂水上行的堵漏工藝

  該施工工藝針對常規(guī)堵漏技術(shù)存在的問題,遵循地下水動力學的規(guī)律,從控制水泥漿液的凝膠時間和灌入漿液的灌漿壓力著手,用創(chuàng)造性的灌漿工藝,再匹配其它灌漿參數(shù),以灌入率變化為控制依據(jù),應用水泥灌漿方法解決各類涌、漏水問題。在水泥灌漿法堵漏中應用該工藝能控制水泥漿液頂水(迎水)上行,迎水上行的擴散距離根據(jù)需要可以調(diào)控,克服了漿液被水沖稀而隨水流失的問題。一定的流速條件是控制漿液向迎水向擴散的必要條件。工程上應用控制漿液凝膠時間的方法達到流體力學和固體力學相結(jié)合的受力模式,突破了常規(guī)的灌漿壓力界線,大幅提高了灌漿壓力的使用值,不但解決涌、漏水的疑難問題,且兼有很好的加固效果。

  3.1 施工工藝

 。1)施工工藝流程。測放孔位→灌漿孔分序→鉆孔→安裝卡塞裝置(膜袋)及下設(shè)注漿管→拔套管→灌上管→灌底管(即終孔灌漿)→封孔。

 。2)鉆孔。鉆孔分Ⅲ序施工,孔距1.2m。鉆孔采用φ150mm跟管鉆機鉆孔,鉆孔1次性成孔,成孔深應進入基巖不透水層1m。

 。3)灌漿。①灌漿材料。水泥采用P32.5水泥,強度等級以滿足設(shè)計要求為準,細度滿足規(guī)范要求。水泥符合規(guī)定的質(zhì)量標準,不使用受潮結(jié)塊的水泥。水泥不應存放過久,儲期超過3個月的水泥不得使用;瘜W材料符合設(shè)計要求。②制漿。采用高速攪拌機制漿液,攪拌時間不小于30s,必須攪拌均勻并測定漿液比重,從制備至用完宜小于4h.

  制漿漿液水灰比采用1∶1或0.8∶1.注漿管采用φ19.05mm鐵管或同管徑的PPR管。③輸漿。設(shè)備器具為儲漿桶、3SNS泵、清洗泵、水動力泵、手槍泵、手壓泵等。④灌漿方法。Ⅰ序孔1次性成孔后下兩根注漿管,卡塞位置在粘土墻與砂卵石層接觸部位,卡塞采用膜袋施工技術(shù);1根注漿管下至距孔底20~50cm處,另1根注漿管下至膜袋以下10~20cm.灌漿孔Ⅲ施工,灌漿時先灌上管,再灌底管。同一次序孔也可以循環(huán)交叉灌注。⑤灌漿壓力見表1.⑥漿液水灰比采用1∶1,特殊情況下可采用0.8∶1;灌漿過程中應使灌漿壓力盡快達到設(shè)計要求。通常情況下,主要添加劑采用專配的化學控制液,摻量為水泥的6%~7%。若遇特殊情況,摻量根據(jù)現(xiàn)場適當調(diào)整。⑦灌漿結(jié)束標準。當灌漿段灌漿壓力已達設(shè)計要求值,注入率不大于20L/min時,可結(jié)束該段灌漿,或當灌漿段灌漿壓力已達設(shè)計要求值,漿液灌入量超過設(shè)計量(1200L/m)后,即可結(jié)束該段灌漿。⑧特殊情況處理。灌漿注入量達400~500L后,注入率仍較大,而灌漿壓力仍未達到設(shè)計要求值,即加入化學控制液,直至灌漿壓力值達結(jié)束標準;灌漿過程中若遇到串、冒等現(xiàn)象,立即加入化學控制液灌注,至灌漿壓力達到設(shè)計壓力可結(jié)束該段灌漿。特殊情況下也可采取待凝或灌砂等手段;灌漿管安置深度,根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況確定。

  3.2 材料儲備

 。1)水泥保持庫存不低于10t。

 。2)化學控制液保持庫存不低于2t.

  4 結(jié)語

  長潭河工程采用頂水上行灌漿技術(shù),很好的完成了圍堰防滲灌漿,不但較計劃工期提前,且灌漿效果較好。

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