刘辉-固结灌浆技术在水电站中的应用

固结灌浆技术在水电站中的应用摘要：固结灌浆的技术施工工艺较为简单，质量控制相对容易，而其对基岩加固的效果较好，尤其是可以通过水泥浆的配置来达到提高基础抗渗水的能力，因此在水电站工程中的到了广泛的应用。在实际的应用中虽然其技术方法较多，但是分段灌浆在工程中应用较多，且技术措施成熟。本文以某工程为例对分段固结灌浆技术在水电站工程中的应用进行了简要的介绍。关键词：固结灌浆技术措施钻孔清孔灌浆施工质量控制一、固结灌浆技术的基本原理与灌浆方法1、固结灌浆技术原理所谓的固结灌浆技术就是将一定比例的流动性胶质泥浆通过钻孔压入到岩层的裂缝中，经过胶结和硬化后提高整个岩层的强度，此种技术还可以改进岩石基础的整体性和抗渗性，在水电工程得到了广泛的应用，目前所使用的灌浆主要是水泥浆。2、固结灌浆技术措施的方法1）分段灌浆此种方式是一种从上至下度分段钻孔灌浆的技术。目前在水电站工程中固结灌浆和帷幕灌浆多为此种技术措施。特点是：当达到设计深度的时候并达到一定条件时灌浆即告结束，完成一段灌浆后方可进行下一段落施工。2）止浆塞灌浆此种方式是一种从下至上的分段灌浆的措施。灌浆前成孔是一次成型达到设计深度，并进行压水试验，然后从孔底开始向上灌浆，利用止浆塞和膨胀塞对灌浆进行分段，使得整个灌浆分为若干段，直至孔底。3）分期灌浆此种方式虽然和分段法相似，首先在施工范围内设计规则间距的孔，先进行钻进至第一灌浆深度，而后从岩石的顶部进行灌注，采用的是低压以此加密灌浆孔，直至最上面的灌浆段达到预计的强度；然后再将另一组孔钻进到第二阶段，从岩层顶部利用高压进行灌注。根据钻孔的深度还可以再进行第三次钻进和灌注，直至最深的灌浆段才达到最大压力。二、固结灌浆技术在水电站的应用固结灌浆的技术施工简单，施工的成果可以满足大部分水电站工程的基础加固需求，因此在水电站工程中应用广泛。下面就以某工程时间为例进行说明：1、固结灌浆的工艺流程（图1）2、钻孔布置电站基础固结灌浆措施按照前期的勘测结果决定采用的是分段灌浆的技术措施，因此在灌浆孔布置时采用1、2两个排序，孔间距为3×3m，各个排在分为两序施工，设置为梅花形。具体的施工中可根据实际的地质情况进行调整。3、成孔施工施工中按照设计的孔径施工，孔深进入岩层为8m，且成孔方向为设计图纸要求去。质量控制要求其成孔的深度与设计深度的差距为20cm内。成孔的时候应按照孔位设计的图纸进行，并对区域、排等做好标记，放样中保证开孔的位置与设计差距在20cm内，开孔角度偏差小于2°。施工中完成钻孔后应经过监理工程师的检验，合格后对其进行保护。钻孔的次序应与设计的灌浆次序一致，同一个灌浆区不相邻的方可同时施工，下一次成孔必须在上次序施工完成后方可进行，避免对岩层的过度破坏。成孔时，如果遇到特殊情况应进行停工并上报待问题解决后方可继续施工。4、灌浆工艺在施工中安全设计要求对同排固结灌浆孔分为两个次序加密，先对1序孔灌注然后是2序孔。2序孔应在周边的1序孔施工完成封口后方可进行施工。固结灌浆采用的是一孔一泵的原则，而如果灌注孔与其他孔串通且串孔符合灌浆条件是可以同时灌注，但最多不能超过三个，并随时监控压力。分段灌注的原则，此次灌浆是分段施工，设计分段，基础下3m范围的岩体应进行接触段灌注，即将8m的孔分为3、5m两段。在灌注方式上则采用的是自上而下的分段灌浆技术。5、清孔和压水试验实施灌浆前应对施工完成的钻孔进行清理，采用自上而下的分段灌浆时，每个灌浆段落完成后都需要对孔壁进行清理。利用导管通入大量的水对孔内进行彻底的清理。直至孔内返出的水变清为止。清孔后内部残余的沉积物应控制在20cm内。另外，在分段灌浆中还应对裂隙进行清理，裂隙清理的措施是脉动式清理，必要是应采用风机与灌注清水相结合的方式完成，对裂隙清理的时间不应小于30分钟，同时配合简易的压水试验，并做好试验记录。同时空隙较多的区域应适当的增加水压和风压，以此保证其清理的质量。对与群孔裂隙进行清理的时候应控制其不能集中进行，以防止对岩层产生次生破坏。通常冲洗清孔的压力应控制在80%的灌浆压力范围，如果需要压力超过1MPa的时候就应采用1MPa的风洗措施，此时的压力应为灌注压力的50%。完成灌注段钻孔清理后，此钻孔就应当立即进行灌浆作业。如果中间出现了中断的情况且超过了48小时，则灌浆前应再次进行裂隙清理。6、灌浆压力的控制灌浆中压力的控制也是十分重要的技术指标，接触段和注入率较大的孔段应采用逐级增压的措施逐步达到设计压力。具体的操作以压水试验的压力为参考，按照0.05MPa为一个级别逐级增加，分级升压的时候每一个级别也应保持15分钟。如果存在串通孔和多孔灌浆时，分别控制灌浆压力，同时加强基础的抬动检测，防止原有的基础出现破坏。灌浆的时候为了防止前阶段施工的成果安全，必须控制压浆压力和注入率。具体的参数可以按照试验结果进行。7、灌浆的灰水比控制灌浆前应对采用的灰水比进行测试，即在相关人员的监督下进行试验性灌注，并且对灰水比进行调整，直至到到达设计的标准。并记录当时采用的灰水比以备施工应用。制备站应按照试验所产生的灰水比进行水泥浆的配置，并按照灌注的实际要求采用不同级别的混合灰水比配置水泥浆。8、灌浆完成标准和后续处理在施工中如果单孔灌浆段在规定的与压力下持续灌注，注入率小于1L/分钟时，持续灌注半小时，就可以认定灌注工作完成。然后就进入到封孔阶段，此时固结灌浆孔的封闭采用的是全孔封闭，在灌注完成后，利用浓度较高的水泥浆对孔内的泥浆进行置换，直接在孔口进行封闭灌浆，分开压力为最上段的灌浆压力。单元工程完成后应对抬动观测孔和物探孔等进行封孔处理，其封孔的要求与固结灌注封孔工艺是相同的。三、工艺控制要点分析固结灌浆技术虽然工艺较为简单但是在施工中仍需对以下环节进行重点控制，这样才能达到基础加固的目标。1、成孔的工艺控制，成孔是应对放样进行质量控制，保证其位置与图纸相一致，开孔的位置与设计的位置差异不等超过相应的标准。因为外界因素而改变孔位的应上报监理和相关部门备案，征得同意后方可钻孔并记录位置；固结钻孔孔的斜度也应控制在设计允许的范围内，以满足施工要求；钻孔的过程中如出现地质缺陷的时候应记录孔内的事故情况，并上报进行分析；灌注后的取芯孔获得率应满足大多数成孔的质量要求，并符合技术规范的要求。2、灌浆的要点，灌浆孔段在冲洗清理的过程中应保证按照技术标准进行，而施工中的阻塞位置、分段长度、灌注管与底部距离、灌浆顺序、灌浆压力、灌浆灰水比等等都应当按照事先的设计图纸进行，并保证符合技术要求。灌浆的检测和记录应保证完整。灌浆的质量检测应按照相应的规范执行，如出现问题应及时进行处理，保证整体合格率。参考文献：[1]董波,邓昌奇.浅谈回填灌浆、固结灌浆的技术与规定[J].四川水力发电,2010,(S1).[2]高志勤,赵跃军.沙河水库溢洪闸岩基固结灌浆加固处理[J].江苏水利,2009,(06).[3]占忠心,田军.小湾水电站坝基有盖重固结灌浆施工[J].葛洲坝集团科技,2009,(04).[4]彭爱华,傅建,刘加龙,雷辉光.固结灌浆在构皮滩水电站工程中的应用[J].贵州水力发电,2009,(03).[5]施连功,张艳坤.固结灌浆技术在溢洪道工程中的应用[J].中国新技术新产品,2010,(19).