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关键词: 羊槽箐水库 大坝处理 帷幕灌浆施工工艺
羊槽箐水库倒滤体基础集中渗漏段处理工艺
(禄劝彝族苗族自治县团街镇水务站)
摘要:水库大坝防渗工程的好坏直接关系到水库是否能够安全的正常运行,达到应有的效益,本文介绍了羊槽箐水库倒滤体管涌的情况、施工处理,达到的良好效果。
关键词: 羊槽箐水库 大坝处理 帷幕灌浆施工工艺
1.工程概况
羊槽箐水库位于禄劝县城东北方向43公里的团街镇卓干村委会鹅毛箐村,距离团街镇约8公里。羊槽箐水库始建于1996年,大坝为粘土心墙坝,坝高37.5m,坝轴线长131.5m,坝顶高程2199.10m,坝顶宽4.0m,坝址以上控制径流面积2.93km2,水库总库容55.84万m3,灌溉下游三个村委会的28个自然村小组,灌溉面积3334亩。
羊槽箐水库在蓄水过程中,大坝右坝肩出现渗漏,大坝下游导滤体脚底部集中渗漏,集中渗漏段长40米,局部出现管涌现象,总渗漏流量达11.62L/s,大坝安全存在极大安全隐患,该项目被列为2011年小二型水库除险加固项目,经云南润晶水利电力勘测设计有限公司设计,市水务局批复,羊槽箐水库除险加固项目总投资287.39万元。
2.大坝集中渗漏段帷幕灌浆施工
2.1灌浆孔布置
灌浆孔按施工图纸坝轴线里程布置,单排孔布置,孔距1.0m,布置于坝顶坝轴线上,共布置40个灌浆孔,所有孔位误差控制在10cm内。
2.2灌浆孔的深度确定
设计灌浆孔的深度为深入基岩10米,但是在施工中,基岩段渗漏q≤4Lu,故将灌浆孔的深度确定为深入基岩5米。
2.3帷幕灌浆方法
帷幕灌浆采用孔口封闭自上而下孔内循环式分段灌浆法,按三个次序两次加密原则进行钻灌,灌浆管下至距孔底30cm—50cm 进行灌浆,灌浆段长度一般长5—6m,若灌前压水试验q
≤10Lu时,可以适当延长,但最长不得大于10m。以上工序依次反复,直至设计孔深q≤10Lu合格。
2.4钻孔
灌浆孔孔位均采用测量仪器按照施工图纸放样定位,钻孔采用金刚石和合金钻头清水循环钻进。开孔口径75mm。为确保垂直钻进,经常检查机座平稳度和立轴的垂直高度。开孔时采用小水量,低速钻进(坝土湿润钻进,基岩采用清水钻进),一旦发生偏斜及时纠正,灌浆孔终孔必须达到设计要求。
2.5钻孔冲洗
各灌浆段造孔后,灌浆前一律采用压力水进行冲洗,冲洗力是灌浆压力的80%,冲洗至孔口回水变清10min即可结束,冲洗结束后经测量孔深证实孔内残留物厚度≤20cm,才算达到合格孔。
2.6压水试验
在钻孔冲洗后,终孔灌浆段均作压水试验,q≤10Lu合格,否则不合格,压水试验采用简易法进行,试验压力值为末段灌浆压力的80%,试验方法严格按照SL62—94附录A1表或最新规范进行,压水试验成果(q)采用下列公式计算:q=Q/pL式中q=透水率(Lu);Q=压水流量(L/min);p=作用于压水段内的全压力(Mpa);L=压水段长度(m)。
3.帷幕灌浆施工工艺
3.1灌浆材料及制浆
本工程灌注纯水泥浆或混合浆液,水泥强度等级不低于P·O·32.5Mpa,粘土质量符合国家有关质量标准。
浆液配制按选定的施工配合比进行配制,纯水泥浆液配制详见表3-1,水泥粘土浆液配制详见表3-2、3-3,按照水,水泥,粘土顺序投放在搅拌桶中,机械搅拌呈纯水泥浆液,过筛清除杂物放入蓄浆桶中,用比重计算,对浓度符合要求后即可使用。
3.2灌浆稠度的使用和变换原则
灌浆稠度的使用应遵循由稀到浓,逐级变浓原则。本次灌浆试验基岩使用的浆液水灰比有5:1;3:1;2:1;1:1;0.8:1;0.6:1;0.5:1,等七个比级,起灌浓度一般为5:1,结合表2-1浆液稠度的变化原则。
配制水泥浆液材料用量表 表2-1
水灰比(重量比) | 5:1 | 3:1 | 2:1 | 1:1 | 0.8:1 | 0.6:1 | 0.5:1 | |
比重 | 1.13 | 1.2 | 1.29 | 1.5 | 1.59 | 1.71 | 1.8 | |
材料用量 | 水泥(kg) | 50 | 100 | 150 | 250 | 300 | 350 | 400 |
水(L) | 250 | 300 | 300 | 250 | 240 | 210 | 200 | |
浆液(L) | 267 | 333 | 350 | 333 | 340 | 327 | 333 | |
水泥比重为3,水为1 |
3.3灌浆压力的确定
根据设计灌浆压力为0.2—0.4Mpa,结合本工程实际情况,灌浆压力开始压力值确定为0.2Mpa,然后慢慢加大,最大压力值为0.4Mpa。
3.4灌浆施工
在倒滤体集中渗漏段,先用水灰比有5:1的稀浆灌入,压力还不到0.2Mpa,就见浆液从坝后倒滤体间流出,说明此段渗漏已形成通道,故直接用水灰比0.5:1的稠浆灌入,并加入速凝剂。在灌的过程中,见有浆液渗出,就再在加大灌浆压力,保持原压力灌浆。随着灌入浆液的减少加大压力,达到0.4Mpa中止。
表3-1 配制水泥浆液材料用量表
水灰比(重量比) | 5:1 | 3:1 | 2:1 | 1:1 | 0.8:1 | 0.6:1 | 0.5:1 | |
比重 | 1.13 | 1.2 | 1.29 | 1.5 | 1.59 | 1.71 | 1.8 | |
材料用量 | 水泥(kg) | 50 | 100 | 150 | 250 | 300 | 350 | 400 |
水(L) | 250 | 300 | 300 | 250 | 240 | 210 | 200 | |
浆液(L) | 267 | 333 | 350 | 333 | 340 | 327 | 333 |
表3-2 水泥粘土1:1浆液材料用量表
水灰土比 | 5:1:1 | 3:1:1 | 2:1:1 | 1:1:1 | 0.8:1:1 | 0.6:1:1 | 0.5:1:1 | |
比重 | 1.09 | 1.14 | 1.2 | 1.3 | 1.38 | 1.45 | 1.5 | |
材料用 量 | 水泥(kg) | 25 | 50 | 75 | 150 | 150 | 150 | 200 |
粘土(kg) | 25 | 50 | 75 | 150 | 150 | 150 | 200 | |
水(L) | 250 | 300 | 300 | 300 | 240 | 180 | 200 | |
浆液(L) | 275 | 350 | 375 | 450 | 390 | 330 | 325 |
表3-3 水泥粘土1:3浆液材料用量表
水灰土比 | 5:1:3 | 3:1:3 | 2:1:3 | 1:1:3 | 0.8:1:3 | 0.6:1:3 | 0.5:1:3 | |
比重 | 1.08 | 1.12 | 1.14 | 1.26 | 1.3 | 1.35 | 1.38 | |
材料用 量 | 水泥(kg) | 20 | 25 | 33 | 75 | 75 | 75 | 75 |
粘土(kg) | 60 | 75 | 100 | 225 | 225 | 225 | 225 | |
水(L) | 400 | 300 | 266 | 300 | 240 | 180 | 150 | |
浆液(L) | 446 | 358 | 350 | 475 | 415 | 355 | 325 |
3.5灌浆结束标准和封孔方法
在最大设计压力下,注入率逐渐减少,当注入率不大于1L/min时,继续灌注60—90min,灌浆即可结束。每个帷幕灌浆孔结束后,现场进行单孔验收,验收合格后的灌浆孔才能进行封孔,封孔灌注水灰比尽量用0.5:1,压力与该段灌浆压力相同,当灌入率不大于1L/min时,延续30min结束封孔。待孔内水泥浆液下沉凝固后,灌浆孔上部空余部分,大于3m时,可使用更浓的水泥浆或砂浆继续封孔,小于3m时,可使用更浓的水泥浆或砂浆人工封填密实至孔口不下降为止。
4帷幕灌浆成果分析
各次序孔单位注入量递减情况和透水率q值的递减情况详见表4-1和表4-2。
表4-1 各次序孔单位注入量递减情况表
孔序 | 孔数 | 灌段长度(m) | 注灰量(kg) | 单位注灰(kg/m) | 对比关系 | 递减率(%) | 备注 |
Ⅰ | 27 | 1041.3 | 144135 | 138 | Ⅱ与Ⅰ对比 | 11.6 | 灌 |
Ⅱ | 23 | 971.4 | 118286 | 122 | Ⅲ与Ⅱ对比 | 13.1 | |
Ⅲ | 47 | 1885.2 | 200136 | 106 | Ⅰ与Ⅲ对比 | 23.2 |
表4-2 各次序孔单位注入量递减情况表
孔序 | 孔数 | 压水段数(段) | 透水率(Lu) | 对比关系 | 递减率(%) | 备注 |
Ⅰ | 27 | 166 | 40.4 | Ⅱ与Ⅰ对比 | 68 | 灌 |
Ⅱ | 23 | 47 | 13 | Ⅲ与Ⅱ对比 | 32 | |
Ⅲ | 47 | 90 | 8.8 | Ⅰ与Ⅲ对比 | 78 | |
检查孔 | 11 | 72 | 3.93 | 检查Ⅰ比较 | 90 |
从表4-1和表4-2中表明,无论是灌浆的单位注入量还是透水率q值均随着灌浆孔序的加密而呈现出逐渐减少的递减规律,与灌浆规律相符合。检查孔岩芯中可见浆脉结石,形成片状块状柱状,频繁分布在土坝的结合部,说明随着孔序的加密,水泥浆液在灌浆压力的作用下沿着受灌体的渗水通道逐渐填充、挤压密实,浆脉互相搭接,形成连续的防渗帷幕体。布设检查孔4个,检查孔压水试验段20段,平均透水率3.93Lu,检查孔岩芯采取率为70%经详细观察、地质编录,在岩芯中多处可见水泥浆脉填充,结石坚硬,与受灌体相结合坚固,表明灌浆施工质量良好,
防渗帷幕体形成,其防渗效果明显,达到设计要求。
5.结束语
通过打检查孔检查,在岩芯中多处可见水泥浆脉填充,结石坚硬,与受灌体相结合坚固,防渗帷幕体形成,达到灌浆目的。工程竣工后经检测该段渗漏量为零,达到了预期目的。
羊槽箐水库除险加固项目工程施工完工后,每年都能蓄满水,并通过了市、县除险加固水库工程验收。
参考文献
[1]羊槽箐水库出险加固工程初步设计报告。
[2]水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(SL62—94)。.
[3]水利水电工程钻孔压水试验规范(SL25—92)。