高噴灌漿水庫(kù)管理論文

時(shí)間:2022-06-28 06:17:00

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高噴灌漿水庫(kù)管理論文

一、概述

二道河子水庫(kù)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市松山區(qū)西路嘎河中游,水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩,壩址左岸黃土包及溢洪道一帶呈雙層結(jié)構(gòu),上部為砂壤土和壤土,下部為砂卵礫石層;壩基覆蓋層為砂卵石,并與黃土包下砂卵礫石層相互貫通,透水性強(qiáng),滲透系數(shù)為82~127m/d,砂壤土和壤土的滲透系數(shù)為0.24m/d。這樣的土層結(jié)構(gòu)使大壩左岸黃土包和左壩端滲流不穩(wěn)定,當(dāng)庫(kù)水位較高,蓄水時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),左岸黃土包下游出現(xiàn)大面積漫浸,左壩端下游排水體下有集中滲流出現(xiàn),伴有流水聲,嚴(yán)重威脅著水庫(kù)大壩的安全。

經(jīng)過(guò)反復(fù)論證分析,決定采用高噴灌漿技術(shù)對(duì)該水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

二、高噴灌漿防滲板墻施工設(shè)備及施工工藝

1.施工設(shè)備

主要施工設(shè)備為:造孔系統(tǒng)、高壓水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、制漿供漿系統(tǒng)、提升噴射系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)。

2.施工工藝

高壓噴射灌漿施工工藝流程見(jiàn)圖1。

根據(jù)設(shè)計(jì)防滲板墻施工軸線和孔距確定孔位,并作好地面樁標(biāo)記。鉆頭φ150mm,泥漿護(hù)壁,泥漿材料為鈣質(zhì)膨潤(rùn)土、黏土、黃土、細(xì)砂等。攪拌漿液采用聯(lián)合攪漿機(jī)制漿,泥漿泵供漿,要求漿液拌合均勻,比重穩(wěn)定。漿液材料為純水泥漿,水泥為普通硅酸鹽水泥。

噴射灌漿,將高噴管下入到孔內(nèi),按造孔記錄及設(shè)計(jì)板墻底線控制下入深度,然后啟動(dòng)高壓水泵、空氣壓縮機(jī),攪漿機(jī)供漿,同時(shí)全面檢查各管路是否封閉,水、漿、氣壓力及流量是否符合設(shè)計(jì)參數(shù)要求,噴射管的噴射方向是否對(duì)正。啟動(dòng)設(shè)備3min后,待水泥漿從孔口返漿,再按設(shè)計(jì)提升速度開始提升。噴射灌漿結(jié)束后,進(jìn)行靜壓回填灌漿,至液面不析水、不下沉為止。

三、用圍井試驗(yàn)確定施工參數(shù)

1996年在壩后的地質(zhì)條件與壩址相近的地段做了一個(gè)五邊形試驗(yàn)圍井,圍井邊長(zhǎng)1.2m,孔深11.1~15.06m,其中土層厚3.7m,砂礫石層厚6.8m,基巖平均埋深10.5m。

試驗(yàn)中對(duì)不同地層的提升速度、擺動(dòng)角度及水、氣、漿等各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,凝固14d后,進(jìn)行注水試驗(yàn),然后全部挖開檢查,發(fā)現(xiàn)板墻噴射均勻,連接牢固。其中土層高噴墻體厚度5~7cm,噴嘴雙面有效長(zhǎng)度6.55~7.4m;砂礫石層擺角形成墻體厚度30cm以上,雙面有效噴嘴噴射長(zhǎng)度為2.7~3.0m,全部滿足設(shè)計(jì)要求。

經(jīng)研究論證后確定:高噴板墻孔距為1.1m,灌漿軸線與噴射軸線夾角為30°,墻體采用折線連接,砂礫石層和土層全部采用擺噴,擺角為25°。鉆孔孔斜率必須小于1%,墻體厚度大于20cm,墻體強(qiáng)度大于70MPa,墻體滲透系數(shù)小于A×10-6cm/s。

四、高噴防滲板墻的施工

二道河子水庫(kù)除險(xiǎn)加固的主體工程為高壓噴射灌漿防滲板墻。1996年完成了37m試驗(yàn)段的施工,1997年又完成了另外37m及50m試驗(yàn)段。1998~2000年,防滲板墻的施工全面展開,3年間進(jìn)行了564m設(shè)計(jì)軸線高噴防滲板墻的施工,共計(jì)完成鉆孔626孔,鉆孔總進(jìn)尺為24777.14m,灌漿總延米為19532.58m,共使用水泥13441.5t。

該防滲板墻設(shè)計(jì)采用折線連接,分兩序孔進(jìn)行施工,第一序孔造孔及噴射灌漿完畢,等待14d后,再進(jìn)行第二序孔的造孔及高噴灌漿的施工。具體墻體連接見(jiàn)圖2、圖3。

五、特殊情況處理

1.漏漿處理

在二道河子水庫(kù)大壩高噴灌漿防滲板墻的施工中,有很多孔發(fā)生了漏漿現(xiàn)象,說(shuō)明大壩基礎(chǔ)存在嚴(yán)重的集中滲流區(qū)及流沙區(qū),對(duì)水庫(kù)大壩的穩(wěn)定十分不利。因此發(fā)生漏漿時(shí),視嚴(yán)重程度采取了停止提升或放慢提升速度的辦法,讓漏漿地層充分灌滿水泥漿,從而達(dá)到灌漿的目的。在二序孔的鉆孔中,取出了固結(jié)良好的類似混凝土的水泥芯,因而用此方法處理漏漿切實(shí)可行。

2.孤石處理

二道河子水庫(kù)大壩基礎(chǔ)以砂礫石為主,存在有個(gè)別大的孤石。高噴過(guò)程中,根據(jù)鉆孔記錄,在噴至孤石深度時(shí),采取上、下50cm加大擺角、放慢提升速度的辦法,充分將孤石用水泥漿包住,從而達(dá)到板墻充分連接的目的。

3.事故停噴

如在高噴過(guò)程中發(fā)生停電等停噴事故,再次開噴時(shí)則采取復(fù)噴的辦法,解決因停噴造成的板墻連續(xù)性問(wèn)題。