水利工程隧洞灌浆施工技术探讨,水利工程隧洞回填灌浆技术

这几天,隧洞回填灌浆施工本领作为水利工程基础工程施工的机要手艺之一,已经在笔者国的水利工程方面获得了宽广的使用。隧洞回填灌浆施工手艺能够增加隧洞全部结构的牢固性,保障洞室安全。基于此,本文首先对隧洞回填灌浆施工技能各方面举办了演说,其次结合实例工程深入分析了岩洞回填灌浆施工本事在骨子里工程中的应用。

水利隧洞灌浆施工才能研讨

水利隧洞回填灌浆规定具体内容是怎样,上边本网为大家解答。

水利;回填灌浆;施工技术;工程实例

摘要:在水利建筑施工中常碰到水工隧洞施工、堤坝防渗加固等能力中央难题。水工隧洞施工的重中之重内容是开采、出渣、衬砌或支护、灌浆等。本文结合工程实例,介绍了回填灌浆、岩石固结灌浆、钢衬接触灌浆等所采纳的施工技艺和施工工艺,可供同行借鉴。

1、回填灌浆孔,在素水泥衬砌中宜选择直接钻设的格局;在钢混衬砌中应利用从预埋管中钻孔的方法。钻孔孔径不宜小于38mm,孔深宜进入岩石10cm,并宜测记水泥厚度和空腔尺寸。

1引言

重要词:水利工程;隧洞;灌浆

2、遇有围岩塌陷、溶洞、超挖相当大等非常规情形时,应在该地方预埋灌浆管,其数额不应少于2个,地点在当场明确。

乘势国家综合实力的稳步增加,小编国的水利工程领域迎来了斩新的向上,但同一时间也面前境遇着广大的考验,当中国水力电力对国有集团业利工程的施工品质就稳步产生全体公民关怀的要点难点。由于水利工程中的隧洞施工会受到过多外边因素的震慑,导致其在动工方面有所自然的难度,由此隧洞回填灌浆施工技巧在整个水利工程的建设中就起到了非常重要的功效,是保障整个水利工程安全和安宁的关键因素之一。

1工程概略

3、顶拱回填灌浆应分成区段举行,每区段长度不宜过量50m,区段端部必须封堵严密。

2回填灌浆本领

山洞围岩基本平静。隧洞全长237m,断面为圆形,内径5.5m,衬砌厚度为60cm,水泥标号为C25,S8。隧洞进入正常运营时其流速为3.54m/s,洞身静水头约52m,水锤压力约20m。处于高压下的洞内各样弱点对于协会的受力极为不利。为弥补施工中的缺陷,设计方面选拔回填灌浆、固结灌浆等手法以进步岩石承载力改进围岩和水泥的受力条件。

4、回填灌浆前应对衬砌水泥的动工缝和水泥缺陷等开展完善检查,对只怕漏浆的地位应及时管理。

2.1回填灌浆技巧概述

2灌浆工艺

5、回填灌浆宜分为多少个次序实行,后序孔应包含顶孔。

回填灌浆手艺首借使指为了升高围岩或建筑布局密实性,在水泥和围岩或是水泥和钢结构收缩间产生的空隙中填充浆液。这种手艺能够有效加强隧洞的防渗效果及调整围岩压力和变形的增加,仍是能够加大衬砌的强度,使围岩和衬砌的水泥成为紧凑。

2.1类序

6、回填灌浆施工应自相当低的一端起来,向较高的一端推进。同一区段内的同样次序孔可全部或局地钻出后,再进行灌浆。也可单孔分序钻进和灌浆。

2.2回填灌浆的能力供给

当在一个地点做2种或2种以上的灌浆时听从“尽大概为下一项灌浆创建有利条件制止受到不良影响的法规”,隧洞在统一希图方面将灌浆施工顺序最后鲜明为:顶拱回填灌浆→岩石固结灌浆→帷幕灌浆→钢衬接触灌浆。

7、回填灌浆,一序孔可灌注水灰比为O.6(或0.5):1的水泥浆,二序孔可灌注1:1和0.6(或0.5):1五个比级的水泥浆。空隙大的地方应灌注水泥砂浆,掺砂量不宜抢先水泥重量的200%.、8、回填灌浆压力应视水泥衬砌厚度和配筋意况等规定。一般在素水泥衬砌中可选择0.2~0.3MPa;钢混衬砌中可接纳0.3~0.5MPa.、9、回填灌浆,在鲜明的下压力下,灌浆孔停止吸浆,一连灌注5min就可以甘休。

①使用“先回填灌浆、再固结灌浆”的章程开始展览隧洞水泥衬砌段的灌浆,并且在衬砌水泥到达设计强度十分八后不久实行回填灌浆,固结灌浆则在该部分的回填灌浆甘休7d后开展。如若隧洞工程中富含帷幕灌浆,应超越进行填平灌浆,然后再逐个展开固结灌浆和帐篷灌浆的动工。灌浆停止后,应封闭孔口返桨的灌浆孔等待凝固。②务必分区段进行灌溉,要分多个次序实行,从较高的一段先导堆进,同一区段的平等次序孔能够在漫天要么部分钻孔后灌浆,也可单孔分序实行灌浆。后序孔为顶孔,要先灌一序孔,再灌二序孔,施工时要从低段向高段堆进。③破土时要在双层钢筋衬砌段、钢板衬砌段和施工支洞封堵段预先埋设灌浆管。回填灌浆孔的地方无法与统一盘算孔位相差当先20cm,并且孔深要钻透空腔大概深刻围岩10cm。④灌浆压力要调控在规划规定的下压力下,且当注浆孔不再吸浆,要及时终止回填灌浆。

2.2排序

10、回填灌浆品质检查应在该地点灌浆甘休7d后开始展览。检查孔应布署在脱空十分的大、串浆孔聚集以及灌浆情形非凡的地位,其数据宜为灌浆孔总的数量的5%.

2.3见仁见智隧洞回填灌浆管理方案

依据相排版序的规格,在基岩破碎、空隙很大有远距离跑浆、冒浆的图景下,先做外围排,然后按逐排向中档推赶的种种进行。由于本隧洞基岩为II类石英片岩,围岩基本平稳,而且隧洞水泥衬砌工作早就告竣,加之回填和固结灌浆面积相当大,为确认保障持续孔灌浆时的排水、排气。灌浆方案鲜明从山洞四头向中档逐排或隔排推进的法子开始展览,既化解了排水、排气的标题,同期又保险了在规定的灌浆压力之下。对隧洞顶端空腔和岩石裂隙丰盛灌浆的供给。

11、回填灌浆性能检查可使用钻孔注浆法,即向孔内注入水灰比2:1的浆液,在规定的下压力下,开端10min内注入量不超过10L认为合格。

①Ⅲ类围岩的拍卖方案:用水泥砂浆密实回填留存的空子或空腔,且砂浆稠度及水灰比应为0.5或是0.6,在空隙大的地位要注意灌注高流态的水泥;②Ⅳ类围岩的处理方案与Ⅲ类围岩相似,但须要依据工程的莫过于境况做具体管理。即使空腔的中度小于0.5m,则须求全体密布回填,而借使空腔的莫大超越0.5m,则顶端的装满厚度不能够小于0.5m(不带有衬砌水泥的厚度);③Ⅴ类围岩由于其空腔十分大,轻便倒塌,应依赖工程的莫过于景况张开管理:a.浇水泥前若是回填管理了干砌块石洞段,则用水泥砂浆灌浆管理;b.假使未在浇水泥前回填管理干砌块石洞段,接纳水泥砂浆回填管理;同期,为了隧洞的顶上部分能够产生拱效应,确定保证隧洞衬砌的平安,若隧洞最上端的空腔超越2m,最上部回填的薄厚应十分大于2m;如若隧洞的顶端空腔小于2m,最上端则要致密回填。

2.3孔序

12、灌浆孔灌浆和检查孔检查甘休后,应使用水泥砂浆将钻孔封填密实,孔口压抹齐平。

3回填灌浆施工技能存在的标题及对策

任凭哪类灌浆。原则上都应将灌浆孔分成若干先后,依照先疏后密、中间插补的艺术稳步施工,本隧洞施工依据地质条件完全、围岩牢固的场地。将孔序分成2个次序。这样安顿的好处在于:可逐步地、更准确的探明地质状态,以便要求时即时增减设计的孔数;能够削减可能制止钻孔之间浆液串通带来的分神:能够慢慢地充实地层密实性及其强度。

固然如此回填灌浆施工手艺对在水利能够顺畅施行具有显要的促进成效,可是在其实使用的经过中或许存在着有个别标题,那个标题都限制着装满灌浆施工技艺的施用和发展,难点关键有以下五个地点:

2.4工序

3.1本事职员专门的学业能力偏低

每一种灌浆孔或灌浆段的工序安顿,一般是:钻孔→钻孔清洗→压水试验→灌浆→封孔。

圆满领悟专门的学业才干是确定保证回填灌浆施工本领能够获得充足行使的重视成分之一。对于那方面的主题素材,可以增强技巧作育,创设技巧考核制度,也得以聘用职业技艺人士。其它,还要进步对专门的学问人士的监察与治本。

2.5分段

3.2技能更新速度慢

洞穴固结灌浆孔深为3m。帷幕灌浆孔深为15m,由于固结灌浆孔较浅,依据本隧洞的脾气和正式要求,仅在帐篷灌浆孔实行了自下而上的分层方法,即:先将二个灌浆孔一而再钻到规划吃水,然后使用“段顶堵塞法”,自下而上地分段灌浆直至孔口。固结浆则使用全孔一回灌浆,不在举办分层。

工夫更新慢也是中间难题之一,只有本事、设备和职员的紧凑结合本领够抒发出回填灌浆技术的最大功用。可是出于经济等各类因素,小编国水利工程共青团和少先队大大多施用的回填灌浆施工技巧不是先导进的。施工协会要百尺竿头更进一步采纳措施更新回填灌浆本领,加大资金投入,用于引入先进的灌浆施工手艺。同一时候国家也相应提供资金财产扶助,帮忙水利施工协会能越来越好的进化。

2.6纯压式和循环式灌浆

3.3装置落伍

在灌浆施工中,依据浆液在孔中的流动路径,可分别为纯压式和循环式2种。纯压式灌浆是指浆液进入孔内后不能再回到灌浆来,除被地层空隙摄取的以外,剩余的便留在孔中。该种方法缺陷在于:进入孔内的浆液在岩石吃浆量相当的小的境况下轻易堵塞,导致压力表不能够健康反映真实景况而提前停止灌浆工作。所以《水工建筑物水泥灌浆施工才干专门的学业》中分明规定:“应先行利用孔内循环法灌浆”,因而本隧洞采纳循环式灌浆,循环式灌浆是指灌入孔内的过剩浆液能够从孔中在重返到灌浆继续循环的灌浆情势。纯压式和循环式灌浆浆液流动路径如图1所示。

器材是运用回填灌浆施工手艺首要的载体。如若设备落伍,则无从满足本事的拔尖使用成效,也无从顺遂进行工程施工。因而,改进器械是优秀重大的章程。施工协会要高歌猛进引入先进的设备,并且在最后时期使用中,对设备增加爱护,延长设备的使用寿命。其它,为了使器械、工夫、人技巧够联合营用,最棒三方面还要拓展,最大限度的消除设备、本领以及本事职员本事不相配的难点。

图1灌浆浆液流动路径图

4实例深入分析在水利隧洞回填灌浆本事的施用

3、灌浆的行使

4.1工程概略

在岩洞施工中一般遵从顶拱回填灌浆→岩石固结灌浆→钢衬接触灌浆的逐条实行。由于本隧洞的桩号0+0.15处与坝体轴线相交,隧洞在动工中依照顶拱回填灌浆→岩石固结灌浆→帷幕灌浆→钢衬接触灌浆的依次举行。

绿竹坝水库工程隧洞及连接段工程全长共计310m,断面格局分别为Ⅲ-1、Ⅲ-3以及Ⅲ-4型,二衬达成后的切面尺寸为2.0m×3.0m,工程设计供给在顶拱120°范围内开始展览填平灌浆,设计供给纵坡为1/500,引水流量为46.4m3/s,最大过水流量为78.9m3/s。

3.1回填灌浆

4.2工程施工流程

回填灌浆首要用以隧洞水泥衬砌层的暗中,尤其在遍及有断层、岩溶洞穴的地点,由于施工困难,多会遗留下比较大空隙,为使水泥层与围岩紧凑结合,改正受力条件,有针对地对十分大空隙进行灌浆。

回填灌浆使用预埋管灌浆法,分段分序举办灌浆,各区段的尺寸定为50m,按环间分序的格局布署灌浆孔,分两序施工灌浆孔,注浆从低段向高段推进,至于灌浆孔间的排距及灌浆的压力设置则据现场实验鲜明。现场的试验选取了一段较为优异的岩洞来开始展览灌浆回填检查实验,依据实验所选的灌浆压力、布孔格局及善终正式等灌浆参数基本都能满意工程的装满灌浆须求,最终规范了灌浆方法的具体操作细则,实验方案和结果分明后,相关的参数将用来全洞段的施工。

洞穴水泥施工中由于选用的是先浇筑底部四分之二,再浇筑上部混凝土的工序,由此尾巴部分和两边的水泥绝比较较密实,而顶端的水泥由于自重的来头,始终和隧洞上部岩石产生一定的空当,无法结合紧凑。由此也是装满灌浆所要解新决的最重要难点,如图2所示。

4.2.1灌浆实验并搜查缴获实验结果

3.1.1灌浆压力和浓度变化

这一次实验的洞段选用在打桩进度中围岩较为破碎,较严重的洞段。通过9d的试验灌浆职业,深入分析试验成果得知原本的灌浆参数设计是有理的,只是灌浆的压力偏高,结合工程的骨子里情况以及别的的岩洞回填灌浆工程经验,最后将浆压力下跌到0.3~0.5MPa。

回填灌浆选拔从山洞六头向中档逐排或隔排推进的主意展开,浆液浓度的转变是灌浆中的关键。由于洞穴顶端的空腔往往不小,由此一序孔可灌注水灰比为0.6:1浓度不小的水泥浆。二序孔视一序孔的灌浆效果可选用灌注1:1或0.6:1四个比级的水泥浆,隧洞设计回填灌浆压力为0.5Mpa,在鲜明压力0.5Mpa下灌浆孔结束吸浆,连续灌浆5min就能够停止灌浆职业。

4.2.2回填灌浆施工流程

3.1.2品质检查

度量布孔→预埋管→钻孔→灌浆→品质检查→补灌→验收封孔。

回填灌浆品质检查采取钻孔注浆法,即向孔内注入水灰比2:1的浆液,在规定压力0.5Mpa下,初阶10min内注入量不超越10L,即为合格。

4.2.3钻孔

3.2固结灌浆

确切布署孔点和钻孔的地方对于实践隧洞回填灌浆工程以来是前提和基本功,隧洞钻孔施工接纳手持式风钻在预先埋设的管中钻孔,钻孔孔径不可能小于38mm,孔深10cm,在钻孔的经过中要当心度量并记下水泥厚度与空腔的尺码;在易大塌方地段,钻孔的深浅要少量扩展,确认保证钻孔能穿越混凝土的喷射体,其钻孔的孔径为50mm,方向要与喷射水泥垂直。

固结灌浆首要对隧洞破碎岩石举办加固,以增加岩石的承载本领,减弱内外渗水量为目标。隧洞固结灌浆孔与回填灌浆孔在计划上岗位同样。只是在原回填灌浆孔上强化至3m就能够。固结灌浆排序与回填灌浆一样。也是从隧洞六头向中档逐排或隔排推进的法子进行。由于洞穴围岩稳固、完整。裂隙很少,因而浆液浓度可挑选2:1较稀比级的水泥浆。

4.2.4灌浆

3.2.1压水试验

回填灌浆分为两序进行,分别为Ⅰ序孔、Ⅱ序孔。Ⅰ序孔灌注的混凝土浆水灰比为0.5:1,而Ⅱ序孔灌注的水泥浆水灰比为1:1是0.5:1而对于极大的空腔或空洞部位则用水泥砂浆灌注,掺砂量不当先水泥重量的200%。先灌注Ⅰ序孔,48h后,再灌注Ⅱ序孔,同期还要先灌边孔,后灌顶孔。具体操作为从最底部伊始,分层灌浆,选两边同高对称的多少个孔实行先后灌浆,别的孔则敞开,待同高的别的孔流出浆,调控灌浆压力,使其充裕排气,等排浆与灌浆的比例同样期封管,之后的类比。当上层灌浆孔串出浆液时,将灌浆管换成此串浆孔,从串浆孔灌浆,灌浆的措施与上述的一模一样。其它若是有无浆液串出的孔,则单独灌浆。此次回填灌浆接纳的是“纯压式”灌浆,在孔口灌浆管处装设压力表调控灌浆压力在0.3~0.5MPa间。在规划的压力下,让灌浆孔停止吸浆并承继了5min后告竣灌注该孔。在灌浆的进程中,要每日放在心上水泥的变形。

压水试验是用自然压力向钻孔内压水,记录单位时间内的漏水量。从而得出这段岩体原来的地方透水性的一种实验。在地勘前做压水试验,能够扶助分明未来有无须要做防渗处理和管理的范围;在灌浆前做压水试验,能够掌握和左右每批灌浆孔对地基的勘误程度以及为明确开灌浆液浓度比级作参照;在灌浆结束后做压水试验,能够用来商酌灌浆是或不是抵达了需要标准。灌浆前可选用单点法压水试验,即:压水试验成果以透水率q表示,单位为0.01L/(min.mm.mm)。

4.2.5灌浆结束正式

压水试验成果按以下公式计算:q=Q/PL,式中q-透水率,O.01L/(min.mm.mm);Q-压入流量,L/min;P-作用于试段内的全压力,MPa;L-试段长度,m。

当顶层的灌浆孔出浆封闭时,再灌注一段时间,并记下灌浆量,假使灌浆量小于1L/min,则在承继5min后,甘休该段灌浆,等待凝固,在浆液凝固8h后技艺拆管。

基于专门的学问规定。压水试验的下压力以灌浆压力为正规取值,即:当灌浆压力为1~3MPa时,压水试验压力取1MPa,当灌浆压力小于工艺品或等于1MPa时,压水试验的压力值取灌浆压力的80%。水工隧洞中貌似以透水率5×0.01L/(min.mm.mm)为正规,即:当灌浆前的压水试验q值大于5×0.01L/(min.mm.mm)时,思念使用较浓比级的浆液开灌;若灌浆甘休后,压水试验q值小于5×0.01L/(min.mm.mm)时,则可竣事灌浆。

4.2.6质量检查、封孔

3.2.2灌浆压力和浓度变化

在灌浆截至后7d才具实行回填灌浆的品质检查。检查孔需设在脱台湾空中大学、串浆孔较聚焦、灌浆景况较丰盛的地位,数量应占灌浆总孔数的5%。检查正式:选用钻孔注浆法开始展览质量检查,在检查孔的钻孔成型后,将水灰比为2:1的水泥浆液注入孔中,如果在明确压力下,开端10min后的注入量未有超越10L,则以为这次灌浆合格。工程使用灌浆封闭器封孔,在去掉全体孔内污垢后,用浓浆或砂浆将整个的孔封堵密实及抹平,将露在衬砌水泥外面包车型大巴预埋管割除。

固结灌浆的宏图压力为3MPa,根据标准:“固结灌浆的下压力大于3MPa时,灌浆孔应该分段进行灌浆。”但由于洞穴的固结灌浆孔为3m,符合规范规定的:“固结灌浆孔基岩段长小于6m,可全孔一回灌浆,本地质条件不佳时,可分段灌浆”,加之本隧洞围岩稳定。因而利用单孔壹次灌浆。在灌浆进度中,随着地质条件的更动差别,混凝土浆的更改浓度也是差别的,遇见地质条件较差时,采用把水泥浆液的浓淡增高1~2个浓度较高的比级。当某一比级浆液的注入量已高达300L以上或灌注时间已达到1h。而灌浆压力和注入率均未有变动时。立刻退换浓度高级中学一年级比级的浆液。实际施工中依据经验灵活明白。由于配浆的铁槽体量为150L,由此在30min内基岩接二连三吃浆超越600L要么吃浆率大于10L/min时,能够立即升高浆液浓度。那样不只能够确定保证灌浆品质,而且能够进步灌浆功用。相当多素材和有经历的学者通过总括注明:除特大吃浆段外,一般情况的灌浆,都应在1~4h内竣事,而过多的延短期,对于加强岩层的效劳并不明显。在规定值3MPa的压力下,灌浆孔注入率不赶上O.4L/min时,三番九次30min。就可以停止。

4.2.7灌浆检查实验与效用评价

3.2.3品质检查

检查孔观望法观看检查孔,察看检查孔的成孔是或不是完整,是或不是有涌水、涌砂、涌泥的情景,看检查孔是或不是现身坍孔,留意调查并评定灌浆效果。检查孔取芯法综合深入分析检查孔取芯率、岩芯的完整性以及岩芯强度试验,判断灌浆效果。要是芯样未有空洞或是不密实的场景,或许空洞、不密实部位已经被水泥密实填充,则证实灌浆的品质过关。

在灌浆孔甘休灌浆3~7d后得以拓展品质检查,固结灌浆检查孔的自作者商量数量十分的多于5%,不合格孔段的透水率值不超过规划规定值的50%。且不聚焦,灌浆质量可认为合格。隧洞固结灌浆的自小编争论采取了单点法压水试验,压水试验进度中,除地层中部分所在破碎个别孔的透水率q>5×0.01L/(min.mm.mm)外,其余品质均为合格。对各自不合格孔,依据供给当透水率q>5×0.01L/(min.mm.mm)时有二种管理方法:若q<7.5×0.01L/(min.mm.mm)时,则以为合格;若q>7.5×0.01L/(min.mm.mm)时,则该孔要求再行灌浆,直至透水率符合规范。

5结语

3.3接触灌浆

水利隧洞工程施工具备自然的头晕目眩,且在水利隧洞回填工程中灌浆施工工夫具备特别关键的职能,由此,在正儿八经动工在此以前要严峻规划施工方案,以维持工程的胜利。其余,在实际上施工过程中,要严加把控工程的逐一品类的动工品质,采用有效措施来保管工程的品质,以促进水利工程隧洞工程的顺遂达成。

隧洞0+217~0+237段为钢衬段。接触灌浆首借使弥补钢构件与水泥之间的当儿。由于最上端钢衬管和岩石之间的空当已经由回填灌浆来弥补,因而,接触灌浆首假设化解两边水泥与钢衬管结合不严密的脱空区。在水泥浇筑品质较好脱空区不大的景况下,接触灌浆专业得以不做。

参谋文献

3.3.1钻孔及灌浆

[1]董波,邓昌奇.浅谈回填灌浆、固结灌浆的能力与明确[J].亚马逊河水电,二零零六,29:106.

钢衬管脱空区的论断由现场用小锤敲击检查明确,每一个脱空区在上、下最高处和最低处各布设二个灌浆孔,孔径不低于12mm。

[2]吴兴伦.水利工程隧洞回填的灌浆施工技能分析[J].山东水泥,2014:163.

灌浆前用风检查缝隙串通情状。吹除空隙内的废料和水。风压必须低于灌浆压力,为幸免钢衬变形,一般灌浆压力不超越0.1MPa,灌浆浆液水灰比可使用1:1,0.81,0.6:1五个比级。为确定保障灌浆质量,应尽只怕多灌溉较浓的浆液,须求时可投入减水剂。

[3]谷志强,赵冲.某水利工程回填灌浆施工方案剖析[J].多瑙河水利工程科学技术,二〇一三:211~212.

灌浆的程序应从低孔开首。在灌浆中敲击震憾钢衬,从高处孔分别排出浓浆后,依次将其孔口阀门关闭。在分明的压力下,灌浆孔停止吸浆,一而再灌注5min,就可以甘休。

3.3.2品质检查

灌浆截止后7~14d后选用锤击检查脱空区面积是还是不是满足设计须求。

4 结束语

综述,小说通过对水利工程隧洞灌浆施工本事的牵线,大家对其有了开首的打听。通过经历决断岩层吃浆量的高低、灌浆压力转移后及时调节浆液浓度。对于高功用的达成水利隧洞灌浆是不行重大的。特别是在局地岩层破碎的天崩地裂吃浆段,唯有在享有施工业经济验的前提下,技能灵活领会灌浆方法,及时管理,升高效能,保险灌浆质量。