接縫灌漿技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用探析

東平縣水利局 山東

摘要：在水利工程中，施工人員對施工體各壩段的連接是一大弱點(diǎn)，由于這一部位的連接質(zhì)量在很大程度上決定了水利工程的使用效果，其地位至關(guān)重要。為應(yīng)對這一問題，接縫灌漿技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。文中借助接縫灌漿技術(shù)的施工原理、工藝特征，探究了該技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用效果極其重要性。

關(guān)鍵詞：水利工程施工；接縫灌漿技術(shù)；應(yīng)用研究

引言

隨著水利工程項(xiàng)目的增加，壩體防滲技術(shù)的不足越發(fā)明顯。壩段之間的連接決定了工程整體的防滲效果?，F(xiàn)在隨著施工、器械等方面的技術(shù)研究的進(jìn)步，灌漿技術(shù)的不斷完善得到了有利的保障。壩段的接縫處理在水利作業(yè)中是不可避免的，所以灌漿技術(shù)在質(zhì)量控制方面尤為重要。

1接縫灌漿技術(shù)介紹

在水利施工中，由于水利工程屬于大體積混凝土建筑，為了避免溫度變化引起的裂縫，施工過程中必須將壩體進(jìn)行分段施工。這就導(dǎo)致了相鄰的壩段之間不可避免的產(chǎn)生接縫。同時，大體積混凝土內(nèi)外的溫差不均也會導(dǎo)致壩體表面產(chǎn)生大量的裂縫。這些存在于壩體的連接縫、裂口以及基礎(chǔ)施工中的破碎帶等部位均會直接影響著水利工程的防滲效果。接縫灌漿技術(shù)就是利用混凝土漿液輸送技術(shù)將漿液灌注進(jìn)這些縫隙進(jìn)行填充處理，將各個壩段連接成為一個整體。接縫灌漿技術(shù)一般使用水硬性膠凝材料，如單一的水泥漿液或混合漿液等。接縫灌漿技術(shù)的加固、防滲作用主要是利用灌漿技術(shù)將灌漿材料與接縫的原有混凝土界面相結(jié)合，進(jìn)行固化反應(yīng)，對縫隙和積分進(jìn)行填充和封堵。這樣可以將壩段鏈接成一個受力整體，阻止壩體表面裂縫的擴(kuò)散。灌漿技術(shù)可以對細(xì)小裂縫進(jìn)行處理，有效減少壩體和基礎(chǔ)中水的侵入，減緩侵蝕作用，避免投入使用后的安全隱患。這樣一方面能夠提高壩體的整體性和穩(wěn)定性；另一方面，接縫灌漿處理的防滲效果顯著，既能提升工程的安全性能又能減少竣工后的工程維護(hù)費(fèi)用。

2 接縫灌漿施工工藝

2.1 灌漿材料

水利施工中常用的灌漿材料可分為水泥漿材和化灌漿材。實(shí)際作業(yè)時需根據(jù)接縫和裂縫的張開度的大小對漿材進(jìn)行選擇。

2.2 灌漿施工條件

為確保相鄰的兩個壩段完美結(jié)合，確保接縫地段達(dá)到零空隙并使大壩整體及兩端受力均勻，位于相同高程灌區(qū)的灌漿施工應(yīng)遵循從中部向左右兩端壩肩進(jìn)行的順序，按序完成各灌區(qū)的施工。

（1）混凝土溫度

① 灌區(qū)兩端：必須達(dá)到設(shè)計規(guī)定的接縫灌漿溫度；

② 灌區(qū)上端：必須達(dá)到設(shè)計規(guī)定的接縫灌漿溫度，且9m厚壓重。

（2）土齡期

壩塊混凝土齡期通常須一般不少于4到 6 個月。

（3）接縫張開度

① 大于1mm，可進(jìn)行接縫灌漿；

② 小于0.5mm，須作為細(xì)縫進(jìn)行處理。

（4）封閉性

灌漿管道系統(tǒng)須保持與縫面暢通，灌區(qū)密封性良好。

（5）灌漿時段

通常安排在低溫時節(jié)，以12 月～次年3月為宜。

2.3 灌漿施工順序

壩基基巖接縫灌漿一般安排在相鄰的縱橫縫灌漿之后進(jìn)行。為提高壩塊穩(wěn)定性，固結(jié)灌漿一般先于接縫灌漿。

（1）同高同程的同類接縫

（2）同高同程的不同類接縫

（3）同高同程的多條接縫

（4）不同高不同程的同類接縫

2.4 施工工藝

2.4.1 灌區(qū)的接縫灌漿工序

灌漿的具體操作應(yīng)該遵循由低到高，由基礎(chǔ)到壩體的順序進(jìn)行。一般灌漿操作從基礎(chǔ)開始，逐步向上逐層灌漿。在進(jìn)行當(dāng)次灌漿操作時要確保上次灌漿以及相鄰區(qū)域灌漿已經(jīng)完成。減小漿材的串漏概率，保證灌漿的密封性和質(zhì)量。當(dāng)施工中遇到多種漿材要一起操作時，必須遵循先接縫后化學(xué)的灌漿次序。灌漿時出現(xiàn)操作事故要迅速處理，保質(zhì)保量，減少維護(hù)階段的壓力和成本。壩段高層相同時，灌漿需嚴(yán)格遵循中間向兩端的施工順序。同時，在對相鄰灌區(qū)進(jìn)行灌漿時要確保施工的間隔在4 天以上。如若工程的人力、設(shè)備等條件充足或者工期緊迫，各壩段接縫可以進(jìn)行連續(xù)灌漿施工。但施工作業(yè)時需確保施工的間隔小于8h。另外，若壩段間接縫存在若干獨(dú)立灌區(qū)，灌注施工間隔要求更加嚴(yán)格。單獨(dú)作業(yè)時間隔需控制在10d 以上。連續(xù)作業(yè)時間隔小于 4h。

2.4.2 接縫灌漿的壓力與控制

在壩體接縫灌漿時，要先對接縫表面與相鄰接縫同時進(jìn)行起壓和水平壓。平壓壓力需保持在0.2MPa 以下。在上層接縫灌漿準(zhǔn)備階段和灌漿作業(yè)階段均要進(jìn)行水循環(huán)。且灌漿施工完工后也需進(jìn)行至少 6h 的通水循環(huán)維護(hù)?？刂坪霉酀{壓力一方面可以確保漿材經(jīng)管道運(yùn)輸?shù)捻槙承?，提高作業(yè)的封閉效果以及漿材與混凝土界面的結(jié)合質(zhì)量。另一方面適當(dāng)?shù)膲毫梢詫{材起到壓力泌水的作用，提升灌漿的密實(shí)性。在壓力控制方面可以使用雙向控制法，使用上層排氣槽的壓力進(jìn)行主控制，使用下層進(jìn)漿管壓力進(jìn)行輔助調(diào)控。其中，有蓋重灌區(qū)和無蓋重灌區(qū)的壓力值需分別控制在0.25～0.35MPa和 0.1～0.15MPa。灌漿作業(yè)時也可以使用接縫增開度主控、壓力值輔控調(diào)節(jié)的雙孔方法對增開度進(jìn)行控制。

2.4.3 接縫灌漿施工作業(yè)

灌漿作業(yè)的準(zhǔn)備階段需要對灌漿設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，保證灌漿的順暢性。其中 要著重檢查設(shè)備的進(jìn)漿管的通透性和排氣、回漿管的通暢。檢查完畢后可以進(jìn)行單開出水率的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)其不小于30L/min 且水流無外漏時表示設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，可進(jìn)行灌漿作業(yè)。

灌漿時，配好的漿材經(jīng)灌漿管輸送至接縫處。同時，使用放漿口進(jìn)行輔助排出接縫內(nèi)空氣、水等。灌漿作業(yè)快結(jié)束時，注意觀察漿比，當(dāng)其大于1.7g/cm3時，按照作業(yè)的先后順序?qū)芸谶M(jìn)行逐一關(guān)閉。為了控制作業(yè)壓力值，使其符合設(shè)計規(guī)定，作業(yè)過程中可以采用加大灌漿量、間歇性開啟排氣口等方式。

2.4.4 灌漿結(jié)束條件

灌漿作業(yè)的結(jié)束需要綜合多方面的判斷，一方面需檢查回漿管，觀察漿材比值是否接近濃度最大值。另一方面需觀察灌漿壓力值的變化及接縫增開面的大小，確保符合設(shè)計規(guī)范。同時，需要測定出漿管的出漿率，當(dāng)其小于 0.4L/min 時進(jìn)行計時，20min 后才能停止作業(yè)。

停止灌漿作業(yè)后，按照先閥門后機(jī)械的順序進(jìn)行關(guān)閉，且需控制閉漿持續(xù)時間大于 36h。灌漿完成后，需組織人員對接縫和裂縫處的增開度進(jìn)行測定和記錄，并聯(lián)合監(jiān)理方進(jìn)行作業(yè)質(zhì)量的檢測，評估質(zhì)量合格后才允許進(jìn)行余下工程的施工。

3接縫灌漿實(shí)施時的質(zhì)量監(jiān)控

3.1接縫灌漿的質(zhì)量檢測

在灌漿工作完成之后，相關(guān)的工作人員和技術(shù)人員就需要對于灌漿區(qū)域的質(zhì)量以及孔隙進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測和檢查。并及時的記錄好灌漿的整個過程進(jìn)行情況。對于灌漿之后質(zhì)量較差的區(qū)域還需要進(jìn)行有針對性的檢測，然后進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)保證這些區(qū)域的灌漿質(zhì)量達(dá)到規(guī)定的要求和水平。

3.2注漿質(zhì)量控制

漿材的灌注階段是整個灌漿作業(yè)的核心，注漿作業(yè)的質(zhì)量直接決定整個灌漿施工階段工程質(zhì)量。為了避免注漿時出現(xiàn)串漿、壓力控制不穩(wěn)定以及突發(fā)事件處理經(jīng)驗(yàn)不足等諸多問題，保證施工質(zhì)量，作業(yè)時需注意到以下幾點(diǎn)。

3.2.1 注漿壓力

注漿壓力是漿材在管中輸送的直接動力，直接關(guān)系到出漿的流暢性和連續(xù)性。同時，穩(wěn)定、適當(dāng)?shù)膲毫χ涤欣诮涌p灌漿的泌水和保證密封性，促進(jìn)漿材密實(shí)度和與界面的粘合性。對于地基破碎帶、裂縫等進(jìn)行注漿時，首先要對基底巖石的性質(zhì)進(jìn)行判斷。當(dāng)巖體較為完整時，可以逐步提升注漿壓力，使其滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值。如若基底巖體較為破碎或形成溶洞，需控制壓力由低至高依次提升，減少因壓力提升過快導(dǎo)致的漿材浪費(fèi)、流失。

3.2.2 封孔作業(yè)

注漿作業(yè)完成后，需要對留下的注漿孔進(jìn)行封孔作業(yè)，保護(hù)連接漿材。封孔的質(zhì)量控制主要是對反出漿進(jìn)行濃度和比重的監(jiān)測，若數(shù)值過大需改為純壓方法進(jìn)行封孔作業(yè)。

結(jié)語

目前，水利工程的建設(shè)正處于繁盛發(fā)展階段，工程的施工技術(shù)日新月異。由于壩體大體積混凝土施工技術(shù)日趨成熟，故壩體的防滲技術(shù)逐漸主導(dǎo)著整個水利工程的質(zhì)量。接縫灌漿技術(shù)的操作便捷、防滲效果出眾，發(fā)展的潛力巨大。良好的作業(yè)準(zhǔn)備和完善的控制技術(shù)可以增加連接的密實(shí)度和粘合性，減少漿材的浪費(fèi)，提高接縫施工的效率、縮短工期。

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