3.1 孔位特性
采用化学灌浆方案,首先应确定骑缝位置及孔径。本工程闸墩两道止水片之间的距离为0.4m,钻孔位置选择有两种:一是选在两道止水片之间,考虑到止水片安装出现偏差或钻孔偏斜,则会对止水片造成进一步破损;二是选在止水片下游近处,不会伤及止水片,但缝面易向下游流失浆量,且闸墩的地基为砂砾层,钻孔无法深入相对不透水层,影响灌浆效果。其次是确定孔径,孔径过小,由于混凝土施工中伸缩缝出现左右偏移,不能保证钻孔骑缝效果;孔径过大,会增大造价。经比较分析,确定在止水片之间的横缝上布置φ110mm高精度垂直骑缝钻孔,且由于止水片在垂直面呈折线布置,钻孔不能伤及水平止水片,孔深要求距离水平止水以上0.5m。
3.2 灌浆材料选择
堵漏材料的选用就是该方案的关键技术问题。化学材料应具备4个主要性能:一是固结体具有膨胀性,保证固结体塞紧塞牢;二是能适应伸缩缝反复开合变形,具有一定的弹性和柔韧性;三是能在水中凝固,不被渗流水冲蚀带走;四是固结体的抗渗性能满足设计防渗要求。根据这些要求,显然只有水溶性弹性聚氨酯材料可供选择。根据处理方案对材料的性能要求,选用LW水溶性聚氨酯材料作为主剂。LW水溶性聚氨酯化学灌浆材料是一种亲水性材料,遇水后先分散、乳化进而固化,可用于潮湿面甚至带水条件下的防渗堵漏处理。LW化学灌浆材料自20世纪70年代研制成功以来,已先后在龙羊峡、葛洲坝、水口、新安江、棉花滩等许多水利水电工程中成功应用,取得了显著的工程效益和社会效益,其中龙羊峡水电站于20世纪80年代初进行了大规模的LW水溶性聚氨酯材料的基础灌浆,耗量数十吨,到目前为止已历经20年,止水效果仍十分理想。国外有关资料也表明,聚氨酯材料在没有受到紫外线照射的情况下,耐老化性能优异,这一特点表明它可以满足水利水电工程长期防渗的要求。LW的主要性能指标见表1。
表1 LW化学灌浆材料性能指标
3.3 灌浆压力
灌浆压力:灌浆压力为0.3~0.4MPa左右,具体可根据现场情况调节。
3.4 灌浆工艺与要求
施工工艺流程:孔位定位放样→开孔→埋孔口管→钻孔→清洗孔底残留物→钻孔验收→试验→灌浆→检查→封孔等。主要工艺要求如下:
(1)钻孔定位放样:孔位在伸缩缝上,开孔孔位位于两止水设施之间,具体根据现场位置布置。
(2)钻孔:孔径为110mm左右,孔底距离水平止水0.5m。钻孔要求:严格控制精度,尽量减小每段进尺深度,并对每段进尺测斜及记录横缝偏离情况及回水情况,便于随时调整钻孔方向,确保不偏离伸缩缝;孔深按工程竣工图纸及现场实测高程控制。
基于钻孔的重要性,在钻孔前可在闸墩下游出露的伸缩缝顶部挂一吊锤,推断目前可见伸缩缝偏离竖直方向的位置和距离,为钻孔时调整角度提供依据。
基于以上考虑,钻孔施工时可能出现以下情况:
1)如孔斜控制较好,钻入设计孔深时并不偏离伸缩缝,为最理想状态。(www.xing528.com)
2)如未到设计孔深就已经偏离伸缩缝,能通过调整角度纠偏的则调整角度,如无法通过调节钻孔角度来纠偏的,则用水泥砂浆封孔后,重新钻孔,或者根据现场情况采用加大孔径或在原孔位左右两边重新开孔形成套孔。
(3)钻孔验收:根据不同孔深所取芯样情况分析判断成孔质量,要求成孔基本骑缝,特别是高程较低部位。
(4)孔口封闭:埋管(灌浆管底部伸至灌浆孔底、出浆管伸至灌浆孔上部),孔口处用木塞封闭,木塞周边用快干水泥封闭。
(5)洗孔与压水试验:对钻孔采用风水联合脉动冲洗,将孔底和黏附在孔壁、伸缩缝内的岩粉及其他充填物冲出孔外,洗孔结束后进行压水试验,压水试验压力为0.30MPa,钻孔验收后进行简易注水试验,了解漏水量大小和渗漏位置;根据渗漏量大小确定浆材的凝胶时间和备浆量。
(6)吹气:压水试验完成后,通过灌浆管向孔内吹气,尽可能将孔内的积水吹出,吹气完成后向内灌注赶水浆材。
(7)灌浆:因灌浆孔是骑缝一次造孔,所以灌浆采用全孔自流式注入法,即把灌浆皮管插入孔底,灌浆时先压缓凝浆液,后压非缓凝型浆液。观察进浆和伸缩缝漏水情况,根据情况变化及时调整浆液类型和灌浆压力。适当加大灌浆压力,要求纯LW浆液充满钻孔及伸缩缝,灌浆压力控制在0.3~0.4MPa左右。
基于灌浆的连续性及重要性,在灌浆前应采取了以下几条主要措施:
1)灌浆前对机械设备进行检查维修保养,并用水试灌,在确无机械故障和管道畅通时,方可开灌。
2)灌前作好材料凝胶时间试验工作。测定水温、气温等;计算配比;量具、量杯、泵称、搅拌器具等,准备齐全。
(8)封孔:待浆液固化后,除掉孔口处封闭物,对灌浆孔进行水泥砂浆用压力封堵。
特殊情况处理:
1)灌浆过程中发现冒浆漏浆,应根据具体情况采用低压、加固化剂、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。
2)灌浆工作必须连续进行,若因故中断,可按照下述原则进行处理:①应及早恢复灌浆,否则应进行扫孔,而后恢复灌浆;②恢复灌浆后,如注入率较中断前的减少很多,且在短时间内停止吸浆,应采取补救措施。
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