能否做好特大漏水通道的灌浆堵漏处理,取决于两个关键条件:一是要找到特大通道的确切地点,使钻孔与其相遇;二是所采用的灌浆方法要确保有效。前一条靠勘测设计和当地管理部门的正确决策;后一条靠施工者的正确工艺。缺一不可。如果说以前还缺乏封堵特大漏水通道的灌浆经验和技术,那么现在已经有了这方面的丰富经验和可靠技术。只要能确保将钻孔打到通道上,就有成熟的方法将它堵死,并且可以在不放空水库的条件下进行。
也许不能保证每个钻孔都能打在通道上,但至少应将通道包含在指定的钻孔区域之内。通过不断缩小孔距的钻孔,最后总能有钻孔与通道相遇。只要没放过大的独立通道,即使只有少数几个钻孔与通道相遇,灌浆也能将整个通道系统堵死。因为它们大都是互相串通的,不论浆液从哪里进入,最终都能串进整个系统。
针对坝基下通道的钻孔,可布置在原帷幕线上、坝轴线附近或上游某一方便施工的地点。针对两岸坝端外通道的钻孔最好顺坝线向外直线延伸或稍向上游偏转,以尽量缩小布孔的范围;不宜顺岸坡向上游延伸,因这里虽然通常也是通道的进口,但灌浆时浆液容易向库内流失,而且在岸边外裂隙较为发育,会造成堵漏的“假象”,使布孔范围不必要地延长。对于面板坝,最好沿着面板与岸边岩石结合线布孔,使钻孔朝向岸外稍向垂向偏转-15°的角度,将坝的“防渗层”延伸到与岩体不透层相接。
堵漏灌浆孔的排数,应根据漏水通道的性质或类型确定。对一般坚硬岩石中的大裂隙,一般用1排孔即可满足需要。对于喀斯特溶洞溶隙和砂、卵、块石中的“架空层”,通常需要2~3排孔。
钻孔孔径不能太小,一般应在100mm以上,针对特大溶洞的孔应为130~150mm。以便选择灌浆材料有更多余地。
作2、3排孔布置时,应先施工下游一排孔,主要依靠此排孔对大通道进行充填、堵塞,制止住大的渗漏。当感到不足时再作第二排或第三排(在上两排中间)孔,以进一步加固和充实。
第一排孔的施工,原则上仍应分为三个次序,按自上而下的分段方法进行,但不必十分严格。如果这个孔的所有各段都能用常规灌浆方法达到结束,就将这孔一直进行到底;当在某一段上大量吃浆不止时,说明该孔段已遇到了大的漏水通道,就停止该孔的钻孔,进行堵漏灌浆,改挪它孔地施工。这样,把所有遇到大通道的孔(包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔)都打出来,最后集中力量同时或逐个地进行堵漏灌浆。
在钻孔过程中,当遇到钻液明显漏失或完全漏失(孔口不返水)时,就应当停止钻进,进行灌浆,而不管段长如何短;如钻液无明显漏失,说明钻孔没有遇到大的漏水通道,为节省时间,可将该孔直钻到底(在保证不坍孔的前提条件下),然后采用全孔一次灌浆,或每次20m左右的自下而上分段灌浆。(www.xing528.com)
除非有依据证明钻孔确实遇上了特大通道,否则灌浆都应先从稀浆开始,按常规法逐步变浓。即使一开灌就不起压力、注浆率很大亦应如此,以防止将一般的较大裂隙误判为是特大通道而采取不恰当的堵漏措施,导致灌注量不足。当变至最浓浆液、并且灌入干料量已达t/m以上仍大量吃浆不止时,可掺砂或自孔口用浆液冲砂灌注。砂的掺量和粒径可逐渐增多和增大,但不可充填过猛。若属一般性的较大裂隙或通道,经过一段时间的掺砂灌注即可逐渐趋于拒浆;若仍不见此种趋势出现,不是因有强水流作用将浆液冲走,就是因空隙体积很大或通道连通得很远。即可改用按特大通道处理。
对于特大通道,应首先选用冲填级配料。所谓级配料,乃是包含有各种不同粒径的土、砂、砾石或卵石的混合料。可就近在河床或两岸的冲积层中选取,如无完全合适的,可通过筛选掺入某种其中缺乏的粒料,尽量达到级配均匀。其中的砾、卵石,初始阶段应除去粒径20mm以上的大颗粒,以后根据冲填情况经过判断必要时再逐步掺入大的颗粒,最大以能从钻孔中方便填入为限。大粒料的作用是能在通道上沉积下来和可在狭窄处被拦截住,使通道断面缩小;次一级的粒料可逐级填塞大粒料间的空隙。这样,在水流的冲带作用下可自然形成一道“反滤层”,最后将通道堵死,制止住渗漏。其中土的成分以稍带些粘粒的壤土为最好。它的主要作用是增加混合料的浆液粘度并起“润滑剂”的功能,将大粒料携带到更远处。
级配料,可先搅拌成一定稠度的浆液从孔口倒入,也可以用清水从孔口直接冲入。冲灌中要不时地下入钻具搅动,谨防在孔内和附近淤塞。冲灌速度不能太快,不要急于求成,要耐心地争取多灌进一些材料,因都是廉价产品,不要吝惜材料。只要不是明显地从某些地点跑冒出去,就要继续冲灌,直到再也灌不进去为止。也许会流串得很远,但只要它没冒出地面,无论它在哪里淤塞,那里也肯定是漏水通道,都会起到堵漏的作用。
分析认为,用此种方法一旦制止住了大的漏水,就不必担心它会在进一步的高水头作用下被击垮或冲掉。即使不再对其作进一步的加固和充实也会如此。因为其厚度、强度和密实性都已经足够了。以往的经验表明,用此种办法对较大漏水通道进行灌浆堵漏处理是最经济有效的方法。有人曾经试用过在水泥浆和水泥砂浆中掺用氯化钙、水玻璃等促凝剂、浇灌高流态的混凝土等办法,效果都不好,而且费用更高。直接灌注水泥—水玻璃浆液有老化和污染水质之忧,也不适用。
在冲灌中当发现有跑冒现象,如果冒出的仅是些颗粒材料,可在不断增大砾、卵石的含量和粒径中求得逐步停止;另外,有条件的话可在冒出点进行堵塞或压盖砂砾石层。如果冒出口太近、太大,将填入料都全部冲出,而又无法做到等停水后将出口予以清理、封堵,则此法无效,可改用以下方法处理:
(1)使用充浆囊袋。最好预先考察出漏水通道的形状和大小,与橡胶厂配合制作一个具有一定强度、膨胀后其形状与大小与通道基本一致的带输浆管的囊袋。将其从钻孔中放到通道位置,然后通过输浆管向其中充填稠的水泥或水泥砂浆,可一举将水流截断。如果做不到这点,那就只好使用多个用绳索系着的编织袋或类似的囊袋,逐个地向其中充浆,逐渐将通道堵死。
(2)灌注沥青或沥青砂浆。将冷沥青加热熔化后单独或加砂灌注到正在流水的裂隙通道里,沥青遇水骤然冷却凝固,将漏水堵住。这项技术在我国尚无成熟经验,但据到中、南美洲国家考查的人员讲,他们经常利用这种办法来制止渗漏。看来也是一项可以考虑选择的措施。
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