1、漏水原因
漿砌石壩蓄水后,壩下游面、壩后基礎(chǔ)巖及壩頭接合部位有濕潤(rùn)冒汗的地方稱為滲水,這是一種較普遍的現(xiàn)象。若滲水發(fā)展成為管涌或股水成流則稱為漏水,漏水較嚴(yán)重的壩一般都有較多的出逸點(diǎn),且水量較大。漏水的主要原因有以下幾點(diǎn):
(1)壩體局部裂縫、斷裂或壩面勾縫脫落引起漏水;
(2)壩體無防滲墻或施工質(zhì)量差引起漏水;
(3)清基不徹底或壩體與壩基結(jié)合不好,造成接觸帶滲漏和壩頭繞滲;
(4)壩址基巖破碎、裂隙發(fā)育或灰?guī)r地層造成壩基漏水;
(5)由于壩體長(zhǎng)期受凍融、沖蝕、溶蝕和潛蝕作用引起漏水。
2、灌漿治漏加固技術(shù)
2.1方法簡(jiǎn)介
2.1.1壩體、壩基帷幕灌漿;主要充填漏洞和?縫隙,防滲裁漏,通過灌漿加固,形成防滲體。此方法適用于漿砌石重力壩。
2.1.2壩上游面固結(jié)灌漿;堵塞漏洞和縫隙,加固補(bǔ)強(qiáng)壩體和提高防滲性能,以進(jìn)一步提高壩體的承載能力和完整性。
2.1.3壩下游面追蹤固結(jié)灌漿;在下游壩面有漏水或溶蝕物出逸的地方,造成水平孔或斜孔,埋注漿管進(jìn)行灌漿,以堵塞漏水通道和壩體空洞、裂縫,加固壩體,增加壩面穩(wěn)定性和抗沖刷能力。這種反向灌漿工藝,非常適合拱壩和支墩壩工程,對(duì)重力壩工程只有搞清揚(yáng)壓力并設(shè)排水孔也可采用。采用這種方法時(shí)最好是壩前無水。
2.1.4壩面重新剔勾縫;剔縫后,用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿、干硬性預(yù)縮水泥砂漿或用防水材料配制高標(biāo)號(hào)水泥砂漿勾縫,提高壩面防滲漏能力及壩體穩(wěn)定性、整體性和抗凍融、抗風(fēng)浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追蹤”灌漿治漏加固法。
2.2灌漿前的勘探與試驗(yàn)為準(zhǔn)確地確定各種灌漿參數(shù),保證質(zhì)量,首先要進(jìn)行勘探和試驗(yàn)。
2.2.1壩體和壩基勘探;目的是查清壩體和壩基的現(xiàn)狀,為設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。首先在典型漏水部位進(jìn)行鉆孔勘探,查明壩內(nèi)部的石質(zhì)、膠結(jié)材料密實(shí)程度,有無空洞及基巖結(jié)構(gòu)情況等。
2.2.2壓力抬動(dòng)試驗(yàn);目的是查明壩基、壩體的承壓情況,以確定灌漿壓力。在不破壞原結(jié)構(gòu)的條件下,有效地將漿液壓入壩體內(nèi)部、基巖裂縫、砂礫石層中,以保證淄漿效果。
2.2.3壓水試驗(yàn);目的是為帷幕及固結(jié)灌漿設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),并指導(dǎo)施工,保證效果。選擇壩體或壩基典型部位,按照《水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行工作,試驗(yàn)壓力采用設(shè)計(jì)灌漿壓力,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果、單位吸水量(o))值的大小,確定漿液濃?度、吃漿量大小。o)值越大,吃漿量就越大,漿液就要適當(dāng)變濃
2.2.4灌漿試驗(yàn);目的是解決帷幕灌漿和固結(jié)淄漿的影響半徑、漿液濃度及其它參數(shù)等,為布孔和淄漿設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
2.3設(shè)備及材料選擇
2.3.1造孔設(shè)備;①帷幕灌漿垂直造孔采用回轉(zhuǎn)式液壓鉆機(jī),如鉆孔淺時(shí),也可采用風(fēng)鉆造孔。②壩上下游固結(jié)灌漿(即前堵、后追蹤灌漿)造水平孔或斜孔,使用風(fēng)鉆或采用7655型汽鉆機(jī)造孔。
2.3.2灌漿設(shè)備;有攪拌機(jī)、多缸活塞式灌漿機(jī)、承壓輸漿膠管、注漿管、膠塞、壓力表、比重計(jì)等。
2.3,3灌漿材料;主要是425“普通硅酸鹽水泥、砂子、粉煤灰、石英粉、水、外加劑等。
2.4布孔和造孔
2.4.1帷幕灌漿布孔,在漏水壩段沿壩頂中心線,以孔距3m、孔徑50mm或75mm為宜,或根據(jù)試驗(yàn)確定孔距。孔深鉆至漏水部位以下1m一2m,如接觸帶或基巖漏水,鉆孔可鉆至不透水基巖以下lm一2m。造孔可一次性造孔,也可分序造孔,破碎地帶上下分段造孔、分段海漿,同時(shí)在漿體凝固5—7天后,再繼續(xù)向下鉆孔,以防止卡鉆、埋鉆事故發(fā)生。壩體與基巖接觸部位和壩基灌漿,也可采取在上游壩腳打斜孔或垂直孔灌漿堵漏,但造孔前應(yīng)先清基,在壩腳澆筑0.3m一0.5m厚混凝土,待凝固后再打孔。垂直或傾角小于5。的帷幕灌漿孔,其孔向的偏差值不得大于規(guī)定值。
2.4.2壩上游固結(jié)灌漿布孔;在漏水部位呈“梅花”型,鉆孔間距和排距l(xiāng)m一3m為宜,根據(jù)漏水情況確定,鉆孔位置選在砌石“了”縫中;在裂縫部位,可沿裂縫每lm布設(shè)一孔?讖綖42mm,孔深0.7m一1.5m,根據(jù)壩體實(shí)際情況確定。
2.4.3壩下游面追蹤固結(jié)淄漿布孔;在裂縫部位沿縫隙每1m布一孔;在其它滲水部位,按照“梅花”型布孔,排距和孔距2m一3m為宜,布孔位置在“T”縫中,也可適當(dāng)加密布孔?咨詈涂讖酵瑝紊嫌蚊妗
2.5施工要求
2.5.1先放空水庫(kù)或?qū)?kù)水位降至灌漿部位以下,再灌漿施工,并做好灌漿各項(xiàng)記錄。
2.5.2洗孔;灌漿前應(yīng)對(duì)孔壁、孔底及裂縫進(jìn)行沖洗,采用風(fēng)水聯(lián)合沖洗方法,水壓力不大于本段灌漿壓力的75%,時(shí)間以孔深淺確定,直到回清水為止。
2.5.3維幕灌漿;①采用孔內(nèi)循環(huán)法,自上而下或自下而上分段灌漿,最后全孔灌注。分段灌漿時(shí),要在遭漿段以上Oo5m處加膠塞封堵。通過論證,也可采用小口徑鉆孔孔口封閉灌漿法;⑨壩體內(nèi)灌漿長(zhǎng)度,一船5nt左右較好,孔深不超過8m時(shí),可全孔一次性灌注;⑧灌漿壓力按設(shè)計(jì)控制,但要低于抬動(dòng)試驗(yàn)極限壓力,一般控制在0.2MPa一0.4MPa。
2.5.4壩面固結(jié)和追蹤灌漿;①在孔內(nèi)預(yù)埋注漿管,孔口管周圍用干硬性水泥砂漿填堵,采用內(nèi)徑20mm鋼管,長(zhǎng)50cm,插入孔內(nèi)40cm,外露5Cm“10Cm,管頭要加工絲扣,以便與輸漿管連接;⑦采取一組四孔并聯(lián)灌漿法,也可單孔或兩孔一起灌注。對(duì)壩后漏水處重點(diǎn)孔位要采取單孔重點(diǎn)灌漿。灌漿壓力按設(shè)計(jì)控制,一般采用0.2MPa一0.25MPa。
2.5.5漿液的濃度;灌漿時(shí)應(yīng)遵循由稀到濃的原則,根據(jù)壓水試驗(yàn)逐級(jí)改濃。壩體當(dāng)注入漿量大于30L/min時(shí),可越級(jí)變濃。當(dāng)某一級(jí)漿液灌注400L以上,而灌漿壓力和吸漿量均無明顯改變時(shí),可改濃一級(jí)漿液灌注。漿液水灰比一般采用重量比8:1、5:1、3:1、2:1、1.5:1、1:1、0,8:1、0.6:1、0.5:1九個(gè)級(jí)別。根據(jù)設(shè)計(jì),必要時(shí)還可摻和粉煤灰、砂于、石英粉、鋁粉等。在灌漿過程中,漿液要每隔一小時(shí)測(cè)定一次比重。
2.5.6灌漿時(shí)要分2—3序灌注,同時(shí)一定要進(jìn)行復(fù)灌。在設(shè)計(jì)壓力下,當(dāng)吸漿量不大于O.4L/mio時(shí),再續(xù)灌30分鐘即可結(jié)束。
2.5.7灌漿孔封孔;帷幕灌漿時(shí),豎孔封孔采.用機(jī)械導(dǎo)管法,用1:2水泥砂漿從孔底向上逐漸提升封填密實(shí);壩面固結(jié)灌漿水平孔封孔,采用低水灰比1:2水泥砂漿人工填堵?lián)v實(shí)。封填材料最好用膨脹水泥砂漿。
2.5.8特殊灌漿孔處理(1)灌漿過程中,發(fā)現(xiàn)冒漿時(shí),可采用表面封堵、加濃漿液、降壓等方法處理。(2)壩體灌漿串漿時(shí),一是串漿孔正在鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)立即停鉆;二是相鄰孔串漿量大時(shí),可兩孔同時(shí)并灌,三是在串漿孔上部用膠塞封堵。(3)灌漿過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,因故中斷超過30分鐘,應(yīng)及時(shí)沖洗鉆孔或掃孔后復(fù)灌。(4)在涌水段灌漿時(shí),當(dāng)涌水壓力超過O.2MPa時(shí)。應(yīng)首先測(cè)定涌水壓力及涌水量,再采用:①自上而下用稠漿灌漿法;⑨對(duì)壩基可適當(dāng)加壓;②海漿結(jié)束有屏漿措施,且時(shí)間不少于1小時(shí);④必要時(shí)加速凝劑;⑥采用機(jī)械封孔。(5)壩體吸漿量較大難于結(jié)束時(shí),加大漿液濃度,可采取限流、間歇灌漿、漿液中加速凝劑。(6)灌漿過程中,若有回漿變濃,則應(yīng)改稀漿后灌注。若回漿仍變濃,則結(jié)束灌漿。
2.5.9加強(qiáng)灌漿觀測(cè);在灌漿期間,應(yīng)隨時(shí)觀測(cè)壩體位移、變形情況,發(fā)現(xiàn)問題立即停灌或降低壓力,采取補(bǔ)救措施。
2.6質(zhì)量檢測(cè)
2.6.1質(zhì)量檢測(cè)主要以灌漿前后壓水試驗(yàn)資料、灌漿資料、灌漿前后鉆孔取巖芯資料、孔內(nèi)攝影及蓄水考驗(yàn)等資料,進(jìn)行比較綜合評(píng)定,或者在灌漿?前后用振動(dòng)測(cè)試分析儀檢測(cè)壩體質(zhì)量。
2.6.2采取檢測(cè)孔檢測(cè)壩體灌漿質(zhì)量的原則;①檢測(cè)孔的數(shù)量,一般為孔總數(shù)的5%一10%;②檢測(cè)孔位置,選在灌漿中心線或下游20cm以內(nèi)和壩體漏水嚴(yán)重或吃漿量大的部位;⑧檢測(cè)孔壓水試驗(yàn)壓力值為設(shè)計(jì)正常高水頭的1.5倍;④檢測(cè)后,按封孔要求進(jìn)行封孔。
2.6.3灌漿質(zhì)量評(píng)定按合格和優(yōu)良兩級(jí);凡各單元工程主要檢測(cè)項(xiàng)目全合格,其他檢查項(xiàng)目有70%及其以上達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的定為合格。凡各單元工程中主要檢測(cè)項(xiàng)目全部合格,其他檢查項(xiàng)目有90%及以上達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的定為優(yōu)良。