防渗灌浆在水利水电工程中的运用论文
摘要：文章以实际工程为例，对水利水电工程的现状进行了分析，并对防渗灌浆技术在水利水电工程加固中的应用进行了探讨，经过处理后防汛墙的防渗要求达到了规定要求，取得了良好的施工效果。
关键词：防渗灌浆；水利水电工程；压水试验
1.工程概况
某市政防汛墙是堤防岸坡上的重要水利设施，经过多年的持续运营，防汛墙出现了一系列的病害，严重影响了水利工程结构安全，通过对其进行调查后发现，其病害主要表现为下述几个方面：（1）市政防汛墙表面有纵横交错的微型裂缝若干条，距离边沿180cm处有一条肉眼可见、宽度为1cm的纵向裂缝。第1段墙体和第2段墙体的接缝处，由于不均匀沉降出现竖向错位0.5~1cm，高差沉降张裂1.7cm。（2）在第2段墙体顶部出现多处钢筋保护层脱落现象，钢筋锈蚀，第2段墙体和第3段墙体，即第2个伸缩缝处，因不均匀沉降导致竖向错位2~3cm，水平向错位3cm。伸缩缝周围出现严重钢筋锈蚀情况，钢筋裸露在外并发生明显锈蚀。（3）在第5段墙体有4条竖向裂缝，并且4条裂缝都贯穿墙体。其中第3条裂缝处，发现钢筋裸露在外面，并且锈蚀严重，混凝土保护层脱落，裂缝宽度相对较大，最大15mm；第4条裂缝处钢筋（纵筋）暴露在外面，锈蚀严重，锈蚀率20%以上，混凝土老化。第5段墙体和第6段墙体交界处错位0.6mm，由于防汛墙体浇注情况发生变化，导致该伸缩缝不同于前3条，主要特点是裂缝较小，且没有止水材料，连接部位用钢筋连接。（4）在第8段墙体3.6m~4.5m处，墙顶以下1.5m内混凝土表面老化严重；7.2m直到本段末尾，防汛墙顶部横向钢筋锈蚀，混凝土剥落。9.9m~10.8m处剥开表层混凝土露出内部横纵钢筋，钢筋表面锈蚀较轻，碳化现象严重。第8段墙体和第9段墙体交界处竖向错位1cm，施工缝错位，止水失效。（5）在第11段墙体迎水面有3条裂缝。其中第1条裂缝宽度从顶部到底部分别为3mm、2.5mm、2mm、1.5mm、1mm；第2条裂缝（与第1条裂缝间距3m）宽度从顶部到底部分别为1mm、0.4mm；第3条裂缝（与第2条裂缝间距2m）宽度从顶部到底部分别为1mm、0.5mm、0.5mm，钢筋锈蚀率约5%。在背水面混凝土有脱落，钢筋锈蚀，锈蚀率15%，还有一条小裂缝。（6）在第12段墙体迎水面中间有竖向钢筋裸露，裸露钢筋锈蚀率8%。在本段末尾处因拆除右侧闸门槽结构导致防洪墙内侧断裂。为了保证结构安全，需要采用防渗灌浆技术对水利水电工程进行加固处理。
2.防渗灌浆的主要功能
（1）充填作用：注入的浆液在凝结后可以将原有的空隙进行填充，可以有效的防止水渗透到建筑结构的内部，从而提高该建筑的密实性。（2）压密作用：在浆液被注入到地层的过程中，会对地层产生一定的挤压力，从而使浆液能更加贴合到地层内侧，使地层的密实性和力学性能满足设计要求。（3）粘合作用：有些浆液具备一定的胶凝性，可以将岩块粘合到裂缝中，提高地层的承载能力。（4）固化作用：一些浆液在注入到裂缝中以后会与地层中的一些物质发生化学反应，使浆液变得更加坚固。
3.防渗灌浆技术在水利工程中的应用
3.1灌浆的工序
在本次灌浆试验的地点是在某电站上水库地层上进行，在进行试验前，先对地层的结构、岩石状况进行一定的了解。然后选取分段灌浆的施工方法进行施工，在施工的过程中要将孔口进行封闭，然后再采取从上到下的工序进行注浆施工，这样施工方法的优点在于能节省工序和工时，降低了施工难度；每一段灌浆施工完成后，不需要等到凝固就可以进行下一段的施工了，大大缩短了施工时间；此外，在上层区域可以重复灌注，能有效提高灌浆的施工质量。在石灰岩溶区域施工的过程中，选用孔口封闭法灌浆的方法，不仅可以使灌浆压力增大，还可以提高溶洞内填充物的密实度，使溶洞的防渗性增强。在建打孔施工的过程中要先对下游进行打孔施工，然后再对上游进行打孔施工，灌浆时也要按照打孔的顺序进行注浆施工。
3.2孔口管施工的具体要求
在钻孔钻至入地层岩石2~2.5m时就可以进行灌浆施工了，在进行灌浆施工前，首先要向钻孔内插入一根φ89mm钢管，该钢管要露出孔口约10cm的'高度，然后进行固定。然后就可以向孔内注入0.5：1配比的水泥浆，等到钢管内冒出水泥浆后方可停止注浆施工，等到水泥浆凝结以后，才能进行第二段钻孔和灌浆施工。等到所以钻孔注浆施工完成，且水泥浆凝结后，才能对孔口进行封闭工作，要同时对所有孔口进行封闭，因为孔口的封闭灌浆施工是整个灌浆施工中最重要的一个工序，对孔口灌浆时要求的压力较大，所以要将孔口管固定在岩层上，在孔口管埋入到岩层2m以上的位置时，要将灌浆压力提高到5MPa以上。
3.3洗孔及裂隙冲洗施工的内容
在对灌浆孔进行注浆施工前，首先要对钻孔进行冲洗工作，通常采取的冲洗方法是利用导管向钻孔内注入大量清水，直至钻孔内回流的水变清，才能结束洗孔施工。在对钻孔进行清洗的同时也可以进行裂隙冲洗工作。在对裂缝冲洗的过程中，采用压力水进行冲洗，与钻孔清洗一样，等到回水变清后才能停止冲洗施工。需注意，冲洗的压力要控制在1MPa左右。
3.4压水试验的内容
在进行灌浆试验前，要按照设计要求进行压水试验，压水试验采取压力水进行，压力的大小为灌浆压力的80%，即≤1MPa。在得到一定的数据后，就可以按照设计预定的压力值进行压水试验。需注意，压水压力的值最大需≤2MPa，并做好数据的记录工作。在对物探孔进行压水试验时，选用单点法进行压水。在得到单点法压水试验的数据后，要按照设计预定的压力值进行压水试验，需注意，压水压力的值最大需≤2MPa，并做好数据的记录工作。在对其它排孔进行灌浆试验时，要按照设计好的最大灌浆压力进行注浆施工。如果在钻孔的过程中发现溶洞为空洞时，要立即停止钻进工作，并将灌浆段长缩短为2.0m。在溶洞进行灌浆施工时，要根据深度的不同，从而改变浆液的稀浓程度。水泥浆的水与灰的比例分别按照5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1这6种不同的比例进行试验，在开始注浆时按照5：1的水灰比进行，然后根据实际情况进行一定的调整。具体的调整原则为：当注入率为10~20L/min时，开始注浆的水灰比采用3：1的比例；当注入率20~30L/min时，开始注浆的水灰比采用2：1的比例；当注入率为30~40L/min时，开始注浆的水灰比采用1：1的比例；当注入率＞40L/min，开始注浆的水灰比采用0.8：1的比例；开始注浆的水灰比采用50L/min时，采用0.5：1的水灰比。如果在钻孔的过程中发现较大型溶蚀空洞或需要注入量较大地层段时，水泥砂浆的比例分别为1：1：0.6、1：0.5：1两种不同的比例进行试验。在进灌浆试验试验的过程中，如果注入时的压力值不变时，则不需要改变水灰比。当注入率＞30L/min时，要不断地提升浆液的浓度。而灌浆压力的大小则要根据注浆的实际情况进行适当的调整。
4.结束语
综上所述，在水利水电工程加固处理中，防渗灌浆是一种常用的加固处理技术，具有防渗效果好、通用性强、投入资金少、施工干扰小等优点，文章结合实际案例，对防渗灌浆技术在水利水电工程施工中的应用进行了分析和探讨，经过处理后防汛墙的防渗要求达到了规定要求，取得了良好的施工效果，值得类似工程借鉴和参考。
参考文献：
[1]何松云.深圳市长岭皮水库大坝防渗灌浆处理技术研究[D].南京:河海大学,2006.
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