楊 彪
(中國水電基礎(chǔ)局有限公司二公司,天津 301700)
高壓噴射灌漿施工技術(shù)不用開挖地基,并且灌漿施工過程的靈活性比較強,方便施工人員對其進行合理控制,并且能夠保證連接的可靠性。除此之外,對施工場地的要求也不高。當(dāng)前的高噴灌漿施工技術(shù)理論已經(jīng)相對成熟,在水利水電工程進行除險加固修復(fù)過程中的應(yīng)用也比較廣泛。而振動沉模施工技術(shù)的施工效率比較高,并且其造價成本相對低廉,在施工過程中對施工工藝的要求也相對較低,施工人員的操作過程比較方便,并且設(shè)備性能的穩(wěn)定性也比較強,但是振動沉模施工技術(shù)的成墻深度比較小,設(shè)備也不能進入墻體內(nèi)部。而將高壓噴射灌漿施工技術(shù)與振動沉模施工技術(shù)結(jié)合在一起,能夠?qū)Ω髯缘娜秉c進行克服和補充,同時能夠充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點。從而確保水利水電工程修復(fù)加固的效果。
高壓噴射灌漿施工技術(shù)主要是借助具有較強能量的水氣混合漿液的同軸噴射,利用噴射過程中的沖擊切割力以撓動力量,可以均勻摻攪地層與土石粒,在攪拌后直至硬化,可以形成有一定形狀的凝結(jié)體。高噴灌漿防滲施工的流程如下:(1) 灌漿試驗;(2) 測量放線作業(yè);(3) 灌漿孔定位作業(yè);(4) 灌漿孔鉆孔作業(yè);(5) 灌漿孔內(nèi)下噴射管;(6) 灌漿作業(yè);(7) 終噴—封閉灌漿孔。通常情況下,高噴灌漿一般使用在有滲漏裂縫問題的修復(fù)施工過程,可以根據(jù)裂縫部位鉆直徑約為500 mm的小孔,之后在孔內(nèi)進行噴射凝結(jié),可以形成0.4~4 m的凝結(jié)體。在高灌漿噴射施工中,可以根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)旋噴角度、速度以及提升速度,這樣可以合理控制噴嘴大小以及噴射壓力,保證最后形成的凝結(jié)體與施工要求相符合。
振動沉模施工技術(shù)就是利用模板進行防滲板墻施工,在此基礎(chǔ)上,可以使用高頻大功率振動錘,利用振動錘的垂直激振力,按照設(shè)計位置沉入空腔模板,這樣可以形成符合施工標準的槽體。在此基礎(chǔ)上使用雙模板灌漿振動施工,最后可以形成集套接、成槽與澆筑為一體的連續(xù)墻體。利用振動沉模施工技術(shù)形成的墻體具有較強的穩(wěn)定性,并且墻體的整體性與連續(xù)性均能夠達到施工標準要求。除此之外,還可以確保防滲墻體與單元墻體之間的緊密性。在振動沉模施工過程中,要特別注意模板位置的準確性: (1) 要嚴格按照施工工序下沉A板與B板;(2) 對A板進行灌漿與提拔模,之后下沉A板;(3) 對B板進行同樣的灌漿與提拔模,再下沉B板。按照這樣的施工工序完成A板以及B板循環(huán)往返施工過程,最后就能形成連續(xù)性的完整性的單板墻體。
在對某水庫進行全面修復(fù)的過程中發(fā)現(xiàn)水庫大壩的主要危害包括以下方面:(1) 設(shè)計的標準比較低,壩頂?shù)母叱虥]有達到防洪的要求,并且壩體結(jié)構(gòu)土的填充密度也低于設(shè)計強度的96%~98%標準對頂,填筑質(zhì)量比較差; (2) 壩體主要為均質(zhì)土壩,內(nèi)部沒有設(shè)置面板防滲結(jié)構(gòu),也沒有截水墻,導(dǎo)致壩基的防水性能比較差; (3) 大壩的壩基與壩體出現(xiàn)滲漏、壩肩與山體結(jié)合的部分也出現(xiàn)滲漏問題,容易出現(xiàn)管涌破壞,對大壩的安全性造成極大威脅; (4) 大壩結(jié)構(gòu)的上下游面有比較強的拉應(yīng)力,會在一定程度上影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震性能。
利用振動沉模防滲板墻對大壩進行除險加固的主要目的是修復(fù)壩體上部不滲透破壞問題。施工過程中,使用頻率為1 050 次/min的高頻率大功率振錘,這樣可以確保A板與B板空腔模板沉入到地層,在沉入作業(yè)時,要充分利用振錘,可以確保模板周邊土體的擠壓密實度。而在模板撥拉的過程中,自上而下進行同步灌漿可以保證漿液均勻。按照我國水利水電工程混凝土防滲墻施工規(guī)范以及標準要求,在設(shè)計振動沉模建槽灌裝時,要保證其厚度設(shè)計符合規(guī)范,塑性砂漿防滲墻體的厚度為20 cm。這一防滲墻體的技術(shù)標準:抗壓強度在4 MPa以上;彈性模量在1 000 MPa以下;而滲透系數(shù)要K≤9×10-6cm/s以下;允許水力梯度J允在50~60范圍等級內(nèi)。
在高噴灌漿防滲墻施工中,對高噴灌漿防滲墻技術(shù)進行充分利用,能夠修復(fù)壩基與壩坡滲透問題,還能夠解決接觸帶受到水力沖刷的問題。在此次修復(fù)加固施工中,防滲墻頂?shù)母叱淌?06.5 m,在此基礎(chǔ)上,要進行深1 m高噴搭接作業(yè),同時在上部可以用振動沉模防滲墻施工方法完成作業(yè),最后可以形成連續(xù)完整的防滲墻體。而壩址的地理情況為典型V字形河谷,在施工過程中,深入到左岸與右岸壩肩巖體內(nèi)部進行墻體施工,左岸壩肩縱深為26.2~26.7 m,而右岸壩肩的縱深為18.5~19.3 m。使用高噴灌漿施工方法時,孔距為1.5 m,采取雙排均勻分布的方式嵌入強風(fēng)化花崗巖深度在3 m以上,這樣能夠確保達到壩基相對不透水層內(nèi)。
使用振動沉模板墻防滲技術(shù)對工程進行修復(fù)后,對其修復(fù)后的質(zhì)量進行評價時,根據(jù)工程的實際情況主要采取的是探坑開挖的方式和墻體取樣的分析方法,對施工效果以及施工質(zhì)量進行檢驗和評價。施工完成后,采取探坑開挖的方式對其進行檢查,發(fā)現(xiàn)防滲墻的成墻質(zhì)量比較好,并且能夠確保高噴銜接部位的緊密連接,墻體也未存在孔洞、斷層以及縮板等問題,墻體的連續(xù)性與完整性都比較良好。而對墻體取樣進行檢測后發(fā)現(xiàn),檢測后最小的防滲板墻典型芯樣抗壓強度為4.38 MPa,能夠達到技術(shù)標準要求。對滲透系數(shù)進行檢測,最大值為1.3×10-6cm/s。因此,利用振動沉模防滲板墻具有比較好的施工質(zhì)量,整體防滲墻的連續(xù)性和完整性以及密實度都比較高。防滲墻施工完成后,物理性施工技術(shù)指標符合工程標準,可以起到防滲加固修復(fù)效果。
將高噴灌漿防滲墻技術(shù)應(yīng)用在防滲加固修復(fù)施工中,對修復(fù)效果進行開挖檢查發(fā)現(xiàn),利用高壓旋噴防滲墻施工技術(shù),有良好的搭接性能,并且施工過程中的孔位、孔深都能滿足工程施工技術(shù)要求,且未出現(xiàn)裂縫問題。對高噴灌漿防滲墻進行注水試驗與取樣檢測,檢測出來的典型芯樣,最小抗壓強度為3.65 MPa,最大抗壓強度為4.75 MPa。而滲透系數(shù)的檢測值為0.73×10-6~1.96×10-6cm/s以下。因此,高噴灌漿防滲墻的防滲效果能夠得到保證,加固修復(fù)后的大壩施工密實度以及抗壓強度,還有防滲要求都能達到相關(guān)的設(shè)計要求。
總而言之,將高噴灌漿與振動沉模技術(shù)相結(jié)合,在水利水電工程中對墻體裂縫進行有效的修護和加固有重要的意義。目前,在水利水電工程中壩體裂縫滲漏工程中,對高噴灌漿以及振動沉模施工技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛。但是在應(yīng)用過程中需要注意的是在一些小型水庫大壩的超薄防滲墻進行施工時,單純使用單一防滲加固修復(fù)技術(shù)是不能滿足水利工程修復(fù)標準的。這主要是因為單一防滲加固修復(fù)技術(shù)是以超薄防滲墻為基礎(chǔ)的,在施工過程中并沒有充分考慮到施工過程中的可操作性。但是高噴灌漿與振動沉模進行聯(lián)合施工,可以形成聯(lián)合防滲體系,保證防滲墻能夠深入到大壩基巖不透水層,具有良好的經(jīng)濟效益,可以充分發(fā)揮高噴灌漿技術(shù)和振動成模技術(shù)的各自優(yōu)勢。