多區(qū)串通接縫灌漿施工工藝解析

1、.目前出現(xiàn)多區(qū)串通接縫灌漿施工工藝1 概述水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范（DT/L5148-2001）對(duì)多區(qū)串通情況下的接縫灌漿提出了“慎重處理”的要求。因此，分析多區(qū)串通情況下接縫灌漿的施工難點(diǎn)，總結(jié)已有工程的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，探討和改進(jìn)其施工工藝，對(duì)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)灌漿施工具有重大意義。2 施工難點(diǎn)分析多區(qū)串通情況下，施工方法一般有兩種：（一）將多個(gè)串通灌區(qū)視為一個(gè)擴(kuò)大灌區(qū)，每個(gè)串區(qū)用一臺(tái)灌漿機(jī)灌漿，按一定進(jìn)漿次序進(jìn)行一次灌漿施工；（二）將多個(gè)串區(qū)根據(jù)串通情況分組，分次進(jìn)行灌漿施工，一組串區(qū)灌漿施工時(shí)，對(duì)不灌漿的串區(qū)進(jìn)行通水冼縫。由于灌區(qū)間相互串通，破壞了接縫灌區(qū)的獨(dú)立性。因此，串通灌區(qū)的接縫灌漿施工工藝

2、復(fù)雜，施工難度與風(fēng)險(xiǎn)大，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。2.1 灌區(qū)間相互影響灌區(qū)間的串通使多個(gè)灌區(qū)成為一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的整體，灌前通水檢查應(yīng)針對(duì)多個(gè)串區(qū)聯(lián)合進(jìn)行，以查明灌區(qū)間串通情況及多個(gè)串區(qū)的整體封閉性，這種多個(gè)串區(qū)的聯(lián)合通水檢查比正常灌區(qū)施工復(fù)雜。多個(gè)串通灌區(qū)作為一個(gè)擴(kuò)大灌區(qū)施工，其灌區(qū)面積大，管道多，灌區(qū)間串通情況復(fù)雜，漿液在縫面內(nèi)的行漿路徑復(fù)雜，這對(duì)灌漿順序、壓力控制、管口放漿及灌區(qū)結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)等提出了更高要求。另外，由于灌區(qū)間串通，各串區(qū)的灌漿施工相互制約，一個(gè)灌區(qū)灌漿施工發(fā)生事故將會(huì)影響整個(gè)灌漿施工的順利進(jìn)行，使施工難度和施工風(fēng)險(xiǎn)增大。2.2 壓力控制困難灌區(qū)串通后，由于縫面面積增大、漿液壓力分布改

3、變等原因，壩體承受荷載增大，壩體處于不利的受力狀態(tài)，尤其是上、下層灌區(qū)及縱、橫縫灌區(qū)同時(shí)串通時(shí)，其受力條件進(jìn)一步惡化，灌漿壓力控制難度加大。串區(qū)條件下壩塊一般受力分析應(yīng)提前進(jìn)行分析。2.3施工組織管理難度大多區(qū)串通接縫灌漿中，施工中投入的機(jī)械設(shè)備與人員多，相鄰?fù)ㄋ綁旱墓鄥^(qū)多，漿液、風(fēng)、水、電的需求量大，要保證接縫灌漿順利進(jìn)行，就必須加強(qiáng)各工種、各灌區(qū)間的施工協(xié)調(diào)與配合，提高施工組織管理水平。3 主要施工原則3.1 必須查明串漏情況，制定專(zhuān)門(mén)灌漿措施查明灌區(qū)串通及外漏情況，是多區(qū)串通接縫灌漿成敗的關(guān)鍵。工程實(shí)踐中也曾出現(xiàn)過(guò)，因灌前檢查不夠仔細(xì)，灌漿中又出現(xiàn)新的串區(qū)或外漏點(diǎn)，增加灌漿施工困難，甚

4、至造成相鄰灌區(qū)被誤灌或灌漿施工失敗的例子。在查明灌區(qū)串漏情況的基礎(chǔ)上，組織參建各方召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)議研究灌漿方案，針對(duì)灌區(qū)中存在的問(wèn)題，制定相應(yīng)的處理措施。一個(gè)科學(xué)完善、切實(shí)可行的灌漿措施是多區(qū)串通灌漿施工成功的保證。3.2 灌漿方法選取原則由于串通灌區(qū)分次灌漿施工時(shí)，通水選縫的壓力與灌漿壓力難以協(xié)調(diào)控制，往往會(huì)造成灌漿區(qū)的漿液與通水灌區(qū)相互串通，使灌漿區(qū)的漿液濃度達(dá)不到正常結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，或造成通水灌區(qū)的縫面堵塞。因此，在條件允許的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮將多個(gè)串區(qū)作為一個(gè)擴(kuò)大灌區(qū)，進(jìn)行一次灌漿施工。3.3 合理選擇灌漿順序多個(gè)串通灌區(qū)的接縫灌漿順序，除應(yīng)嚴(yán)格遵循自下而上逐層灌漿外，對(duì)同層串區(qū)，一般還應(yīng)遵循由

5、串通量小的灌區(qū)先進(jìn)漿開(kāi)灌的原則。工程實(shí)踐表明，灌區(qū)串通量有時(shí)具有一定的方向性（由不同的灌區(qū)進(jìn)漿，灌區(qū)間的串通量不同），因此，選擇串通量較小的灌區(qū)先進(jìn)漿，可以減小串區(qū)間的相互作用，方便灌漿施工；有時(shí)還出現(xiàn)“串水不串漿”的現(xiàn)象，從而減少了串通灌區(qū)個(gè)數(shù)，極大地減小了施工難度。 3.4 盡量采用較濃漿液開(kāi)灌濃漿開(kāi)灌不僅可以縮短灌漿時(shí)間，而且由于濃漿粘度較大，可以減小灌區(qū)間的互串作用，方便灌漿施工；另外，多區(qū)串通部位常存在局部混凝土缺陷，接縫灌漿兼有缺陷補(bǔ)強(qiáng)作用，采用濃漿灌注，結(jié)石強(qiáng)度高，補(bǔ)強(qiáng)效果好。采用稀漿開(kāi)灌時(shí)，由于漿液在縫面中串通情況復(fù)雜，可能存在局部稀漿不易排出，影響接縫灌漿質(zhì)量。因此，張開(kāi)度較

6、大，縫面通暢情況下盡量采用較濃漿液開(kāi)灌。3.5 加強(qiáng)接縫變形監(jiān)測(cè)多區(qū)串通情況下，常有壓力偏大的情況，壩塊受力條件不利，因此對(duì)通水和灌漿過(guò)程中的接縫增開(kāi)度變化監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。3.6 處理好與周邊灌區(qū)的關(guān)系當(dāng)具備條件時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行周邊不串灌區(qū)的灌漿施工，以改善串區(qū)灌漿時(shí)的壩體受力條件，有利于多區(qū)串通灌漿壓力控制。多區(qū)串通灌漿施工時(shí)，應(yīng)高度重視相鄰灌區(qū)的通水平壓和縫面沖洗工作，防止惡化后續(xù)灌區(qū)灌漿施工條件，或因意外串漿而誤灌周邊灌區(qū)。4 主要控制指標(biāo)確定4.1 灌漿壓力多區(qū)串通灌漿施工中，灌漿壓力是施工中的關(guān)鍵控制指標(biāo)，它不僅直接影響接縫灌漿的質(zhì)量，而且關(guān)系到壩體的結(jié)構(gòu)安全，因此，應(yīng)對(duì)壩塊進(jìn)行穩(wěn)定和安全

7、校核。其計(jì)算分析如下(以上、下兩層串區(qū)為例)。圖1串通灌區(qū)灌漿壓力計(jì)算圖（1）灌漿壓力計(jì)算灌漿壓力P0P1+h+h其中：P0為下層灌區(qū)層底壓力，MPa；P1為上層灌區(qū)層頂壓力，MPa；h為上層灌區(qū)高度h1和下層灌區(qū)h2之和，m；灌漿時(shí)為漿液比重，通水時(shí)為水的比重，MN/m3；為縫內(nèi)阻力系數(shù)，灌漿時(shí)，一般橫縫為0.5，縱縫為0.3，通水時(shí)，一般取0.1；a和b分別為壩塊垂直流向和順流向的長(zhǎng)度，m；qX和qY分別作用在縱縫和橫縫灌區(qū)上的灌漿壓力，MN/m2。由計(jì)算式分析可知，由于灌區(qū)串通，造成灌漿壓力分布改變，使上、下兩層串區(qū)的灌漿壓力與封閉灌區(qū)上、下層同灌時(shí)相比，其壓力約增大1倍（按上層灌區(qū)層頂

8、壓力控制，見(jiàn)圖中陰影部分所示）。（2）壩塊穩(wěn)定分析（基礎(chǔ)層灌區(qū)、上下層縱橫縫互串）灌漿壓力對(duì)壩塊穩(wěn)定的驗(yàn)算按下式進(jìn)行： Kc= 其中：KC為按抗剪強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，不得小于1.0；f0為混凝土與壩基接觸面的抗剪摩擦系數(shù)；V為總垂直壓力，KN；H為總水平力，縱縫與橫縫同時(shí)灌漿時(shí)，H應(yīng)取兩個(gè)力的矢量和，KN；（3）壩塊應(yīng)力分析壩塊應(yīng)力分析按下式計(jì)算：z =式中：z為豎向正應(yīng)力，以受壓為正，受拉為負(fù)，MPa； A為壩塊水平截面面積，m2；MX和MY分別為順流向和垂直流向截面上的彎矩和；WX，WY分別為順流向和垂直流向截面上的抗彎模量。應(yīng)力校核應(yīng)取壩塊最危險(xiǎn)點(diǎn)（如圖中的D點(diǎn)）進(jìn)行計(jì)算分析，要

9、求建基面上不得產(chǎn)生拉應(yīng)力，混凝土內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力不得大于0.2MPa。（4）灌漿壓力的確定一般按最上層灌區(qū)的層頂壓力（取0.200.25MPa）控制，分析校核壩塊的穩(wěn)定和應(yīng)力情況。當(dāng)計(jì)算結(jié)果不能滿(mǎn)足要求時(shí)，可考慮采用相鄰灌區(qū)通水平壓、先進(jìn)行周邊灌區(qū)的灌漿、適當(dāng)降低灌漿壓力（但灌漿壓力不能小于設(shè)計(jì)灌漿壓力的一半，并且應(yīng)保證引入高處的灌漿管道順利出漿）等措施。最后應(yīng)該指出，分析壩塊受力時(shí)，按止?jié){片完全失效、灌漿壓力在串區(qū)高程范圍內(nèi)按直線(xiàn)分布計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果較實(shí)際作用于壩塊的壓力偏大。實(shí)際施工也表明，上、下層串區(qū)在灌漿中，實(shí)測(cè)的下層灌漿壓力與其理論計(jì)算值要小。4.2 串通灌區(qū)的整體封閉性多個(gè)串通灌區(qū)的

10、整體封閉性，是衡量串區(qū)可灌性的重要指標(biāo)。目前，多個(gè)串區(qū)整體封閉性尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，按規(guī)范中要求穩(wěn)定漏水量小于15L/min標(biāo)準(zhǔn)控制時(shí)，由于其灌區(qū)面積大、管道多等原因，實(shí)際工程中難以達(dá)到上述要求。部分統(tǒng)計(jì)資料見(jiàn)表1。表1串通灌區(qū)整體封閉性檢查成果統(tǒng)計(jì)表串區(qū)數(shù)量統(tǒng)計(jì)組數(shù)穩(wěn)定漏水量15L/min的組數(shù)合格率(%)平均漏水量(L/min)根據(jù)實(shí)際施工情況，當(dāng)擴(kuò)大灌區(qū)的封閉式壓水中無(wú)外漏和新的串區(qū)，且串區(qū)范圍平均單個(gè)灌區(qū)漏水量在58L/min范圍內(nèi)時(shí)，可認(rèn)為擴(kuò)大灌區(qū)的封閉性滿(mǎn)足灌漿要求。4.3 漿液比級(jí)當(dāng)接縫張開(kāi)度小于0.5mm時(shí)，按細(xì)縫灌漿研究專(zhuān)門(mén)措施；當(dāng)接縫張開(kāi)度在0.5mm1.0mm之間，且管道和縫面

11、通暢時(shí)，可采3:1、1:1、0.5:1三個(gè)比級(jí)；當(dāng)縫面張開(kāi)度大于1mm，管路和縫面暢通性良好，則可采用1:1和0.5:1兩個(gè)比級(jí)，通暢性特別好的，經(jīng)論證也可直接采用0.6:1或0.5:1漿液灌注。灌漿過(guò)程中的漿液變換根據(jù)進(jìn)漿情況確定，進(jìn)漿順暢時(shí)，可控制注入量即時(shí)變漿，以減少稀漿灌入量。4.4 結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)多區(qū)串通接縫灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)按正常灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)控制。若某一灌區(qū)不與其它灌區(qū)串漿，且達(dá)到單區(qū)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，該區(qū)即可先行結(jié)束灌漿。若灌區(qū)間串漿嚴(yán)重，各灌區(qū)的灌漿注入率相互影響，難以測(cè)定時(shí)，可在注入率接近結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，且各灌區(qū)出漿濃度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，選擇保留一個(gè)灌區(qū)進(jìn)漿（一般選擇與其它區(qū)串通性好的灌區(qū)進(jìn)漿；當(dāng)

12、為上、下層串區(qū)時(shí)，選擇保留上層灌區(qū)進(jìn)漿），其它灌區(qū)停止進(jìn)漿，維持設(shè)計(jì)灌漿壓力，在此情況下測(cè)定灌漿注入率，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后即可結(jié)束灌漿。4.5 其它控制指標(biāo)多區(qū)串通接縫灌漿的灌漿溫度、灌區(qū)兩側(cè)混凝土齡期、與相鄰灌區(qū)灌漿間歇時(shí)間等指標(biāo)控制要求與正常灌區(qū)相同。灌區(qū)上部壓重混凝土的厚度，根據(jù)壩體應(yīng)力計(jì)算校核有特殊要求時(shí)，按計(jì)算結(jié)果控制，否則應(yīng)滿(mǎn)足大于9m的規(guī)范要求。5 施工工藝流程多區(qū)串通情況下，接縫灌漿施工難度大，工藝復(fù)雜，因此在通水檢查中發(fā)現(xiàn)灌區(qū)串通情況復(fù)雜，可能存在多區(qū)串通時(shí)，應(yīng)慎重施工。其施工一般按以下程序進(jìn)行。單開(kāi)式通水檢查灌區(qū)串通情況檢查擴(kuò)大后的灌區(qū)封閉式通水檢查擬定灌漿措施預(yù)灌性壓水縫面浸泡與

13、沖洗灌前條件審查灌漿施工。多區(qū)串通灌漿施工中，應(yīng)協(xié)調(diào)各灌區(qū)的施工進(jìn)度，控制各灌區(qū)灌漿結(jié)束時(shí)間相差不宜大于1小時(shí)。灌漿結(jié)束后扎管閉漿要求同單區(qū)灌漿要求。必須作好現(xiàn)場(chǎng)施工記錄，尤其是記錄好各灌區(qū)的串漿情況、管口放漿情況、灌漿壓力及接縫開(kāi)度變化等情況，并注意灌漿中串漿影響，協(xié)調(diào)各灌區(qū)記錄。6 工程實(shí)踐6.1 基本情況構(gòu)皮灘工程在1920灌區(qū)接縫灌漿施工中遇到同一條橫縫多層灌區(qū)串通的情況，各灌區(qū)的基本情況見(jiàn)下表。表2串區(qū)基本情況表灌區(qū)編號(hào)起止高程(m)灌區(qū)面積(m2)縫面張開(kāi)度(mm)灌漿溫度() 設(shè)計(jì)/實(shí)際混凝土灌區(qū)兩側(cè)厚度(m)左/右灌區(qū)兩側(cè)混凝土齡期灌漿管道與縫面情況灌區(qū)間串通量(L/min)擴(kuò)

14、大灌區(qū)穩(wěn)定漏水量(L/min)備注：橫縫灌區(qū)兩側(cè)壩塊尺寸（順流向長(zhǎng)度垂直流向長(zhǎng)度）：左側(cè)：25m16m；右側(cè)：25m21m6.2 灌漿方案考慮到各灌區(qū)間串通量大，且灌區(qū)上部壓重混凝土較厚，故采用一次灌漿施工。由于擴(kuò)大灌區(qū)高度大，重點(diǎn)對(duì)灌漿壓力進(jìn)行校核，經(jīng)計(jì)算其穩(wěn)定性滿(mǎn)足要求，但在灌區(qū)底部（578m）應(yīng)力不滿(mǎn)足要求。經(jīng)研究分析，先進(jìn)行相鄰兩側(cè)的橫縫灌漿，以增大壩塊的抗彎模量，在此情況下，其穩(wěn)定與應(yīng)力均能滿(mǎn)足要求。6.3 灌漿方案的實(shí)施沒(méi)一個(gè)擴(kuò)大灌區(qū)灌漿施工擬采用3臺(tái)灌漿設(shè)備，自下而上逐層灌漿。鑒于灌區(qū)縫面與管道通暢性良好，先采用1:1的漿液200L定量灌注，潤(rùn)滑管道和縫面，然后直接采用0.5:1

15、漿液灌注。待下層灌區(qū)各管口出漿，且比重接近進(jìn)漿比重后，上層灌區(qū)開(kāi)始進(jìn)漿，各層灌區(qū)進(jìn)漿時(shí)間相差3040min。灌漿升壓中，各層灌區(qū)間壓力相互作用明顯，串漿量大，導(dǎo)致下層灌區(qū)的壓力和接縫增開(kāi)度均較大，為保證接縫增開(kāi)度不超過(guò)設(shè)計(jì)要求，適當(dāng)降低最上層灌區(qū)灌漿壓力。至19:54時(shí)，各灌區(qū)管口出漿比重達(dá)到設(shè)計(jì)要求，整體注入率趨近于零，為便于測(cè)定注入率，停止下面兩層灌區(qū)的進(jìn)漿，維持灌漿壓力，直至灌漿結(jié)束。灌漿施工情況見(jiàn)表3。表3串區(qū)接縫灌漿施工情況表灌區(qū)編號(hào)灌漿起止時(shí)間接縫增開(kāi)度(mm)灌漿壓力（MPa）屏漿時(shí)漿液比重(g/cm3)單耗(Kg/m2)備注：灌漿壓力為折算后灌區(qū)頂部的壓力；設(shè)計(jì)要求控制接縫增開(kāi)

16、度0.3mm6.4 灌漿質(zhì)量檢查根據(jù)該組串區(qū)特點(diǎn)分析，其最上層灌區(qū)的層頂為充填較差、易脫空部位，因此對(duì)該部位布置了一個(gè)騎縫取芯孔進(jìn)行接縫灌漿質(zhì)量檢查，經(jīng)檢查，該組串區(qū)接縫灌漿質(zhì)量合格。檢查成果如下：該檢查孔深3.5m，在0.57m遇止?jié){片，在0.82m處遇灌區(qū)排氣槽，槽內(nèi)水泥結(jié)石充填飽滿(mǎn)，取出有縫面的芯樣長(zhǎng)度2.49m（其中兩側(cè)縫面膠結(jié)成完整柱狀的芯樣長(zhǎng)度1.49m），縫面水泥結(jié)石充填較好，結(jié)石厚度一般0.51.0mm，最小0.2mm，呈青灰色，堅(jiān)硬密實(shí)。對(duì)檢查孔進(jìn)行壓水檢查，壓水壓力0.27MPa，穩(wěn)定漏水量為0.14L/min，透水率0.18Lu。7 結(jié)語(yǔ)多區(qū)串通情況下，接縫灌漿施工工藝復(fù)

17、雜，施工難度大，因此必須重視灌區(qū)止?jié){系統(tǒng)的質(zhì)量，尤其是加強(qiáng)混凝土澆筑施工中止?jié){系統(tǒng)的施工質(zhì)量控制，防止因止?jié){系統(tǒng)失效造成灌區(qū)串通。另一方面，對(duì)接縫灌漿中存在多區(qū)串通情況，應(yīng)認(rèn)真對(duì)待，慎重施工，在查明灌區(qū)串通情況，充分考慮各種不利條件的基礎(chǔ)上，研究制定切實(shí)可行的灌漿措施，精心組織，科學(xué)施工，其接縫灌漿質(zhì)量也是可以保證的。：10古今名言敏而好學(xué)，不恥下問(wèn)孔子業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨韓愈興于詩(shī)，立于禮，成于樂(lè)孔子己所不欲，勿施于人孔子讀書(shū)破萬(wàn)卷，下筆如有神杜甫讀書(shū)有三到，謂心到，眼到，口到朱熹立身以立學(xué)為先，立學(xué)以讀書(shū)為本歐陽(yáng)修讀萬(wàn)卷書(shū)，行萬(wàn)里路劉彝黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書(shū)遲顏真卿書(shū)卷多情似故人，晨昏憂(yōu)樂(lè)每相親于謙書(shū)猶藥也，善讀之可以