多区串通接缝灌浆施工工艺解析

1、.目前出现多区串通接缝灌浆施工工艺1 概述水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（DT/L5148-2001）对多区串通情况下的接缝灌浆提出了“慎重处理”的要求。因此，分析多区串通情况下接缝灌浆的施工难点，总结已有工程的经验教训，探讨和改进其施工工艺，对指导现场灌浆施工具有重大意义。2 施工难点分析多区串通情况下，施工方法一般有两种：（一）将多个串通灌区视为一个扩大灌区，每个串区用一台灌浆机灌浆，按一定进浆次序进行一次灌浆施工；（二）将多个串区根据串通情况分组，分次进行灌浆施工，一组串区灌浆施工时，对不灌浆的串区进行通水冼缝。由于灌区间相互串通，破坏了接缝灌区的独立性。因此，串通灌区的接缝灌浆施工工艺

2、复杂，施工难度与风险大，主要体现在以下几点。2.1 灌区间相互影响灌区间的串通使多个灌区成为一个相互关联的整体，灌前通水检查应针对多个串区联合进行，以查明灌区间串通情况及多个串区的整体封闭性，这种多个串区的联合通水检查比正常灌区施工复杂。多个串通灌区作为一个扩大灌区施工，其灌区面积大，管道多，灌区间串通情况复杂，浆液在缝面内的行浆路径复杂，这对灌浆顺序、压力控制、管口放浆及灌区结束标准等提出了更高要求。另外，由于灌区间串通，各串区的灌浆施工相互制约，一个灌区灌浆施工发生事故将会影响整个灌浆施工的顺利进行，使施工难度和施工风险增大。2.2 压力控制困难灌区串通后，由于缝面面积增大、浆液压力分布改

3、变等原因，坝体承受荷载增大，坝体处于不利的受力状态，尤其是上、下层灌区及纵、横缝灌区同时串通时，其受力条件进一步恶化，灌浆压力控制难度加大。串区条件下坝块一般受力分析应提前进行分析。2.3施工组织管理难度大多区串通接缝灌浆中，施工中投入的机械设备与人员多，相邻通水平压的灌区多，浆液、风、水、电的需求量大，要保证接缝灌浆顺利进行，就必须加强各工种、各灌区间的施工协调与配合，提高施工组织管理水平。3 主要施工原则3.1 必须查明串漏情况，制定专门灌浆措施查明灌区串通及外漏情况，是多区串通接缝灌浆成败的关键。工程实践中也曾出现过，因灌前检查不够仔细，灌浆中又出现新的串区或外漏点，增加灌浆施工困难，甚

4、至造成相邻灌区被误灌或灌浆施工失败的例子。在查明灌区串漏情况的基础上，组织参建各方召开专题会议研究灌浆方案，针对灌区中存在的问题，制定相应的处理措施。一个科学完善、切实可行的灌浆措施是多区串通灌浆施工成功的保证。3.2 灌浆方法选取原则由于串通灌区分次灌浆施工时，通水选缝的压力与灌浆压力难以协调控制，往往会造成灌浆区的浆液与通水灌区相互串通，使灌浆区的浆液浓度达不到正常结束标准，或造成通水灌区的缝面堵塞。因此，在条件允许的情况下，应优先考虑将多个串区作为一个扩大灌区，进行一次灌浆施工。3.3 合理选择灌浆顺序多个串通灌区的接缝灌浆顺序，除应严格遵循自下而上逐层灌浆外，对同层串区，一般还应遵循由

5、串通量小的灌区先进浆开灌的原则。工程实践表明，灌区串通量有时具有一定的方向性（由不同的灌区进浆，灌区间的串通量不同），因此，选择串通量较小的灌区先进浆，可以减小串区间的相互作用，方便灌浆施工；有时还出现“串水不串浆”的现象，从而减少了串通灌区个数，极大地减小了施工难度。 3.4 尽量采用较浓浆液开灌浓浆开灌不仅可以缩短灌浆时间，而且由于浓浆粘度较大，可以减小灌区间的互串作用，方便灌浆施工；另外，多区串通部位常存在局部混凝土缺陷，接缝灌浆兼有缺陷补强作用，采用浓浆灌注，结石强度高，补强效果好。采用稀浆开灌时，由于浆液在缝面中串通情况复杂，可能存在局部稀浆不易排出，影响接缝灌浆质量。因此，张开度较

6、大，缝面通畅情况下尽量采用较浓浆液开灌。3.5 加强接缝变形监测多区串通情况下，常有压力偏大的情况，坝块受力条件不利，因此对通水和灌浆过程中的接缝增开度变化监测至关重要。3.6 处理好与周边灌区的关系当具备条件时，应先进行周边不串灌区的灌浆施工，以改善串区灌浆时的坝体受力条件，有利于多区串通灌浆压力控制。多区串通灌浆施工时，应高度重视相邻灌区的通水平压和缝面冲洗工作，防止恶化后续灌区灌浆施工条件，或因意外串浆而误灌周边灌区。4 主要控制指标确定4.1 灌浆压力多区串通灌浆施工中，灌浆压力是施工中的关键控制指标，它不仅直接影响接缝灌浆的质量，而且关系到坝体的结构安全，因此，应对坝块进行稳定和安全

7、校核。其计算分析如下(以上、下两层串区为例)。图1串通灌区灌浆压力计算图（1）灌浆压力计算灌浆压力P0P1+h+h其中：P0为下层灌区层底压力，MPa；P1为上层灌区层顶压力，MPa；h为上层灌区高度h1和下层灌区h2之和，m；灌浆时为浆液比重，通水时为水的比重，MN/m3；为缝内阻力系数，灌浆时，一般横缝为0.5，纵缝为0.3，通水时，一般取0.1；a和b分别为坝块垂直流向和顺流向的长度，m；qX和qY分别作用在纵缝和横缝灌区上的灌浆压力，MN/m2。由计算式分析可知，由于灌区串通，造成灌浆压力分布改变，使上、下两层串区的灌浆压力与封闭灌区上、下层同灌时相比，其压力约增大1倍（按上层灌区层顶

8、压力控制，见图中阴影部分所示）。（2）坝块稳定分析（基础层灌区、上下层纵横缝互串）灌浆压力对坝块稳定的验算按下式进行： Kc= 其中：KC为按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数，不得小于1.0；f0为混凝土与坝基接触面的抗剪摩擦系数；V为总垂直压力，KN；H为总水平力，纵缝与横缝同时灌浆时，H应取两个力的矢量和，KN；（3）坝块应力分析坝块应力分析按下式计算：z =式中：z为竖向正应力，以受压为正，受拉为负，MPa； A为坝块水平截面面积，m2；MX和MY分别为顺流向和垂直流向截面上的弯矩和；WX，WY分别为顺流向和垂直流向截面上的抗弯模量。应力校核应取坝块最危险点（如图中的D点）进行计算分析，要

9、求建基面上不得产生拉应力，混凝土内产生的拉应力不得大于0.2MPa。（4）灌浆压力的确定一般按最上层灌区的层顶压力（取0.200.25MPa）控制，分析校核坝块的稳定和应力情况。当计算结果不能满足要求时，可考虑采用相邻灌区通水平压、先进行周边灌区的灌浆、适当降低灌浆压力（但灌浆压力不能小于设计灌浆压力的一半，并且应保证引入高处的灌浆管道顺利出浆）等措施。最后应该指出，分析坝块受力时，按止浆片完全失效、灌浆压力在串区高程范围内按直线分布计算，其计算结果较实际作用于坝块的压力偏大。实际施工也表明，上、下层串区在灌浆中，实测的下层灌浆压力与其理论计算值要小。4.2 串通灌区的整体封闭性多个串通灌区的

10、整体封闭性，是衡量串区可灌性的重要指标。目前，多个串区整体封闭性尚无统一标准，按规范中要求稳定漏水量小于15L/min标准控制时，由于其灌区面积大、管道多等原因，实际工程中难以达到上述要求。部分统计资料见表1。表1串通灌区整体封闭性检查成果统计表串区数量统计组数稳定漏水量15L/min的组数合格率(%)平均漏水量(L/min)根据实际施工情况，当扩大灌区的封闭式压水中无外漏和新的串区，且串区范围平均单个灌区漏水量在58L/min范围内时，可认为扩大灌区的封闭性满足灌浆要求。4.3 浆液比级当接缝张开度小于0.5mm时，按细缝灌浆研究专门措施；当接缝张开度在0.5mm1.0mm之间，且管道和缝面

11、通畅时，可采3:1、1:1、0.5:1三个比级；当缝面张开度大于1mm，管路和缝面畅通性良好，则可采用1:1和0.5:1两个比级，通畅性特别好的，经论证也可直接采用0.6:1或0.5:1浆液灌注。灌浆过程中的浆液变换根据进浆情况确定，进浆顺畅时，可控制注入量即时变浆，以减少稀浆灌入量。4.4 结束标准多区串通接缝灌浆结束标准按正常灌浆结束标准控制。若某一灌区不与其它灌区串浆，且达到单区灌浆结束标准时，该区即可先行结束灌浆。若灌区间串浆严重，各灌区的灌浆注入率相互影响，难以测定时，可在注入率接近结束标准，且各灌区出浆浓度达到设计要求后，选择保留一个灌区进浆（一般选择与其它区串通性好的灌区进浆；当

12、为上、下层串区时，选择保留上层灌区进浆），其它灌区停止进浆，维持设计灌浆压力，在此情况下测定灌浆注入率，达到标准后即可结束灌浆。4.5 其它控制指标多区串通接缝灌浆的灌浆温度、灌区两侧混凝土龄期、与相邻灌区灌浆间歇时间等指标控制要求与正常灌区相同。灌区上部压重混凝土的厚度，根据坝体应力计算校核有特殊要求时，按计算结果控制，否则应满足大于9m的规范要求。5 施工工艺流程多区串通情况下，接缝灌浆施工难度大，工艺复杂，因此在通水检查中发现灌区串通情况复杂，可能存在多区串通时，应慎重施工。其施工一般按以下程序进行。单开式通水检查灌区串通情况检查扩大后的灌区封闭式通水检查拟定灌浆措施预灌性压水缝面浸泡与

13、冲洗灌前条件审查灌浆施工。多区串通灌浆施工中，应协调各灌区的施工进度，控制各灌区灌浆结束时间相差不宜大于1小时。灌浆结束后扎管闭浆要求同单区灌浆要求。必须作好现场施工记录，尤其是记录好各灌区的串浆情况、管口放浆情况、灌浆压力及接缝开度变化等情况，并注意灌浆中串浆影响，协调各灌区记录。6 工程实践6.1 基本情况构皮滩工程在1920灌区接缝灌浆施工中遇到同一条横缝多层灌区串通的情况，各灌区的基本情况见下表。表2串区基本情况表灌区编号起止高程(m)灌区面积(m2)缝面张开度(mm)灌浆温度() 设计/实际混凝土灌区两侧厚度(m)左/右灌区两侧混凝土龄期灌浆管道与缝面情况灌区间串通量(L/min)扩

14、大灌区稳定漏水量(L/min)备注：横缝灌区两侧坝块尺寸（顺流向长度垂直流向长度）：左侧：25m16m；右侧：25m21m6.2 灌浆方案考虑到各灌区间串通量大，且灌区上部压重混凝土较厚，故采用一次灌浆施工。由于扩大灌区高度大，重点对灌浆压力进行校核，经计算其稳定性满足要求，但在灌区底部（578m）应力不满足要求。经研究分析，先进行相邻两侧的横缝灌浆，以增大坝块的抗弯模量，在此情况下，其稳定与应力均能满足要求。6.3 灌浆方案的实施没一个扩大灌区灌浆施工拟采用3台灌浆设备，自下而上逐层灌浆。鉴于灌区缝面与管道通畅性良好，先采用1:1的浆液200L定量灌注，润滑管道和缝面，然后直接采用0.5:1

15、浆液灌注。待下层灌区各管口出浆，且比重接近进浆比重后，上层灌区开始进浆，各层灌区进浆时间相差3040min。灌浆升压中，各层灌区间压力相互作用明显，串浆量大，导致下层灌区的压力和接缝增开度均较大，为保证接缝增开度不超过设计要求，适当降低最上层灌区灌浆压力。至19:54时，各灌区管口出浆比重达到设计要求，整体注入率趋近于零，为便于测定注入率，停止下面两层灌区的进浆，维持灌浆压力，直至灌浆结束。灌浆施工情况见表3。表3串区接缝灌浆施工情况表灌区编号灌浆起止时间接缝增开度(mm)灌浆压力（MPa）屏浆时浆液比重(g/cm3)单耗(Kg/m2)备注：灌浆压力为折算后灌区顶部的压力；设计要求控制接缝增开

16、度0.3mm6.4 灌浆质量检查根据该组串区特点分析，其最上层灌区的层顶为充填较差、易脱空部位，因此对该部位布置了一个骑缝取芯孔进行接缝灌浆质量检查，经检查，该组串区接缝灌浆质量合格。检查成果如下：该检查孔深3.5m，在0.57m遇止浆片，在0.82m处遇灌区排气槽，槽内水泥结石充填饱满，取出有缝面的芯样长度2.49m（其中两侧缝面胶结成完整柱状的芯样长度1.49m），缝面水泥结石充填较好，结石厚度一般0.51.0mm，最小0.2mm，呈青灰色，坚硬密实。对检查孔进行压水检查，压水压力0.27MPa，稳定漏水量为0.14L/min，透水率0.18Lu。7 结语多区串通情况下，接缝灌浆施工工艺复

17、杂，施工难度大，因此必须重视灌区止浆系统的质量，尤其是加强混凝土浇筑施工中止浆系统的施工质量控制，防止因止浆系统失效造成灌区串通。另一方面，对接缝灌浆中存在多区串通情况，应认真对待，慎重施工，在查明灌区串通情况，充分考虑各种不利条件的基础上，研究制定切实可行的灌浆措施，精心组织，科学施工，其接缝灌浆质量也是可以保证的。：10古今名言敏而好学，不耻下问孔子业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随韩愈兴于诗，立于礼，成于乐孔子己所不欲，勿施于人孔子读书破万卷，下笔如有神杜甫读书有三到，谓心到，眼到，口到朱熹立身以立学为先，立学以读书为本欧阳修读万卷书，行万里路刘彝黑发不知勤学早，白首方悔读书迟颜真卿书卷多情似故人，晨昏忧乐每相亲于谦书犹药也，善读之可以