专利名称：混凝土坝体防渗降压施工方法
技术领域：
本发明属于水利、水电技术领域，涉及一种坝体渗漏维修方法的改进。
背景技术：
在水工大坝建成并投入使用后，特别是运行期久远的混凝土坝体，坝体本身的老 化和施工缺陷会导致不同程度的渗漏，将会造成大坝坝体渗透压力增高。长期渗漏会造成 水电设备的损坏或影响正常运行，严重时会有溃提的危险。目前，一般采用灌浆处理技术来 降低坝体渗透压力，但在国内没有成型的经验和指导性技术参数。
发明内容
本发明的目的是提供一种混凝土坝体防渗降压施工方法，它有效、准确地解决了 防渗降压施工问题。本发明的方法是1、水泥浆液颗粒细度施工控制1)利用高速搅拌机，拌制42. 5级大坝硅酸盐水泥浆液，水灰重量比是水灰= 0.6 I0制浆原材料的计量误差控制小于5%，固相材料采用重量称量法。2)采用高速搅拌机在转速大于1200r/min运行状态下制浆，搅拌时间大于30s。3)采用3台以上湿磨机串联磨细工艺。在磨细3遍以后，颗粒磨细程度平均粒径 (D50)保证达到D50 ^ IOym0在磨细3遍以后，以现有设备技术水平，浆液的平均颗粒直 径继续提高空间已不大。参见图1。2、水泥浆液外加剂的选用和浆液比重、粘度、析水率施工控制1)湿磨超细水泥浆液，掺加水泥重量0. 5%的非引气型高效减水剂。 2)超细水泥浆液配制，采用马氏漏斗进行粘度检测，采用比重秤或波美氏比重计 进行比重检测，采用量筒进行析水率检测。3)浆液比重范围1. 72 1. 74g/cm3之间；浆液比重和按照绝对容积原理计算出 来的(0.6 1浆液为1.73g/cm3)标准配比的比重基本吻合。4)浆液粘度指标31. 12 34. 05s之间；浆液粘度马氏漏斗测试值基本和马氏漏 斗粗糙表面测试浆液粘度参考值(32s) —致；并且满足实践经验马氏漏斗浆液粘度测试 宜低于50s，应以28 38s为好。5)浆液析水率指标3 % 4. 5 % (体积比)之间；满足《水工建筑物水泥灌浆施 工技术规范》(DL/T5148-2001)5. 1. 5条的关于稳定浆液(2h析水率不大于5% )的要求。3、灌浆压力的施工控制1)通常按照坝体高度(坝前静水位h) 2. 5 3. 0倍的静水压力，初步选取灌浆压 力。在坝体抬动观测和坝体坝顶、上游面变形监测的安全限值在安全限值抬动值< 0. 2mm 限差监测要求的基础上，以0. 2MPa为提升幅度，尽量加大灌浆压力，选取较大的灌浆压力。2)坝体抬动监测装置安装布置参见图2。
3)水工大坝灌浆期间坝面裂缝变形监测水工大坝坝顶裂缝变形监测布置参见图3、4 ；通过BGK-4420型裂缝计测量各个坝段施工期间裂缝张开度内有振弦式感应元 件，连接杆从仪器主体拉出，弹簧被拉长导致张力增大并由振弦感应元件测量。钢弦上的张 力直接与拉伸成比例，接缝的开合度通过振弦读数仪测出应力变化而精确地测量。本发明的有益效果是以上水工坝体降压帷幕灌浆一整套施工方法，是本申请人 根据国内水工混凝土大坝坝体实施防渗、降渗工程的成功案例进行的总结，是针对水工大 坝防渗、降渗工程设计目的而进行的一整套灌浆施工方法，方法中各个施工控制要素互相 联系，不可或缺。该施工方法中，水泥浆液颗粒细度控制、水泥浆液水灰比控制、灌浆结束 标准控制、灌浆压力控制和选择、大坝施工期抬动监测装置的设计制作、施工期安全监测方 法、专用孔口封闭器的设计制作，突破了国内常规灌浆工法和国家、行业规范标准的限制， 为国内灌浆施工领域首创并于福建水东大坝和吉林丰满大坝溢流坝段防渗和降渗工程施 工中成功实施。按照该施工方法进行灌浆后，防渗和降渗帷幕工程施工质量都达到了设计 要求，质量优良。
图1是湿磨次数和颗粒直径(D50)对应曲线2是湿磨制浆与灌浆现场设备之间工作衔接和布置示意图；图3是坝体抬动监测装置安装布置图；图4是坝体表面裂缝测量仪器工作原理示意图；图5是BGK-4420型裂缝计安装示意图；图6是电测倾角仪安装示意图；图7是专用孔口封闭器工作原理图。
具体实施例方式实施例1图2所示，21是回浆阀门，22是拌浆供水管，23是水泥，24是高速搅拌机，25是湿 磨机，26是低速搅拌机，27是注浆泵，28是注浆塞。图3所示，31是内管，32是千分表，33是外管，34是支架，35是混凝土墩，36是被 监测岩体或者坝体，37是内外管中间细砂隔离层，38是石膏黄油密封隔离层，39是内管锚 固段。图4所示，41是仪器电缆，42是线圈以及温度计，43是球形万向节，44是套管(保 护管)，45是传递杆，46是固定螺栓A，47是球形万向节，48是定位槽，49是定位销，410是 固定螺栓B。图5所示，51是裂缝，52是膨胀螺栓固定A，53是膨胀螺栓固定B。图6所示，61是墙或者边坡，62是固定支架，63是调零装置，64是倾斜计。图7所示，71是地质钻机，72是进浆管，73是孔口封闭器，74是压力表，75是压力 传感器，76是回浆管，77是回浆阀门，78是回浆流，79是孔口管，710是进浆流，711是坝体 或岩体。粒细度施工控制1)利用高速搅拌机，拌制42. 5级大坝硅酸盐水泥浆液，水灰重量比是水灰= 0.6 1。制浆原材料的计量误差控制小于5%，固相材料采用重量称量法。2)采用高速搅拌机在转速大于1200r/min运行状态下制浆，搅拌时间大于30s。3)采用3台以上湿磨机串联磨细工艺。在磨细3遍以后，颗粒磨细程度平均粒径 (D50)保证达到D50 ^ 10umo在磨细3遍以后，以现有设备技术水平，浆液的平均颗粒直 径继续提高空间已不大。参见图1。2、水泥浆液外加剂的选用和浆液比重、粘度、析水率施工控制1)湿磨超细水泥浆液，掺加水泥重量0. 5%的非引气型高效减水剂。2)超细水泥浆液配制，采用马氏漏斗进行粘度检测，采用比重秤或波美氏比重计 进行比重检测，采用量筒进行析水率检测。3)浆液比重范围1. 72 1. 74g/cm3之间；浆液比重和按照绝对容积原理计算出 来的(0.6 1浆液为1.73g/cm3)标准配比的比重基本吻合。4)浆液粘度指标31. 12 34. 05s之间；浆液粘度马氏漏斗测试值基本和马氏漏 斗粗糙表面测试浆液粘度参考值(32s) —致；并且满足实践经验马氏漏斗浆液粘度测试 宜低于50s，应以28 38s为好。5)浆液析水率指标3 % 4. 5 % (体积比)之间；满足《水工建筑物水泥灌浆施 工技术规范》(DL/T5148-2001)5. 1. 5条的关于稳定浆液(2h析水率不大于5% )的要求。3、灌浆压力的施工控制1)通常按照坝体高度(坝前静水位h) 2. 5 3. 0倍的静水压力，初步选取灌浆压 力。在坝体抬动观测和坝体坝顶、上游面变形监测的安全限值在安全限值抬动值< 0. 2mm 限差监测要求的基础上，以0. 2MPa为提升幅度，尽量加大灌浆压力，选取较大的灌浆压力。2)坝体抬动监测装置安装布置参见图3 ；3)水工大坝灌浆期间坝面裂缝变形监测水工大坝坝顶裂缝变形监测布置参见图4 5 ；通过BGK-4420型裂缝计测量各个坝段施工期间裂缝张开度内有振弦式感应元 件，连接杆从仪器主体拉出，弹簧被拉长导致张力增大并由振弦感应元件测量。钢弦上的张 力直接与拉伸成比例，接缝的开合度通过振弦读数仪测出应力变化而精确地测量；如图4。5)水工大坝灌浆施工期间上游面变形监测利用基康仪器的6350振弦式倾斜仪长期测量大坝结构的倾斜变化，包括大坝、基 础、挡土墙以及相似结构，基本原理是利用安装在被监测结构上的倾斜传感器来精确测量 倾斜度，如图6。
权利要求
一种混凝土坝体防渗降压施工方法，其方法是a、利用高速搅拌机，拌制42.5级大坝硅酸盐水泥浆液，水灰重量比是水∶灰＝0.6∶1，制浆原材料的计量误差控制小于5％，固相材料采用重量称量法；b、采用高速搅拌机在转速大于1200r/min运行状态下制浆，搅拌时间大于30s；c、采用3台以上湿磨机串联磨细工艺；在磨细3遍以后，颗粒磨细程度平均粒径保证达到D50≤10μm；d、湿磨超细水泥浆液，掺加水泥重量0.5％的非引气型高效减水剂；e、超细水泥浆液配制，采用马氏漏斗进行粘度检测，浆液粘度指标在31.12～34.05s之间；采用比重秤或波美氏比重计进行比重检测，浆液比重范围在1.72～1.74g/cm3之间；采用量筒进行析水率检测，浆液析水率指标体积比在3％～4.5％之间；f、按照坝体高度2.5～3.0倍的静水压力，初步选取灌浆压力；在坝体抬动观测和坝体坝顶、上游面变形监测的安全限值，在安全限值抬动值≤0.2mm限差监测要求的基础上，以0.2MPa为提升幅度，尽量加大灌浆压力，选取较大的灌浆压力。
全文摘要
一种混凝土坝体防渗降压施工方法，属于水利、水电技术领域，其方法是拌制42.5级大坝硅酸盐水泥浆液，水灰重量比是水∶灰＝0.6∶1；采用3台以上湿磨机串联磨细工艺；颗粒磨细程度平均粒径保证达到D50≤10μm；湿磨超细水泥浆液，超细水泥浆液配制，浆液粘度指标在31.12～34.05s之间；浆液比重范围在1.72～1.74g/cm3之间；浆液析水率指标体积比在3％～4.5％之间；选取较大的灌浆压力。其有益效果是该施工方法中，水泥浆液颗粒细度控制、水泥浆液水灰比控制、灌浆结束标准控制、灌浆压力控制和选择、大坝施工期抬动监测装置的设计制作、施工期安全监测方法、专用孔口封闭器的设计制作，突破了国内常规灌浆工法和国家、行业规范标准的限制。
文档编号E02B3/16GK101929142SQ20091006717
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日
发明者卢洪彦, 尹婷婷, 张发林, 朴永南, 李伟, 李广峰, 李明, 杨志, 王小明, 赵振华, 陈旭 申请人:中国水利水电第一工程局有限公司