一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统及灌浆施工方法与流程

本发明涉及水利水电工程，具体涉及一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统及灌浆施工方法。

背景技术：

1、混凝土重力坝和拱坝等钢筋混凝土或浆砌石材料的挡水结构物是水电水利工程中应用十分广泛的建筑物结构形式。泄洪孔是混凝土坝中设置的重要水工建筑结构，其主要作用为：洪水期控制泄洪、合理调节水库运行水位以及保证水电站防洪度汛安全等。大坝泄洪孔的孔道在泄洪时容易受到高速水流的气蚀作用和泥沙等悬移质冲击作用而产生破坏，因此通常泄洪孔全孔道过流断面均采取钢衬衬砌措施以保证泄洪孔的结构安全性。泄洪孔部位结构复杂、布设钢筋多、施工工序多，钢衬结构底部又处于狭窄空间的约束之中，钢衬底部接触灌浆是泄洪孔混凝土施工质量控制的薄弱环节，需引起高度重视。

2、目前，钢衬与混凝土之间接触灌浆施工方法主要有钻孔接触灌浆方法、预留孔接触灌浆方法和预埋灌浆管接触灌浆方法。钻孔接触灌浆法的钻孔采用焊接方式补孔易造成开孔部位钢板强度降底，且存在封孔不密实的风险，因而仅适用于小范围接触灌浆施工或脱空区修补，较难应用于大范围钢衬接触灌浆施工。预留孔接触灌浆法和预埋灌浆管接触灌浆法的灌浆效果较差，灌浆后易出现较多和较大的脱空区，而且不能进行重复灌浆施工、无法通过重复灌浆有效弥补接触灌浆脱空问题。采用上述方法进行钢衬与混凝土之间的接触灌浆均不能实现大范围、高质量的施工，面对脱空问题处理难度很大，可能明显地增加施工量、施工复杂性与施工工期，导致施工的经济性差。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于，提供一种可多次重复灌浆，以实现高效率、大范围接触灌浆施工的灌浆系统。为此，本发明采用以下技术方案：

2、一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，包括覆盖设置于混凝土表面的钢衬，并将灌浆管预设置于所述钢衬和混凝土之间，而在所述灌浆管的两端分别设置与其内部连通的灌浆管路、排气回浆管路；所述灌浆系统将整体接触灌浆区域分为若干个相连的灌浆分区；若干根所述灌浆管在所述灌浆分区内，并通过该所述灌浆分区内的所述灌浆管路以及所述排气回浆管路皆形成并联布置，所述灌浆分区内预埋配备与外部连通的排气槽，所述排气槽与所述钢衬之间排气导向设置第一间隔式连接层；所述灌浆管包括外包套管和供灌浆时浆液流经的内芯；所述外包套管管壁贯通设置外出浆孔，同时在所述内芯上管壁贯通设置内出浆孔，所述外出浆孔与所述内出浆孔交错分布在不重合的位置处，且所述外包套管具有可膨胀的弹性特性，对浆液形成单向外隔离部，以此使所述灌浆管可重复灌浆。

3、进一步地：所述灌浆管沿所述钢衬周向方向延伸，沿所述钢衬轴向方向并列。

4、进一步地：所述钢衬上设置对所述灌浆管进行围设的灌浆槽，且所述灌浆槽外表面与混凝土形成固定连接；且所述灌浆槽与所述钢衬底板部分之间设置第二间隔式连接层，形成对泥浆的导向排出。

5、进一步地：所述灌浆管路内设置多组导向管道，多组所述导向管道对若干根所述灌浆管呈间隔连通；所述导向管道包括相互连通的进浆管和回浆管，所述进浆管与所述灌浆管的所述内芯连通，且所述回浆管引至坝后或廊道进行浆液的排出。

6、进一步地：所述排气回浆管路内设置与所述灌浆管路相互配合的排气回浆管，所述排气回浆管引至坝后或廊道进行空气以及浆液的排出。

7、进一步地：所述灌浆分区内相邻的所述钢衬之间通过钢衬管节分缝形成相互连接。

8、进一步地：所述钢衬内贯穿设置与混凝土接触面连通的排气振捣孔。

9、进一步地：所述整体接触灌浆区域可沿所述钢衬轴向串联多个所述灌浆分区实现整体、全面的接触灌浆。

10、本发明的第二目的在于，提供一种减少灌浆后脱空区的数量和范围的灌浆施工方法。为此，本发明采用以下技术方案：

11、一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆施工方法；

12、s1：所述灌浆系统安装：用所述灌浆槽将可重复灌浆的所述灌浆管固定在所述钢衬表面上；所述灌浆分区可根据现场实际浇筑情况进行调整，并将所述灌浆管路以及所述排气回浆管路集中引至下游坝面或就近廊道内；

13、s2：接触灌浆施工：所述钢衬接触灌浆要求在所述钢衬底板部位混凝土二期冷却结束后，且宜在低温时段进行；

14、灌浆前应做好灌前检查，包括管路连接情况、管路通畅情况、所述钢衬脱空情况等；

15、灌浆过程中用锤敲击震动所述钢衬，以利于吸浆、排出空气；灌浆时，由一侧开始灌浆，待另一侧排完管内空气并出浆液后，将其封堵，此时浆液会从所述灌浆管的所述外出浆孔出浆并注入缝隙，缝隙内的空气从预埋的所述排气槽排走；

16、不同所述灌浆分区的灌浆应依次自低向高进行，应从下游侧所述灌浆分区开始逐步向另一侧上游侧所述灌浆分区推进；在规定的压力下，最大浓度浆液停止吸浆，延续灌注5min，即可结束灌浆；

17、当排气槽排气或出浆不畅时，可在第二次顺灌结束之后即刻进行倒灌；

18、s3：灌浆质量检查：灌浆结束7d后进行灌浆质量检查，对于脱空范围和程度应满足设计要求，而灌后检查仍有脱空的，应利用预埋的所述灌浆管进行重复灌浆(2-3)次。

19、进一步地：在灌浆质量检查时，对于重复灌浆无法灌到的部位应采用钻孔灌浆；每个独立脱空区布孔应不少于2个，最低处和最高处应布孔；

20、灌浆应自低处开始，并在灌浆过程中敲击震动所述钢衬，灌浆压力在大面积脱空区控制在0.1mpa，独立脱空区控制在0.15mpa，最大浓度浆液停止吸浆，延续灌注5min,即可结束；

21、灌浆结束后采用焊补法封孔，焊后进行磨平。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

23、本发明的重复灌浆系统可实现对钢衬与混凝土之间的接触灌浆处理，重复灌浆系统通过可重复灌浆的灌浆管可有效且明显的减少灌浆后脱空区的数量和范围，使灌浆施工质量得到保证，在不增加工期的同时，减低施工难度，提高施工效率，还可减少灌浆后对脱空区的修补工作。

技术特征：

1.一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，包括覆盖设置于混凝土表面的钢衬(1)，并将灌浆管(4)预设置于所述钢衬(1)和混凝土之间，而在所述灌浆管(4)的两端分别设置与其内部连通的灌浆管路(5)、排气回浆管路(6)；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述灌浆管(4)沿所述钢衬(1)周向方向延伸，沿所述钢衬(1)轴向方向并列。

3.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述钢衬(1)上设置对所述灌浆管(4)进行围设的灌浆槽(2)，且所述灌浆槽(2)外表面与混凝土形成固定连接；且所述灌浆槽(2)与所述钢衬(1)底板部分之间设置第二间隔式连接层(21)，形成对泥浆的导向排出。

4.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述灌浆管路(5)内设置多组导向管道，多组所述导向管道对若干根所述灌浆管(4)呈间隔连通；所述导向管道包括相互连通的进浆管(51)和回浆管(52)，所述进浆管(51)与所述灌浆管(4)的所述内芯(42)连通，且所述回浆管(52)引至坝后或廊道进行浆液的排出。

5.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述排气回浆管路(6)内设置与所述灌浆管路(5)相互配合的排气回浆管(61)，所述排气回浆管(61)引至坝后或廊道进行空气以及浆液的排出。

6.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述灌浆分区(7)内相邻的所述钢衬(1)之间通过钢衬管节分缝(14)形成相互连接。

7.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述钢衬(1)内贯穿设置与混凝土接触面连通的排气振捣孔(13)。

8.根据权利要求1所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，其特征在于：所述整体接触灌浆区域可沿沿所述钢衬(1)轴向串联多个所述灌浆分区(7)实现整体、全面的接触灌浆。

9.一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆施工方法，用如权利要求1-8任一所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统进行灌浆以及重复灌浆的施工，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆施工方法，其特征在于：在灌浆质量检查时，对于重复灌浆无法灌到的部位应采用钻孔灌浆；每个独立脱空区布孔应不少于2个，最低处和最高处应布孔；

技术总结
本发明提供了一种可重复灌浆的钢衬接触灌浆系统，包括覆盖设置于混凝土表面的钢衬，并将灌浆管预设置于所述钢衬和混凝土之间，而在所述灌浆管的两端分别设置与其内部连通的灌浆管路、排气回浆管路；所述灌浆系统将整体接触灌浆区域分为若干个相连的灌浆分区；若干根所述灌浆管在所述灌浆分区内，并通过该所述灌浆分区内的所述灌浆管路以及所述排气回浆管路皆形成并联布置，所述灌浆分区内预埋配备与外部连通的排气槽。本发明的重复灌浆系统可实现对钢衬与混凝土之间的接触灌浆处理，重复灌浆系统通过可重复灌浆的灌浆管可有效且明显的减少灌浆后脱空区的数量和范围，使灌浆施工质量得到保证。

技术研发人员：徐建军,许贺,魏海宁,殷亮,黄熠辉
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12