蘇丹上阿特巴拉工程位于距離阿特巴拉河與Setit河交匯處上游約20km,樞紐工程分為Rumela大壩和Burdana大壩,均位于Gedaref盆地內(nèi),Rumela大壩和結(jié)構(gòu)包括:土壩、混凝土溢流壩、進(jìn)水口、3條壓力管道和一個(gè)室外發(fā)電廠房,最大壩高55m。
▌灌漿材料選擇
在灌漿技術(shù)要求中,對(duì)于水泥提出的細(xì)度要求為最小比表面積4000cm2/克,所有水泥顆粒應(yīng)通過(guò)200號(hào)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩(相當(dāng)于國(guó)內(nèi)80μm方孔篩),即篩余量為0。Lahmeyer公司不僅在上阿特巴拉項(xiàng)目對(duì)灌漿水泥提出很高的比表面積要求,對(duì)于其他2個(gè)蘇丹項(xiàng)目(麥洛維、羅塞雷斯),該公司提出的最小比面積為3500cm2/克,也高于國(guó)內(nèi)灌漿對(duì)細(xì)度的要求。
毋庸置疑,采用細(xì)度更高的水泥對(duì)灌漿是有利的,穩(wěn)定漿液比純水泥漿液具有更好的流變性及穩(wěn)定性,但肯定會(huì)帶來(lái)灌漿成本的上升。
▌灌漿設(shè)備和機(jī)具
在項(xiàng)目中,對(duì)漿液拌合設(shè)備要求如下:
①、為拌制穩(wěn)定漿液的漿液攪拌機(jī)應(yīng)是機(jī)械式、高速膠體型、有足夠的容量、轉(zhuǎn)速在1500~2000r/min以確保拌合完全分散和充分;
②、攪拌機(jī)應(yīng)配備對(duì)于拌合物的重量和體積誤差≤2%的稱量設(shè)備和水表;
③、攪拌后,漿液應(yīng)通過(guò)5mm的方孔篩過(guò)濾后進(jìn)入儲(chǔ)漿筒,儲(chǔ)漿筒應(yīng)保持循環(huán),儲(chǔ)漿筒至少應(yīng)與攪拌機(jī)容量相當(dāng),以便于當(dāng)?shù)?批在泵送時(shí)第2批可以及時(shí)攪拌。
對(duì)于灌漿泵有如下要求:
①、灌漿泵應(yīng)能在特定壓力下保持60~100L/min的濃漿(W/C=1:1)流量,可以達(dá)到并保持7MPa的壓力。灌漿泵應(yīng)能以穩(wěn)定的壓力和流量泵送漿液,沒(méi)有壓力波動(dòng)。一泵灌一孔。
②、泵應(yīng)配備有精確的壓力和容量控制閥門(mén),這些閥門(mén)可以單獨(dú)控制壓力和流量。當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)的壓力時(shí),泵應(yīng)能自動(dòng)停止,且應(yīng)保持壓力沒(méi)有脈沖。
膠體攪拌機(jī)無(wú)疑能使?jié){液的攪拌更加充分,水泥分散更均勻;液壓泵帶來(lái)的穩(wěn)定壓力有利于灌漿控制和評(píng)價(jià)。但國(guó)內(nèi)大量的灌漿實(shí)踐也充分表明機(jī)械拌合與柱塞泵也完全可以滿足灌漿需要,是實(shí)用的。這就產(chǎn)生了技術(shù)的先進(jìn)性與實(shí)踐的實(shí)用性之間的抉擇。國(guó)外在追求先進(jìn)性的同時(shí)增加了設(shè)備支出,國(guó)內(nèi)在追求實(shí)用性的同時(shí)也能滿足灌漿需求。
▌灌漿方法
在國(guó)內(nèi)灌漿施工中,對(duì)于帷幕灌漿多采用孔口封閉灌漿法,孔口封閉灌漿法是國(guó)內(nèi)帷幕灌漿施工的標(biāo)準(zhǔn)方法,經(jīng)實(shí)踐證明,該法是成功、有效的。
但在蘇丹項(xiàng)目中,均未將孔口封閉灌漿法列入灌漿法選擇范圍。這說(shuō)明孔口封閉灌漿法盡管在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有長(zhǎng)期的實(shí)踐證明可行,但目前仍未獲得國(guó)際同行的認(rèn)可,仍需要加大這方面的國(guó)際交流,使這種產(chǎn)生于國(guó)內(nèi)灌漿實(shí)踐的施工工藝能夠在世界范圍內(nèi)得到推廣。
▌灌漿壓力
在國(guó)內(nèi)灌漿施工中,大多數(shù)人都認(rèn)為高壓灌漿壓力有利于漿液擴(kuò)散,有利于灌注細(xì)微裂隙,也有利于提高漿液結(jié)石的密度和強(qiáng)度。在這種思想下,高壓灌漿幾乎成為一種趨勢(shì)。
在蘇丹上阿特巴拉項(xiàng)目中,帷幕灌漿壓力如表所示。
從表中可以看出,國(guó)外(蘇丹)對(duì)于灌漿壓力的看法與國(guó)內(nèi)有所不同。通過(guò)蘇丹麥洛維項(xiàng)目的灌漿實(shí)踐,證明采用該灌漿壓力可以滿足施工需要。
▌結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)內(nèi)在采用自上而下分段灌漿法時(shí),灌漿段在最大設(shè)計(jì)壓力下,注入率不大于1L/min后,繼續(xù)灌注60min,可結(jié)束灌漿。采用自下而上分段灌漿法時(shí),在該灌漿段最大設(shè)計(jì)壓力下,注入率不大于1L/min后,繼續(xù)灌注30min,可結(jié)束灌漿。
在蘇丹的阿特巴拉項(xiàng)目灌漿技術(shù)要求中,帷幕灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為:在設(shè)計(jì)壓力下,灌漿段吸漿量小于2L/min,持續(xù)10min即可結(jié)束。未對(duì)自上而下分段灌漿法和自下而上分段灌漿法分別提出結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。
即使考慮穩(wěn)定漿液與純水泥漿液的不同,這兩種結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)的差異也是顯而易見(jiàn)的。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)不僅對(duì)灌漿質(zhì)量有重要影響,也對(duì)灌漿持續(xù)時(shí)間乃至灌漿效率與效益有重要影響。
孔口封閉灌漿法自20世紀(jì)70年代首次在烏江渡大壩巖溶基巖帷幕灌漿試驗(yàn)中正式應(yīng)用,至今已近40年,該方法目前是我國(guó)帷幕灌漿施工所采用的主要施工方法,但在國(guó)際工程中,仍然難以見(jiàn)到使用該方法的項(xiàng)目。除此之外,在灌漿設(shè)備、灌漿材料、灌漿壓力與結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)等灌漿施工主要參數(shù)方面,國(guó)內(nèi)外仍存在較大差異。