Además de la aplicación de la tecnología de inyección en el tratamiento del lecho rocoso de presas, ¿cómo analizar la tecnología de inyección de cimientos rocosos en proyectos de conservación de agua?
Palabras clave del artículo: Tecnología de inyección de cimientos de roca para proyectos de conservación de agua
Resumen: La ingeniería de tratamiento de cimientos ocupa una posición importante en la construcción de proyectos hidroeléctricos y de conservación de agua y es un vínculo importante en la construcción. Se presenta la tecnología de inyección de cimientos de roca y su clasificación, y se analizan los materiales necesarios para la inyección.
Existen dos tipos de cimentaciones para estructuras hidráulicas: cimentación de roca y cimentación débil La cimentación débil incluye cimentación de suelo y cimentación de grava. Debido a los cambios en la estructura geológica y la influencia de la hidrogeología, las fundaciones naturales tienen diversos grados de defectos, que requieren procesamiento manual para servir como una base confiable para estructuras hidráulicas.
El tratamiento de cimentación de edificaciones hidráulicas consiste en reducir o eliminar algunos defectos naturales de la cimentación, mejorar y potenciar las propiedades físicas y mecánicas de la cimentación, para que la cimentación tenga suficiente resistencia, integridad, impermeabilidad y estabilidad. seguridad, garantizando la seguridad, confiabilidad y normal funcionamiento del proyecto. Con el desarrollo de la conservación del agua y la construcción de energía hidroeléctrica, se han planteado requisitos cada vez más altos para los métodos y tecnologías de tratamiento de cimientos. Al mismo tiempo, el tratamiento de base es un proyecto oculto. De acuerdo con los requisitos de cimentación de las estructuras hidráulicas, analizar las condiciones hidrogeológicas, realizar comparaciones técnicas y económicas y seleccionar planes de construcción que sean técnicamente viables, confiables en sus efectos, de corto plazo de construcción y económicamente razonables.
1 Lechada de cimientos de roca
La lechada de cimientos de roca (conocida como lechada de lecho de roca) consiste en hacer pasar una determinada lechada con propiedades fluidas y gelificantes a través de pozos de acuerdo con ciertos requisitos de proporción del equipo de inyección. Se presiona en las grietas de la formación rocosa y, después del endurecimiento y la cementación, se forman piedras para mejorar la resistencia y la integridad del lecho rocoso y mejorar su impermeabilidad. El tratamiento de lechada de lecho rocoso debe seleccionarse después de analizar y estudiar las condiciones geológicas del lecho rocoso, el tipo y grado de construcción, la carga de agua confinada, la tensión y el desplazamiento de los cimientos.
La tecnología de inyección no solo se utiliza para el tratamiento del lecho rocoso de presas, sino que también se usa ampliamente en la consolidación de rocas circundantes de túneles submarinos, relleno de revestimiento, soporte de avance, juntas de presas de concreto, refuerzo de edificios (estructuras) y taponamiento de fugas, etc. .
2 Clasificación de la lechada de lecho rocoso
La cimentación de roca de edificios hidráulicos generalmente requiere lechada de cortina, lechada de consolidación y lechada de contacto respectivamente.
2.1 Lechada de cortina
Se dispone en la cimentación de la presa cerca de la superficie del agua aguas arriba para formar un muro cortina continuo antifiltración. Su propósito es reducir el flujo de filtración de los cimientos de la presa, reducir la presión de filtración en el fondo de la presa y garantizar la estabilidad de la filtración de los cimientos. La profundidad de la lechada de cortina está determinada principalmente por la altura del agua y las condiciones geológicas. Es mucho más profunda que la lechada de consolidación. La profundidad de la cortina de algunos proyectos supera los 100 metros. Durante la construcción se suele utilizar lechada de un solo orificio y la presión de lechada utilizada es relativamente alta.
La lechada de cortina generalmente se realiza antes de confinar el depósito, lo que es beneficioso para garantizar la calidad de la lechada. Debido a la gran cantidad de trabajo y al conflicto con el cronograma de construcción de la presa, la inyección de cortina generalmente se realiza en la galería de inyección de los cimientos de la presa. De esta manera, el cuerpo de la presa puede elevarse simultáneamente con la lechada del lecho de roca y proporcionar un cierto espesor de hormigón para la construcción de la lechada, lo que es beneficioso para aumentar la presión de la lechada y garantizar su calidad. Para la cortina de lechada de presas altas, a menudo es necesario penetrar en una gran variedad de masas rocosas a ambos lados de la presa y, en general, es necesario excavar orificios planos de lechada en capas a ambos lados de la presa. La cortina de inyección subterránea formada por muchos proyectos en los cimientos de la presa y las montañas a ambos lados es mucho más grande que la superficie de contención visible de la presa.
2.2 Lechada de consolidación
El objetivo es mejorar la integridad y resistencia del lecho rocoso y reducir la permeabilidad al agua de la cimentación. Cuando las condiciones geológicas del lecho rocoso sean buenas. Generalmente, los orificios de lechada de consolidación se pueden disponer en las partes superiores e inferiores de los cimientos de la presa que soportan tensiones; cuando las condiciones geológicas son malas y el cuerpo de la presa es alto, es necesario realizar una lechada de consolidación integral en los cimientos de la presa, incluso dentro de ellos; un cierto rango aguas arriba y aguas abajo fuera de los cimientos de la presa. La profundidad de los orificios de lechada es generalmente de 5 a 8 m, y algunos tienen una profundidad de 15 a 40 m. Los agujeros están dispuestos en una cuadrícula escalonada en el plano. Generalmente se utilizan lavado de orificios grupales y lechada de orificios grupales.
La lechada de consolidación debe realizarse en un cierto espesor del concreto de cimentación de la presa, lo que no solo puede evitar el sangrado de agua en la superficie del lecho de roca, sino que también utiliza una mayor presión de lechada para mejorar el efecto de la lechada, y También se puede tener en cuenta tanto la presa como el lecho de roca de la lechada de contacto. Si el lecho de roca es duro y completo, para acelerar la construcción, también se puede realizar la lechada de consolidación sin el peso del hormigón directamente sobre la superficie del lecho de roca.
Sólo después de que la resistencia del hormigón de las piezas correspondientes alcance el 50% de la resistencia de diseño, se puede realizar la perforación y el relleno del hormigón de cimentación. O primero taladre agujeros en la base de roca, entierre la tubería de lechada y luego aplique la lechada después de que el concreto se haya vertido hasta un cierto espesor.
En la lechada de consolidación de parte de los cimientos de la presa del Proyecto de las Tres Gargantas en el río Yangtze, se utiliza el método de vertido de hormigón de nivelación. El nivel de resistencia del hormigón de nivelación es el mismo que el del hormigón de nivelación. Hormigón de cimentación de presa. El espesor del vertido es generalmente de 30 ~ 40 cm, llenando principalmente fosas bajas, y la operación de lechada de consolidación comienza después de que la resistencia del concreto alcanza el 70% de la resistencia de diseño.
La roca base de la torre de entrada de agua del Proyecto de Conservación de Agua Xiaolangdi del Río Amarillo está expuesta y se le aplica una lechada de consolidación pesada: se vierte hormigón acolchado de 30 ~ 40 cm sobre la superficie del lecho de roca bajo la protección del hormigón acolchado; , la capa superficial de la lechada se consolida primero a 3 m y luego, después de que se forma la placa de cubierta en la superficie del lecho rocoso, se inyecta la masa rocosa subyacente.
En principio, la inyección de consolidación de los cimientos de la presa de la central hidroeléctrica de Ertan comienza con una inyección pesada sin cubierta y termina con una inyección pesada con cubierta. La inyección descubierta se lleva a cabo cuando la roca está expuesta, principalmente para macizos rocosos con una profundidad de agujero de menos de 3 m. Para macizos rocosos de más de 3 m, se conduce al punto central detrás de la presa a través de tuberías de conexión, y la inyección se lleva a cabo después. Se vierte el hormigón de los cimientos de la presa. La lechada de lecho rocoso en la misma sección debe realizarse en el orden de lechada de consolidación primero y luego lechada de cortina.
2.3 Lechada de contacto
El objetivo es reforzar la capacidad de unión entre el hormigón de la presa y la cimentación de la presa o arcén, y mejorar la estabilidad antideslizante del cuerpo de la presa. La lechada se realiza generalmente mediante la perforación previa de orificios en el hormigón o la preincrustación de cajas de lechada y los correspondientes sistemas de tuberías en la superficie de contacto, o se puede combinar con la misma lechada. La lechada de contacto debe realizarse después de que el hormigón de la presa alcance una temperatura estable para evitar la contracción y el agrietamiento del hormigón.
3 Materiales de lechada
La lechada para cimientos de roca generalmente debe cumplir con los siguientes requisitos:
3.1 La lechada debe tener buena capacidad de lechada en la formación rocosa inyectada. , es decir, se puede verter en grietas, huecos o agujeros bajo cierta presión y rellenar herméticamente.
3.2 Una vez que la lechada de cemento se endurece hasta convertirse en piedra, debe tener buena impermeabilidad, resistencia necesaria y fuerza de unión.
3.3 Para facilitar la construcción y aumentar el rango de difusión de la lechada, la lechada debe tener buena fluidez.
3.4 La pulpa debe tener buena estabilidad y baja tasa de separación de agua.
La lechada de cemento es el tipo más común de lechada a base de sal. La lechada de cemento vertida en el lecho de roca está hecha de cemento y agua en una determinada proporción, y la lechada de cemento está en estado suspendido. La lechada de cemento tiene las ventajas de un efecto de lechada confiable, equipo y tecnología de lechada simples y bajo costo de material.
El tipo de cemento utilizado en la lechada de cemento debe determinarse de acuerdo con el propósito de la lechada y la erosión del agua ambiental. En circunstancias normales, se puede utilizar cemento Portland ordinario o cemento Portland para presas con un grado no inferior a C45. Si se requiere resistencia a los ácidos, se puede utilizar cemento resistente a los sulfatos. El cemento de escoria y el cemento Portland de puzolana generalmente no son adecuados para su uso porque tienen deficiencias como una rápida separación del agua, poca estabilidad y baja resistencia inicial.
La finura de las partículas de cemento tiene una gran influencia en el efecto de rejuntado. Cuanto más finas sean las partículas de cemento, mejor se podrán rellenar las pequeñas grietas y más completamente se hidratará el cemento. El requisito de la finura del cemento para la lechada de cortina es que el residuo del tamiz a través de un tamiz de orificio cuadrado de 80 m no debe ser superior a 5. El cemento utilizado para el rejuntado debe cumplir con los estándares de calidad y no se debe utilizar cemento vencido, aglomerado o de calidad inferior.
Para estratos con anchos de grietas inferiores a 200 metros, generalmente es difícil verter una lechada de cemento hecha de cemento común. Para mejorar la capacidad de lechada de la lechada de cemento, desde la década de 1980, muchos países han desarrollado varios cementos ultrafinos a base de fertilizantes y se han utilizado ampliamente en ingeniería. El tamaño promedio de las partículas de cemento ultrafinas es de aproximadamente 4 m y el área de superficie específica es de 8000 cm2/g. No solo tiene buena capacidad de lechada, sino que también tiene ventajas en cuanto a resistencia de la piedra, protección ambiental y precio, y es especialmente adecuado para micro-. lecho de roca agrietado.
Agregar algunos aditivos (como agente acelerante de fraguado, agente reductor de agua, agente de resistencia temprana y estabilizador, etc.) a la lechada de cemento puede ajustar o mejorar algunas propiedades de la lechada de cemento para cumplir con los requisitos de ingeniería de la lechada. Requisitos específicos para mejorar el efecto de la lechada. El tipo y la dosis de aditivos deben determinarse experimentalmente.
La lechada de arcilla de cemento, el mortero de cemento y las cenizas volantes de cemento están hechas de arcilla, arena y cenizas volantes mezcladas con lechada de cemento y se pueden utilizar para cimientos con grandes cantidades de lechada y bajos requisitos de resistencia de la piedra. Lechada de rocas. Esto es principalmente para ahorrar cemento y reducir los costos de material. Esta lechada se utiliza principalmente para el rejuntado de cimientos de grava.
Cuando se encuentran algunas condiciones geológicas especiales, como fallas, zonas de fractura, grietas finas, etc. Y cuando es difícil cumplir con los requisitos de ingeniería con lechada de cemento ordinaria, también se puede utilizar lechada química, es decir, lechada de lechada hecha de materiales poliméricos como resina epoxi, poliuretano y policondensado. El costo del material es relativamente alto y el proceso de inyección es complicado. En el tratamiento de lechos rocosos, los instrumentos de inyección química desempeñan un papel auxiliar. Generalmente, primero se realiza la lechada de cemento y luego la lechada química sobre esta base, lo que no solo puede mejorar la calidad de la lechada, sino también ser económico.
Materiales de referencia:
Yiyi Hong. Introducción a la conservación del agua y la construcción de ingeniería hidroeléctrica [m]. Wuhan: Prensa de la Universidad de Wuhan, 2004.
[2]Cao Feng. Tecnología de construcción de edificios[m]. Zhengzhou: Prensa de la Universidad de Zhengzhou, 2007.
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