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Abstract: This paper describes the classification of the rock foundation grouting, and construction processes are discussed in detail.Key words: rock foundation grouting; construction; process
中图分类号TV543+.5文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
一、岩基灌浆的分类
岩基灌浆有固结灌浆、帷幕灌浆和接触灌浆三类。固结灌浆的目的是将坝基裂隙岩石胶结起来,提高其整体性、均匀性和承载能力。其涉及的平面范围大,孔深一般5~10m。帷幕灌浆是在坝基渗漏和降低坝底扬压力的目的。接触灌浆是在坝体与岩基的结合面上进行灌浆,目的是加强结合,提高坝体的抗滑稳定性,防止岩面集中渗漏并增加岩基表面的固结强度。
岩基灌浆与混凝土坝体浇筑在时间上应合理安排,做到既少影响混凝土浇筑,又确保灌浆质量。
二、灌浆施工工序
灌浆施工分为钻孔、冲洗、压水试验、灌浆四个工序。
(一)钻孔
灌浆孔一般用回转式钻机钻成,孔深小于10m的,也可用风钻或架钻进行。
钻孔的质量对灌浆质量有直接影响。总的要求是:确保孔向、孔深符合设计要求,力求钻径上下均一,孔壁平整,钻孔产生的岩粉细屑少,可较少堵塞孔壁裂隙,灌浆质量好。钻孔方向偏斜,钻孔深度不足,则灌浆帷幕将出现缺口,留下漏水通道,降低防渗效果。
(二)冲洗
钻孔后须将残留在孔底和孔壁的岩粉冲出孔外,并将岩层裂隙和孔洞中的充填物冲洗干净,以保证灌浆质量。
冲洗顺序应是先冲洗钻孔,再冲洗岩层裂缝。冲洗的基本方法是用压力水冲洗。如用压力水和压缩空气轮流冲洗或混合冲洗,可提高冲洗效率和质量。冲洗压力不宜大于同孔段灌浆压力的80%,以免引起裂缝扩张和岩层的松动、变形。
(三)压力试验
灌浆前进行压力试验,可通过单位吸水率的测定了解岩层的渗透性能(裂隙情况和漏水量大小),为岩基灌浆设计施工提供依据。在灌浆后,通过压水试验,可以检查灌浆的质量和效果。我国用单位吸水率代表岩层的渗透特性,它指的是在每米水柱压力下,每米试验孔段长度,每分钟内的压入流量,即单位压力、单位孔长和单位时间内岩层的吸水量,其计算公式为:
W=Q/L・s
式中Q―压入流量,L/min;
s―试验压力,以计算水头计,m;
L―试验孔段长度,m;
W―单位吸水率,L/(min・m・m)。
(四)灌浆施工
1、灌浆设备
灌浆用的泵一般为活塞式灌浆泵,按缸体轴线方向不同可分为立式和卧式两种。立式一般为单缸的,卧式又分为单缸、双缸两类。卧式单缸活塞灌浆泵工作方式如下:活塞右移时,自吸浆阀吸入水泥浆;活塞左移时,水泥浆被压至空气室(又称稳压室),再压入压力管路。空气室是借助上部封闭空腔内被压缩气体的压力作用,使阀室间断脉冲压出的水泥浆能稳定均匀地压入管路。为了使出浆均衡,也可采用双缸灌浆机。为了防止浆液与活塞、活塞滑移段缸壁直接接触遭致严重磨损,现已广泛使用隔膜泵,隔膜间充满水,通过水来传递压力和吸力。
2、钻灌次序
固结灌浆与帷幕灌浆其钻孔灌浆都是遵循分序加密的原则进行的。
帷幕灌浆孔成排布置,每排内各序孔的距离视岩层完整程度确定,一般第一序孔的孔距多采用8~12m,然后内插加密二、三、四序孔,孔距分别为4~6m、2~3m、1~1.5m。双排帷幕孔通常先灌下游排,再灌上游排。多排帷幕孔一般是先边排后中排,但在坝前已壅水或有地下水活动时,则须先上游排、再下游排,后中间排,以免浆液过多流失。究竟布置几序孔,可在下一序孔位置钻孔作压水试验检查,如单位吸水率已满足设计要求,即下再加序。
固结灌浆孔至少布置两序孔。第一序孔多为正方形布点,以后的各序均按梅花形内插。最后一序孔的孔距一般为3~6m。
3、灌浆方法
按照灌浆时浆液是否部分返回地面和重复使用,灌浆方法分为纯压式和循环式两种。纯压式采用单根灌浆管,浆液压入钻孔后,只能从缝隙扩散。这种方法,设备简单,操作方便,但浆液流速小,若是粒状灌浆材料(如水泥、粘土),容易产生沉淀并堵塞岩隙和管道,影响灌浆质量。纯压式多用于吸浆量大,有大裂隙存在和孔深不超过12~15m的情况。化学浆材都是稀溶液,没有中途沉淀问题,所以也都采用纯压法。水回浆管返回拌浆筒中搅拌后再用。这种方法既使浆液始终保持循环流动不沉淀,灌浆效果好,又可根据进浆与回浆浆液比重的差值,判断岩层吸浆情况。
按照灌浆顺序,灌浆方法又可分为全孔一次灌浆法、自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法和综合灌浆法。
⑴全孔一次灌浆法是将灌浆孔一次钻至全深,灌浆塞置于孔口,全孔一次灌浆。此法施工简单,但灌浆效果较差,仅适于孔深不超过10m、岩隙少、透水性不大的情况。
⑵自上而下分段灌浆法将孔深分为段长3~5m的若干段,自上而下钻一段灌一段。待前一段浆液凝固后再钻至下一段,将灌浆塞移至前一段底,灌下一段。如此反复,直至全深。此法优点是:随段深的加大,可逐段加大灌浆压力,提高灌浆质量;上部灌实后形成完整结石,灌下部时,地面不会冒浆,岩层不会被抬动;分段钻灌,分段进行压水试验,成果准确,有利于判断各段灌浆质量。缺点是:钻机移动次数较多,钻孔工作量大,待凝时间长,工效低。当地质条件差、岩层破碎、竖向节理裂隙发育、灌浆质量要求高的情况下,多用此法。
⑶自下而上分段灌浆法一次将孔钻至全深,然后自下而上逐段灌浆。此法钻孔工作量小,施工简便、工效高,但当上部岩隙多时,地层易松动,易冒浆,不能提高灌浆压力,灌浆质量不如自上而下法高,故仅适于岩层较完整,裂隙少或岩层倾角小地面不易冒浆的情况。
⑷综合灌浆法实际工作中,岩层通常是上部裂隙多而下部较完整。深孔灌浆时,可兼取以上两法的优点,即上部采用自上而下、下部采用自下而上的钻灌方法,称为综合灌浆法。
4、灌浆压力
灌浆压力指灌浆时灌浆段中心处浆液承受的实际压力。压力越高,可使浆液更好地压入细小裂缝,增大浆液的扩散半径,析出多余的水分,提高灌浆结石的密实度,有利于提高防渗和固结质量。但压力过高,可能导致裂缝扩大或抬动上部岩层和坝体,同时浆液压出应灌范围外,造成浪费。灌浆允许压力与孔深、岩层情况和有无压重等因素有关。
一般以不松动地层为原则。
式中P―灌浆段中心处允许的最高灌浆压力,MPa;
P1―孔口处岩层的允许灌浆压力,MPa;
m―灌浆段以上岩层每增加1m增加的压力,MPa;
T―灌浆段以上的岩层厚度,m;
K―系数,可在1~3间选用,当压重层松散时取低值,反之取高值;
―岩层以上压重层或建筑物的容量,t/m;
t―岩层以上压重层或建筑物的厚度,m。
对于帷幕灌浆,除了按上述方法选择灌浆压力外,经验认为灌浆压力在表层段不应小于1~1.5倍最大工作水头,在底部宜为最大工作水头的2~3倍。至于固结灌浆,多为浅孔,在坝体浇筑前灌浆时,其灌浆压力采用0.2~0.5MPa;在坝体浇筑后灌浆,可采用0.3~0.7MPa;在地质条件较差或软弱岩层地区,可适当降低灌浆压力;深孔固结灌浆可参照帷幕灌浆确定。灌浆压力值大小最终通过灌浆试验确定。
灌浆压力须由孔口的压力表间接量度,当灌浆压力为p时,表读数为:
式中p0―压力表读数,MPa;
―浆液容重,t/m3;
h―压力表中心到灌浆段中心之高差,m;
∆p―灌浆段到压力表之间的管路压力损失,MPa。
5、浆液浓度控制
灌浆过程中,必须根据吸浆量的变公情况及时调整浆液的浓度。稀浆流动性好,但会扩散到灌浆范围外,造成浪费,而且凝固时收缩大,水泥结石与岩石缝面脱开,防渗和固结质量降低。稠浆流动性差,扩散范围小,细小裂缝灌不进去,但凝固时收缩小,与缝面粘结较好,防渗、固结质量相对提高。
坝基灌浆浓度,以水灰比表示,采用8:1、5:1、3:1、1.5:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1(重量比)九个等级。灌浆过程从稀浆开始,使细裂缝首先灌满,而后逐级变浓,充填较大裂隙。这种由稀到浓的变换方式,灌浆的整体质量最好。
浆液浓度的变换,根据每一级浓度的浆液灌入量进行控制,称为量法。控制办法是,当某一级浓度的浆液灌入量已达到限量标准,而灌浆压力及吸浆量均无改变,或改变不显著时,就换浓一级浆液灌注。但如果变浓后浆量突然显著下降或灌浆压力突然上升,说明裂隙在尚未充填密实情况下被浓浆堵寒,变浓不适当,应迅速恢复原浓度继续灌注。
Abstract: in Metro reinforcement technology is one of the main factors of the cut-and-cover subway station foundation pit construction risk, the current base piping type of technology is greater uplift. According to the construction of environmental effects and costs, analysis and discussion of the technology.Keywords: foundation pit; basement reinforcement technology; advantages.
中图分类号:U231+.2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
一、工程简介
南京地铁二期工程所街站围护结构包括所街车站和站前渡线,站前渡线段里程为K6+896.30~K7+13.940,长117.64米,基坑深约14m。车站宽约20m,采用明挖法施工。渡线段围护结构采用Ø1m@250mmSMW工法桩。地理位置位于经四路(江东南路)原兴隆村委会所在地,车站及周边主要为厂房、商城(均为丙、丁类建筑)及道路(经四路)。地形较为平坦,现地面高程约在6.54~7.97m,原地面高程约在6.00m左右,人工堆填约1.50m。地貌类型属长江低漫滩。车站站位南侧赛上路正在施工,西侧为江东南路,道路红线宽80米,交通流量不大。江东南路与赛上路交叉口的东南侧为目前正在施工的欧洲城,渡线段东南端侧墙外侧与欧洲城桩基最小间距为3.65m,渡线段的施工对欧洲城有一定的影响。
根据本站勘探资料,所街站长江漫滩相沉积物呈二元结构,上部主要由淤泥质粉质粘土或粉细砂为主,下部以砂性土为主,场地地下水类型属孔隙潜水;砂性土层中地下水具一定承压性。
地下水主要补给来源为大气降水及人工用水的补给。深部承压含水层中的地下水与长江及外秦淮河均有一定的水力联系。
不良地质作用主要表现为基坑突涌、流砂等现象。车站底板埋深约14.0m,基坑底板土层为②-3d2-3层粉细砂,不满足防止基坑突涌的条件。②-1d4层砂性土粒径<0.01mm的颗粒含量为5.06%,其渗透系数建议值1~5E-04cm/s,孔隙度0.471;②-3d2-3层砂性土粒径
鉴于以上情况,渡线段基坑底设计采用袖阀管注浆加固措施。
二、袖阀管施工方案设计
1、首先根据孔距进行放样,用红油漆准确标出孔位,要求孔位允许偏差±0.1m,然后进行钻孔施工,孔径:Φ110mm,孔径允许偏差:±0.1m。
钻孔根据实际情况采用泥浆护壁的方法作业。为保证钻孔的垂直度,应随时注意测量孔斜,以确保孔斜
采用泥浆护壁时,若泥浆质量较差,易形成厚而松软的孔壁泥皮,会产生套壳开环后浆液上串冒浆的现象,从而影响灌浆质量。采用优质泥浆护壁。
2、套壳料施工
套壳料即封闭粘土水泥浆,其作用是封闭袖阀管和孔壁之间的空间,防止浆液到处流串,确保浆液只在一个灌浆范围内开环而灌入地层。因此,套壳料的强度应兼顾开环和防止串浆的需要,应根据施工区域的地质条件选择适宜的配方和正确的施工方法。
套壳料采用以粘性土为主,水泥为辅的低强度配方,并可掺入细砂或采用粉粒含量较高的粘性土,这样可满足其物理力学指标的要求。
根据以往的施工经验,初步确定套壳料配合比为:水泥:粉质粘性土:水=1: 1.7:2(重量比)。
3、袖阀管施工
袖阀管采用专业厂家生产的PVC袖阀管,规格Φ50mm,壁厚为4mm。为了保险起见,施工前应对其抽样做耐压试验,以免灌浆时因压力过大而破裂。
袖阀管安装时应尽量对中,以利其周边同一断面上套壳厚度的均匀,有利于开环质量。
施工中应注意保护袖阀管出浆孔外橡皮套不移位和脱落,避免泥浆及杂物进入袖阀管内。安装就位完毕后,应对管口进行临时保护,防止杂物进入管内。
开环灌浆
当套壳料浇注3~5天后,即可开环灌浆。
⑴开环
先期,可采用慢速法开环,以确定临界开环压力。泵压由小到大逐级增加,直至套壳突然破裂,泵压骤降时,即为临界开环压力,一般为0.1~0.3MPa左右。
而后,各孔均采用快速法开环施工,即在较短的时间内快速将泵压增至临界开环压力,这样有利于套壳开环的均匀性。
当采用较大的压力仍不能开环时,可间歇一段时间,再用同样的压力重复进行,直至开环。
⑵灌浆
·灌浆采用6分钢管制成的花管,插入袖阀管内注浆,止浆塞为双塞系统,以确保质量。
·灌浆材料用425#普通硅酸盐水泥,水灰比为1∶1~0.8∶1,分二序孔灌浆,灌浆压力为0.1~0.3MPa,Ⅰ序孔取小值,Ⅱ序孔取大值。上部灌段取小值,下部灌段取大值。
·采用隔环法,自下而上分段施工,即按n+2的次序开环和灌浆,先开环1、3、5…段,后灌注2、4、6…段。每序孔施工完毕48小时后,再进行下一序孔的施工。
·结束标准;每段灌浆耗灰量达20kg时,即可结束灌浆,遇吸浆量过大或出现串浆、冒浆现象时,待凝一段时间后,进行重复灌浆。如果该孔每米灌浆量达到50公斤时,亦可结束灌浆。
·灌浆结束后,盖上管盖,作好标记。
·终灌标准及封孔
三、施工试验及存在问题分析
1、正式施工前选择5、6孔首先进行设计工艺方案试验,其工艺流程如下:
2、施工中问题及改进措施
(1)钻孔成孔后加强洗孔,确保孔位畅通;
(2)袖阀管避免在孔中偏位,增加钢筋环定位器;
(3)套壳料在不同地层中要适当调整配合比,通过水泥用量增减调控,确保开环压力适中及开环的均匀;
(4)验收标准:注浆终止控制标准根据注浆量水泥灌入量100kg/m。每段第一次灌浆耗灰量达70kg时,即可结束灌浆,遇吸浆量过大或出现串浆、冒浆现象时,待凝一段时间后,进行重复灌浆。第二次灌浆20kg限量,第三次灌浆为吸浆量不大于Q
四、本工艺的优点分析
1、本工艺最适合定点、定深层位注浆,注浆点位准确,注浆效果较佳;
2、节约水泥用量,避免水泥浆液乱窜,环保效果、文明施工较理想;
中图分类号:TV62+1文献标识码: A 文章编号:
一、工程地质条件
某水库右岸为泥质粉砂岩夹细砂岩及玄武岩,河床及左岸为玄武岩,其水文地质条件存在差异,右肩勘探孔 ZK3 孔深 50.2m,压水试验 10 段,单位透水率 q 为 21.76--8.20lu,属中等 弱透水层,相对隔水层顶板埋深为基岩面下 30 40m,左肩:勘探孔 ZK1 孔深 45.3m,压水试验 9 段,单位透水率 q 为 22.68 7.21lu,属中等 弱透水层,相对隔水层顶板埋深为基岩面下 15--20m。
二、帷幕灌浆工程施工
根据灌浆设计要求,帷幕灌浆前由施工单位在左、右坝肩分别进行了灌浆试验,进一步确定了选定工艺对应下的灌浆孔距、灌浆方法、灌浆单注量和灌浆压力等主要技术参数及控制指标。
(一)钻孔
灌浆孔测量定位后,钻孔采用 100 型或 150 型回转式地质钻机,直径 91mm 金刚石或硬质合金钻头。设计孔深 17.5~48.9m,按单排 2m 孔距沿坝轴线布孔,分 3 个序次逐渐加密灌浆。钻孔具体要求如下:
(1)所有灌浆孔按照技施图认真统一编号,精确测量放线并报监理复核,复核认可后方可开钻。开孔位置与技施图偏差≥2cm,最后终孔深度应符合设计规定。若需要增加孔深,必须取得监理及设计人员的同意。
(2)施工中高度重视机械操作及用电安全,钻机安装要平正牢固,立轴铅直。开孔钻进采用较长粗径钻具,并适当控制钻进速度及压力。井口管埋设好后,选用较小口径钻具继续钻孔。若孔壁坍塌,应考虑跟管钻进。
(3)钻孔过程中应进行孔斜测量,每个灌段(即 5m 左右)测斜一次。各孔必须保证铅直,孔斜率≤1%。测斜结束,将测斜值记录汇总,如发现偏斜超过要求,确认对帷幕灌浆质量有影响,应及时纠正或采取补救措施。
(4)对设计和监理工程师要求的取芯钻孔,应对岩层、岩性以及孔内各种情况进行详细记录,统一编号,填牌装箱,采用数码摄像,进行岩芯描述并绘制钻孔柱状图。
(5)如钻孔出现塌孔或掉块难以钻进时,应先采取措施进行处理,再继续钻进。如发现集中漏水,应立即停钻,查明漏水部位、漏水量及原因,处理后再进行钻进。
(6)钻孔结束等待灌浆或灌浆结束等待钻进时,孔口应堵盖,妥善加于保护,防止杂物掉入而影响下一道工序的实施和灌浆质量。
(二)洗孔
(1)灌浆孔在灌浆前应进行钻孔冲洗,孔底沉积厚度不得超过 20cm。洗孔宜采用清洁的压力水进行裂隙冲洗,直至回水清净为止。冲洗压力为灌浆压力的 80%,该值若 >1MPa 时,采用1MPa。
(2)帷幕灌浆孔(段)因故中断时间间隔超过 24h 的应在灌浆前重新进行冲洗。
(三)制浆材料及浆液搅拌
该工程帷幕灌浆主要为基础处理,灌入浆液为纯水泥浆,采用 32.5 普通硅酸盐水泥,用 150L灰浆搅拌机制浆。水泥必须有合格卡,每个批次水泥必须附生产厂家质量检验报告。施工用水泥必须严格按照水泥配制表认真投放,称量误差
(四)灌前压水试验
施工中按自上而下分段卡塞进行压水试验。所有工序灌浆孔按简易压水(单点法)进行,检查孔采用五点法进行压水试验。工序灌浆孔压水试验的压力值,按灌浆压力的 0.6 倍使用,但最大压力不能超过设计水头的 1.5 倍。压水试验前,必须先测量孔内安定水位,检查止水效果,效果良好时,才能进行压水试验。压水设备、压力表、流量表(水表)的安装及规格、质量必须符合规范要求,具体按《水利水电工程钻孔压水试验规程》(SL31-2003)执行。压水试验稳定标准:压力调到规定数值,持续观察,待压力波动幅度很小,基本保持稳定后,开始读数,每 5min 测读一次压入流量,当压入流量读数符合下列标准之一时,压水即可结束,并以最有代表性流量读数作为计算值。压水试验完成后,应及时做好资料整理工作,ω 值计算采用公式 ω=Q/S.L,并换算为 Lu 值,与设计进行对比。
(五)灌浆工艺选定
灌浆方法:基岩部分采用自上而下孔内循环式分段灌注,射浆管口距孔底≤50cm,灌段长 5~6m。
灌浆压力:采用循环式纯压灌浆,压力表安装在孔口进浆管路上。灌浆压力采用公式 P1=P0+MD 计算,式中 P1 为灌浆压力;P0 为岩石表面所允许的压力;M 为灌浆段顶板在岩石中每加深1m 所允许增加的压力值;D 为灌浆段顶部上覆地层的厚度。因表层基岩节理、裂隙发育较破碎,M 取 0.15~0.2m,P0=1.0。
浆液配制:灌浆浆液的浓度按照由稀到浓,逐级调整的严责进行。水灰比按 5∶1,3∶1,2∶1,1∶1,0.8∶1,0.6∶1,0.5∶1 七个级逐级调浓使用,起始水灰比 5∶1。
浆液调级:当灌浆压力保持不变,吃浆量持续减少,或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时,不得改变水灰比级别;当某一比级浆液的注入浆量超过 300L 以上或灌浆时间已达 1h,而灌浆压力和注入率均无改变或变化不明显时,应改浓一级;当耗浆量 >30L/min 时,检查证明没有漏浆、冒浆情况时,应立即越级变换浓浆灌注;灌浆过程中,灌浆压力突然升高或降低,变化较大;或吃浆量突然增加很多,应高度重视,及时汇报值班技术人员进行仔细分析查明原因,并采取相应的调整措施。灌浆过程中如回浆变浓,宜换用相同水灰比新浆进行灌注,若效果不明显,延续灌注 30min,即可停止灌注。
灌浆结束标准:在规定压力下,当注入率≤1L/min 时,继续灌注 90min;当注入率≤0.4L/min 时,继续灌注 60min,可结束灌浆。
封孔:单孔灌浆结束后,必须及时做好封孔工作。封孔前由监理工程师、施工单位、建设单位技术员共同及时进行单孔验收。验收合格采用全孔段压力灌浆封孔,浆液配比与灌浆浆液相同,即灌什么浆用什么浆封孔,直至孔口不再下沉为止,每孔限3d 封好。
(六)灌浆过程殊情况处理
冒浆、漏浆、串浆处理:灌浆过程中,应加强巡查,发现岸坡或井口冒浆、漏浆现象,可立即停灌,及时分析找准原因后采取嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等具体方法处理。相邻两孔发生串浆时,如被串孔具备灌浆条件,可采用串通的两个孔同时灌浆,即同时两台泵分别灌两个孔。另一种方法是先将被串孔用木塞塞住,继续灌浆,待串浆孔灌浆结束,再对被串孔重新扫孔、洗孔、灌浆和钻进。
(七)灌浆质量控制
首先是灌浆前质量控制,灌浆前对孔位、孔深、孔斜率、孔内止水等各道工序进行检查验收,坚持执行质量一票否决制,上一道工序未经检验合格,不得进行下道工序的施工。其次是灌浆过程中质量控制,应严格按照设计要求和施工技术规范严格控制灌浆压力、水灰比、变浆标准等,并严把灌浆结束标准关,使灌浆主要技术参数均满足设计和规范要求。灌浆全过程质量控制先在施工单位内部实行 3 检制,3 检结束报监理工程师最后检查验收、质量评定。为保证中间产品及成品质量,监理单位质检员必须坚守工作岗位,实时掌控施工进度,严格控制各个施工环节,做到多跑、多看、多问,发现问题及时解决。施工中应认真做好原始记录,资料档案汇总整理及时归档。因灌浆系地下隐蔽工程,其质量效果判断主要手段之一是依靠各种记录统计资料,没有完整、客观、详细的施工原始记录资料就无法对灌浆质量进行科学合理的评定。最后是灌浆结束质量检验,所有灌浆生产孔结束 14d 后,按单元工程划分布设检查孔获取资料对灌浆质量进行评定。
三、帷幕灌浆工程质量评定及效果分析
(一)灌浆工程质量评定
前言
众所周知,水利工程是一项比较繁琐复杂的系统性工程,工程施工涉及领域比较广,施工工序比较复杂,施工周期较长,且在施工期间,也比较容易受到很多因素的影响。因此,为了保证水利工程施工质量符合相关标准要求,就必须根据水利工程的实际情况选择合适的水利施工技术。一般情况下,水利工程施工时比较容易受到地质条件的影响,导致其稳定性受到威胁,基于此,为了确保水利工程的质量,在施工过程中应用灌浆技术能够发挥良好的施工效果,具有重要的现实意义和作用。
1水利施工技术的类型
我国水利工程在施工过程中涉及到的施工技术类型多种多样,施工内容也比较复杂,因此,根据水利工程的施工情况采用合适的施工技术类型,进而提高水利工程施工质量水平。
1.1灌浆技术
灌浆技术是水利施工技术中的主要技术类型,在水利工程施工中占据着不可替代的地位。一般情况下,针对不同施工条件的水利工程所采用的灌浆技术也不尽相同,固结灌浆与帷幕灌浆是灌浆技术中的两种主要类型,所以要对实际水利施工情况进行考察和分析,进而应用具有针对性的灌浆技术。灌浆技术的应用主要是确保水利工程的稳定性和牢固性,具有重要的意义。目前,我国水利工程施工技术中的灌浆技术有很多种,施工人员要具体情况具体分析,以实际施工条件为准则来选取合适的灌浆技术,以此为水利工程施工质量提供技术保障。
1.2先进仪器设备的使用
随着科学技术的不断创新和发展,以及我国工业化水平的不断提升,机械自动化以及先进仪器、计算机技术等得到快速普及和应用。在水利工程施工过程中,先进仪器的使用给水利施工带来了优异的效果。各种先进仪器设备的使用在改进科学理念和确保施工质量方面具有非常重要的作用,同时,还可以在极大程度上节约水利工程项目施工成本。另外,在水利施工时应用各种先进仪器设备,能够加快施工速度,减少施工周期,减少劳动力,从而提升水利工程的社会经济效益。就水利工程施工而言,主要应用的先进设备仪器重要有全球定位系统、精准的测量仪器等等。
1.3CAD技术
CAD技术,即计算机辅助设计,利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作,自诞生以来得到广泛的普及和快速的应用,水利工程也不例外。在水利工程实际施工过程中,利用CAD技术可以帮助水利技术人员进行各项施工计划处理,充分发挥了软件的高效性,因此,CAD技术在水利施工中有着广泛的应用。在水利施工中应用CAD技术,可以将工程从各个角度进行精确和完善,并精确成图,进而提高水利工程施工的精确性。另外CAD技术的应用还可以有效降低水利施工的难度和复杂性,减少水利项目施工量,加快施工速率,减少成本支出,最终提高水利工程项目的经济性。
1.4地理信息系统技术
在水利工程施工过程中采用地理信息系统技术,顾名思义,就是将水利工程中的施工和地理信息有效地结合起来。在水利工程施工时采用地理信息系统技术可以对施工现场的地质条件和水位信息进行精确的反映,进而确保水利项目的施工质量。地理信息系统技术可以通过精确的定位系统和先进高效的数据信息处理技术为水利施工现场的实际数据提供良好的保障,促使数据的采集、加工,以及输出过程更加精准化和高效化,从而为水利工程施工过程提供数据支持,并确保施工过程安全有效。
2灌浆技术的应用
对于水利工程而言,地基施工是其中极其重要的一个环节,对水利施工质量具有不可小视的影响作用。一般情况下,由于水利工程项目的特殊性,导致其施工现场比较偏远,地质条件比较复杂,影响因素较多,所以水利工程中的地基施工难度较大。基于此,为了有效解决地基使施工困难问题,并确保地基的稳固性,就需要采用科学合理的施工技术,即灌浆技术。灌浆技术在水利工程施工中具有非常重要的作用和影响,下面结合具体工程实例进行详细论述。
2.1工程背景
某综合型水利工程,流域面积较大,地质条件比较复杂,从上至下的地质条件均有所不同,从上至下分别为比较松软的土质、中粗砂垫层、密度比较大的卵石层、粘土夹杂着卵石的地层、粒径非常大的卵石层、结构比较完整的石英砂岩,针对这种地质条件复杂的水利施工现场,水利施工人员通过对施工现场的实际考察和研究,只有使用高压喷射灌浆与灌浆相结合的灌浆方式进行施工,才能确保地基施工质量,保障地基的稳定性和牢固性,从而为优化水利工程施工质量夯实基础。
2.2施工设备
由于水利工程施工的难度较大,所以要使用合理的施工设备,其中所使用的钻孔机型号要加以注意,选取合适型号的地质钻机,并采用泥浆固壁回转钻进方式进行施工,同时根据不同地质条件选择相应的钻头。而对于高压喷射灌浆设备方面,根据水利工程的实际施工条件,要做出相应的调整和改进,以便水利施工可以顺利、健康开展。首先,要使用可以自动行走,且喷射管能够转动的高压喷射灌浆台车,以此施工人员的劳动量,加快施工时间。其次,使用流量大的高压灌浆设备。施工设备的合理选择可以使水利工程施工过程达到事半功倍的效果。
2.3灌浆施工
灌浆施工的详细步骤如下:首先,开孔。施工人员确定施工孔号,并根据施工地点的实际地质条件选择合适的钻头,将施工地面进行平整清洁,在施工正式开始之前做好准备工作,明确心墙的厚度,得出精准数据,根据数据来确定旋喷墙的高程。其次,下套管。施工人员根据上一环节的心墙厚度以及旋喷墙的高程来计量套管的长度,以此避免在施工时对心墙产生破坏。最后,量取孔的深度,以此作为选取喷射管的长度,将喷射管下放到孔内,设定好喷射灌浆参数,以便于灌浆过程的顺利进行。需要注意的是,在灌浆过程中,相关人员要做好记录。灌浆环节完成之后,将套管取出,并用封孔桨进行封孔。
3结束语
综上所述,水利施工技术对于水利工程质量具有不可小觑的影响,要想在水利工程施工中发挥出良好的施工技术效果,就需要采取合适的技术。灌浆技术作为水利施工技术之一,具有重要的作用,特别是针对地质条件复杂的水利工程,灌浆技术具有重要的作用。在采用灌浆技术进行施工时,首先要明确灌浆参数,其次是选取好施工设备,做好施工准备,最后进行灌浆施工。控制灌浆质量是保证地基的稳定性以及维护整体水利工程稳固性的前提。
参考文献:
[1]韩芳郦,卢强,弓力.水利工程基础灌浆施工技术分析[J].城市建设理论研究:电子版,2013.
[2]周圣,马海燕,李宏达,等.浅谈水利施工技术及其灌浆施工的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2014(17):524.
随着基础建设项目的开展,水利工程建设对灌浆施工技术的要求也越来越高,要求其具备一定的防水性能与抗震性能。
1 前期准备工作
打好地基,做好灌浆前期的准备工作,是保障水利工程质量的重要环节。第一,综合考虑多方面影响因素,比如说,建筑物周期环境、地质条件、地下水情况、施工气候条件等因素,确定整体的施工方案与工艺。与此同时,还需要结合工程实际施工进度以及施工过程中的环境变化、具体问题等,调整灌浆方式,更好的满足水利工程建设需求。第二,安全问题是整个施工过程中的重点,必须保障灌浆的可靠性与安全性,将安全施工责任尽可能落实到每位员工身上。
2 灌浆施工的主要步骤分析
2.1 钻孔
在钻孔环节需要保障孔的垂直性,预防出现孔倾斜的情况。打孔过程中应分段进行,尽可能使孔的倾斜度保持在一定的范围中。不同的水利工程要求不同,而且施工场地岩石的渗透性与硬度也是不同的,因此,必须使用符合工程标准的钻机进行钻孔作业。
2.2 冲洗
为了进一步提升灌浆质量,在钻孔完成之后,需要使用高压水枪喷射钻孔,将钻孔清洗干净。另外,还需要将工程中的裂缝清洗干净,从而便于后期的工程施工。与此同时,还可以通过多孔、单孔等多种清洗方式,最大限度保障钻孔的清洁、干净。
2.3 压水
全面掌握施工现场岩层的渗透性是做好压水工作的前提。通过前期的勘探与测量结果进行深入分析,进一步确定浆液的浓度,以及灌浆干料与岩层渗透性之间的关系。通过全面的渗透性实验,全面做好压水工作。在具体的压水过程中,充分利用钻孔压力促使水进入孔壁,结合实际情况计算渗透参数。需注意,通过自上而下的方式分段进行压水实验。
2.4 灌浆
在灌浆开始环节,需要综合考虑灌浆顺序以及灌浆方式这两个问题。现阶段主要分为循环式灌浆与纯压灌浆两种方式。由于循环灌浆可以有效保持浆液的流动性,能有效降低颗粒沉淀,进一步提升灌浆质量,因此,得到了广泛应用。
2.5 封孔
在灌浆工作完成之后,采用压力灌浆封孔方式逐一进行封孔处理。
3 岩溶地段灌浆施工技术的应用
岩溶地段是比较常见的施工地质情况,在这种情况下的灌浆施工技术主要考虑以下几种:①岩溶地段施工中的高压灌浆法。一般情况下,为了更好地使岩溶达到填充物密实、挤压的目的,通常采用高灌浆压力的方式来处理岩溶,进一步提升岩溶的抗渗性与稳定性。与此同时,高压灌浆还有较强的劈裂功能,能促使水泥以“条带”方式在土中穿插,进而形成网格包裹,大幅度提升了坝体稳定性能。②岩溶地段施工中的高压旋灌浆法。这种灌浆方式是通过钻机将灌浆管钻进土层的预设部位,使用高压脉冲泵向四周高速、均匀喷入土体。通过流体强大的冲击力进一步切削土层,损坏射程之内的土体。另外,钻杆保持一定的旋转速度并逐渐向上提拉,加强水泥浆与土体的混合,在地基中形成高强度、直径均匀的圆柱体,进而加固地基。③浅层含泥岩溶中基础灌浆技术的应用。这种地质条件主要表现为岩溶埋藏较浅或者大规模的露出。在这种地质条件下施工,首先要挖出填充物,使用水泥进行回填,然后灌浆处理。
4 水利施工中大吸浆量环境下的灌注技术
在特殊的地质条件下,水泥浆会沿着固定通道流出或沿地表不断溢出,进而不可避免的会出现大吸浆量的情况,影响灌浆的完成情况。遇到这种情况,需要遵守以下施工准则。①限流措施的应用。限制注入率需低于每分钟10-15L,从而降低裂隙中浆液的流动速度,促进浆液沉积。等到注入量显著下降之后,提高压力,保持注入量在每分钟10-15L水平,直到达到灌浆标准。②通过降压处理方式,也就是通过降压或者是自流方式来灌浆。等到浆体不能流动且逐步凝固之后恢复灌浆压力,然后再按照正常的施工方式进行施工。③间歇性灌浆,也就是多次灌浆方式。以一定的灌浆时间或灌浆数量为标准,达到该标准后停止灌浆,等待一段时间继续灌浆。需要结合工程的地质情况、灌装目的以及工程标准来设定上述标准,一般来说,不要超过2-8小时。
5 严重漏水的情况下灌浆施工技术的应用
兴建水利工程的过程中,不可避免的出现严重漏水情况。在这种环境下的灌浆施工,应该考虑以下两种方式:首先,通过模袋灌浆处理方式,模袋具有较强的耐磨性能,在浆的压力下,模袋中的水分会渗出,留下砂石等颗粒。进而降低了水泥的水灰比,大大缩短了凝固时间,无形之中提高了固结强度。另外,在模袋的影响之下,水泥的流散性能降低。模袋自身的变形热性,也可以适应多种情况下的溶洞。其次,充填级配料的方式。使用比较粘稠的水泥直接冲灌粗砂与砾石(直径从小到大)。填充粒料的最重要目的就是在窄缝处形成“砾石桥”,将缝隙堵住,通过形成反滤层更好的将通道堵塞。
6 结语:
综上所述,由于水利工程施工的场地、施工期限、地质条件等因素影响,必须在施工之前做好详细的安排,结合不同的地质条件,选择合理的基础灌浆技术是非常重要的。
参考文献:
[1]康敬东.基础灌浆施工技术在漏水情况下的相关研究[D].长安大学,2002(11)
工程概况
哈拉沟水库位于内陆河流域二龙河中游,张家口市尚义县三工地镇陈家村西200m处。坝址上游主河道长20.5km,平均纵坡1/100,该库控制流域面积96 km2,总库容482万 m3,是一座以防洪、灌溉为主,兼顾水产养殖等综合运用的小(1)型水库。枢纽工程包括大坝、溢洪道、放水洞等建筑物。经20多年运用,工程老化,损坏严重,危及了工程安全。于2011年对水库进行了除险加固,在除险加固过程中,放水洞壁与洞内钢管之间缝隙采用了回填灌浆技术施工。笔者担任该项目技术负责人。
哈拉沟水库放水洞壁与洞内钢管之间缝隙回填灌浆施工
2.1施工布置
2.1.1施工用水、用电
回填灌浆作业点的施工用水从水库由水泵取水,施工用电均从原有的施工供电线路中接入,并引至作业面。
2.1.2施工顺序
放水洞回填灌浆应按“先浇后回填”的顺序进行。
3、施工工艺流程及主要施工方法
3.1施工工艺流程
放水洞与钢管之间缝隙之间的回填灌浆在钢管安装至放水洞内后进行,灌浆施工应自较低一端开始,向较高的一端推进。回填灌浆的主要工艺流程如下图所示:
3.2主要施工方法
3.2.1埋管
在放水洞回填灌浆前,将放水洞两头与钢管之间的缝隙离洞口1米处用C30细石混凝土浇筑,浇筑时预埋两根Ф50mm的钢管,钢管布置为一高一低。因放水洞进口处有闸门,故灌浆管布置在出口处,外露10~20cm以利于接灌浆机。
3.2.2灌浆区检查及缺陷处理
必须对灌浆区段施工缝、砼面及灌浆系统等进行全面检查,对可能漏浆的部位进行处理,灌前必须做到整个灌区封闭良好,防止灌浆过程中漏浆,避免灌浆不密实。
3.2.3灌浆
(1) 灌浆水泥采用不低于42.5不受潮结块的新鲜普通硅酸盐水泥,储浆桶采用YGJ-340型双层立式搅拌机,高速搅拌机内水泥浆液应筛后放入低速搅拌桶内使用,浆液浓度采用重量比为3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1共6个比级,通过计算确定各比级的浆液配合比,施工中为计量准确,同时便于施工,水泥应以整袋加入,不足整袋应以台秤称量,用水应符合拌制混凝土用水要求。
(2) 采用纯水泥浆填入式灌浆,灌浆开灌水灰比0.5:1,灌浆压力为0.3MPa。
(3) 在0.3MPa下灌浆孔停止吸浆,延续灌注10min灌浆,即可结束,并封闭孔口闸阀进行闭浆。
(4) 回填灌浆遵循从低往高施灌,高处孔用于排气、排水,空隙大的部位灌注水泥砂浆,但掺砂量不大于水泥重量的200%。
(5) 灌浆应连续进行,因故中止灌浆的灌浆孔,按照钻孔的要求扫孔,再进行复灌,在0.3MPa下灌浆孔停止吸浆,延续灌注10min结束。
(6)顶部倒孔灌浆结束后,先关闭孔口闸阀后再停机,孔内无反浆即可拆除孔口闸阀。
(7) 灌浆结束后,排除孔内积水污物后用干硬性水泥砂浆封堵密实并抹平。封孔时将射浆管下入距孔底约0.5m处,用泥浆泵压入0.5:1的浓水泥浆,将孔内的水和稀浆全部置换出来,待孔口返出浓浆时停止注浆,安装止浆塞,继续灌注0.5:1的浓浆,进行压力灌浆封孔。
4、质量、安全环保措施
4.1质量保证措施
(1)浆液质量控制:灌浆施工前,应对水泥进行检验,检验结果应满足规范要求。灌浆施工过程中,还应随时抽检,受潮结块的水泥不能用于灌浆;同时还应抽测浆液的比重,采用经检验合格的液体密度计进行检测,不符合要求的水泥浆不能用于灌浆。
(2)严格按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T 5148-2001)和灌浆设计技术要求进行施工。
(3)从工艺和工序上把关,从放样、钻孔、冲洗,压水到灌浆封孔,严格控制各道工序的质量,做到预防为主,纠正为辅的质量管理体系。
(4)对灌浆机进行及时维修和保养,保证在施工过程中均处于良好的工作状态,避免因突然停机对工程质量的影响。
(5)建立明确的质量管理奖惩制度,对违规操作而造成质量事故的有关人员处以重罚,对施工质量优良的人员予以奖励。
4.2安全环保措施
(1)建立以施工队负责的安全生产管理机构,各机组负责人为机组安全员,对本机组的安全生产负责,不在有危险时段或地点进行施工作业。
(2)专人负责、专人操作各机械,操作人员实行持证上岗,禁止无证上岗和违章操作。
(3)各种机械应由专人养护,避免机械出故障时伤人。
(4)施工用电应由专人负责接线和维护,每个工作面安装一个配电盘,配电盘上安装触电保安器。
(5)禁止带电移动机械设备及带电安装或改装,电器设备的接线均由电工进行操作。
(6)进入施工现场防护用品一律佩带齐全。
(7)建立安全管理奖惩制度,对不按安全操作规程施工的人员处以处罚,并进行事后教育。
(8)钻孔、灌浆过程中排放的污水、废浆集中引到集水坑作沉渣处理后排出。施工中不乱堆材料和设备,每完成一个工作面,做到工完料清、文明施工。
(9)在洞室中施工条件较差。施工前对职工进行环保教育,让职工树立良好的环保意识。施工中,配备充足的照明,通风设施,搞好施工环境卫生工作。
5、灌浆效果分析
通过对回填灌浆资料综合分析,其均符合设计规范技术要求的灌浆规律,在放水洞灌浆施工过程中效果非常明显,各项技术指标均满足设计规范要求。
6、结语
通过本工程实践表明放水洞灌浆基础防渗处理技术,在水利工程放水洞灌浆施工过程中效果非常明显,适应性强。由于水泥灌浆的效果比较可靠,成本比较低廉,结石强度不高,故多用于砂砾层的防渗灌浆。
参考文献
《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T 5148-2001
《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL 62-94
关键词:
水利水电工程;灌浆技术;灌浆施工
引言
我国是传统农业大国,一直以来,水利工程设施在国家经济建设和民生保障方面都发挥着至关重要的基础保障作用。进入现代社会以来,工业化进程逐步加快,水利工程开始为工业生产和产业结构调整提供充足的能源支持。我国水利资源丰富,许多地方水系繁复,河道密集,为农业生产、交通运输方面提供了十分便利的条件。同时带动了水利工程建设事业的发展。由于我国地质条件复杂,地形多变,许多地区建设水利工程难度比较大,尤其土壤含水量较高的软土地区,地基施工一直是个难题。且水利工程靠近水源,工程设施渗水现象较为突出。这些问题严重限制了我国水利工程建设事业的健康发展,给水力资源开发利用和地方生产造成严重的负面影响,甚至威胁到周边人们的正常生活和生命财产安全。为切实保障水利工程施工质量,建筑企业想尽办法对水利工程施工建设过程中存在的问题加以克服,许多新的施工技术、方法被开发出来,投入到实际使用中并取得了一定的应用效果。灌浆施工就是其中表现较为突出的一种水利工程施工技术。灌浆技术常用于水利工程防渗加固工程中,对于水利工程施工质量有着直接且密切的影响。由于施工技术要求较高,且各地自然条件间存在巨大差异,使得灌浆施工质量控制难度很大,施工技术人员必须充分了解工程有关情况,采取针对性措施,及时解决工程实施过程中遇到的问题和困难,保障工程施工顺利进行,工程质量稳定、可靠。
1做好灌浆施工的现实意义
水利工程是国家基础设施中非常重要的组成步伐,水利工程的正常运行对于国民经济发展和民生保障有着极为重要的基础保障作用。水资源是社会生产、人们生活不可或缺的基础性资源之一,水资源供应质量和规模,直接决定着国家经济发展水平和人民生活质量。水利设施最基本的功能就是为社会提供用水服务,既要在旱季保障供水,提供充分的农业灌溉用水,又要在雨季起到防汛抗洪作用,避免周边地区社会生产和人们生活受到洪涝灾害的破坏。由于我国幅员辽阔,地理地质形式多样,水利工程较为分散,且规模普遍不大,所以在各方面难易做到统一。而土地资源日趋紧张的严峻形势,又使得建设水库、水坝等大型水利工程的土地越来越少,施工条件越发苛刻,使得工程施工质量安全缺乏保障。另外,水利工程长期暴露于自然环境下,建筑构件老化速度较为明显,容易发生渗透问题。一旦渗漏得不到足够控制,就有可能引发决堤事故,给当地造成严重经济损失和人身伤害。所以,建设水利工程,必须切实抓好施工质量,尤其是地基和防渗工程施工质量,而这正是灌浆施工的最大用途,必须予以高度重视。
2灌浆施工质量控制措施
2.1施工前期准备水利工程施工环节繁琐,内容丰富,施工质量影响因素很多。要保证工程质量,做好前期准备工作必不可少。施工单位要提前对施工地点的自然情况、地质、地理条件进行全面、充分的调研,掌握第一手资料,在此基础上因地制宜地制定施工方案,对工程实施过程中可能遇到的问题和面临的风险做出防范应对措施。要做好技术准备,对施工人员进行系统培训。施工开始前,要进行技术交底,组织技术人员、施工人员对工程设计图纸等技术文件进行细致学习,掌握各项要点和安全操作规范。
2.2强化施工现场管理施工单位要做好各道工序的协调工作,明确施工人员各自职责,严格执行设备操作规范,杜绝单人操作现象发生。设备运行要维持连续性,除非必要,不能对运行中的设备进行维修。当遇到突发事件停电时,要关闭电源,防止通电后设备误动。要确保钻台结构稳定,保证施工安全。在复杂天气情况下,要及时收集气象、水文信息,防范自然灾害。
2.3提高钻孔作业质量钻孔作业是灌浆施工的关键环节,施工质量要求很高,钻孔走向必须平直,孔壁必须平滑顺直,不能有起伏变化。钻机操作人员要认真检查天车、空口和卷扬机状况,卷扬机运行要缓慢平稳,杜绝剧烈动作,严禁用手直接拉钢丝绳,如缠绕不规则,应用木棒或其他物进行拨动。如有坍塌现象,必须减缓速度。
2.4灌浆作业准备一是要对施工设备进行全面检查,保障设备投入使用后正常运行,防止因为设备故障被迫中止作业而损坏施工质量。二是要做好搅拌机安置工作,必须保证搅拌机所处地面水平平稳,防护罩放置到位,可靠安全。三是严禁在搅拌机运行过程中用手设备内部,如发现异物必须停机后才能清理。
2.5灌浆方式的选择现阶段水利工程灌浆施工常用的灌浆方式通常有两种,即循环式灌浆和纯压式灌浆,前者又分为孔口循环和孔内循环两种,浆液在对应的部位保持流动循环状态,提高浆液中颗粒分布的稳定水平,避免颗粒大量沉降,从而保证施工质量,后者单纯使用压力将浆液注入钻孔,优点是操作简单易行,缺点是浆液对裂缝、细孔渗入效果不好,施工质量不高。所以纯压实循环通常用于裂隙较大的岩层灌浆。
2.6做好灌浆保护灌浆完成后,混凝土强度需要相当一段时间才能达到预定指标。在这之前,必须采取相应的保护措施,避免灌浆质量受到影响而降低。灌浆保护时间通常为一个月左右。在这期间,还要进行必要的检测、检验,最常用的方法为水压试验。同时要辅以其它检验手段,以提高检查结果的可靠度。一是要认真查验工程施工原始数据,特别是要做好灌浆记录的分析。二是要通过检查孔对灌浆胶结状况进行检查。每个检查孔都要通过压水试验,对于帷幕灌浆,还需要检查钻孔的数量。孔径检查也是一个重要步骤,其中帷幕灌浆检查孔直径不能超过110毫米,固结灌浆检查孔不能超过140毫米。压水试验要遵循相应的技术标准,通常采用三段法进行试验,正式试验前要对钻孔进行冲洗,以保证实验时水流量稳定。
3结束语
做好水利工程建设施工,保证工程施工质量,意义深远,利国利民。政府行政部门必须加强监督管理和引导力度,构建规范的水利工程建设监管体系。施工企业要严格执行国家相关法律、法规和制度规范,落实施工质量安全责任制,认真做好施工准备,遵循施工技术标准,制定并实施严密的质量管理制度,做好质量检测、检查,确保工程顺利实施,质量、安全、经济效益等各项指标圆满达成,为我国经济建设健康发展保驾护航。
参考文献
一、常见的灌浆技术分析
1.无塞灌浆方法。无塞灌浆施工法原本叫做“孔口封闭灌浆法”,其特点在于自上而下、循环式、不待凝的无塞灌浆技术的运用。在水利工程施工技术中十分常见,施工流程大致如下:钻一个比帐幕灌浆孔的孔,孔的规格有一定的限制。不下入原来一套复杂的灌浆塞,而只是下入一根钻杆或无缝钢管来作为射浆管,以钻杆与于L壁之间的孔隙作为循环灌浆的回浆管。这与其他的施灌流程的最大的不同,剩下的施灌流程一般同常规得帐幕孔口封闭灌浆法一样。在水利工程施工中,每一段灌浆结束,即可提出钻杆、换上新钻具进行下一轮灌浆段的钻孔,灌浆也不需要待凝。无塞灌浆施工技术大体具备以下几个优点,在水利工程的施工中应用比较广泛,首先,将常规帐幕采用灌浆塞改良为“无塞”,不断大大地缩短了试验(施工)时间,也进一步地提高了工效。通过实验发现,采用无塞帐幕灌浆的施工技术与有塞帐幕灌浆的施工技术相比较,不仅可缩短近一半工时,而且也可以进一步避免了灌浆塞经常出现塞堵不好而发生漏水需返工处治的麻烦。无塞灌浆方法的优点关键是提高了帐幕灌浆质量,采用常规帐幕灌浆后压水检查结果虽然基本能达到标准和设计要求,但在采用无塞灌浆施工技术后压水检查结果不仅已达到基本的标准和水利工程的设计要求,而且防渗能力也显著增强。这些都是有塞灌浆的施工方法所难以达到的。由此可见,无塞灌浆的施工的方法在增强水利工程的防渗透能力上有着很大的优势,需要我们认真的研究这一施工技术,并不断的改善和创新。
2.混凝土裂缝灌浆技术。作为水利工程中灌浆技术的重要组成部分,混凝土裂缝灌浆技术也成为近几年的一项应用十分广泛的施工方法。混凝土裂缝灌浆技术最初来源于坝工构筑物,并不是一开始运用于混凝土裂缝灌浆技术,后来才逐渐引用到各类的建筑工程中来。通过多年来对该技术的实际应用,已证明通过环氧灌浆法来修补混凝土裂缝在技术上是可行的,在经济上也是合理的,在践中的运用效果也十分突出。这一方法的成功也为修补土木建筑工程混凝土裂缝提供了一个新的途径和尝试。不仅在大型的建筑工程,在各种规模的水利工程中的应用效果也十分显著。这种施工方法在不断应用的过程中又得以改进和完善,至今已经成为混凝土构筑物加固和堵漏的一个重要方法。也是水利工程施工灌浆技术的一个重要内容。
3.诱导灌浆技术。在水利水电灌浆工程设计时,根据不同的要求,创造条件设计既能挡住泥土侧压力,又能防渗漏的灌浆帐幕工程;同时设计出控制浆液流动范围,更有效地进行加固的基础加固工程。这就是诱导灌浆技术。广义的诱导灌浆技术还包括电渗化学灌浆等。
二、灌浆施工的基本要求和常见问题分析
1.灌浆孔钻孔施工。在灌浆技术的孔钻施工中要注意几个问题,可以说任何一个环节处理不好都会对水利工程的安全和质量带来损害。首先是关于孔斜率要求,钻孔一般要求直孔,孔壁必须正直均匀,尤其是帷幕深孔更要保持正直和表面均匀,当孔距较近时,施工人员应该特别注意孔壁的测斜工作。关于钻孔顺序,必须坚持一个原则,不论帷幕灌浆或固结灌浆孔的施工技术方法都必须坚持正确的钻孔顺序,灌浆孔施工顺序应采用逐步加密的办法。首先进行第一序孔灌浆,而后依次进行第二、第三序孔的施工,这样,后序孔的灌浆孔即可作前一序孔的检查孔,这样做可以保证不出现施工上的误差,同时通过工程压水试验可以发现,是否吸水率达到设计要求,即是否钻孔可以省去后序孔的灌浆。钻孔和裂隙的冲洗在灌浆之前,要首先进行钻孔及裂隙的冲洗,先将裂隙中的岩粉,铁砂粉等物冲出孔外,使浆液与岩石胶结良好,同时在冲洗时也可以通过钻杆用压力或压缩空气轮流吹洗。
2.灌浆方式。灌浆方式分为两种,一种为纯压式灌浆,即单纯地把浆液沿灌浆管压入钻孔而不返回循环,适用于裂缝较大的岩层,孔深不大,而缺点也十分明显,即容易堵塞细小的裂隙的进口,阻碍灰浆填满缝隙。因此在实际施工中很少采用纯压式的灌浆技术,第二种方法是循环式灌浆,又分孔口和孔内循环,孔口循环为浆液仅在孔口进行循环,实质上还是一种纯压式。孔内循环则是内外两管之间的空隙返回到孔外。此法特点是:浆液在孔段中始终保持流动状态,减少了颗粒沉淀,灌浆质量较高,应用广泛。
结语:
水利工程是关系到国计民生的重要工程,对于居民用水、发电、灌溉、养殖、生态农业等都发挥着至关重要的作用,如何合理的规划和安排水利工程的施工是工程建设中的一项重要内容,随着水利工程技术的不断发展,灌浆施工技术作为现代水利施工中的重要技术日益受到各施工方的推崇,根据长期从事水利工程施工技术方面的研究,结合自己的认识对水利工程的灌浆施工技术进行了介绍,在进行施工的时候要考虑到每一个步骤和每一个施工当中将会产生的影响。
参考文献:
粘土浆材主要的成分就是黏土和亚粘土,其最大的特点就是吸水性好、粘结力强,所以稳定性较高,因为粘土和亚粘土所含水的比例不同其粘结力和稳定性也存在较大的不同,所以在我们具体的使用之前,我们可以通过不同比例的搭配来进行粘土浆材的拌合,但是这种材料的使用也存在一个明显的不足,那就是其强度在一定程度上可能达不到一些特殊部位灌浆的要求,因此,有时我们通过在粘土浆材内添加一定量的水泥来提高粘土浆材的强度和应用效果。
1.2水泥基浆材。
水泥基浆材顾名思义就是主要采取水泥搭配而成的一种灌浆材料,我们都知道水泥的种类和型号也有很多,因此,采取不同的水泥型号配合而成的水泥基浆材在性能上也存在着明显的不同,一般说来,我们最为常用的主要是硅酸盐水泥,在配置的过程中添加一定量的二水石膏的话能够更进一步的加强其应用效果,但是这种浆材也存在一个明显的不足,那就是在注入的时候容易出现稀释现象,不容易被注入。
1.3化学浆材。
化学浆材是我们常常用到的第三种浆材,相对于前两种无机浆材来说的话,化学浆材一般粘度都很低,沉淀物少,固化时间可以人为地进行调节,主要用于一些裂缝的灌注,尤其是在一些地下灌注工程中使用的最多,并且由于其不溶于水的特性使得其耐久性能极强,但是这种化学浆材价格较高,并且还具有一定的毒性,一般来说不做单独使用。
2.土木工程灌浆技术的施工要求
灌浆技术作为一种新型的施工技术,虽然能够解决很多原有的施工技术所不能够解决的问题,但是其施工要求也更为严格,一旦要求达不到的话就很容易影响施工的质量,导致灌浆技术施工的失败。
2.1灌浆的压力因素。
灌浆施工中浆材流动的主要动力来源就是我们施加的灌浆压力,所以,灌浆的压力对于整个灌浆施工来说格外重要,尤其是对于灌浆的效果影响最为重大,因此,我们需要实现规划好灌浆施工所需要施加的压力大小,在计算的过程中我们还应该充分的考虑到浆材在流动的过程中因为周围的环境因素所造成的阻力对于压力计算的影响,尤其是在不同的地质中浆材的流淌扩散的阻力也是各不相同的,另外,不同材质的浆材所需要的压力也各不相同,一般说来,化学浆材所需要的压力比其他浆材要小得多,这就更需要我们进行事先的调查研究,最终确定一个最为恰当地灌浆压力,以便达到最好的灌浆效果。
2.2扩散半径和有效的扩散距离。
灌浆施工中浆材的扩散半径和扩散距离也是需要我们关注的,这里所说的扩散距离并不是指浆材实际的扩散距离,而是指的浆材的有效扩散距离,而能够影响到浆材的扩散半径和有效扩散距离的因素主要是地层的渗透系数和压力,此外,浆材本身的一些黏性和扩散能力也能够影响到其扩散的具体状况,所以我们可以参考这些因素后采用一些公式来进行计算,最终得出浆材扩散半径和有效扩散距离的约值。
2.3浆材的凝固时间。
最后,浆材的凝固时间也是需要我们注意的,浆材的凝固时间主要是由浆材本身所决定的,但是我们可以通过往这些浆材中添加必要的凝固剂来改变其固有的凝固时间,最终使其能够按照我们实现规划好的时间进行凝固,虽然我们一般对于浆材的凝固时间没有一个苛刻的规定,但是越符合科学凝固时间凝固的浆材越能够确保土木工程灌浆的效果。
3.土木工程的灌浆施工方法
在土木工程中灌浆技术的具体方法有很多,但是总的来看可以分为堵水防渗灌浆和加固灌浆两类,但是具体细分的话就包括很多的不同方法,具体来看的话,当前常用的主要有以下三种灌浆施工方法。
3.1填充灌浆法。
填充灌浆,这种方法主要应用在一些大型的灌浆施工中,尤其是对于一些地下洞穴的灌注最为合适,效果也最好。
3.2渗透灌浆法。
渗透灌浆法主要是运用到土木工程中的一些无法大范围的改变当地的地形和地质条件,进而采取的直接把配置好的浆材灌注到我们需要填入的裂缝当中,尤其是对于深层次的裂缝最为适用,此外,在一些砂砾层中也可以采取这种方法来进行浆材的灌注。
3.3压密灌浆法。
压密灌浆法从名称我们就可以看出,这种方法主要就是通过给浆材施加一定的压力使其浓度变大,进而增大其外侧的压力,最终迫使浆材进行地底层,这种方法对于一些粘质的土层最为适用。除了上述的三种常用的灌浆施工方法之外,还有很多的方法被应用在土木工程中的各种不同的情况下,比如电动化灌浆法和劈裂灌浆法也是我们土木工程施工中常用的两种方法。
引言
灌浆技术在水利工程施工中有着自身的优势和优点,其在施工过程中更是采用相关的技术手段进行分析和综合处理,保证其在施工的过程中有着良好的基础处理措施和质量要求。灌浆施工特别是在熔岩地区的灌浆施工通常都是结合传统的施工工艺和当前施工人员的工作经验进行综合分析,设计和制定出合理的控制措施和控制方法。在水利施工的工程中应该因地制宜,在不同的地质情况下选择不同的基础灌浆技术能够有效合理的保证施工措施和施工管理制度。把多种灌浆技术相结合,争取使每种基础灌浆方法在施工的过程中都发挥更大的作用。
一、基础灌浆施工技术在水利工程中的应用
1.1 基础灌浆施工技术在岩溶地区的应用
水利工程在我国具有着发展速度快、发展空间广阔的特点,随着当前社会技术不断发展中,其各种发展措施日益增加,在发展过程中,各种发展方式不断的提高和利用,对岩溶地区的基础处理没有成型的技术,施工人员在施工的时候大多数都是采用多年的基础经验进行分析和施工。对岩溶地区的基础施工主要分为两种,一种是通过对岩溶地区各种无填充物进行分析施工的基础施工措施,另外一种是岩溶地区本身具有可以当做填充物的基础施工措施和方式。对有填充物的基础施工的技术要求的更加严格。由于基础灌浆施工技术在应用的过程中应用方式和应用措施是其主要的施工管理措施和控制方法。
(1)使用高压灌浆技术对岩溶地区实施基础灌浆。为了在当前建筑工程施工中使得其各种施工管理措施更加紧密,在岩溶区施工的过程中一般都使用不冲洗高压水泥灌浆的方法对其进行施工和管理。使用高压水泥灌浆法处理的基础具有很强的稳定性和防渗水性。另外能够在施工的过程中有效的控制水泥的走向,使得水泥能够合理的深入土壤,形成系统化的管理控制措施。在渗透土壤的过程中,水泥浆逐渐成网状结构,因此在当前水利工程地基处理中,水泥灌浆法的使用有着很强的完整性和抗劈裂能力,使得基础在使用中有着更强的稳定性,保证了施工基础的整体性和质量稳定性。
(2)使用高压旋喷灌浆技术对岩溶地区实施基础灌浆。高压喷旋桩施工技术在水利工程地基处理中的利用是当前水利工程施工的重点形式,是在钻机的头部安装特殊的喷嘴,利用在钻机钻进的过程中通过钻头特殊喷嘴来喷射出各种水泥进行综合分析与应用的过程。其喷出的水泥能够有效的对土壤原来成分进行破坏,形成新的凝固体,从而增加地基的完整性。
(3)使用基础灌浆技术对浅层含岩溶地区实施基础灌浆。在浅层的岩溶地区施工中,由于岩溶深度钱,施工的过程中通过对其泥沙进行挖掘,保证泥沙的稳定性和完整性。
(4)使用基础灌浆技术对深层岩溶地区实施基础灌浆。在岩溶地区一般的施工之下,其施工措施和施工方式的应用和完善是当前处理的关键,更是人们关注的主要形式和方法。由于在施工的时候,使用高压旋喷技术对基础灌浆是有一定的困难的,因此在施工中就必须采用其他各种灌浆方法进行施工,可以用普通的灌浆方法对岩溶地区的周围进行灌浆处理,由于水泥进入深层的岩溶中会受到其他填充物的排挤,造成排挤过大而实现的结合硬化,保证了岩溶的迅速扩散和整体性能。
1.2 针对吸浆加大的水利工程的灌注方法
对于一般吸浆的岩缝我们可以按照正常的施工工序。但是在对岩缝灌浆的过程中,有很多岩缝会出现大量吸浆的情况,因为水泥浆始终不能保持满足,所以需要采取一定的措施来解决这种情况。出现大量吸浆的有很多原因,但是究其根本是因为地质条件的特殊,灌注的水泥浆有可能从特殊的地理通道流到别的位置,也有可能是从灌浆区附近的地表溢出。
二、灌浆施工技术在严重漏水的情况下使用
漏水问题一直以来都是水利工程施工过程中的常见缺陷和质量通病,根据过去施工过程中所总结的各种施工经验和施工渗透问题的相关数据和资料分析,产生漏水的原因主要是水利工程建设选点失误,由于水利工程在施工建设的过程中在可溶性岩石地区或者其他一些不良土质的地基上进行施工,造成在施工的过程中对土质认识的不足,在遇到这种工程使用常规的灌浆技术不仅消耗成本大,而且其在施工的过程中受益也小,因此必须要采用相应的技术措施对地基进行加固处理,必要的时候可以采用换填法和填充法等一些地基处理方式进行综合的处理和弥补其在施工过程中存在的个中缺陷问题。
中图分类号: TU37 文献标识码: A 文章编号:
1 施工方法
接触灌浆拟采用预埋管法。即在岸坡每层混凝土浇筑前,在岸坡岩石面上按设计图纸的要求梅花型布设出浆盒,每盒控制面积约为5m2。为便于出浆盒固定,可先在盒的位置处钻一深0.2m的风钻孔,而后安装出浆盒。每层出浆盒的灌浆支管通过水平支管与进浆主管相连。进浆、回浆主管引入浇筑混凝土之外。
2 灌浆系统布置
1. 接缝灌浆系统按设计图纸要求分区布置,一般每个灌区的高度以9~12m,面积200~300m2为宜。
2. 灌浆系统布置原则: ⑴ 浆液自下而上均匀地灌注到整个缝面; ⑵ 灌浆管路和出浆设施与缝面应畅通; ⑶ 灌浆管路应顺直、畅通、少设弯头; ⑷ 同一灌区的进、回浆管和排气管管口宜集中。
3. 每个灌区的灌浆系统,一般由进浆管、回浆管、升浆管或水平支管、出浆盒、排气槽、排气管以及止浆片组成。
4. 采用预埋管和出浆盒方式时,出浆盒呈梅花形布置,每盒担负的灌浆面积宜为5m2。灌区顶部的一排出浆盒距排气槽宜为0.5~1.0m。纵缝灌区底部一排出浆盒可适当加密。纵缝出浆盒应布置在先浇块键槽的倒坡面上。
3 开始灌浆前应进行的工作
1. 测定灌区两侧和压重块混凝土的温度。测温可采用充水闷管测温法或设计规定的其它方法。
2. 对灌区的灌浆系统应进行通水检查,通水压力一般应为设计灌浆压力的80%。
3. 当灌浆管路发生堵塞时,应用压力水或风水联合冲洗,力争通开。4. 当两根排气管或其中一根与缝面不通时,可先进行倒压水处理。
5. 当止浆片或混凝土漏水时,应采取嵌缝、封堵等有效措施处理。
6. 当灌浆管路全部堵塞无法疏通时,应全面补孔。钻孔布置和补灌措施应由建设、设计和施工单位根据具体情况商定。
7. 灌浆前必须先进行预灌性压水检查,压水压力等于灌浆压力。对检查情况应作记录。经检查确认合格后应签发准灌证,否则应按检查意见进行处理。
8. 灌浆前还应对缝面充水浸泡24h。然后放净或用风吹净缝内积水,即可开始灌浆。
9. 灌区相互串通时,应待串区均具备灌浆条件后,同时进行灌浆。
10. 应根据需要在有关的缝面上安设变形观测装置。
11. 在需要通水平压的灌区,应做好通水平压的准备工作。
4灌浆施工
1. 灌浆过程中,必须严格控制灌浆压力和缝面增开度。灌浆压力应达到设计要求。若灌浆压力尚未达到设计要求,而缝面增开度已达到设计规定值时,则应以缝面增开度为准,控制灌浆压力。
2. 灌浆压力应用与排气槽同一高程处的排气管管口的压力表示。如排气管堵塞,应以回浆管管口相应压力控制。
3. 在灌区灌浆过程中,可观测同一高程未灌浆的相邻缝灌区的变形。如需要通水平压,应按设计规定执行。
4. 浆液水灰比变换可采用3:1(或2:1)、1:1、0.6:1(或0.5:1)三个比级。一般情况下,开始可灌注3:1(或2:1)浆液,待排气管出浆后,即改用1:1浆液灌注。当排气管出浆浓度接近1:1浆液浓度或当1:1浆液灌入量约等于缝面容积时,即改用最浓比级0.6:1(或0.5:1)浆液灌注,直至结束。
5. 为尽快使浓浆充填缝面,开灌时,排气管处的阀门应全打开放浆,其它管口应间断放浆。当排气管排出最浓一级浆液时,再调节阀门控制压力,直至结束。所有管口放浆时,均应测定浆液的密度,记录弃浆量。
6. 当排气管出浆达到或接近最浓比级浆液,排气管口压力或缝面增开度达到设计规定值,注入率不大于0.4L/min时,持续20min。灌浆即可结束。
7. 当排气管出浆不畅或被堵塞时,应在缝面增开度限值内,尽量提高进浆压力,力争达到本规范规定的结束标准。若无效,则在顺灌结束后,应立即从两个排气管中进行倒灌。
8. 倒灌时应使用最浓比级浆液.在设计规定的压力下,缝面停止吸浆,持续10min即可结束。
9. 灌浆结束时,应先关闭各管口阀门后再停机,闭浆时间不宜少于8h。
10. 同一高程的灌区相互串通采用同时灌浆方式时,应一区一泵进行灌浆。在灌浆过程中,必须保持各灌区的灌浆压力基本一致,并应协调各灌区浆液的变换。
11. 同一缝的上、下层灌区相互串通,采用同时灌浆方式时,应先灌下层灌区,待上层灌区发现有浆串出时,再开始用另一泵进行上层灌区的灌浆。灌浆过程中,以控制上层灌区灌浆压力为主,调整下层灌区的灌浆压力。下层灌区灌浆宜待上层灌区开始灌注最浓比级浆液后结束。在未灌浆的邻缝灌区宜通水平压。
12. 有三个或三个以上的灌区相互串通时,灌浆前必须摸清情况,研究分析,制定切实可行的方案后,慎重施工。
5 特殊情况处理
1. 灌浆过程中发现外漏,应立即进行堵漏处理。若无效,可采用加浓浆液、降低压力等措施处理,但不得采用间歇灌浆法。
2. 灌浆过程中发现串浆,当串区已具备灌浆条件时,可以同时进行灌浆。否则可采用以下措施:若开灌时间不长,宜用清水冲洗灌区和串区,直至灌、串区的排气管出水洁净时止,待串区具备灌浆条件后再同时进行灌浆;若灌浆时间较长,且串浆轻微,可在串区通低压水循环,直至灌区灌浆结束,串区循环回水洁净时止。
3. 灌浆过程中,当进浆管和备用进浆管均发生堵塞时,宜先打开所有管口放浆,然后应在缝面增开度限值内,尽量提高进浆压力,通开进浆管路。若无效,再换用回浆管进行灌注或采取其它有效措施。
4. 灌浆过程中,因故被迫中断,应立即用清水冲洗,保持灌浆系统通畅。恢复灌浆前,应再做一次压水检查。若发现灌浆管路不通畅或排气管单开出水量明显减少,应采取补救措施。
6 工程质量检查
1. 各灌区的接缝灌浆质量,应以分析灌浆资料为主,结合钻孔取芯、槽检等质检成果,并从以下几个方面,进行综合评定:
⑴ 灌浆时块混凝土的温度;
⑵ 灌浆管路通畅、缝面通畅以及灌区密封情况;
⑶ 灌浆施工情况;
⑷ 灌浆结束时排气管的出浆密度和压力;
⑸ 灌浆过程中有无中断、串浆、漏浆和管路堵塞等情况;
⑹) 灌浆前、后接缝张开度的大小及变化;
⑺ 灌浆材料的性能;