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高压喷射灌浆技术应用水利水电论文

2019/07/31 阅读:

【摘要】在水利水电施工过程中,采用高压喷射灌浆技术,能够达到提增加基础的稳固性,防止地基渗水等方面的目的。在了解高压喷射灌浆原理的基础上,强化其在水利水电施工中的技术应用水平,解决技术应用中存在的问题,具有重要的实践意义。

【关键词】水利水电工程;高压喷射浆;应用

1高压喷射灌浆技术的概念和工作原理

高压喷射灌浆技术是在化学注浆法的基础上发展起来的一种高压水射流切割技术。其工作原理是利用钻机先行钻孔后,在预定的位置插入带有喷嘴的注浆管,在高压设备的作用下,使浆液以不低于20MPa的压力从喷嘴中喷射出来,对喷射对象产生冲击作用。由于高压的作用,部分细小的材料会随着浆液冒出,其余的部分则会在各种作用力的影响下,与浆液搅拌并混合在一起,从而有规律的重新排列。在失去高压作用的情况下,新的固结体会与原本的桩间结构一起形成新的复合结构[1],从而达到技术施工的目的。在实践应用过程中,根据高压喷射灌浆技术应用范围的不同,通常将这一技术分为定喷、旋喷和摆喷三种模式,如图1所示。在水利水电工程施工过程中,由于各方面因素的影响,通常会出现地基结构不稳,产生渗漏等现象。采用高压喷射灌浆技术,可以针对这一现象进行有效的处理,在施工过程中,使用的材料来源广泛,价格低廉,施工技术要求简单,对周围环境产生的破坏作用比较小,具有较高的推广和应用价值。

2工程概况及施工工艺选择

2.1工程概况本次施工对象是某城市水源河流上游地区一座综合性功能的水库,其在防洪、供给城市用水、下游农田灌溉等方面,对城市生产生活有着重要的影响。本水利工程建造于1963年,1965年初步投入使用,在后期运行过程中,先后经过三次大规模的改建处理,并依次对坝体进行加高处理。近些年来,由于水库老化和周边活动的影响,各坝段的压力水位多次超过相应的要求。为保障大坝安全,需采用高压喷射灌浆技术进行处理,杜绝大坝渗水隐患。

2.2施工工艺选择由于本次施工对象产生渗漏问题处于前期处理阶段,其对高压喷射注浆技术要求不高,主要是以重复性的作业为主,因此对于设备的技术性要求不高[2],其基本结构如图2所示。

3水利水电施工中高压喷射灌浆技术应用过程

3.1准备阶段在开始喷射灌浆作业之前,应先对施工对象的地质状况和现场施工条件进行调查,从而在资料准备翔实的基础上,做好施工的组织设计工作。同时还应加强人员的技术培训工作,并与监理单位进行沟通,做好工程单元划分。在施工组织工作完成之后,根据设计需要完成现场施工的准备工作,包括场地的平整、水电系统的布置、原材料的准备以及设备的安装与调试。

3.2制浆与设备的试运行制浆工作包括浆液配置与浆液控制两个过程,浆液配置主要是根据工程项目的具体要求通过对不同原材料的选择和配制比例的调整,从而使浆液能够与施工项目要求相一致,从而达到更好的施工效果。浆液控制则是通过简单的试验过程,确认在保证浆液量的前提下,达到浆液水灰比的最佳比例,使冒浆量达到最低。设备的试运行,主要是通过对试验材料的小面积试验检查设备运行不同参数设置下的喷射注浆效果,从而达到工程施工中的最佳效果。

3.3定位与钻孔在前期工作完成之后,在对水利水电工程全面了解的情况下,先对作业位置进行选定,在进行正式钻孔作业过程中,首先要满足钻孔机的水平要求,采用水平仪对钻机进行测定。其次在钻孔过程中还要注意孔斜率要达到技术要求,如果钻孔深度在15cm以上,每钻进5cm的情况下,就要进行一次孔斜率的测定,在发现问题的情况下,要及时根据技术要求进行调整。在整体钻孔位置确定过程中,还要根据实际的地质条件要求,合理布置钻孔间距。通常情况下,在水利水电工程施工过程中,摆角15°、直径1.8m的钻孔形式最为常用,但其最终确定依据,还是要以现场实际施工情况为准。3.4下喷射杆下喷射杆的步骤要与钻孔步骤紧密结合在一起,首先需要提前将喷嘴位置进行胶带包扎的形式进行预处理,确保在正式施工时产生喷嘴堵塞的现象。在对钻孔底部清理工作完成以后,就可以进行下入喷射杆的工作。在其工序进行过程中,需要注意两方面的问题:①在拔管之前,就把具有高密度的塑性水泥注入到套管之中,并在拔管时,保持水泥持续注入,直至高度与孔口持平。把套管拔出之后,就可以插入喷射杆,并确保其插入到底部为止;②在施工之前,可以预先对套管护壁进行处理,减少套管插入时的麻烦。

3.5高压喷射高压喷射是高压喷射灌浆技术中的核心步骤,其介质包括高压空气、水泥泥浆和高压水三种成分。技术人员通过下入喷射管将三种成分按照预定的顺序进行输送,一般情况下,在此过程中,要保持2-3min时长的静喷处理,同时要根据技术参数的要求,设定喷射流量,确保记录数据的准确性。在以往的施工过程中,高压喷射灌浆过程中,会受到外界条件的影响,从而造成相应的隐患。因而在施工过程中,必须在施工准备阶段就做好相应的质量控制工作,减少隐患的产生。

4高压喷射灌浆施工中的问题处理

4.1冒浆问题的处理冒浆问题在高压喷射灌浆过程中,是必然出现的现象,按照我国的相关技术标准,合理的数值是冒浆量与灌浆量的占比为20%,在这一标准之下的情况下,即可以保持正常施工的进行,但是在超出这一范围,或者没有冒浆的现象,就要停机由技术人员检查其原因所在。在遇到此类问题的时候,可以从喷嘴直径和喷枪压力等方面入手进行相应的调整,其解决方案相对比较简单。

4.2灌浆面凸起和灌浆柱断开在灌浆量过多的情况请下,由于底部灌浆面超出楼底平面,浆液的超出量高于收缩率,从而造成灌浆面凸起,影响后续的施工进行。对于这种现象,可以才有回灌和二次灌柱的方法进行处理,同时在拆卸灌浆管道的时候,还要确保停顿部位不超过10cm,以提升灌浆柱之间的结合质量。

4.3固结体不垂直造成这一问题的原因,是在前期施工过程中钻孔位置不垂直造成的。要解决这一问题,除了要求施工人员要严格按照技术规范进行施工以外,还要在后续的施工过程中掌握相应的技术手段,确保固结体尽量保持垂直状态。

4.4压力突然下降在高压喷射灌浆过程中,对于喷射灌浆的压力要时刻予以注意,这是保障喷射灌浆质量的主要的影响方面之一。高压喷射灌浆压力的突然变化,一般受到两方面因素的影响,其一是高压泵自身距离及运行状态的原因。在确保其运行状态稳定的情况下,我国的相关标准要求高压泵与喷嘴之间的距离在50m之内,在超出这个范围的情况下,浆体在管道中的压力损耗就会几何式增大,从而导致喷嘴部位压力明显不足。

5高压喷射灌浆施工质量检验方式

对于高压喷射灌浆施工质量的检验,一般有室内检验和注水检验两种方式。其检验项目主要有样芯的实时抗渗、抗压检验等,从而确保整体施工质量达到国家相关标准的要求。

6结束语

高压喷射灌浆技术由于其自身所拥有的独特优势,在水利水电工程中得到了极大的推广,近些年来,更是出现了更多的新型设备和相应的技术,为其应用范围的提升,起到更大的促进作用。但是在其施工环节中,由于其施工过程的不可逆性,相关的技术人员要做好重点环节的技术操作控制,确保施工质量达到要求,减少施工过程中所存在的隐患,从而在降低成本的基础上,确保水利水电工程能够发挥更大的作用。

参考文献

[1]张楠.水利工程中的防渗施工技术探索[J].农民致富之友,2019(08):108.

[2]邵杰,孙承坪,周路宝.大中型病险水闸的成因及除险加固措施分析[J].水利规划与设计,2019(02):112-115.

作者:季德雨 单位:河南省水利第二工程局

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