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【摘要】在水利水電施工過程中,采用高壓噴射灌漿技術,能夠達到提增加基礎的穩固性,防止地基滲水等方面的目的。在了解高壓噴射灌漿原理的基礎上,強化其在水利水電施工中的技術應用水平,解決技術應用中存在的問題,具有重要的實踐意義。
【關鍵詞】水利水電工程;高壓噴射漿;應用
1高壓噴射灌漿技術的概念和工作原理
高壓噴射灌漿技術是在化學注漿法的基礎上發展起來的一種高壓水射流切割技術。其工作原理是利用鉆機先行鉆孔后,在預定的位置插入帶有噴嘴的注漿管,在高壓設備的作用下,使漿液以不低于20MPa的壓力從噴嘴中噴射出來,對噴射對象產生沖擊作用。由于高壓的作用,部分細小的材料會隨著漿液冒出,其余的部分則會在各種作用力的影響下,與漿液攪拌并混合在一起,從而有規律的重新排列。在失去高壓作用的情況下,新的固結體會與原本的樁間結構一起形成新的復合結構[1],從而達到技術施工的目的。在實踐應用過程中,根據高壓噴射灌漿技術應用范圍的不同,通常將這一技術分為定噴、旋噴和擺噴三種模式,如圖1所示。在水利水電工程施工過程中,由于各方面因素的影響,通常會出現地基結構不穩,產生滲漏等現象。采用高壓噴射灌漿技術,可以針對這一現象進行有效的處理,在施工過程中,使用的材料來源廣泛,價格低廉,施工技術要求簡單,對周圍環境產生的破壞作用比較小,具有較高的推廣和應用價值。
2工程概況及施工工藝選擇
2.1工程概況本次施工對象是某城市水源河流上游地區一座綜合性功能的水庫,其在防洪、供給城市用水、下游農田灌溉等方面,對城市生產生活有著重要的影響。本水利工程建造于1963年,1965年初步投入使用,在后期運行過程中,先后經過三次大規模的改建處理,并依次對壩體進行加高處理。近些年來,由于水庫老化和周邊活動的影響,各壩段的壓力水位多次超過相應的要求。為保障大壩安全,需采用高壓噴射灌漿技術進行處理,杜絕大壩滲水隱患。
2.2施工工藝選擇由于本次施工對象產生滲漏問題處于前期處理階段,其對高壓噴射注漿技術要求不高,主要是以重復性的作業為主,因此對于設備的技術性要求不高[2],其基本結構如圖2所示。
3水利水電施工中高壓噴射灌漿技術應用過程
3.1準備階段在開始噴射灌漿作業之前,應先對施工對象的地質狀況和現場施工條件進行調查,從而在資料準備翔實的基礎上,做好施工的組織設計工作。同時還應加強人員的技術培訓工作,并與監理單位進行溝通,做好工程單元劃分。在施工組織工作完成之后,根據設計需要完成現場施工的準備工作,包括場地的平整、水電系統的布置、原材料的準備以及設備的安裝與調試。
3.2制漿與設備的試運行制漿工作包括漿液配置與漿液控制兩個過程,漿液配置主要是根據工程項目的具體要求通過對不同原材料的選擇和配制比例的調整,從而使漿液能夠與施工項目要求相一致,從而達到更好的施工效果。漿液控制則是通過簡單的試驗過程,確認在保證漿液量的前提下,達到漿液水灰比的最佳比例,使冒漿量達到最低。設備的試運行,主要是通過對試驗材料的小面積試驗檢查設備運行不同參數設置下的噴射注漿效果,從而達到工程施工中的最佳效果。
3.3定位與鉆孔在前期工作完成之后,在對水利水電工程全面了解的情況下,先對作業位置進行選定,在進行正式鉆孔作業過程中,首先要滿足鉆孔機的水平要求,采用水平儀對鉆機進行測定。其次在鉆孔過程中還要注意孔斜率要達到技術要求,如果鉆孔深度在15cm以上,每鉆進5cm的情況下,就要進行一次孔斜率的測定,在發現問題的情況下,要及時根據技術要求進行調整。在整體鉆孔位置確定過程中,還要根據實際的地質條件要求,合理布置鉆孔間距。通常情況下,在水利水電工程施工過程中,擺角15°、直徑1.8m的鉆孔形式最為常用,但其最終確定依據,還是要以現場實際施工情況為準。3.4下噴射桿下噴射桿的步驟要與鉆孔步驟緊密結合在一起,首先需要提前將噴嘴位置進行膠帶包扎的形式進行預處理,確保在正式施工時產生噴嘴堵塞的現象。在對鉆孔底部清理工作完成以后,就可以進行下入噴射桿的工作。在其工序進行過程中,需要注意兩方面的問題: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,并在拔管時,保持水泥持續注入,直至高度與孔口持平。把套管拔出之后,就可以插入噴射桿,并確保其插入到底部為止;②在施工之前,可以預先對套管護壁進行處理,減少套管插入時的麻煩。
3.5高壓噴射高壓噴射是高壓噴射灌漿技術中的核心步驟,其介質包括高壓空氣、水泥泥漿和高壓水三種成分。技術人員通過下入噴射管將三種成分按照預定的順序進行輸送,一般情況下,在此過程中,要保持2-3min時長的靜噴處理,同時要根據技術參數的要求,設定噴射流量,確保記錄數據的準確性。在以往的施工過程中,高壓噴射灌漿過程中,會受到外界條件的影響,從而造成相應的隱患。因而在施工過程中,必須在施工準備階段就做好相應的質量控制工作,減少隱患的產生。
4高壓噴射灌漿施工中的問題處理
4.1冒漿問題的處理冒漿問題在高壓噴射灌漿過程中,是必然出現的現象,按照我國的相關技術標準,合理的數值是冒漿量與灌漿量的占比為20%,在這一標準之下的情況下,即可以保持正常施工的進行,但是在超出這一范圍,或者沒有冒漿的現象,就要停機由技術人員檢查其原因所在。在遇到此類問題的時候,可以從噴嘴直徑和噴槍壓力等方面入手進行相應的調整,其解決方案相對比較簡單。
4.2灌漿面凸起和灌漿柱斷開在灌漿量過多的情況請下,由于底部灌漿面超出樓底平面,漿液的超出量高于收縮率,從而造成灌漿面凸起,影響后續的施工進行。對于這種現象,可以才有回灌和二次灌柱的方法進行處理,同時在拆卸灌漿管道的時候,還要確保停頓部位不超過10cm,以提升灌漿柱之間的結合質量。
4.3固結體不垂直造成這一問題的原因,是在前期施工過程中鉆孔位置不垂直造成的。要解決這一問題,除了要求施工人員要嚴格按照技術規范進行施工以外,還要在后續的施工過程中掌握相應的技術手段,確保固結體盡量保持垂直狀態。
4.4壓力突然下降在高壓噴射灌漿過程中,對于噴射灌漿的壓力要時刻予以注意,這是保障噴射灌漿質量的主要的影響方面之一。高壓噴射灌漿壓力的突然變化,一般受到兩方面因素的影響,其一是高壓泵自身距離及運行狀態的原因。在確保其運行狀態穩定的情況下,我國的相關標準要求高壓泵與噴嘴之間的距離在50m之內,在超出這個范圍的情況下,漿體在管道中的壓力損耗就會幾何式增大,從而導致噴嘴部位壓力明顯不足。
5高壓噴射灌漿施工質量檢驗方式
對于高壓噴射灌漿施工質量的檢驗,一般有室內檢驗和注水檢驗兩種方式。其檢驗項目主要有樣芯的實時抗滲、抗壓檢驗等,從而確保整體施工質量達到國家相關標準的要求。
6結束語
高壓噴射灌漿技術由于其自身所擁有的獨特優勢,在水利水電工程中得到了極大的推廣,近些年來,更是出現了更多的新型設備和相應的技術,為其應用范圍的提升,起到更大的促進作用。但是在其施工環節中,由于其施工過程的不可逆性,相關的技術人員要做好重點環節的技術操作控制,確保施工質量達到要求,減少施工過程中所存在的隱患,從而在降低成本的基礎上,確保水利水電工程能夠發揮更大的作用。
參考文獻
[1]張楠.水利工程中的防滲施工技術探索[J].農民致富之友,2019(08):108.
[2]邵杰,孫承坪,周路寶.大中型病險水閘的成因及除險加固措施分析[J].水利規劃與設計,2019(02):112-115.
作者:季德雨 單位:河南省水利第二工程局