摘要:高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提升水利水電工程施工質(zhì)量具有關(guān)鍵的作用,因此,需要重視其施工管理。本文對(duì)高壓噴射灌漿技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要敘述,并對(duì)其具體的技術(shù)進(jìn)行了深入分析,并結(jié)合實(shí)例對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行闡述,供相關(guān)人士參考。
關(guān)鍵詞:水利水電工程;高壓噴射;灌漿技術(shù)
1引言
高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用原理如下:通過(guò)高壓水或者是漿液深入地層,并且將水泥漿灌入,使其融合形成強(qiáng)度較大的整體,提高地基的承載能力,完善防滲性能,從而實(shí)現(xiàn)工程整體建設(shè)質(zhì)量的提高。該技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在:施工工藝操作便捷,施工材料簡(jiǎn)單,且造價(jià)低,同時(shí)其使用壽命較長(zhǎng),因此,被廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中。
2高壓噴射灌漿技術(shù)的概述
當(dāng)前,高壓噴射灌漿技術(shù)是水利工程施工比較常見(jiàn)的技術(shù)類(lèi)型,該技術(shù)的實(shí)施在灌漿的基礎(chǔ)上進(jìn)行,從而使得地基的穩(wěn)固性有所提高。國(guó)內(nèi)很多水利工程都是中小型工程,分散于我國(guó)各個(gè)地區(qū)。我國(guó)早期的水利工程建設(shè)一般以滿足人民生產(chǎn)生活需求,在汛期時(shí)可以起到防洪作用,而在旱期可以用于灌溉甚至是生活用水。由此可見(jiàn),水利工程建設(shè)對(duì)于質(zhì)量的要求較為嚴(yán)格,但是由于早期的施工工藝有限,且發(fā)展不成熟,導(dǎo)致水工建筑物的基礎(chǔ)施工質(zhì)量較差,工程整體的穩(wěn)定性和安全性得不到保障。為此,需要加強(qiáng)對(duì)高壓噴射灌漿技術(shù)的研究力度,使其工藝不斷完善。
3高壓噴射灌漿技術(shù)在水利工程中的作用
3.1轉(zhuǎn)換和升揚(yáng)作用
在水利水電施工中應(yīng)用高壓噴射灌漿技術(shù)時(shí),噴射嘴中可以噴射出建設(shè)需要的氣、水、漿和壓縮空氣,這樣不僅能夠生產(chǎn)出漿液和水的外包成,也可以保證漿液和水能夠噴射搭配預(yù)定地點(diǎn)。同時(shí)將壓力提升,還可以起到升揚(yáng)的作用。其應(yīng)用過(guò)程如下:借助噴射桿和孔壁之間存有的間隙將水和漿液向外噴出之后,土層中的細(xì)粒以及土石碎屑就可以升揚(yáng)起來(lái),甚至帶出空氣之外,漿液就可以填補(bǔ)其空余位置。
3.2滲透和擠壓作用
科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步也推動(dòng)了高壓噴射技術(shù)的進(jìn)度,其噴射距離不斷提升,強(qiáng)度在降低,對(duì)地面造成了擠壓效果。另外,高壓噴射結(jié)束之后,可以完成靜態(tài)灌漿,使其滲透到土層,土地以及凝結(jié)體可以融為一體,同時(shí)也會(huì)伸到到凝結(jié)中凝結(jié)體的四周,最終起到了防滲的作用。
3.3位移握裹作用
由于地層中比較細(xì)小的石塊具有較強(qiáng)的噴射能力,可以促進(jìn)升揚(yáng),同時(shí)還能夠使得漿液包裹于石塊外部,但是如果遇到石塊比較大其分布比較密集的地方,就需要減慢噴射速度,提高比能值。在外部強(qiáng)烈的沖擊作用下,塊石的位置會(huì)出現(xiàn)移動(dòng),漿液就可以逐漸深入到石塊的中間。
4高壓噴射灌漿技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用
4.1鉆孔
在造孔時(shí),需要對(duì)水利水電工程工程建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行全面了解,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并補(bǔ)漏,以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部泥漿的循環(huán)使用,反出空外,直至終孔。在此過(guò)程中,必要時(shí)需要開(kāi)展跟管鉆進(jìn)工作,而跟管和鉆進(jìn)工作可以同時(shí)進(jìn)行。在鉆進(jìn)時(shí)需要注意,要保證鉆孔機(jī)的角度,垂直向下,當(dāng)其到達(dá)預(yù)定位置先進(jìn)行墊平,再利用水平尺對(duì)鉆孔過(guò)程中涉及的物理參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,如立軸和機(jī)體的水平制度。通常情況下,在設(shè)計(jì)孔位時(shí),需要將其偏差控制在50mm左右,鉆孔灌漿率也要控制在0.5%,其鉆孔深度也不能小于設(shè)計(jì)的底高程。在鉆孔時(shí),每鉆進(jìn)3m時(shí),水平尺的測(cè)量工作需要一次性完成,以防傾斜偏差問(wèn)題的出現(xiàn)。在開(kāi)展防滲施工時(shí),需要選擇適宜的孔距,因?yàn)榭拙噙x擇不僅對(duì)工程施工進(jìn)度和造價(jià)造成影響,而且也會(huì)對(duì)凝結(jié)體的可靠性造成影響。同時(shí),需要依據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)孔距進(jìn)行選擇,并且對(duì)高壓噴射灌漿施工的影響因素進(jìn)行綜合考量。大多工程建設(shè)時(shí),孔距定為2.0m,半徑為1.8m,15°的擺角。在檢驗(yàn)工作完成之后,需要利用風(fēng)和水輪換沖洗縫面,在沖洗時(shí)要敞開(kāi)孔口,并將管道插到底部,利用水和風(fēng)反復(fù)沖洗,直到清洗干凈。
4.2下入噴射桿
在對(duì)泥漿固壁進(jìn)行鉆孔時(shí),需要將噴射桿深入到孔內(nèi),一直到底部。在下入下噴桿時(shí),需要注意以下幾點(diǎn):①采用套管跟管鉆進(jìn)時(shí),主要有兩種方法:a.終孔后取出鉆桿,下入噴桿后拔出套管;b.終孔后取出鉆桿,向孔內(nèi)注入護(hù)臂泥漿或下入PVC管護(hù)臂;②采用泥漿護(hù)臂鉆孔的終孔后直接下入噴桿;③旋轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆進(jìn)和射水法鉆進(jìn)時(shí)直接利用鉆桿作為噴桿;④下噴管前,進(jìn)行地面試噴,對(duì)機(jī)械和管路的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查,同時(shí)還要對(duì)噴射的方式和擺動(dòng)的角度進(jìn)行校正;⑤通常利用卷?yè)P(yáng)機(jī)提起噴桿,使得噴頭通過(guò)井口對(duì)準(zhǔn)孔位中心,將噴桿放入孔內(nèi)直至孔底,為了防止下桿過(guò)程中泥砂礫堵塞噴嘴,可采用膠帶包扎的方法將噴嘴貼住。
4.3高壓噴射施工
噴射管下到設(shè)計(jì)深度后,先送高壓水,再送水泥漿和壓縮空氣,氣靜噴1~3min,等灌入漿液冒出后,按預(yù)先定好的提升、旋噴或擺動(dòng)角度,自下而上進(jìn)行噴射作業(yè)。噴射過(guò)程中必須時(shí)刻注意檢查流量、壓力、氣量以及旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)、提升速度等參數(shù)是否符合要求,如表1所示,并及時(shí)做好記錄。
4.4工程實(shí)例分析
以某縣水利水電工程為例進(jìn)行分析,該工程改造升級(jí)之后,其設(shè)計(jì)防洪能力達(dá)到了100年一遇高潮位,校核防洪能力則高達(dá)300年一遇高潮位,過(guò)閘的最大流量為739.0m3/s,該工程等級(jí)為Ⅱ等,建筑物等級(jí)為2級(jí),次要建筑物等級(jí)為3級(jí),屬于中型建筑物。為了使得工程整體更加穩(wěn)固,優(yōu)化其運(yùn)行能力,需要提高水閘引排水能力,并且盡量減少對(duì)于下游護(hù)坦和海漫段的沖刷侵蝕。對(duì)此,施工單位在下游防沖段設(shè)施了防沖排樁,其排樁是由準(zhǔn)80cm鋼筋混凝土灌注樁構(gòu)成,樁中心距為90cm,樁接縫之后使用高壓擺噴進(jìn)行處理。在上述工程中,應(yīng)用的主要方法為三管法定向噴射灌漿技術(shù),即噴射管為三重管或者三列管,噴射介質(zhì)是水、水泥質(zhì)漿液和壓縮空氣的高噴灌漿方法,如圖1所示。該水閘的土層基礎(chǔ)地質(zhì)為粉土或者是粉砂,部分是輕粉質(zhì)沙壤土,工程力學(xué)強(qiáng)度比較低,該地質(zhì)條件中比較弱的就是其抗沖刷能力比較弱,且容易受到水的沖刷侵蝕,對(duì)此,高壓噴擺設(shè)計(jì)墻體高程是▽-3.4~▽-23.4,高程共20m。同時(shí),利用柱擺式凝結(jié)體進(jìn)行具體布置,而且孔距和每根排樁間距一致,該工程共使用了111根,進(jìn)尺共計(jì)2220m。在施工過(guò)程中,使用的主要機(jī)械設(shè)備為地質(zhì)鉆機(jī)和高噴臺(tái)車(chē)。值得一提的是,需要在孔柱噴射中心先建立一個(gè)圓柱體,再完成高壓噴射之后,高壓水和氣體會(huì)對(duì)土層造成一定的沖擊,使得土層松動(dòng),這樣就可以降低攪拌的難度,在其失水硬化之后形成凝結(jié)體。該技術(shù)的應(yīng)用在對(duì)現(xiàn)有資源進(jìn)行充分利用的同時(shí),也能夠降低工程的建設(shè)成本,保證其施工質(zhì)量。在上述工程建成投入運(yùn)行之后,狀況良好,基本穩(wěn)定,防沖排樁和高壓噴射相結(jié)合的技術(shù)措施已較好的滿足了設(shè)計(jì)防滲意圖。
5結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,水利水電工程建設(shè)對(duì)于人們的生產(chǎn)生活可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義,為了保證其建設(shè)質(zhì)量,需要積極開(kāi)展灌漿工作,并對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行全面的監(jiān)控。通過(guò)上文了解到,由于高壓噴射灌漿技術(shù)的施工難度較高,為此需要依據(jù)各個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況以及建設(shè)需求,謹(jǐn)慎地選擇技術(shù)類(lèi)型,并做好環(huán)境保護(hù)措施,防止其對(duì)周?chē)罕姷纳钤斐韶?fù)面影響。