水利工程中水闸加固施工技术研究

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水利工程中水闸加固施工技术研究

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-20 1006 0


[摘要]以高压喷射灌浆技术为主,分析了此加固技术的优势特点,并阐述了该技术的具体应用,提出施工中存在的问题及解决对策。

[关键词]水利工程;水闸加固;施工技术;技术应用

0引言

以高压水射流切割作为基本原理,在化学注浆前提下所得出的高压旋喷法在当前水利工程建设中的应用较为广泛。高压喷射注浆实质上是充分利用钻机进行钻孔,然后在指定位置安置注浆管,通过高压将浆液喷射出去,一般而言,喷射压力通常在20MPa以上,在此高压条件下,浆液会使原有的土体结构遭到破坏。出现在水面上的是许多细小土粒,其他颗粒会在外力的作用下和浆液进行混合,通过人为操作,浆土混合物会按照一定的规律进行排列。在浆液完全凝块之后,便可形成复合地基,这种地基主要由桩间土和固结体组成。基于高压喷浆所形成的复合地基,具有相对较强的承载能力,可是水闸等更加稳固、可靠。

1高压喷射灌浆施工技术

1.1高压喷射灌浆施工技术工作原理

该施工技术主要用于软基处理加固与透水层防渗等工作中,合理运用高压喷射灌浆可实现位置移动以及渗透凝结等实际效果。该施工技术的基本工作原理为:将装有喷射嘴的注浆管插入完成钻孔作业的钻孔当中,然后以高压方式使浆液喷出,此时浆液所具有的高强冲击能力会对原有土层造成破坏,以此形成一定空间,在喷射压力达到标准之后,土粒会和上层结构相分离,其中一部分会在浆液的带动下浮出地面,而另外一部分则会在外力影响下,与浆液构成混合物,并按照一定比例与规律进行排列,最终形成高承载能力的复合地基。

1.2高压喷射灌浆施工技术的优势特点

1)施工方便,设备先进且轻盈,灵敏度高,具体操作流程简单易懂,仅需钻出一个深孔即可,资源利用率高,因而应用频率较高。2)具备垂直喷射、水平喷射以及倾斜喷射等多种功能。其中,垂直喷射主要用于地基施工,而倾斜与水平喷射则在隧道等工程中较为常见。3)耐久性突出,永久性工程可选取此类施工技术,通过高压喷浆而形成的复合地基可很好地满足设计要求,而且长时间的使用也不会出现明显变化,进而拥有良好的耐久性。4)浆液可再回收利用,在运用该技术的过程中,会有一定量的浆液浮出地面,这些浆液是可以回收利用的,在一定程度上提高了资源利用率。

2主要施工流程

2.1钻孔

高压喷射灌浆施工流程见图1。首先,切实做好前期准备,钻机就位并对准钻孔,机身应使用水平直尺进行测量,并将钻机架固定。钻孔过程中应准确控制偏移量,不得超出标准限度。整个过程需详细记录,钻孔完成后,相关负责人应对终孔情况进行检查,确认无误之后再进行签字,禁止擅自决断。通常情况下,应使用磨盘钻进行钻孔,根据具体的施工要求,以5m为单位进行测量,如果实际偏差超出限度,应立即进行整改。此外,若施工中出现漏浆,应采取相应措施进行补漏,保证泥浆可在孔中正常运转。

2.2下注浆管

在下注浆管之前,应检查喷嘴的畅通情况,若存在堵塞现象应立即更换。检查无误之后,将注浆管下放至标准深度,并根据防渗墙质量要求设置喷嘴的具体方向,不得出现偏斜等问题。如果注浆管无法下到标准深度,应结合具体原因作出调整,并重新进行下管。

2.3喷射灌浆

高压喷浆实际上是将装有喷嘴的注浆管下放至标准深度之后,按照设计与施工要求,展开喷浆设计,然后进行灌浆操作,以孔口处出现冒浆为结束指标,然后进行提升、旋转与摆动,进而完成由上至下的施工流程。这3项操作应有序执行,直至满足设计要求。

2.4清洗充填

喷射施工完成后,应确保其清洁度,不得留有任何杂物,以免对后续施工造成实际影响。在喷浆高度到达孔洞的顶部之后,先将喷头从孔中提拉出,然后向孔中注入一定量的水泥砂浆,始终确保浆液高度不变,随着浆液沉积不断进行补浆,直至不再出现沉积现象。在实际施工过程中,有些施工现场的地形地势较为平坦,针对这种实际情况,需要在孔口的周围开挖出一定深度的沟槽,这样一来,冒浆可对之间造成的孔洞进行填补。为防止顶部出现凹陷,应确保注浆过程一次完成,直至孔内浆液饱和。

3加固施工技术应用过程中存在的问题与解决方法

3.1孔斜问题及解决方法

对于钻孔而言,孔斜问题十分常见。如果实际情况中切实发生孔斜问题且未对其进行有效的处理,将会对水闸防渗效果以及连续性造成直接影响。因此,应对孔斜问题的防治与处理给予足够的认识和关注。若孔斜问题较为严重,已经超出容许范围,则会出现搭接错位等问题,不仅影响施工,还容易引发各类安全事故。为避免这些问题的发生,需要在施工初期做好准备工作,保证钻机具有良好的工况与稳定性,同时对钻杆的垂直性进行检查。钻孔过程中,需要遵循轻压慢钻的基本原则,缓慢进行,从而使钻杆的垂直度可以满足施工要求。在连续钻进时,要切实加强测斜频率,如果已经出现了孔斜问题,应及时进行整改和校正,若情况较为严重,则需按要求进行扫孔,禁止继续施工。3.2漏浆问题及解决办法

钻孔时,稍有不慎就会造成漏浆问题,产生这一问题的主要原因是不同地层的特性。若实际情况中出现了严重的漏浆问题,且漏浆量表现出明显的增长趋势,则需立即选用黏土、砂土等材料对漏点进行封堵。在此过程中,选取黏土是为了更好地加固孔壁,在有效封堵漏点的同时还能起到充填的作用。而选用砂土则是为了防止水体对填充物质造成破坏,从而保证灌浆质量及其可靠性。除了这两种常用的封堵材料,还可根据实际情况,使用水泥,水泥具有快速凝结的作用,可提高填充物的凝结效率。若实际漏浆量并不是很大,应采取沟槽开挖的手段,将漏浆回填至地层缝隙之中,以此减少资源浪费。

3.3冒浆问题及解决办法

孔口产生冒浆的主要原因为地层的裂隙较大,使得内部浆液持续冒出。针对此类问题,可以在所用浆液中加入适量的速凝剂,加快浆液固结的速度,从而有效防止冒浆。

3.4较大冒浆问题及解决办法

上述冒浆问题的解决办法主要适用于实际冒浆量较少的情况,而如果冒浆量过大,则可能是因为某个设备或区域发生了故障,或是在标准喷浆位置中,所投入的注浆量不够,无法满足设计施工要求造成的。为此,在解决较大冒浆问题时,应先对管路与各个接头进行检查,检查其是否存在破损等问题,查清其密封程度是否满足要求,若不满足应进行有效整改。

4结语

高压喷射灌浆是当前较为常用的水闸施工技术,具有施工简便、设备先进、加固效果好等优势,可通过复合地基的形成有效提高水闸稳定性与可靠性。高压喷射灌浆主要有钻孔、下注浆管、喷浆与清孔填充等环节,每个环节都需得到足够的重视。另外,在施工过程中,由于受到外界因素的影响,可能会出现孔斜、漏浆、冒浆等问题,所以施工过程中应切实加强管理,消除潜在问题,以有效提高加固施工质量。

[参考文献]

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土工布广泛用于水利、电力、矿井、公路和铁路等土工工程:l、土层分离的过滤材料;2、水库、矿山选矿的排水材料,高层建筑地基的排水材料;3、江河堤坝、护坡的防冲刷材料;4、铁路、公路、机场跑道路基的补强材料,沼泽地带修路的加固材料;5、防霜、防冻的保温材料;6、沥青路面的防裂材料。

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作者:王章 单位:瑞安市江北灌区管理中心


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