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灌漿施工

時間:2023-01-26 03:01:57

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇灌漿施工,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

灌漿施工

第1篇

關鍵詞:灌漿 施工工藝質量

中圖分類號:TU644文獻標識碼: A 文章編號:

1 概況

本工程的灌漿項目包括泄洪閘防滲墻底基巖段帷幕灌漿、防滲墻內帷幕及回填、閘室砂礫石基礎水泥低壓注漿,發電廠房及左岸接頭壩段的帷幕、固結灌漿,發電廠房接觸灌漿。

壩址區為低山丘陵地貌,兩岸山體較雄厚,地形不對稱,左岸山頂高程254.2m,坡度較緩,約25°~35°,沖溝窄小、切割淺;右岸山頂高程122.2m,寬約20m,高程20m~25m的埡口與后山相銜接。山脊兩側溝谷切割較深,下游側沖溝內有地下水出逸點,高程約40m~50m。

壩址區河谷呈寬闊的“┚”字形,河谷寬約460m,河道較順直,河水由西向東流經壩址,河床、漫灘高程-1m~13m,主河槽位于左岸。

壩址河床左側有F21斷層通過,寬7m~10m,為壓性斷層,左岸出露小斷層有f2、f3,寬10cm~30cm。壩址右岸未發現斷層構造。廠房區有f2、f3斷層通過,節理發育。河床覆蓋層為中密~密實砂卵礫石、含少量泥砂礫卵石和含泥砂礫卵石等,自左向右厚度增大,右側最大厚度約3.0m~35.3m。

為加強壩基整體性,提高巖石的整體性與均質性和提高巖石的抗壓強度與彈性模量;減少巖石的變形與不均沉陷對壩基進行固結灌漿和帷幕灌漿。

2 固結灌漿和帷幕灌漿

2.1 灌漿工程的施工工藝流程

灌漿應在灌漿試驗結束,灌漿試驗報告得到監理人的批準,根據施工圖紙、技術要求和已批準的灌漿施工技術參數編制《灌漿施工作業指導書》,并與開工前報監理人審批。

2.2 灌漿壓力和灌漿方法

1.帷幕灌漿壓力和灌漿方法

⑴ 灌漿壓力:

① 各灌漿孔段的灌漿壓力根據灌漿試驗成果確定。

② 灌漿要盡快達到設計壓力,主帷幕灌漿過程中注意控制壓力;做到壓力與注入率相適應;灌漿壓力以孔口回漿管壓力表讀數為準,壓力讀數為壓力表指針擺動的中值。

③ 壓力表使用范圍:選擇壓力表時,灌漿壓力宜在壓力表最大量值的1/4~3/4內,壓力大于3Mpa時,其最大標值應為最大灌漿壓力的2.0~2.5倍。

④ 灌漿泵的壓力擺動范圍不大于灌漿壓力的20%。

⑤ 灌漿過程中,當注入率較大時,采用分級升壓或間歇升壓。

⑵ 灌漿方法

① 帷幕灌漿采用“小口徑鉆進、孔內循環、自上而下分段灌漿”法施工,灌漿塞應塞在已灌段段底以上0.5m處。

② 各灌漿段灌漿射漿管距灌漿孔底不大于50cm。主帷幕灌漿射漿管的外徑與鉆孔孔徑之差不宜小于20mm。

③ 沒有涌水的灌漿段灌漿結束后,一般不待凝,即進行下一段鉆孔,但在斷層、破碎帶等地質復雜地區或有涌水孔段則應待凝,待凝時間按監理人指示執行。

④ 接觸段灌漿結束后應待凝24h。

2.固結灌漿壓力和灌漿方法

⑴ 灌漿壓力

① 固結灌漿壓力一般采用0.4Mpa,灌漿壓力以監理人的指示為準;

② 灌漿壓力以孔口回漿管上壓力表的讀數為準,壓力表的讀數為壓力指針擺動范圍的中值;

③ 對有涌水的孔段,灌漿前應測定其涌水壓力,灌漿壓力應根據涌水壓力作相應調整;

④ 固結灌漿邊孔灌注時(尤其群孔灌漿時)應采用升壓法,并觀測混凝土抬動變形情況,如混凝土未發生變形,可將灌漿壓力升至設計壓力;

⑤ 對注入率較小的灌漿孔,灌漿壓力應盡快升至設計壓力,以保證灌漿質量。

⑵ 灌漿方法

① 固結灌漿采用孔內循環法施工,其射漿管距孔底的距離不大50cm。

② 對灌漿段長小于6.0m的固結灌漿孔,采用全孔一次鉆灌法;對灌漿段大于6.0m的固結灌漿孔,應采用分段鉆灌。

③ 為防止巖石面或混凝土面抬動,固結灌漿原則上一泵一孔,當相互串漿時,彩用群孔并聯灌注,但并聯孔數不宜多于3個,并應控制灌漿壓力。

2.3 漿液水灰比和變漿標準

1. 漿液水灰比

水泥漿液水灰比(重量比)固結灌漿采用3:1、2:1、1:1、0.6:1(或0.5:1)四個比級,開灌水灰比采用3:1;帷幕灌漿采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1(0.5:1)六個比級,開灌水灰比采用5:1。

2. 變漿標準

⑴ 灌漿過程中,灌漿壓力保持不變,注入率持續減少時,或當注入率不變而壓力持續升高時,不得改變水灰比;

⑵ 當某級漿液注入量已達300L以上,或灌注時間已達30min,而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時,應改濃一級水灰比;

⑶ 當注入率大于30L/min時,可根據具體情況越級變濃;

⑷ 漿液水灰比改小后,如灌漿壓力突增或灌漿注入率突減到原注入率的1/2以下時,立即回稀到原級水灰比進行灌注,并查明原因。

2.4 灌漿孔封孔

1. 固結灌漿的封孔:全孔段灌漿結束后,采用“壓力灌漿封孔法”進行封孔。

2. 帷幕灌漿孔的封孔:帷幕灌漿孔全孔灌漿結束后,及時報請監理單位進行驗收,合格后進行封孔。

⑴ 主帷幕灌漿孔封孔采用“壓力灌漿封孔法”。封閉帷幕灌漿孔用“分段壓力灌漿封孔法”。

⑵ 灌漿孔封孔后,待孔內水泥漿液凝固后,灌漿孔上部空余部分大于3m時,采用“機械壓漿封孔法”繼續封孔。小于3m時可使用M20水泥砂漿封填密實。

⑶ 灌漿孔封孔后,如發現孔口冒漿或返水,掃孔后重新封孔。

3 灌漿質量檢查

1. 帷幕灌漿質量檢查

⑴ 質量檢查要求

① 帷幕灌漿質量檢查在該部位的帷幕灌漿結束14d后進行;

② 檢查孔壓水試驗采用“單點法”或“五點法”,試驗按《水利水電工程鉆孔壓水試驗規程》(SL25-22);

③ 檢查孔都必須取芯,繪制巖芯柱狀圖;

④ 所有檢查孔不論壓水試驗結果如何,都必須進行灌漿和封孔;

⑤ 每盒或每箱芯樣拍兩張彩色照片,并作好鉆孔操作的詳細記錄;

⑥ 帷幕灌漿的封孔質量應逐孔進行檢查。

⑵ 檢查方法

檢查孔壓水試驗透水率,混凝土與基巖接觸段及其下一段的透水率合格率應為100%,再以下各段的合格率應為20%以上;不合格段的透水率值不超過設計規定值的100%,且不集中,灌漿質量可認為合格。否則應由建設單位會同設計、施工單位商定處理方案。

2. 固結灌漿質量檢查

⑴ 采用測量巖體波速或靜彈性模量,并結合分析灌漿孔和檢查孔的鉆孔取芯以及壓水試驗和灌漿試驗成果為輔的方法進行綜合評定。

第2篇

摘要:灌漿施工過程控制是一個復雜的控施工控制概念結構制系統,涉及到方方面面。在施工過程中選取具體的參數、控制手段和方法,才能使灌漿這一隱蔽工程作到可控,達到預期的灌漿施工目的。

關鍵詞:水利水電工程;灌漿施工技術;施工控制

1工程概述

一般的水利水電工程灌漿施工控制理論往往存在下列問題:

傳統的控制模型或方法舍棄了許多系統因子,而且在大多數情況下只從子結構的范疇考慮問題,因此,它無法協調控制(計算)精度與系統復雜程序之間的矛盾。

,這是由于施工條件的局限性(工期短、現場人員理論水平不高以及造價限制等)所造成的。另一方面,控制技術或理論的復雜性并不等于精確性。

由于灌漿系統的結構存在不確定性,導致系統分析成果可能失真。因此,要完善灌漿的施工控制,必須做好理論基礎工作,建立合理的施工控制概念結構。

2施工控制概念結構

2.1將灌漿工程看成包含幾個子結構的、一個復雜的系統,灌漿施工控制理論即是在某種“最優化”意義下求解該系統的方法和策略的統稱。它除了包含漿液的灌漿載體中滲流和相互作用規律的數學表述、模型化和最優化技術外,還補充了公理化、因果反饋和工程分析等內容。

2.2整個灌漿系統的控制過程見圖1。對整個系統的運籌采用最優性準則和工程分析相結合的方式,而對各個子系統則主要采用一般的漿液滲流理論和最優化方法處理。各子系統之間用耦合變量連接,并利用先松弛一個或更多最優化的必要條件以使其獨立。全系統的最優控制不一定要求各子系統的全部最優化,子系統的最優解必須滿足耦合方程:

Xi=∑CijYi,i=1,2,3,n

Yi=Hi(Xi,Ui,Mi,ai),i=1,2,3,n

式中Xi為從其他子系統進入子系統Ri的輸入向量;Yi為子系統Ri的輸出向量;Cij為耦合矩陣;Ui為系統輸入向量(非調控的)U的子向量;Mi為決策變量m的子向量;ai為模型參數向量a的子向量。

2.3在全系統運行最優化分析的基礎上進行工程分析。它包括以下兩個方面:①將由最優化分析獲得的施工控制策略和決策變量用工程的觀點檢查分析,以驗證其技術的可能性。②考慮在系統運行一段時間后,即在灌漿過程中,系統狀態將發生變化,從而系統的輸出亦將改變,為此,將新的狀態變量輸入灌漿控制數學模型進行反饋分析和靈敏度分析,以判別系統的穩定性。

3灌漿質量子系統控制

灌漿質量子系統主要包括灌入能力、可塑性以及強度特性等。其控制目標因水利樞紐工程性質與設計施工要求而變。其控制方法:根據預定的控制目標進行漿材選擇,并參照下述的10個灌漿定理預測和協調地質條件、漿材性質及施工技術工藝之間的關系,以及在壩基或混凝土壩體中的滲流場、溫度場諸反應,使其達到最優選擇。其灌漿定理概括如下:

3.1尺寸效應定理。對于滲透灌漿,漿材顆粒尺寸d必須小于被灌介質縫隙Dp或孔隙的尺寸R,即必須滿足漿材對孔(縫)隙的尺寸效應:

注意,若為粒狀漿液,其滲流狀態除受尺寸效應控制外,同時也受下述流變效應控制。

3.2劈裂定向定理。采用劈裂灌漿方式進行灌漿時,劈裂現象必然會首先發生在載體中垂直最小主應力的平面上。

3.3劈裂判別定理。劈裂灌漿可以采用數值法和Q=f(P)曲線法來表示灌漿載體中發生水力劈裂的條件并判別其性質。

數值法——對鉆孔壓水試驗結果進行分析,可區分三類情況:當流量與水頭呈線性關系時,水在裂隙中呈層流狀態,灌漿載體中未發生水力劈裂;流量與水頭呈平方根函數時,滲流呈紊流狀態,可能裂隙中發生了阻塞或裂隙中的充填料被壓密;當流量的增長高于水流的增長時,表明滲流斷面已被擴大,這是由于載體劈裂、裂隙充填物沖走或裂隙變形等原因所致。

Q=f(P)曲線法--根據鉆孔壓水試驗結果,按照圖1中的曲線形式判別劈裂性質:P與Q呈直線關系,灌漿載體未發生水力劈裂,見圖1(a);流量隨壓力不可逆地增大,載體裂隙發生了沖刷或塑性變形,見圖1(b);流量的增大是可逆的,載體裂隙發生了彈性變形,見圖1(c)。

3.4吸滲反應定理。化學漿液對低透介質的滲透主要不是壓滲作用,而是由于漿液對載體的潤濕能力和親和力,即所謂吸滲作用。漿液對載體的潤濕,以其接觸角來表示,若接觸角θ>90°,漿液是載體的潤濕相,親和力F>0,有吸滲作用;若θ<90°,則無吸滲作用,漿液必須藉外加壓力才能迫其灌入。

4工程費用子系統控制

在這個系統中,用最優化分析解決問題,即在本系統的運籌中,施工控制策略要使灌漿的凈效益最大,而灌漿和施工控制費用盡可能地小。筆者將后者視作是負效益。為了盡可能地減少這種負效益,必須在一定的自然規律和施工條件的約束下,按照最優化原則,結合工程分析考慮施工控制工藝和方法,對整個灌漿系統進行科學的管理注意,這里不提負效益最小,而只要求負效益盡可能減少。這是由于在灌漿工程情況下,最優解并不一定是理想的運用方法。

假定施工控制的目標為已知,那么,在最優運用的策略下滿足施工控制要求,就會使負效益為最小。這個問題可具體表述為:

x∈x;i=1,2,……m

并滿足:設-r(xi)=0(5)

Xil≤Xi≤Xiu

約束條件:P>P設

t>t設

非負條件:xi>0

式中M為灌漿工程費用,即負效益,元;X為決策變量;Ci(xi)為負效益費用函數,其類型中的主要內容列于表1;xi為決定負效益分量大小的決策變量;r設為漿液設計擴散半徑,cm;r(xi)為漿液實際擴散半徑cm;xi1,xiu為決策變量xi的上、下限;P,P設為施工實際灌漿壓力及設計灌漿壓力,MPa;t,設t為實際灌漿歷時及設計灌漿歷時,h。

5環境效應子系統控制

灌漿施工工程對環境效應的影響評價遵循國家對水利樞紐工程建設要求的長遠的觀點、時代的觀點、生態學的觀點、經濟的觀點和全流域的觀點。特別需要強調的是灌漿工程對其總體目標——自然環境、人文社會環境等的需要以確立其價值,并以此為確定權值、評價值的重要依據。

為每m3漿液費用V為估計漿液漏失量

環境效應子系統的評價因子為:氣溫、濕度風速、降水量、霧、水質、水溫、地下水、水化學、污染帶(源)、施工中飄塵、有害氣體、生活與生產污染物及水體污染、運輸、爆破及施工機械噪聲、施工及棄液、棄渣對景觀破壞及灌漿全過程和建成后長期對人員健康與鄰近建筑物安全的影響等。

5.1環境效應控制質量指標級別值的劃分采用“質量指標級別值劃分表”,見表2。

5.3質量指標與影響程度和時效的定量關系。設評價初始時間為0,評價的任一時間為t,灌漿工程給環境效應的質量狀態評分為E(t),未灌漿時用E1(t)表示;灌漿時用E2(t)表示。于是,環境質量變化為:

E(t)=E(t)-E(0)(6)

在時間t內,灌漿與不灌漿的環境質量變化則為:

ER(t)=E2(t)-E1(t)(7)

現在討論絕對影響程度I(t)。

從生態環境受影響的時間動態看,在時間[0,t]內,灌漿工程對生態環境的最大影響程度是使其質量達到最理想或最惡劣,即E(t)=10或E(t)=0。因而D(t)=10-E(0)為有利(正面)影響的限度值;C(t)=0-E(0)=-E(0)為不利(負面)影響的限度值。也就是說,若E(t)=D(t),表明極端有利(正面)影響;若E(t)=D(t)表明極端不利(負面)影響若E(t)=0則無影響。據此分析,絕對影響程度I(t)表示為:

影響時效在這里系指灌漿工程對環境質量變化的過程和經歷時間的長短,以及影響隨時間的積累作用,它定義為灌漿工程對環境質量變化的時間積分,其單位為“質量·年”。

第3篇

【關鍵詞】水電水利;灌漿施工;施工工藝

在水利水電的工程建設中,灌漿施工技術是必不可少的工藝,這是一項比較復雜的工藝,其施工環節和施工控制比較復雜,要求施工團隊在施工前做好充分的準備工作,另外對施工材料的選擇上,也有較高的要求。在施工過程中,要用科學的方法對工程質量進行控制,將灌漿施工工藝做到最好。在建設中,要確保工程質量,就要做好灌漿施工工作,這就要求對灌漿施工工藝有一個整體的把握。

1.水利水電工程中灌漿施工的類型

在水電水利工程中,灌漿施工通常會有以下幾個主要類型[1]:

1.1帷幕灌漿

在水利水電的施工過程中,經常會出現滲透現象,這就會對整個水電水利施工的總體質量造成不好的影響,因此在水電水利的施工過程中,一旦發現滲透現象就要及時的做出處理。帷幕灌漿法可以很好的處理滲透現象,因此能夠保證整個水電水利工程的安全。在施工中,要對現場進行考察,進行灌漿試驗,同時要根據周邊環境的特點以及工程自身的特點,來確定灌漿的材料。此外還要對帷幕軸線的位置和深度等有一個整體把握,同時,還應該注意到,施工工藝要方便以后對灌漿的檢查和修補。

1.2接觸灌漿

在水電水利工程中,混凝土結構是非常容易出現問題的一個部分,當混凝土結構出現裂縫時,會對整個水電水利工程的安全造成影響。因此,要對混凝土的裂縫進行灌漿。混凝土與鋼板之間產生的縫隙一般可以采用接觸灌漿法,通過填充縫隙,可以增強鋼板與混凝土之間的密封性,因此可以更有效地防止漏水現象的發生。

1.3回填灌漿

在水電水利工程中,在混凝土襯砌的背面或者周邊通常會出現混凝土澆筑沒有完全澆實的部分,出現這種情況就要用回填灌漿進行灌漿。回填灌漿可以使混凝土更緊密的結合,同時加強土體的牢固性,在一定情況下可以讓滲透現象得到有效緩解。要注意回填灌漿的時間,越早進行效果越好,首先要用風鉆鉆孔,還要對灌漿材料的比例進行把握。同時還要預先設計壓力,保證灌漿工藝順利進行。最后當灌漿結束時,還要及時清除孔里的積水或者是異物,并進行封頂工作。

1.4固結灌漿

固結灌漿可以改善節理裂隙發育,除此之外,固結灌漿對提高巖石的整體性有很大的作用,從而減少巖體變形。但是在灌漿中要注意要在巖基表面進行澆筑混凝土蓋板等工藝,這樣才能更好地保證灌漿質量。

2.灌漿孔鉆孔施工工藝

灌漿施工在水電水利工程中是十分重要的工作,因此在施工過程中要對各個環節進行嚴格的控制,將誤差和失誤減少到最小,這樣才能保證灌漿工藝的質量,同時也可以有效的提高整個水電水利工程的安全性。

2.1對孔斜率做出嚴格要求

在鉆孔過程中,一定要注意對孔斜率進行嚴格的測量,尤其是帷幕深孔,由于孔與孔之間的距離很近,在鉆孔過程中,更加要注意測量孔斜率。除此之外,還要求壁孔均勻正直。

2.2注意鉆孔順序

在施工過程中,要嚴格的按照施工順序有序進行。灌漿時也要嚴格的遵守灌漿順序,一般情況下,要進行一序孔灌漿,然后是第二第三序孔的灌漿,這時后一個序孔就可以當作前一個序孔的檢查孔,可以通過壓水試驗,檢測前一序孔的吸水率[2]。這樣可以為灌漿施工減去很多不必要的步驟,同時還能夠提升灌漿質量。

2.3注意對鉆孔進行沖洗

在灌漿過程中,一定不可避免的會產生很多異物,同時也會出現積水的現象,應對這些情況,就要對鉆孔進行徹底的清洗,孔內的存留的殘渣會對施工質量造成一定的影響,只有將殘渣處理干凈,才能保證漿液和巖漿間的膠結度。在沖洗時,一般使用壓力或者是壓縮空氣對鉆孔輪流沖洗。

3.水利電力工程中灌漿施工要注意的要點

3.1確保鉆孔施工的質量

為了保證灌漿有很好的質量,要高度重視鉆孔的施工。在鉆孔時,一方面要注意孔壁的硬度和厚度,另一方面還要對鉆孔的均勻垂直度密切關注。進行鉆孔之前,一定要做好準備工作,要檢查灌漿塞是否卡實,以防止發生返漿的現象。同時還要注意區分不同的灌漿類型,因為每一種灌漿類型都有自己的施工要求,在具體的施工過程中,一定要根據不同的灌漿類型,進行不同的施工工作。鉆孔施工一定要按照程序進行,只有這樣才能將誤差減少到最小。在對水壓進行監測的同時,還要加強對吸水率的控制,確保每一個步驟的規范化。

3.2注意灌漿施工方式和施工順序

3.2.1選擇合適的灌漿施工工藝

在水電水利工程中,最主要的灌漿施工方式有循環式和純壓式兩種。當灌注的漿液多于裂縫的吸漿量時,就可以采用循環式灌漿。循環式灌漿又可以分為孔口循環和孔內循環兩種形式。循環灌漿可以使孔內的漿液保持流動的狀態,這樣不僅可以大大減少了顆粒沉淀,與此同時,還保證了灌漿的質量。因此循環式灌漿被廣泛的運用。

循環式灌漿的缺點就是施工比較復雜,而且速度相對較慢。純壓式灌漿很好的彌補了循環式灌漿的不足。循環式灌漿的優勢在于施工較簡單,而且速度相對較快。雖然如此,但是在施工的操作過程中,循環式仍然是常用的方法。這是因為用純壓式灌漿不利于裂縫的填充和漿液的擴散。

3.2.2注意灌漿施工順序

通常灌漿的順序有三種,主要是一次性灌漿、從上至下分段式灌漿、從下至上分段式灌漿[3]。三種灌漿方法有各自的優勢,具體采用哪種灌漿方式要根據工程的實際情況來決定。

對孔深小于十厘米的孔進行灌漿,一般采用一次性灌漿,并且只有巖土層透水情況不嚴重或者是巖體裂縫比較小的情況下才可以采用這種灌漿方式。從上至下分段式灌漿可以很好的提升工程質量,因為這種灌漿方式的壓力較大,所以能保證施工的安全。但是,這種灌漿方式比較耗費時間。對于裂縫比較小的孔,一般采用的是從下至上式灌漿。

4.在灌漿施工中做好質量控制

為了保證灌漿施工的質量,對灌漿施工中進行有效地質量控制是非常有必要的,灌漿施工不僅在整個工程中有很重要的地位,而且施工本身很容易引發問題,灌漿施工工程量大、環節較多、操作方式較復雜、所以在具體的操作過程中,一定要對灌漿施工的技術操作進行嚴格的質量控制,避免意外情況的發生。

5.結束語

在水電水利工程中,灌漿施工是十分重要的工作,是保證整個水電水利工程質量的關鍵步驟,因此施工人員一定要對灌漿施工工藝有深入的了解,合理的應用灌漿技術,提升工作人員的專業素養,保證施工質量。這樣才能做好灌漿工作。

【參考文獻】

[1]薛千明.防滲灌漿在水利水電工程中的應用及招標承包方式分析[D].吉林大學,2004.

第4篇

【關鍵詞】水利施工;灌漿技術

一、水利工程中灌漿技術的應用

水利工程地基受到地質構造和水文地質的影響,天然地基常常存在一定的缺陷,這種缺陷需要人工技術處理才能作為水利工程的可靠地基。灌漿就是這種主要的人工技術,它把具有一定配合比的漿液通過鉆孔用壓力注入都地基裂縫或建筑物的自身裂縫中。通過膠結硬化后可以提高高巖基的整體性、抗滲性、抗震性以及穩定性。要想順利完成灌漿工作,需要對灌漿的材料、方法、特點進行細致的研究,尤其要根據實踐情況調整材料和工藝。

灌漿的主要目的有防滲、堵漏、加固、糾正建筑物偏斜。現在應用比較廣泛的是水利壩體加固及防滲工程。按照目的可以分為:固結灌漿、帷幕灌漿、接觸灌漿、接縫及補強灌漿、劈裂灌漿、高壓噴射灌漿。灌漿孔的深度通常在5―8m,在平面上成網格交錯布置。當遇到地質條件復雜的工程項目時,可以用現場固結灌漿確定孔距、排距、孔深、灌漿次序、壓力等技術參數。

帷幕灌漿是水工建筑物地基防滲的主要手段,帷幕在上游迎水面的壩基內形成連續的防滲幕墻,阻止或減輕壩基的滲流量和地基中地下水的滲透,降低壩低的滲透壓力,保證基本的滲透穩定。帷幕分為兩排孔帷幕和多排孔帷幕,在施工過程中要確定帷幕軸線、深度、厚度和平面上的長度。三峽水庫因為175米的水位高程采用了帷幕灌漿鉆孔技術,最大深度超過100米,鉆孔的直徑有56―76mm,灌漿壓力為5.0―6.0MPa。接觸灌漿的主要作用是加強壩體混凝土與壩基或者岸肩接觸面間的密實性。在巖石地基上建造混凝土壩,一旦混凝土體積收縮就會使兩者產生縫隙,所以等混凝土達到穩定的溫度,在壩體和巖石接觸的地方,用一個灌漿段進行單獨灌漿,防止混凝土收縮產生裂縫。

按照材料可分為:水泥灌漿、粘土灌漿、化學灌漿、瀝青灌漿。按照鉆孔灌漿順序可以分為全孔一次灌漿和分段灌漿法。全孔一次灌漿施工比較簡單,一般使用在孔深

二、灌漿壓力的重要性

灌漿壓力跟底層結構、孔深、灌漿要求、地質條件、有無壓重、注漿方式等都有關系。因為有些因素很難確定,所以在注漿之前通過壓水實驗來確定施工具體參數。灌漿壓力的優缺點。優點:對于細小裂縫有獨特的解決方式,能夠充分利用灌漿,使裂縫能夠得到充分灌注;缺點:容易造成漿液擴散,在緩傾角地質軟弱時,容易引起巖層活動。

一般灌漿技術施工人員要熟練掌握好灌漿技術,必須根據施工地區的詳細具體情況來分析。還要提前做好施工控制工作,比如參數的選擇、灌漿手法等。一般未必灌漿表層孔段的灌漿壓力>1―1.5倍帷幕的工作水頭,地步則以2―3倍工作水頭位移;固結灌漿壓力,在淺孔沒有壓重的情況下,采用0.2―0.5MPa,在有壓重的情況下,采用0.3―0.7MPa。深刻固結灌漿則以帷幕灌漿為標準;高壓灌漿的壓力通常>3―4MPa。灌漿壓力的適用范圍。對于透水性不大,裂縫發育不完全,巖層較硬的底層。

三、灌漿技術存在的問題

1、傳統灌漿模式未形式系統的控制模型,很多情況都是從子結構的角度出發,讓計算精度和系統程序不能充分聯系起來,全面分析問題。2、灌漿系統不穩定,會使系統分析結果失真。如果要更精準得出灌漿數據就必須在施工前就把相關理論工作做好,建議基礎的施工控制概念結構。3、灌漿設計依據不足,灌漿技術門檻低,施工隊伍水平參差不齊,如果設計不能從技術上對施工加以指導及限制,不僅對業主來說加大了管理難度,而且灌漿工程質量差異大。4、新型灌漿材料的研究滯后,進入上世紀90年代,灌漿材料的更新幾乎停滯不前,與我國灌漿技術的應用的規模和發展態勢不協調。

四、灌漿中容易出現的問題

1、地表隆起:在灌注過程中要隨時觀察地表有無隆起現象,一旦發現地表隆起立即停止注漿。對注漿參數進行分析和討論,一定要嚴格控制注漿壓力。可以降低灌漿壓力、自上而下分段灌漿、反復灌漿等方法解決地表隆起現象。2、冒漿:在鉆孔的時候多發生冒漿,如遇到這種情況應該用粘土回填冒漿孔,回填10―15m。3、串漿:可采用多孔聯合灌漿;反復灌漿法。

五、灌漿需要注意的若干問題

1、在施工之前,完善準備鉆孔、注漿等設備和材料并且做好暴雨等應急措施。2、施工期間定期對地下水取樣檢查,如發現地下水被污染,立即采取相應解決措施。3、鉆孔也是保證灌漿質量的一大環節,要確保鉆孔達到良好的注漿效果要保證鉆孔深度和角度符合實際情況,并且對鉆孔做好記錄4、嚴格遵守注漿工藝流程,注漿管道要密封,防止孔口跑漿。注漿采用循序漸進的過程,最開始采用小流量確保管道通暢,在一點一點增加流量,直到達到規定要求。5、有時候一次注漿并不能一次解決問題,這就需要二次注漿,二次注漿的標準是從一側灌漿,從另一側溢出,不能有兩側同時灌漿的情形。6、當發生跑漿時,縮短漿液的凝膠時間,用小泵梁、低壓力注漿,使漿液快速凝固。

六、質量檢測是灌漿工程的保障

灌漿工程屬于隱蔽性工程,需要從原始記錄、工藝控制、規范操作、專業檢測方面加強灌漿質量的控制和檢測。鉆孔較小的灌漿可以通過壓水測試和單位吸漿量進行檢查,或者使用鉆孔照相或者孔內電視。鉆孔較大的可以直接派專人進行檢查。在輔助檢測方法中還有地球物理探測技術、彈性波速、地震衰減系數等。

七、結束語

綜上所述,隨著經濟社會的不斷發展,我國基礎建設正處于快速發展階段。水利工程作為關乎到國民設計的重大工程,在這個自然災害頻發的年代,國家對水利工程的重視是很多大型水利工程建設成功的保證。相對的,可利用水利工程基礎用地卻越來越少。而灌漿技術的出現讓水利工程的施工模式發生了改變。水利工程難度高、技術強、工期長,不管是人力物力,還是財力方面都會一項巨大的支出。有些工程天然條件較差,要到達規定中的防滲和穩定要求,需要從地基上實行嚴格的處理。中國地質條件復雜,不同的地質地理環境需要不同的施工技術來支撐,在工程前期就應該對地基防水性能和穩定性能做好充分的準備和措施防范,一旦出現出現問題就會牽一發而動全身。水利工程對建筑物地基處理是需要特定的技術,而灌漿技術能夠彌補地基建筑過程中的失誤和遺漏。所以為了保證水利工程的不斷前進發展,本文結合水利施工實踐基礎,對灌漿施工的要點進行探討。

參考文獻

[1]許厚材.水利水電工程基礎灌漿殊地層的灌漿方法[J].水利發電設計與施工,2005.

第5篇

【關鍵詞】水利工程施工高壓噴射灌漿技術

中圖分類號: TV文獻標識碼:A 文章編號:

高壓噴射灌漿是一項最早源于日本的先進的防滲漏技術,具有成本低、施工速度快、固結體強度大、可靠性高等特點。該技術大大提高了水利工程建筑的防滲抗災能力,減輕了防洪脹力,在地下和基礎工程防滲加固工程中的應用相當廣泛。由于在土木工程中領域的廣泛應用,在施工中,我們一定要仔細把握工程的要點和難點,在實踐中不斷深入研究,以提升高壓噴射灌漿技術的工藝水平與質量。以保證工程的進度和整體質量。

通過各孔凝結體的連接,形成板式或墻式的結構,不僅可以提高基礎的承載力,而且成為一種有效的防滲體。由于高壓噴射灌漿具有對地層條件適用性廣、漿液可控性好、施工簡單等優點,近年來在國內外都得到了廣泛應用。我國已運用該技術處理了近百項防滲工程,所構筑的防滲板墻約百萬平方米,在大顆粒地層、動水、淤泥地層和堆石堤(壩)等場合,應用高壓噴射灌漿技術具有顯著的技術經濟效益。

高壓噴射灌漿原理是借助于高壓射流沖擊、破壞被灌地層結構,同時灌入水泥漿或混合漿,使漿液與被灌地層顆粒摻混,形成符合設計要求的凝結體,借以達到加固地基和防滲的目的。

高壓噴射灌漿技術的優勢:1、適用范圍廣。高壓噴射灌漿技術可以廣泛應用于工程前,工程中和工程后。2、施工簡便。在施工時只需要在土層中鉆一個孔徑為50mm 或 300mm 的小孔,便可在土中噴射形成 0.4~4.0m 的固結體,施工上非常簡便。3、固結體形狀可以控制。在噴射過程中,通過調整旋噴速度和提升速度,增減噴射壓力,可以更換不同孔徑噴嘴改變流量,依照工程的需要控制固體的形狀。4、原料廣闊、成本低廉。噴射的漿液主要原料是水泥,很少使用到化學材料,有時候為了節約水泥用量,還可以在加入一定數量的粉煤灰,大大降低了注漿材料的成本。5、設備簡單、方便管理。高壓噴射灌漿全套設備結構具有緊湊、體積小、機動性強、占地少的特征,可以在狹窄和低矮的現場施工,而且施工管理簡便:在單管、二重管、三重管噴射過程中,通過對噴射的壓力、吸漿量和冒漿情況的量測,可以了解其效果和存在的問題,以便及時調整噴射參數或改變工藝,保重固結質量。在多重噴射時,更可以從屏幕上了解空間形狀和尺寸后再以漿材填充之,施工管理十分方便。

高壓噴射灌漿施工技術的特點:高噴灌漿有擺噴、旋噴及混合噴等多種施工工藝。根據施工條件和土質情況還可以采用微型擺噴,這種布子L型式的特點是板墻體連接可靠而且厚度大,擺角15°。因在噴射過程中容易發生串孔現象,影響鄰孔的板墻體形成,所以高壓噴射采用隔孔噴射,即單號孔噴射的灌漿初凝后的第二天噴雙號孔。高壓噴射注漿法可以穿透施工完畢的路基、結構物等,對其基礎進行加固處理時,占用地上水利工程施工工作面小,不用對基礎上面的結構進行破開處理,具有很大的靈活性和可操作性。相對于水利工程深層攪拌法,此法能適應不同地質情況,特別是對含水率較低的軟弱地基的處理效果要比深層攪拌法要好。在水利工程施工中采用高壓噴射注漿法時要考慮到它的擾動作用,并要有穩妥的施工方案及預防措施方可使用此工法進行施工,以免危及水利結構的安全。

高壓噴射灌漿的施工工藝和要點分析:造孔過程中做好充填堵漏,使孔內泥漿正常循環,返出孔外,直至終孔。跟管鉆進,邊鉆進邊跟入套管,直至終孔。鉆進時注意保證鉆機垂直,偏斜率≤1%。施工中應該注意,當孔深達到設計深度時,提取巖芯,經檢驗認可后終孔。終孔后要測斜驗收,合格后搬遷孔位。

泥漿固壁的鉆孔可以將噴射桿直接下入孔內,直至孔底。跟管鉆進的鉆孔,有兩種情況:拔管前在套管內注入密度大的塑性泥漿,注滿后起拔套管,邊起拔邊注入,使漿面長期保持與孔口齊平,直至套管全部拔出,而后再將噴射桿下入孔內直至孔底。也可先在套管內下入管壁均勻的PVC管,直到套管底部,起護壁作用,而后將套管全部拔出,再將噴射桿下入到管底部。施工中所用技術參數因使用高噴的方法不同而不同。所用的灌漿壓力不同,提升速度也有所差異。

確定提升速度應注意以下問題:地層問題,在砂層中提升速度可稍快,砂卵石層中應放慢些,含有大粒徑塊石或塊石比較集中的地層應更慢。分序問題,先序孔提升速度可稍慢,后序孔相對來講可稍快。施工中發現孔內返漿量減少時宜放慢提升速度。需對進漿量進行嚴格控制。在制漿過程中要嚴格控制水泥用量、保證漿液濃度,同樣嚴格對進水量嚴格控制,方可保證進漿量。

施工過程中的質量控制:墻置的確定。依照設計要求,布設防滲刺墻,子距L一般為2.0m,有效半徑達 1.8m,擺角一般為 15° (與鋼盤堤接觸處噴射擺角增大為 26°左右)。提升速度一般為 10cm/min。噴嘴型號為 2mm,氣嘴7mm,水壓為29.4~34.3MPa,空氣壓735kPa。

測壓管的要求:管口為2 英寸的PVC管,管底1.1m 高為透水部分,外用400g/m2土工布包裹,管子四周用黃沙做漏層。

材料的選取。對施工中中使用的材料質量進行控制,主要是控制水泥質量。需復試的材料經監理人員現場見證取樣后送專門檢測部門進行復試,當需要在水泥漿液中摻入外加劑時,要通過試驗確定合適摻量。鉆孔的沖洗。鉆孔經檢驗合格后,進行孔內和縫面沖洗。采用風、水輪換進行,沖洗時孔口敞開,將風(水) 管插入孔底,風(水) 反復沖洗,直至回清水后即可結束。壓水(氣) 檢查。壓水檢查在裂縫縫口材料達到一定強度后進行。采用單孔壓水(氣),逐孔檢查,并詳細記錄各孔的外漏情況和漏水率大小。吹干鉆孔、縫面。灌漿前,用壓縮空氣將孔內、縫內的積水吹擠干凈。灌漿。為防止在灌漿壓力作用下,裂縫兩側混凝土產生有害的應力和變形,在灌漿施工中應布置儀器對裂縫進行觀測。灌漿應按由深到淺、由下至上、由一側向另一側的順序依次進行。灌漿結束標準為單孔吸漿率趨于零,再繼續灌注半個小時左右結束。同時建議實行分序噴射工藝,以減少施工對樁基產生的不利影響,還可防止因竄孔而破壞已噴射注漿的固結體。

高壓噴射灌漿的施工程序主要有;造孔、下噴射管、噴射提升(旋轉或擺動)、最后成樁或墻。

造孔。在軟弱透水的地層進行造孔,應采用泥漿固壁或跟管(套管法)的方法確保成孔。造孔機具有回轉式鉆機、沖擊式鉆機等。

下噴射管。用泥漿固壁的鉆孔,可以將噴射管直接下入孔內,直到孔底。

噴射灌漿。根據設計的噴射方法與技術要求,將水、氣、漿送人噴射管,噴射 1~3min。

施工中的注意事項:1、水利工程鉆孔難度大。水利工程的施工地層是有大量塊石,地下水、地表水豐富,鉆孔難度大,經常出現場孔、卡鉆以及掉鉆頭現象。在施工中要及時采用,采取及時抽排地表水,遇到塊石及時更換潛孔鉆、下護壁管防止塌孔等措施。

2、注意天氣變化。在水利工程施工中,酷暑和暴雨對施工過程都有很大影響,所以要注意天氣變化,做好防水工作。

結語:綜上所述,高壓噴射灌漿法是利用鉆機造孔,然后將帶有特制合金噴嘴的灌漿管下到地層預定位置,以高壓把漿液或水、氣高速噴射到周圍地層,對地層介質產生沖切、攪拌和擠壓等作用,同時被漿渡置換、充填和混合,待漿液凝固后,就在地層中形成一定形狀的凝結體。所以在施工中應該把握該技術應用的難點和要點,做好全過程控制,保證水利工程的整體質量。

參考文獻:

[1]魏新江.淺析水利工程施工中高壓噴射灌漿技術的應用[J].經營者管理,2010,23.

第6篇

施工地層表現為可溶性巖石結構之時,容易發生溶蝕現象而導致喀斯特溶洞的出現,不及時發現和處理的溶洞發展為溶溝,會引發嚴重漏水。實際水利工程施工中多定向爆理堆石土壩,爆破操作極易導致壩肩巖體出現嚴重裂隙。如通過一般灌漿方式施工,會導致材料浪費巨大、成本更高,特殊的漏水通道處理效果不佳。可在無水流作用、傾角較小情況下灌漿施工操作,若沒有收到理想效果,即通過定量灌注、混合漿液灌注操作提高漿液穩定性。若目標區域遇水性能很差、注入量極大,更推薦使用高穩定性的漿液施工。水泥、粉煤灰漿、黏土漿、玻璃漿、砂漿等是常見的混合漿液原料。灌漿施工處理有較大水流影響、傾角大區域空洞、裂隙要重點控制充填級配料施工、模袋灌漿施工等操作。充填級配料施工中,以稠水泥漿由小至大沖灌孔口,觀察灌注效果,若結果不滿意,再次使用濃漿沖灌級配粒料灌注處理,之后常規灌注再次處理。級配料的使用一般由細到粗按級別灌注使用,常見的有5個級別,灌注到某一級發現灌注困難,則停止操作。粒料充填施工的主要目標是以充填礫石在窄縫部分構成“架橋”,迅速有效堵塞縫隙,通過自建反濾層實現漏水通道處理效果。模袋灌漿施工方面,一般選用尼龍、聚酯、聚丙烯等原料制成模袋,高強度原料經過特殊工藝制成的模袋加上水泥漿材料的水分,當在灌漿工藝的壓力作用下,會有水分從模袋中排出,內部材料更密實、不外漏,水灰比大大降低、能夠迅速固結。模袋當中水泥漿發生凝固同時不會因為環境中水的作用分散泄露,抗壓、抗變形效果好,能夠靈活跟隨溶洞實際大小、形狀變化而變化、適應范圍廣,堵塞效果滿意。實際施工結束后,要將水泥漿灌注入袋內,一般水灰比在0.6~1.0范圍內,水泥漿充填模袋完畢后,鉆孔操作并將模袋置入其中,置入適當數量模袋之后可進一步灌漿處理。雙漿液灌漿施工方面,要考慮到此種灌注液化學特性,將水泥漿與速凝劑向兩個灌漿管注入并混合充分,根據預先確定的擴散參數控制防滲體強度、防滲效果。

2持續大量吸漿的灌漿施工處理

水利工程的灌漿施工時間一般在3h以內,耗漿量在200kg/m之內,特殊情況可能出現持續大量吸漿的現象,此時要認識到灌漿工藝的阻礙,及時分析此種現象發生的內在原因,查看通道情況、地層特點,查看是否有部分地表冒出漿液、漿液自某通道流失。具體可做以下處理:一是控制壓力。通過自流式灌漿、低壓使灌漿工藝將裂隙填滿漿液,控制漿液流速在一定范圍內,逐漸提升壓力,之后開展常規灌漿工藝處理。二是控制流動速度。控制漿液注入速度在10~15L/min范圍中,達到限制裂隙漿液流動速度的目的,加快漿液沉積,隨后將壓力水平提升,穩定的速度持續注入漿液,達到標準后停止灌漿。三是速凝劑加入或灌注濃漿。使用高濃度水泥漿灌注處理或可向水泥漿中加入水玻璃氯化鈣等速凝劑灌注處理。四是水泥砂漿灌注時,漸進分級灌注10%、20%水泥重量摻砂泥漿,灌入砂粒徑也先細后粗,均勻攪拌砂漿后開始灌注施工。五是間歇灌漿施工處理。灌注到一定階段后,暫停灌注操作,查看地層結構及評測前一階段灌漿量、灌漿用時、灌漿效果后,間歇2~8h,再次灌漿,如此反復。確保灌漿壓力符合標準、壓力減小則結束灌漿操作,凝固達標之后開始下一節段掃孔、復灌操作。

3巖溶地段灌漿施工處理

3.1無填充物施工處理

若存在較大巖溶空洞,向孔內投入粒徑<40mm經過清潔的碎石,促使孔徑增大,填滿之后將水泥砂漿注入,之后將水泥漿、水泥砂漿依次灌注入內,連續3d待凝處理,掃孔,壓水處理,再次灌注水泥漿或其他混合砂漿;若有較小的巖溶空洞存在,碎石投入步驟可省略,后續處理同上。

3.2有填充物情況的施工處理

若巖溶存在填充物,測算巖溶大小形狀、深度,根據測算分析結果選擇高壓灌漿或高壓旋噴灌漿處理。高壓灌漿即對巖溶不予以沖洗,而直接通過高壓水泥灌漿處理,提升灌漿壓力水平,將填充物充分擠壓并密實處理,提升穩定性能與抗滲效果,輔以高壓水泥漿促使其發生劈裂變化,水泥漿橫豎分布而形成網格包裹狀態,將高壓灌漿效果發揮到最佳。高壓旋噴灌漿工藝要在土層上確定鉆孔目標位置,使用有特殊噴嘴灌漿管的鉆孔設備在目標位置鉆孔到規定深度,在鉆桿下方以高壓脈沖泵將水泥漿液注入噴嘴裝置內部。

4承壓條件灌漿施工處理

水庫處于蓄水狀態而向低水位洞內、廊道灌漿施工,或是在大壓力水平的含水層持續灌漿操作都會導致灌漿孔瀉出承壓水。此種情況下要保證灌漿施工效果,就需要將灌漿壓力控制在高于涌水壓力之上的水平,保證順利灌入漿液,但是也不能產生過大灌漿壓力,以免抬動基礎、壓裂地層而破壞工程質量。

4.1壓力屏漿法

如灌漿操作可以順利進行,也能在達標時正常收尾,則以同樣的水泥濃度、同等壓力水平持續4~8h執行灌注操作,防止漿液灌入之后從裂縫中回流。

4.2閉漿施工

檢測到達到結束灌漿標準之后,立即將回漿管閥門、進漿管閥門關閉,維持灌入漿液在受壓狀態并持續凝固,再次將閥門開放,查看有無涌水現象,若未見涌水現象,證明灌漿施工效果良好,6~8h閉漿處理。上述處理效果不佳,則采用化學灌漿技術施工,同等方式調低漿孔段注入率,一般可控制在3~5L/min,予以化學灌漿工藝灌漿處理。

5結語

第7篇

關鍵詞:水利樞紐工程;壩基灌漿;鉆孔

1工程概況

某水利樞紐工程主要任務為農牧業灌溉和生態用水,并兼顧發電。工程為瀝青混凝土心墻壩,屬Ⅱ等大(2)型,總庫容1.76億m3,正常蓄水位650.00m,壩頂高程657m,最大壩高64m,壩長355m,主要建筑物由大壩、溢洪道、放空兼導流洞、發電引水系統和廠房等組成。大壩基礎灌漿為本工程防滲系統的重要組成部分,分為基礎固結灌漿和基礎防滲帷幕灌漿。總灌漿工程量8976.78m,灌后透水率設計要求≤3Lu。

2 鉆孔方法對帷幕灌漿施工效率的影響分析

由于基礎防滲分部工程是制約樞紐工程瀝青混凝土心墻施工的瓶頸,鑒于回轉沖擊鉆造孔速率是地質鉆機4倍~6倍的生產經驗,針對回轉沖擊鉆與地質鉆造孔做壓水試驗,驗證回轉沖擊鉆造孔是否能夠滿足灌漿質量要求。地質鉆鉆孔1個,進尺16m,回轉沖擊鉆鉆孔2個,進尺32m。單點法壓水試驗9段,灌漿9段。鉆孔孔距2.0m,孔徑為91mm。鉆孔孔位中心線與壩軸線平行,距壩軸線3.5m,孔間距2m,孔口高程為622m。

(1)施工流程

對各孔使用相應鉆機分別鉆進,第1段0~6m、第2段6~11m、第3段11~16m,逐段采用單點壓水試驗,試驗之后自底部向上逐段灌漿及封填(采用砂漿)。整個試驗過程嚴格依據灌漿施工規范進行,各個必檢項目均進行了嚴格監控。

(2)壓水試驗情況及數據對比分析

通過對整個試驗過程的壓水試驗進行分析,3個孔在第1、2段都不起壓,注水率很大,屬于完全透水。在A3壓水后,A1孔內有明顯的水位,證明巖層內的裂隙是貫通的,沒有被巖粉堵住。地質造孔和回轉沖擊造孔在第3段都達到了設計壓力,且壓水流量都相差不大,更進一步證明巖粉沒有堵住裂隙。各孔段的壓水試驗值如表1所列。

表1 各孔段壓水注入率對比

(3)灌漿情況及數據對比分析

通過對灌漿資料的分析,在相同的灌漿壓力下,灌漿注入率沒有大的差別,說明回轉沖擊鉆的巖粉對灌漿的影響不大,灌漿注入率如表2所列。

表2 各孔段灌漿注入率對比

(4)對比試驗結論

通過對地質鉆孔和回轉沖擊鉆孔進行壓水試驗、灌漿試驗注入率及造孔效率的對比分析,在保證沖擊鉆孔和裂隙沖洗的前提下,鉆孔方法對壓水、灌漿施工的影響程度不顯著;沖擊鉆鉆孔速度比回轉式鉆進效率提高4倍~6倍,因此,可以用回轉沖擊代替地質鉆機完成本工程灌漿的造孔施工。

3施工工藝

3.1生產性試驗

按照設計技術及施工規范要求,在壩0+124~0+136進行壩基灌漿生產性試驗。試驗目的是論證灌漿設計各種技術參數的可行性,效果上的可靠性和經濟上的合理性,具體用以選擇適宜的鉆孔工藝;選定合適的漿液配比以及材料配方;選定施工工藝及技術參數。經過灌漿試驗,單位透水率應不大于3Lu,滲透系數K≤3×10-5cm/s。

3.2 施工工藝

(1)鉆孔布置

固結灌漿設計為4排,其中中間2排為帷幕兼固結孔。7m寬心墻混凝土基座軸線上下游3.25m各布置1排固結灌漿孔,孔距3.0m,孔位矩形對稱布設,深入基巖5m。帷幕灌漿設計為2排,分別沿心墻軸線上下游0.75m各布置1排,孔距2.0m,孔位梅花形布設,深入基巖12~28m。

檢查孔采用地質鉆機,檢查孔孔徑不小于φ76;孔向均為鉛直孔,灌漿孔、檢查孔終孔驗收時采用KXP-1S型測斜儀逐孔分段進行測斜;檢查孔均進行取芯,并進行地質編錄,提交巖芯及其照片。

(2)機具及配合比

制漿采用集中制漿的方式,采用300L高速攪拌機(n≥1200r/min)制漿。要求攪拌時間不少于20min,配料誤差不大于5%。

灌漿泵采用3SNS型灌漿泵,該泵的排量和壓力穩定,滿足灌漿要求。采用灌漿自動記錄儀(NW-2005灌漿壓水監測系統)對灌漿過程的各項參數進行連續自動記錄。使用壓力表最大壓力標值的1/4~3/4之間。

灌漿采用高抗硫酸鹽水泥P.O.42.5,水泥性能應符合國家標準;采用克蘭河河水,必須清潔無污染。灌漿漿液的濃度應由稀到濃逐級變換,水灰比采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1七個比級。壩基各段次的灌漿壓力如表3所列。

表3 固結及帷幕逐段灌漿壓力統計

每塊基座混凝土上設1個變形監測孔,安裝千分表觀測抬動變化,抬動變形量大于100μm時應立即降壓,及時做出有效應對措施。

(3)灌漿方法及工藝

灌漿方法采用孔口封閉自上而下分段灌漿法。孔內循環式灌注,射漿管距灌漿段底不得大于50cm。當灌漿壓力保持不變,注入率持續減少時,或當注入率不變而壓力持續升高時不得改變水灰比。當某一比級漿液的注入量已達300L以上或注入時間已達1h,而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不明顯時,應改濃一級。當注入率大于30L/min時,可根據具體情況越級變濃。遇大滲漏段處理措施:采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇等措施。

灌漿過程中經常測試回漿密度,發現回漿返濃,立即處理。灌注漿液從制備至用完時間應小于4h,否則應廢棄。灌漿結束標準:在設計壓力下,灌漿注入率小于1L/min,持續灌注30min;灌后一般不待凝。終孔段灌漿結束后,對全孔采用“壓力灌漿封孔法”進行封孔。

(4)灌漿工程質量檢查

灌漿質量檢查以檢查孔壓水試驗為主,結合竣工資料、巖芯實物和測試成果的分析進行綜合評定。檢查孔壓水試驗應在灌漿結束14d后進行,采用自上而下分段做灌后壓水,計算灌后地層的透水率(采用常規壓水試驗)。其合格標準:接觸段及下一段的合格率應為100%,應不集中,其灌漿質量可認為合格。檢查孔的數量為灌漿孔數的10%,一個單元工程內,至少布置一個檢查孔。

(5)施工工藝流程

采用孔口封閉孔內循環灌漿法,施工工藝流程如下:定孔位固定鉆機開孔鉆進鉆孔沖洗裂隙沖洗和壓水試驗灌漿施工封孔遷移鉆機。灌漿遵循分序加密。

4 灌漿質量成果分析

4.1 灌漿效果分析

從灌漿資料整理分析看,灌漿效果比較明顯:各序次平均單位耗灰量遞減規律清晰,灌漿前后基巖透水率明顯減小。

(1)單位耗灰量分序遞減分析單位耗灰量分序遞減是衡量灌漿效果的一個重要指標,試驗區單位耗灰量分序遞減率情況如表4。

表4 試驗區帷幕灌漿單位耗灰量分序遞減統計

(2)透水分序遞減分析

根據灌漿資料整理出的巖層透水率遞減情況如表5。

表5 試驗區帷幕灌漿巖層透水率分序遞減統計

4.2 灌漿質量檢查

(1) 固結灌漿質量檢查

固結灌漿質量檢查采用聲波測試與檢查孔單點壓水試驗相結合的方法進行綜合評定。通過檢查,固結灌漿后的巖層聲波較灌前在各個深度均有明顯提高,灌漿前平均波速為3636m/s,灌漿后縱波平均波速均超過4405m/s,局部達到5800m/s。比灌漿前提高了21%,達到了設計要求。檢查孔壓水透水率為0.12Lu,達到設計要求,詳細聲波測試結果如表6所列。

表6 試驗區聲波測試結果匯總

(2)帷幕灌漿質量檢查

本次試驗按照設計灌漿孔排距進行施工,檢查合格,透水率最大為1.93Lu,最小0.03Lu,平均0.83Lu,小于設計規定值。檢查孔各孔段壓水透水率如表7 所列。

表7 試驗區檢查孔壓水透水率匯總Lu

生產性試驗按鉆孔施工次序分段鉆進和灌漿施工。鉆孔采用回轉沖擊鉆鉆進,共完成孔20個,灌漿段總長225.9m,壓水57段,總注水泥28829.3kg,平均單位注灰量127.6kg/m:固結灌漿145.1kg/m,帷幕灌漿111.31kg/m。

試驗成果結論:灌后聲波測試檢查孔平均波速4405m/s,較灌前提高21%,固結灌漿檢查孔平均透水率0.12Lu,帷幕灌漿檢查孔平均透水率0.83Lu,證明使用回轉沖擊鉆造孔及常規水泥灌漿法可以使壩基的所有孔孔底透水率滿足設計防滲要求。在檢查孔取芯過程中多次發現有“結石”現象,說明了微小縫隙已灌入水泥漿,灌漿效果顯著。

5 結語

第8篇

1土木工程中吸漿加大灌注方法的運用

土木工程的地基施工過程一般要在60分鐘到180分鐘內完成,因此,對巖縫進行灌漿施工所需的水泥量有限。但是如果出現巖縫大量吸漿現象,就必須采取對應的解決措施,不然就算灌注再多的水泥漿也達不到預期的施工目標。為了解決這種情況,首先要進行限流,對單位時間內進入巖縫的砂漿體積進行限制,并且減緩灌注的速度,實現使灌注到巖縫的泥漿快速凝結的目的。其次,可以通過降壓的方式來處理這個問題,這種方式是通過將灌漿的壓力降低來使砂漿的流速減緩,使砂漿在較小的壓力下進行自流,并在自流中逐漸凝結,當砂漿自流現象停止時可以適當增加壓力,之后就可以采用一般的灌漿技術來進行灌漿施工。最后,可以進行多次灌漿,具體說來就是間歇性地對巖縫進行灌漿,每進行一次灌漿施工,都要隔一段固定的時間后再進行下一次灌漿,間隔時間一般不超過8小時,具體時間可以根據土工程要求來確定。

2灌漿施工技術在嚴重漏水情況下的應用

地基漏水在土木工程施工過程中是很常見的現象,但是如果是嚴重漏水現象,那么最可能的原因就是在施工過程中出現重大失誤,嚴重漏水現象在巖溶地區施工中尤為常見。因此,在進行巖溶地區施工的時候,可以采取膜袋灌漿方法,但是在采用這種方法的時候,一定要注重膜袋的質量和選擇,要選擇高質量且耐磨性很強的膜袋,例如聚丙烯膜袋、尼龍膜袋等。灌漿過程中,將水泥漿裝在膜袋中,水泥漿在膜袋中相互擠壓就會使其水分降低,進而提高其凝結速度。此外,還要嚴格控制填充材料的礫石和泥漿配比,將水泥泥漿與礫石混合起來,這樣才能達到更好的灌漿效果。在狹窄的地方要加大粒料的使用量,使其形成橋架,采用巧匠在中途阻塞住縫隙,進而堵死整個通道[2]。

3結語

綜上所述,隨著灌漿技術在土木工程中的廣泛應用,灌漿技術在實際操作過程中存在問題的關注度也越來越高,我國必須進一步研究土木工程中灌漿施工的技術與方法,并且根據不同的施工地質選擇不同的灌漿技術,使灌漿技術能夠更加科學有效地應用在土木工程施工過程中,促進我國灌漿技術的完善。同時,將灌漿施工技術與方法運用在土木工程中,不僅要確保灌漿技術含量,而且要對施工過程中的各項重要參數進行嚴格把握,這樣才能確保我國土木工程的安全和質量。

作者:邊彩云 單位:赤峰市阿旗住房和城鄉建設局工程質量監督站

第9篇

關鍵詞:水利工程;灌漿技術;施工技術

中圖分類號: TV 文獻標識碼: A 文章編號:

近年來,我國水利工程基礎設施建設事業發展迅速,建設工程數量和建設規模不斷擴大,而值得注意的是,我國幅員遼闊,全國各地地質條件、水文特征各異,水利工程基礎設施的施工需要面對各種復雜的施工環境。灌漿技術對于不同地質條件有著良好的適應性,且造價合理,操作相對簡便,應在水利工程基礎設施施工中得到廣泛運用。水利工程基礎設施對地基的要求十分嚴格,必須保障地基的防滲性能、穩定性達到建設要求,因而灌漿技術對于水利工程基礎設施的建設十分重要,強化不同條件下灌漿施工工藝的研究對于水利工程基礎設施建設質量的提升有著重要的意義。本文就巖溶地段、滲水環境及大量吸漿情況下的灌漿施工方法進行了討論,并就灌漿施工質量的控制提出了幾項對策。

1.灌漿施工技術在巖溶地段施工的應用

灌漿施工技術在巖溶地段的施工可以根據一般的經驗以及灌漿試驗成果等進行施工。在施工過程中可以根據充填物的有無實行相關的施工技術,一般來說,在沒有充填物的條件下施工更為簡易,如果在有充填物的條件下,可以根據不同巖溶的不同特點采用合理的施工手段進行施工,目的是為了降低施工難度。

1.1采用高壓灌漿進行溶巖地段的施工

溶巖地段的施工一般采用高壓灌漿的施工方式,高壓灌漿也就是利用不沖洗高壓水泥灌漿,通過高壓灌漿對充填物進行徹底的的擠壓,這種方法既保證溶巖地段的強度,并且水流也不易滲入到土層中去。另外,利用高壓灌漿的強大劈裂作用,可將水泥完全深入到土體中,極大的提高了土體的穩定性,加強了土體的強度。

1.2采用高壓旋噴灌漿進行溶巖地段的施工

高壓旋噴灌漿的操作設備為鉆機,通過鉆機將灌漿管深入到地下預先設定的位置,然后將水泥漿液噴入土體內,起到破壞土體結構的目的。另外,鉆桿要保持一定的頻率不斷轉動,目的是將土體與水泥漿充分攪拌均勻,等到膠結硬化后就會形成具有高強度的圓柱體,從而加強了地基的穩定性。

1.3灌漿施工技術在淺層含泥巖溶中的運用

淺層含泥巖溶具有獨特的特點,具體表現為淺層含泥巖溶內含有大量的巖溶露,這些巖溶露一般以埋藏的形式存在,要解決該問題只要挖出填充物后用水泥進行填塞,最后用灌漿的處理方法處理。

1.4灌漿施工技術在深層含泥巖溶中的運用

深層含泥巖溶主要是指那些埋藏深度大于等于50m的巖溶。由于埋藏深度較深,運用普通的方法處理深層含泥巖溶存在較多的困難,因此,需要運用全新的手法去解決該問題。我們可以利用灌漿技術對深層含泥巖溶進行灌漿,目的是讓填充物逐步受到擠壓,最終達到固化的效果,在操作的最后只需在溶洞內進行鉆孔灌漿即可完成。

2 灌漿施工技術在滲水環境中的應用

水利工程施工要嚴格考察施工現場的施工環境,建設現場要盡量避開有可溶性巖石的地區,如果在這種地質條件下施工,施工過程會出現許多諸如漏水等嚴重問題。并且出現問題后利用常規手段解決問題存在較大的困難,并且投資巨大,效果不顯著。因此,為避免漏水問題的出現應當采用全新的方法進行處理。

2.1采用模袋灌漿的處理方法

模袋具有極強的防水性,并且耐磨性能極其優良。模袋灌漿法充分利用模袋的優勢,可將模袋中的水分充分擠壓出來,而沙石等大顆粒物質則會留在模袋中。通過該方法處理漏水有諸多的優點,一方面水泥中的水灰占得比重減小了,極大的提高了水泥的凝固強度,另一方面,受到模袋本身特點的影響,水泥可以良好的保持在水下,并能夠在不同的溶洞中正常工作。

2.2采用充填級配料進行處理

充填及配料也就是粘稠的水泥,利用這些水泥對礫石進行大范圍的沖灌,最終起到防止滲水的作用。采用充填及配料的方法一般情況下可有效地解決滲水問題,但是某些特殊情況下仍然不能解決問題,這時候就需要用粘稠的水泥沖灌更為復雜的混合料,該配料應當是粗細不同的混合料,配料的數量應當根據實際的情況而定。該方法的主要原理是用較粗的礫石填補窄縫,然后形成反濾層,最終起到填補通道、解決滲水的效果。

3 灌漿施工技術在大量吸漿情況中的運用

在一些特殊地段,會出現巖縫大量吸漿的問題,對灌漿施工造成很大的困找,此時必須采取相應的灌漿施工對策來克服。出現這種問題的主要原因是特殊的地層結構條件會導致水泥漿從附近的地表溢出或者沿著某一個固定的通道逐漸流失,該問題的解決應采取以下對策:

3.1 限流措施

對于大量吸漿情況下的施工,應將注入率控制在10~15L/min,降低漿液在巖縫中的流動速度,促使其較快沉積。當注入率顯著降低時,在將注漿壓力升高,直至灌漿完成。

3.2 降壓處理

降壓處理的操作方法是,等待漿液凝固后再恢復灌漿操作,此外,有必要時,還可采取自流方式進行灌注。

3.3 多次灌漿

多次灌漿也稱間歇性灌漿,指的是以一定的灌漿時間或者灌漿數量為標準,達到標準后中斷灌漿,等待一段時間后繼續灌漿。等待時間應視施工條件和工程需要而定,但通間歇時間不能超過2~8h。

4 水利工程灌漿施工后的質量控制

灌漿施工的質量影響因素較為復雜,因而施工中必須強化對施工質量的控制,完工后28d內要密切觀察鉆孔,做壓水試驗,并采取其他有效方式鑒定施工質量。對施工質量的鑒定應通過多種途徑獲取有效數據,而不是單憑壓水試驗進行檢驗。蓄水前應對灌漿施工進行以下檢查:一)檢查工程原始記錄。對灌漿施工資料,包括施工工藝、所用設備、工序、施工情況記錄等進行分析討論;二)通過檢查孔檢查。設置檢查孔,鉆取帷幕和灌漿處組鉆取樣本,對灌漿膠結情況進行檢查和分析,檢查孔的數量要結合灌漿孔的總數而定,一般在總數的5%左右,此外,帷幕灌漿檢查孔的孔徑不應大于110mm,固結灌漿檢查孔的孔徑則應小于140mm;三)壓水試驗應按單孔壓水試驗方法進行操作。可將試驗分三個壓力段進行,要注意實驗前應進行壓水沖洗從而使水壓和流量得以穩定,當吸水率數值在規定范圍內,就說明灌袋符合要求。

5 總結

綜上所述,隨著農業、工業生產及人們日常生活對水資源需求的增加,水利工程基礎設施建設項目將進一步增加,建設規模也將逐漸擴大,復雜環境下的水利工程施工難以避免。為了提升水利工程地基的穩定性、抗滲性等性能,應強化對不同環境下灌漿施工技術的研究,進一步提升灌漿施工技術的適應性和可靠性,為水利基礎設施建設事業的發展奠定堅實的技術基礎。

參考文獻:

[1]雷任慶.淺談灌漿法在加固地基處理中的施工技術[J].新建設:現代物業上旬刊.2011(11):38-39

[2]劉湘成.試論水利工程灌漿施工技術[J].中國建筑企業.2010(9):37-38

[3]彭彥濤.水利工程灌漿施工安全技術[J].科學與財富.2012(2):288

第10篇

【關鍵詞】水利工程;灌漿技術;方法;防滲加固

1.漏水通道的灌注方法

通常運用定向爆破的方法建造的堆石壩,容易在壩間巖體中產生較大的裂縫,除此之外,受到水溶侵蝕的作用在可溶性巖石地區會因出現產生大面積的喀斯特溶洞、溶溝,導致壩體出現大量漏水現象。運用一般的灌漿方法作用于這種特大漏水通道,不但造成灌漿材料的巨大浪費,同時也可能徒勞無功并給壩體造成更大的破壞。針對這一特大漏水通道的不同狀況,我們在施工的過程中必須具體問題具體分析,予以區別對待。

(1)針對傾角不陡的并且無水流作用下的大裂隙,一般先用采用濃漿、水泥砂漿或間歇灌漿進行加固處理。如果收不到明顯效果,則繼續通過定量灌注混合或穩定漿液等手段進行進一步的處理。混合漿液中一般由水泥砂漿、水泥粘土漿、水泥粉煤灰漿和水泥水玻璃漿等多種材料混合而成,混合漿液的性能要好于其他漿液,通常在遇水性能惡化、注入量大的地層時采用穩定漿液。

(2)在漏水通道有水流作用或傾角較陡的大裂隙、大孔洞:

①沖填級配料。

在孔口用稠水泥漿沖灌粗砂和礫石(粒徑由小到大)。若灌注一段時間后仍無效果,再改用濃漿沖灌級配粒料。配料時可先攪拌成一定稠度的漿液從孔口倒入,等灌滿后用常規方法進行灌注。所謂級配料,應是包括土、砂、礫石等粗細顆粒都有的混合料,能自然形成反濾層。其中包含的粒料應是先細后粗,逐級探索,到某一級再也灌不進時即停止。充填粒料的目的,主要是希望用某一級礫石在窄縫處形成“架橋”,迅速將縫隙在中途堵住,以便于形成反濾層,最后將通道堵死。

②雙漿液灌漿。

雙漿液灌漿是化學灌漿中的一種,也屬于控制灌漿的范疇。水泥漿液和速凝劑(一般采用水玻璃)分別從兩個灌漿管進入混合器,水泥漿和水玻璃在混合器中充分混合后,在速凝前到達孔底。為了達到預期的防滲效果和滿足防滲體的強度要求,需要對漿液的擴散距離進行控制。漿液既不能擴散得太遠造成材料的浪費,又不能因漿液的擴散范圍太小使防滲體的強度不夠。如果漿液凝結時間太短,灌漿孔將被堵住。如果漿液凝結時間太長,在混合物到達地層前將被沖走。如何有效地控制灌漿,形成有效的截水墻來堵水,對巖溶地區灌漿非常關鍵。為此,往往需要通過現場的試驗來確定雙漿液灌漿中的漿液比例、灌漿壓力、灌漿流量等施工參數,以達到有效封堵大漏洞的目的。

2.無塞灌漿方法

無塞灌漿因采用無塞灌漿技術而得名,無塞灌漿技術的使用原理是鉆一個比帳幕灌漿孔(56mm)大20mm(76mm)的孔,其孔長為1.5m-2.5m,原本叫做“自上而下、循環式、不待凝、孔口封閉灌漿法”,其特點在于無塞灌漿技術的運用。即鉆一個比帳幕灌漿孔(56mm)大20mm(76mm)的孔,其孔長為1.5m-2.5m,不下人原來一套復雜的灌漿塞,而只下人一根鉆桿或無縫鋼管作為射漿管,以鉆桿與于L壁之間的孔隙作為循環灌漿的回漿管。其他施灌流程同常規帳幕孔口封閉灌漿法一樣。

每一段灌漿結束,即可提出鉆桿。換上鉆具進行下一灌漿段的鉆孔與灌漿而不需要待凝。由于只鉆一個灌漿段即行灌漿,這樣就使鉆孔中產生的巖粉對裂隙的堵塞影晌減少,故勿需進行沖洗而直接進行灌前壓水與灌漿。“無塞灌漿技術”大體具備下列優點。

首先,因常規帳幕采用灌漿塞而改良為“無塞”,明顯地縮短了試驗(施工)時間,提高了工效。以LI組為例,采用無塞帳幕灌漿與有塞帳幕灌漿相比較,可縮短近一半工時,而且避免了灌漿塞常出現塞堵不好發生漏水需返工處治的麻煩,工效也快1-4倍,即由原來常規帳幕進尺小于或等于lOOm/(臺·月),改為無塞帳幕灌漿后達到200(臺·月)-300m(臺·月),最高達到500m/(臺·月)。

關鍵是提高了帳幕灌漿質量,對LI組試驗而言,采用常規帳幕灌漿后壓水檢查結果雖然達到m

3.混凝土裂縫灌漿技術

此項技術最開始并沒有被基礎施工灌漿技術所采用,而是被運用于壩工構筑物之中,隨著建筑工程的不斷實踐才逐步引進了混凝土裂縫灌漿技術。它與混凝土裂縫化學灌漿技術在建筑中的應用開始于同一時期。我國首例采用此項技術的工程便是在青銅峽水庫工程建設中。青銅峽水庫使用“甲凝”材料進行混凝土壩體裂縫的灌漿,在裂縫處理技術中,首先采用了大體積混凝土裂縫稽漿。二十世紀六十年代中期通過對某工程部分鋼筋混凝土大梁的垂直與水平裂縫的修補方法進行研究,在北京市第一建筑工程公司等單位組成的型縫修補試驗小組,對環氧樹脂稽漿方法進行了重點攻關,并獲得了成功。

采取環氧膠粘劑灌漿方法可以填充和彌合寬0.1mm以上的混凝土裂縫。通過十余年來的實際應用,已證明環氧灌漿法修補混凝土裂縫在技術上是可行的,在經濟上也是合理的。這一方法的成功為修補土木建筑工程混凝土裂縫提供了一個新的途徑。環氧灌漿法曾先后在北京和全國其他地區得到廣泛使用,應用范圍有公用建筑的大梁、工業廠房的吊車梁、公路橋梁、地下鐵道涵洞、柑架、小型水壩以及大型體育館的抗凍地面的修繕等。這種方法在各地應用的過程中又不斷得以改進和完善,至今已經成為混凝土構筑物加固和堵漏的一個重要方法。

國外混凝土裂縫溜漿方法已有二十多年的歷史。查考相關文獻的有關介紹,關于環氧樹脂壓力灌漿的第一份綜合報告是1961年發表的。修復工程采取了向裂縫缺陷部位灌注環氧樹脂的方法,裂縫采取以下處理方法:首先沿裂縫開鑿淺榴(6×12mm),松散的碎塊用壓縮空氣吹凈,再沿裂縫鉆深19毫米的孔,孔與孔的距離為30厘米。鉆孔內插入短管.用觸變性環氧膠粘劑固定,裂縫也用這種材料封閉。

4.誘導灌漿技術

在水利水電灌漿工程設計階段要立足于現有的施工實際情況,盡可能的建設既能擋住泥土側壓力,又能防滲漏的灌漿帳幕工程。與此同時還需就漿液流動控制范圍加以設計,通過設計保障基礎加固工程更加有效地開。這就是誘導灌漿技術。廣義的誘導灌漿技術還包括電滲化學灌漿等。

第11篇

(貴州建工樓宇環境工程有限公司 貴州 貴陽550001)

【摘要】本文通過對影響震動灌漿砼強度及質量的幾個重要因素、及它的施工工藝的詳細闡述,由此得出:地坪施工后效果極好,這種施工工藝對農村等施工作業條件差,無法攪拌砼的施工部位特別適用。

關鍵詞 震動灌漿;技術要求;因素;施工工藝

1.前言

(1)中院工程施工單位進場,臨時生活區辦公房、宿舍、食堂地面,室外地坪,施工區各硬化地面,工棚地坪,道路面5000㎡,大多數砼厚設6cm,道路lOcm。

(2)這部分地面硬化及地坪面積大,現場施工條件差,沒有教好的砼攪拌設備及運輸設備,如采用商品砼成本太高,人工抄盤勞動強度太大,所以普遍采用震動灌漿地面,小型攪拌機、普通平板振動器即可施工,即節約人力物力,又切合現場實際條件,解決剛剛進場力量配備不夠的現狀。

(3)震動灌漿砼地面施工工藝簡單,強度高,節約水泥,施工快捷。

(4)普通砼容重約2450Kg/m3,震動灌漿砼容重約2600Kg/m3以上。石子用量普通砼約1350Kg,震動灌漿砼石子用量在1600Kg/m3左右,從而提高了砼強度。且隨即加漿清光,省去水泥砂漿地面面層省料省工。

2.原材料技術要求

2.1水泥:最好使用普通硅酸鹽水泥,一般地面使用32. 5MPa水泥,道路工程使用42. 5MPa水泥。

2.2砂子:貴州地區不要使用粗砂(五眼砂)以使用七眼砂(中砂)為宜,因灌漿使用砂漿,砂子太粗影響砂漿在石子中流動,堵塞石子孔隙,必要時可加入30%細砂。

2.3碎石:選用4—6cm(根據地坪厚度而定),孔隙率愈小愈好,但石子中最小粒徑不小于2cm,(即不含細顆粒石子),使孔隙既大,但孔隙率又小。

2.4摻合料:摻合料增加砂漿的流動性,減少離析分層現象,增加和易性。可加入水泥用量20%的粉煤灰,亦可以用粘土膏代替,但應減少摻用量,(5-10%)合適的摻合量應在想嘗試用后確定,因摻合料過多時,稠度過大,砂漿不易流動,反而使砂漿不能充滿整個石子孔隙,造成震動灌漿不密實的情況。

3.配合比及試塊成型(暫略)

4.影響震動灌漿砼強度及質量的幾個重要因素

4.1砂石規格的影響:震動灌漿的首要問題是砂漿通過震動后,能否順利通過石子孔隙,順利充盈石子之間,因此,石子顆粒及孔隙率至關重要。其他條件相同時。

(1)4~6的石子比2~4的石子砼質量要好。

(2)粗砂比細砂做出的灌漿砼強度要好。

4.2砂漿水灰比對強度的影響:其他條件相同時水灰比愈大,砼強度愈小,水灰比愈小,灌漿砼強度愈高。用水泥砂漿的“稠度”控制水灰比,一般稠度為4~ 6cm,最大不要超過8cm,視石子孔隙大小而定,石子粗一點,細顆粒少,稠度用小一點,砂漿可以干一點。反之,石子粒徑小含小石子多,砂漿應稀一點,總之要保證砂漿能順利充滿石子孔隙,不能形成下層蜂窩,象沙琪瑪一樣就不好了。

4.3摻合料的影響:粉煤灰,黃土膏均可作摻合料,增加砂漿和易性和流動度,但摻料太多,影響強度。

(1)粉煤灰摻量,占水泥重量比<30%。

(2)黃土膏摻量,占水泥重量比<10%;若用42.5水泥,取上限摻量;若用32.5水泥,取中、下限摻量。

4.4水泥砂漿比例:要求灌漿砼強度較高的工程,如道路工程(指工地臨時道路),用P 42.5水泥。砂漿比例:底層6cm用1:3~1:4,上層6cm用1:2—1:3生活辦公區地坪,地面,工棚地面,材料堆場;用P 32.5水泥。砂漿比例:1:4~1:5。

5.震動灌漿砼的施工工藝

5.1準備工作:

(1)地基要檢平夯實。

(2)合適的4cm石子進場,砂子用部分五眼砂,部分七眼砂。

(3)施工用水準備,潛水泵一臺,大水桶接水。

(4)水泥用P 32.5(生活區)。

(5)攪拌機:建議用350反轉攪拌機,自發電供電。

(6)鐵板,鐵鏟,拌板(Imm厚整塊)。

(7)震動器不少于2臺,備用一臺,開關箱,電纜線,接線按電工安全操作規程。

(8)自發電20KW柴油機準備:基座,柴油。

(9)刮尺,滾筒2個,手推車,水桶。

5.2石子鋪設:石子厚度6cm,表面高出設計標高5—6mm,因震動后會下沉5 N10%。

5.3砂漿拌和,按規定比例加水稠度4~ 6cm,(同砌墻砂漿干稀程度差不多)太稀,砂漿較容易灌滿,但強度太差,太干,灌不滿石子孔隙,整體質量較差。

5.4鋪砂漿及振動操作:

(1)鋪砂漿前石子上要均勻灑水,否則砂漿被石子吸水,流動性差,增加震動困難。

(2)砂漿在石子上的攤鋪厚度:石子6cm厚度時,砂漿攤鋪2—3cm,震動后砂漿不夠,加補,有多,刮尺刮走。

(3)平板振動器震動:一般來回震動三次,至砂漿不再下沉冒泡為止。

(4)滾筒碾壓:震完后隨即用滾筒碾壓,出漿后,刮杠整平。如有不平,補漿刮平隨即一次清光。

(5)由于震動灌漿,密實度大,干硬較快,表面清光要跟上速度。

(6)震動砼硬化較快,澆水養護要及時。

(7)大面積施工前,先施工室外4~5rri2作現場試用,取得經驗再開展大面積操作。

5.5道路震動砼操作:

(1)道路砼澆灌前,地基土要加水泥漿加固,提高其變形模量。(另出資料)。

(2)12cm灌漿砼,分兩次,每次6cm操作。第一層1:4砂漿,不要求清光。第二層1:3砂漿,在第一層完成后,隨即鋪第二層6cm石子,進行震動灌漿,刮杠刮平一次清光。

(3)第一、二層流水分段作業,相距數米即可,收頭處,安模板,做直縫和下段連接。

6.綜上所述

第12篇

關鍵詞:GIN法;灌漿;流量控制法;穩定漿液;施工工法;研究

1.前言

GIN法灌漿由瑞士灌漿專家隆巴迪博士(G.Lombardi)于1993年提出,GIN灌漿方法具有施工速度快、節約材料、灌漿效果好、施工簡單等優點。已在許多國家得到了廣泛地應用,取得了良好的經濟效益和社會效益。2004年隆巴迪博士(G.Lombardi)又提出GIN法流量控制灌漿的觀點,使GIN法灌漿又有了新的發展。GIN法灌漿在國外是一項成熟的工法,在國內還處于試驗(已終止)階段。GIN法流量控制灌漿的觀點國內尚沒有接觸,還談不上成熟工法。

突尼斯克比爾粘土心墻大壩(壩高70m)工程由中國水利水電建設集團十五工程局有限公司(原陜西省水電工程局)承建,大壩基礎灌漿采用GIN法灌漿,通過自動控制設備監控灌漿過程證實GIN法灌漿效果相對傳統灌漿方法比較明顯。

2.GIN灌漿工法適用范圍和特點

2.1 本法適用于巖石水泥帷幕灌漿施工,也可用于巖石水泥固結灌漿施工;

2.2 GIN值由設計單位確定,在施工工法中只是執行;

2.3 GIN法在一個灌漿段灌漿的全過程采用單一配合比的穩定漿液,在灌漿過程中不變換漿液配比,配比經過試驗確定;

2.4 采用中國國內廠家生產的自動控制設備,具有較強的自動監控和報警能力,能自動統計和生成中、英兩種文字的報表和成果資料,減少了人為因素的影響,有利于灌漿質量的控制;

2.5 采用“流量控制法”控制灌漿全過程,強調灌漿過程中流量的控制,在保持流量穩定的條件下,使壓力慢慢提高,強化了灌漿對地層和建筑物破壞的監控,保證了工程質量;

2.6 采用固定配比的穩定漿液,簡化了施工工藝;

2.7 由于穩定漿液屬于濃漿,可以減少灌漿結束后漿液的回流,提高漿液固化后的密度、強度、耐久性以及抗化學侵蝕、抗水沖擊能力。

3.GIN法灌漿施工工法研究

3.1 GIN法灌漿理論闡述

GIN法灌漿由瑞士灌漿專家隆巴迪博士(G.Lombardi)于1993年提出,2004年又提出GIN法流量控制灌漿的觀點。他認為帷幕灌漿施工時所需要消耗的能量近似等于GIN值,只要保證各個灌漿段的GIN值大體一致,就可以形成一道均勻連續的防滲帷幕。在給定的灌漿段內,灌漿最終壓力(P)和注入量(V)的乘積即P×V稱為灌漿強度值或GIN值,單位是MPa.L/m。用灌漿強度值(Grouting intensity number)控制灌漿的方法稱為GIN法,也稱之為“灌漿強度值”灌漿法。

GIN灌漿法采用穩定漿液進行灌漿,漿液擴散半徑R和灌漿強度GIN值通過下列公式關系來表達:

R= ,V= ,GIN=

對于裂隙而言,GIN= =2

另外,可以推倒出以下公式:

R=

R=Rt×

Rt和GINt值都是在實驗室得到的數值。

GIN -灌漿強度,e-假定的裂隙寬度,n-裂隙的數目,R-漿液到達的最大擴散半徑,C-漿液的內聚力,P-灌漿結束壓力,V-累計漿液注入量,KP-孔壁糙率,包括孔壁摩擦造成的壓力損失系數,KV-漿液流動過程中(層流及紊流)的沿程損失以及裂隙寬度變化造成的損失系數。

從以上公式可以看出:漿液的內聚力決定著漿液在一定壓力下和一定裂隙寬度范圍內,向遠處擴散的速度,而決定著漿液擴散最遠距離還是漿液的內聚力。因為漿液內聚力有限制漿液擴散的作用,所以漿液最大擴散半徑總是有限的,而漿液內聚力對完成灌漿所需的時間有一定影響。

3.2 GIN法灌漿和普通灌漿法的區別

GIN法灌漿和普通灌漿施工區別很大。第一,普通灌漿采用配比變換的漿液,要變換漿液濃度,開始用稀漿,一般為5:1或3:1,然后逐級變濃:一般為2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1等 6個級別,而GIN灌漿法在一個灌漿段灌漿的全過程中始終是單一配合比的穩定漿液,水灰比較低,一般在0.7~0.9,不需要變換漿液;第二,普通灌漿在開始灌漿后要很快達到設計壓力且始終保持這一壓力到灌漿結束,而GIN灌漿法并不是采用同一個壓力;第三,GIN灌漿法必須使用計算機對GIN值和灌漿過程進行自動控制,并且具備報警和自動結束功能。

和普通灌漿方法比較,GIN法灌漿具有灌漿質量好、速度快、節約水泥、工藝簡單等優點,已在許多國家得到了大規模的應用,取得了良好的經濟效益和社會效益。

3.3 穩定漿液(濃漿)和普通漿液(稀漿)的特性與區別

穩定漿液系指2小時析水率≤4%(或5%)的漿液。穩定漿液比重≥1.63g/cm3,馬氏粘度在28~36s之間,漿液7天抗壓強度大于10MPa,漿液28天抗壓強度大于17MPa。穩定漿液屬于濃漿,漿液的流動性與漿液的水灰比有直接關系,水灰比愈小,流動性愈小。水灰比0.7:1~0.9:1的穩定漿液流動性適中,另外,水泥的品種、細度、漿液溫度等對流動性也有一定的影響。根據穩定漿液的流動性要求,一般通過室內和室外試驗確定水灰比。

普通灌漿的漿液從稀漿向濃漿逐級變換,水灰比選用的范圍一般在10:1~0.4:1之間,帷幕灌漿使用范圍一般在5:1~0.5:1之間,固結灌漿多在2:1~0.5:1之間。起始灌漿水灰比為5:1或3:1(國內規定起灌水灰比為5:1)的稀漿進行灌注,當孔內被注入一定量漿液后,再使用一個稍濃的漿液進行灌注,逐級變濃,直至水灰比為0.5:1非常濃的漿液進行灌注,當某一級濃度的漿液灌注壓力達到設計標準,且流量極小時即可結束灌漿。

由于普通灌漿起灌漿液水灰比較稀(5:1或3:1),漿液中的含水量較高,致使裂隙過早的被稀漿填充,加之稀漿中的水泥顆粒容易沉淀,不穩定,不利于漿液凝結,很難固化形成整體。由于水分過量,使裂隙中水泥結塊的抗壓強度和抗化學侵蝕能力降低,耐久性降低。而在灌漿結束前使用較濃的漿液,由于粘度和內聚力太高,極不利于漿液在裂隙中的流動和擴散。特別是普通漿液有較高的離析率,容易造成裂隙上部是空腔,下部形成結合較為充分的水泥結塊。

實例證明,不同水灰比的普通漿液有不同的粘度和內聚力,穩定漿液有穩定的粘度和內聚力。由于漿液進入裂隙的速度是不均勻的,速度的不均勻性使得漿液有一部分附著在裂隙的內壁,只有在裂隙中心的漿液才能擴散的更遠。在漿液中心,漿液的流動速度最高,但隨著漿液附壁,漿液的流動性降低直至停止。

本工程灌漿后鉆孔提取的巖芯證實,漿液具有層理性。不同濃度漿液產生的層理性在水泥結塊中往往能夠清晰的看到:巖芯裂隙壁存在著由稀漿液產生的弱物質,而在裂隙中心,存在著由濃漿液產生的呈灰色、強度較高的水泥結塊,這就是漿液層理性的體現。

突尼斯KEBIR(克比爾)心墻大壩工程基礎灌漿試驗數據表明:對于裂隙而言,水泥顆粒的直徑和裂隙的開裂度決定著漿液進入的速度,漿液中水量的多少并不能代表稀漿比濃漿更容易進入裂隙中。可以采取1)在漿液中加入外加劑(避免因靜電造成水泥顆粒集結現象);2)采用細水泥;3)提高灌漿壓力;4)利用壓力水沖洗加大裂隙開裂度等措施,可以使漿液更為方便的進入裂隙中。

普通漿液(稀漿)具有不穩定性,巖石裂隙灌漿注入量不可預估,而使用穩定漿液(濃漿),GIN值相同時漿液的擴散半徑大致是相同的,漿液不會流失到灌漿范圍之外造成水泥浪費。在壓力結束時,普通漿液(稀漿)有明顯的回流現象,而穩定漿液(濃漿)則沒有。

GIN法灌漿使用的穩定漿液不變換漿液濃度,相對于需要變換漿液濃度的普通漿液的制備工藝要簡單。

采用穩定漿液(濃漿)主要是考慮到巖石裂隙內水泥結塊的特性,灌漿后的工程質量比采用普通灌漿(稀漿)效果明顯。主要表現在:1)力學強度更高;2)可以減少灌漿結束后的回流量,減少漿液的析水率,使水泥結塊充滿裂隙;3)與巖壁有很好的附著力;4)有很強的抗化學侵蝕能力。

3.4 外加劑對穩定漿液流變特性的影響

新鮮漿液是水和水泥顆粒混合的懸浮體,它符合賓漢體的力學性質,特性主要包括:密度、離析、粘度、內聚力和初凝時間。已凝固漿液的特性主要包括:抗壓強度、抗侵蝕能力、抗水沖擊強度及密度。

目前有許多外加劑能影響甚至改變漿液的某些特性,主要是直接影響到實際注漿過程中新鮮漿液的流變特性。

突尼斯KEBIR(克比爾)心墻大壩工程基礎灌漿試驗數據表明:加減水劑可使馬氏粘度時間下降,使漿液的強度快速下滑,同等條件下若只簡單的加水,漿液的強度和粘度會快速的以線性關系向水的特性數值接近。在漿液中加入膨潤土與加入減水劑的作用恰恰相反。向水泥漿液中加入膨潤土,雖然使漿液流動性變得更差,但可以獲得價格低廉的漿液,在不影響漿液巖石灌漿強度的情況下,使巖石能得到較為充分的填充。

如果采用膨灰比為B/C=1%的比例加入膨潤土,在水灰比為W/C=0.67不變時,隨著膨潤土比例的提高,漿液的粘度和強度亦逐漸趨向水的粘度和強度;若采用B/C=2%的比例加入膨潤土,漿液強度幾乎是一樣的,但流動性變差。

總之,灌漿試驗數據表明添加一些外加劑如減水劑和膨潤土,可使新鮮漿液在保持其粘度、強度、析水率和初凝時間等特性不變的情況下,具有充分的流動性來充填巖石裂隙,而不會影響漿液的最終強度。

4.GIN法灌漿施工方法和工藝流程

4.1穩定漿液室內試驗

水泥漿液的基本組成是水泥和水。穩定漿液的基本組分有水、水泥、膨潤土和減水劑。可比爾大壩使用的是突尼斯水泥廠的42.5 水泥,阿爾及利亞產的塑性指數大于400膨潤土,SIKA公司的MENT90MF減水劑。

在室內實驗室進行穩定漿液的配比試驗,選用水灰比(W/C)范圍大約在0.6:1~1.0:1之間,膨潤土添加量為水泥量的(B/C)0.5~5%,減水劑添加量為水泥量的(A/C)0~3%。試驗的組數基本按正交試驗確定,每種漿液配比做3~6次,以確保試驗數據的穩定。在提交的試驗報告中以表格形式建立W/C、B/C、A/C之間的對應關系。根據穩定漿液室內試驗成果表繪制以下6種相關曲線:

1)漿液水灰比和相應漿液馬氏粘度值(秒)、離析率(%)對應曲線圖;

2)漿液水灰比和相應密度(理論數值和試驗數值)對應曲線圖;

3)漿液水灰比和對應漿液馬氏粘度值(秒)、不同添加量外加劑的對應曲線圖;

4)漿液水灰比和膨灰比(%)、不同添加量外加劑的對應曲線圖;

5)漿液配比比重、水灰比和每種漿液離析率(%)對應曲線圖;

6)漿液水灰比、漿液模塊7天抗壓強度和外加劑的對應曲線圖。

根據曲線選擇各種參數。突尼斯KEBIR(克比爾)大壩室內試驗最后確定的水灰比(W/C)是0.7:1,膨灰比(B/C)是1.5%,減水劑灰比(A/C)是0.5%。其性能參數:比重1.65g/cm3、析水率3.0%、馬氏粘度30s、7天抗壓強度13.0MPa。每立方米漿液的材料用量為:水泥959.3kg,水671.5kg,膨潤土14.4kg,外加劑4.8kg。

施工中根據現場實際通過減少膨潤土和增加減水劑的用量,來增加漿液的流動性,并對施工配合比進行調整。用的較多的是:W/C=0.7,B/C=0.5%,A/C=1.0%,實測馬氏粘度值是 26~34s(隨溫度變化)。

4.2 室外灌漿試驗和設計GIN值的確定

正式灌漿前,首先建立灌漿試驗區,試驗區分四序進行,帷幕灌漿試驗段灌漿設計孔間距為1.5m,孔深為75m,先導孔孔深為80m,為增加和巖石裂隙的垂直度,所有孔向左岸傾斜14°。壩基帷幕試驗區設計GIN值如下表所示:

壩基及壩肩固結灌漿孔呈梅花形布置,孔間距為3m,孔深9m,每孔分三段進行灌漿。壩基固結設計GIN值如下表所示:

4.3、GIN法灌漿工藝流程過程控制

4.3.1制作灌漿任務書

通過設計公司和監理公司給定的參數和孔位布置情況,制作詳細的單孔任務書,下發施工現場技術員和現場操作司鉆進行施工和控制。

4.3.2 建立GIN灌漿包絡線模型

在每一段灌漿前輸入設計GIN值、最大注入量和最大壓力,軟件自動生成包絡曲線。

4.3.3 鉆孔

GIN灌漿對鉆孔沒有特殊的要求,和普通灌漿一樣,GIN灌漿可以適應不同孔徑。主要采用φ75mm和φ90mm兩種孔徑進行帷幕灌漿,φ50mm孔徑進行壩基和兩壩肩固結灌漿。

4.3.4制備穩定漿液

漿液制備采用自動制漿系統,由自動稱量系統和自動攪拌系統組成。

穩定漿液的四種組分,除水泥是固態加入外,其余三種都以液態加入。膨潤土要先制成漿(稱母漿),再熟化24小時后(稱熟漿)才能使用。

現場根據實際需要,設計了手動制漿站。制漿站由建在壩肩的高位水池供水,用有刻度的水箱量取;兩個20m3的立罐分別作為膨潤土母漿的膨化罐和熟漿的儲存罐,由一個泵循環膨潤土漿液,每隔2~3小時交替地循環母漿和熟漿。母漿按水/膨潤土=20:1配制,人工加入袋裝膨潤土,水由制漿機劃線計量。母漿在膨化罐中浸泡循環24小時后泵送到儲存罐內循環備用。制漿站有1個有刻度的盛漿箱,可以量取膨潤土漿液量,水泥是由自動稱量系統計量并自動控制加入,減水劑由人工用量筒計量加入。

向高速攪拌機投料的順序為:水水泥膨潤土漿外加劑,由于投料順序對漿液指標有一定影響,必須嚴格遵守,且每罐添加間隔時間大致相同。高速攪拌機攪拌3分鐘左右即可,太長或太短,都會影響鮮漿的粘度、密度或析水率指標。每1000~1500L漿液對指標檢驗一次,以確保制漿質量。穩定漿液制備流程如下圖所示。

4.3.5灌漿控制設備和軟件

智能灌漿設備、高壓膠管及其他輔助設備均采購于國內。流量傳感器為上海光華愛爾美特公司的K300型流量傳感器,壓力傳感器為成都華滕自控設備有限公司生產的BP800型壓力傳感器,灌漿數據采集系統為成都華滕自控設備有限公司生產的HT-2型智能數據采集系統。

根據需要對灌漿數據采集系統軟件進行了改造:

1)軟件中增加了灌漿附加壓力

由于GIN灌漿中嚴格遵守P×V=GIN,P即壓力的大小直接影響V(累計注入量)的多少,也直接影響灌漿的效果,每段灌漿中的壓力取值只能為該段段中壓力,但壓力傳感器所安位置又往往在孔口位置,灌漿段的深淺和孔內水位高低都影響灌漿段所受壓力,在灌漿前首先應對孔內水位高程進行測量,并將所測數據和漿液密度、灌漿起始和結束高程等有關輸入軟件,軟件智能計算附加壓力,并在灌漿過程中有效校正,從而使采集壓力有效反應灌漿段中心實際灌漿壓力,繼而提高灌漿過程的準確率和有效率。

附加壓力的另一作用是可以有效抵沖灌漿過程中漿液高流速帶來的沿程損失,沿程損失在漿液流速高時非常大,有時可達到0.5~0.7MPa。

2)軟件中增加了“OK小助手”

在GIN灌漿“流量控制法”中,由于對于PMax 和GIN值的控制極其嚴格,尤其對灌漿過程中達到PMax 95%和GIN值95%;PMax100% 和GIN值100%;PMax 105%和GIN值105%時改變流量的要求,需要控制過程的準確無誤,所以灌漿軟件中增加了“OK小助手”,“OK小助手”可以有效提示和幫助技術員控制灌漿過程,使灌漿控制準確無誤。

4.3.6 GIN法灌漿試驗器

灌漿試驗器可采用充氣或注水式氣密膠囊試驗器,也可采用機械式試驗器。本工程施工期間大部分采用的是注水式膠囊試驗器。

注水式膠囊試驗器放置在灌漿段的頂部,試驗器內管部分和輸漿管路連接,通過手壓泵給膠囊內注水,直到壓力至相應值,一般膠囊壓力大于本段灌漿壓力最大值。

只能采用純壓式灌漿方法進行灌漿,灌漿結束,放完膠囊內全部水,使壓力為零時再提拔膠囊并及時清洗。

4.3.7 GIN“流量控制法”灌漿流程

GIN“流量控制法”灌漿是在灌漿前設定一個灌漿基礎流量,一般為15L/min,灌漿開始時使灌漿注入流量保持在15L/min,持續向孔內灌注漿液,由于灌注量的增加和孔內壓力的逐漸增加,灌漿GIN值漸漸上升,當灌漿GIN值達到設計GIN值的95%或最大壓力(Pmax)的95%時,降低灌漿漿液流量至基礎流量的2/3(即10L/min),保持流量不變,向孔內灌注漿液,由于灌注量的增加和孔內壓力的逐漸增加,灌漿GIN值漸漸上升,當灌漿GIN值達到設計GIN值的100%或最大壓力(Pmax)的100%時,再次降低灌漿漿液流量至基礎流量的1/3(即5L/min),保持流量不變,繼續向孔內灌注漿液,由于灌注量的增加和孔內壓力的逐漸增加,灌漿GIN值漸漸上升,當灌漿GIN值達到設計GIN值的105%或最大壓力(Pmax)的105%時,結束整個灌漿過程。或者當注入量達到灌漿設計的最大注入量時可結束灌漿過程。

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