灌浆法论文范文

时间:2023-03-05 13:57:45

灌浆法论文

灌浆法论文范文第1篇

【关键词】大坝帷幕 灌浆施工 大坝灌浆 帷幕灌浆常见问题 施工问题 灌浆

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:

一、引言

随着我国经济的飞速发展,硬件物资的大量消耗和能源的逐渐紧缺,我国开始越发对自然能源开始进行合理的开发和利用,在此大环境下,水利枢纽工程、水电站等得到了快速发展。从21世纪之后,我国加大了对水利枢纽工程的建设投资规模,同时也新建、修筑了一大批的水电站。随着水利工程建设规模的逐步扩大,水利枢纽工程的维护和保养工作也得到广泛重视。另外,由于我国存在较多的古老水利工程,此类工程开始出现功能衰退,并呈逐步下降的趋势。为了维护正常的水利功能,要对水利工程、水利枢纽、水电站进行维护保养,为此,大坝灌浆帷幕施工成为了水利工程日常维护的主要内容。大坝灌浆帷幕施工中,所面对的不确定因素较多,导致在施工中还存在一定的问题。

二.大坝帷幕灌浆施工。

根据防渗透帷幕的灌浆孔的排数,可分为多排孔帷幕和两排孔帷幕。在大坝周围的地质条件较为复杂,而地区内的水头较高时,要尽量采用3孔以上的多排孔帷幕。按照灌浆孔的底部是否深入到相对不渗水的岩层中来进行区分,深入相对不渗水岩层的称之为封闭式帷幕,而将未深入到渗水岩层的称之为悬挂帷幕。

大坝灌浆帷幕施工时,混凝土的坝岩层基帷幕灌浆都要在两岸的坝肩平洞和在坝体的内廊道的中部进行。大坝材料性质为土石坝的岩基帷幕灌浆,部分要在岩基顶面开始进行,之后在填筑坝体。在坝基内部和是在坝体内的廊道中进行,好处是大坝帷幕灌浆与坝体的填筑互不干扰,在竣工后,可以对大坝帷幕的灌浆情况进行检测,同时可以对大坝帷幕进行补灌浆操作。大坝帷幕的灌浆钻孔灌浆根据设计排定的基本顺序,逐渐加密。在两排孔或是多排孔的帷幕灌浆中,一般都采用先钻下游排,再钻灌上游排的方式来进行。

三.大坝帷幕灌浆施工中的常见问题。

1.防渗帷幕标准。

对于不同的水库大坝,其因坝高和坝型不同而具有不同的幕体渗水性标准,在进行大坝的帷幕灌浆施工设计中,要将工程的取值选择幕体的透水性能标准值的高值确定为衡量大坝的帷幕防渗性能。虽然工程设计时,基本上都这么要求,但在实际的施工过程中,都无法得到标准。在某地区的龙凤山水库的幕体内透水率为≤5Lu,其表层为1-2层的灌浆段。在大坝的安全检查中,通过监控孔中所做的额压水试验表明,约有50%的部分,其试段内透水率均高于5Lu。虽然,该水库已经安全的连续运行了15年,但并没有发生渗水施工,因此,在进行帷幕灌浆施工时,要根据大坝的实际情况来灵活掌握,在某些特殊时候,可以适当的降低标准。

在不连续的进行帷幕灌浆施工中,由于单凭灌浆前的简易压水试验,能达到和小于幕体内的透水性能标准,由于这样无法形成完整的连续幕体,而是形成隐患。在某中型水库中,在大坝维护灌浆之前,通过简易的压水试验,只有14%的试段内的透水率能小于5Lu,在未进行大坝灌浆施工之前,在有的区段中只灌第一序孔,而没有灌第二序孔。由于有的孔距多达16米以上,并且在有的孔段中的单位耗灰量较多。并且仍然没有加密二序孔。在施工完成后,水库的蓄水位上升到6米时,就发现了多处漏水点。产生此类问题的主要原因是灌浆施工没有形成连续的防渗帷幕,施工中不得不进行二次帷幕灌浆。因此,在大坝帷幕灌浆设计中,要保证帷幕深度之内的孔段不参照透水率大小,都应该进行帷幕灌浆;在灌浆施工后,能保证防渗帷幕的整体性和连续性。

2.灌浆压力。

在大坝的帷幕灌浆施工中,灌浆压力时控制灌浆质量最为重要的因素。由于灌浆压力过小,灌浆后无法将水泥的浆液压入到岩石的裂缝中,无法形成连续的帷幕;灌浆压力过大时,由于引起岩体的抬动变形,会导致大坝内部裂缝扩大,或是形成新的裂缝,相反的破坏了坝基中的岩石完整性。一般来说,能将灌浆的压力控制好一点,坝基内深层的岩体完整性基本上都很好。在一些中小型的水库中,在地基开挖后会在表层岩体中,基本上都为强风化和弱风化,其岩体呈破碎状态,加上裂缝的发育,灌浆压力无法达到工程设计要求。

间歇式灌浆方法,能在一定程度上提高灌浆施工能力。部分水库由于施工时基层上的混凝土没有盖板或是盖板较薄,加上表层的岩体由于压重不够,而无法施加压力。为了提高灌浆的质量,在施工中要先灌浆后开挖,要设法增加盖重,以此来提高灌浆压力,同时要根据工程的重要程度,合理、适当的增加帷幕的排数,以此来弥补灌浆压力过小而产生的缺陷。

3.灌浆浆材问题。

在目前的大坝灌浆施工中,常用的灌浆浆材为混凝土裂缝化学灌浆浆材,如改性环氧、甲凝、普通环氧和弹性环氧等,这些灌浆浆材要经过现场检查和准确的配比试验,在调配结果与设计要求相符合后,才能投入施工使用。在实际的施工过程中,由于施工现场的条件较为简陋,施工工作环境要比室内差很多,这给材料的调配试验增加了较大的难度。在没批次的调配试验中,容易出现调配结果和配浆比例精确不够等情况,导致在后期施工中,未做好检查就直接被投入生产过程中,最终导致施工后裂缝无法有效控制。

在选择帷幕灌浆材配时,将出厂的产品直接采取双组份,或者是三组份的方式。在材料运输到施工现场后,要根据体积和重量的比值(一般要采用体积比),将材料合成使用,通过这种方式来简化配浆实验,来尽量消除配浆过程中的误差,提高浆材的各项性能,确保稳定。

大坝的混凝土裂缝一般根据成因、宽度和深度进行分类,可分为活缝、增长缝和死缝;贯穿裂缝、干缩裂缝、温度裂缝;贯穿裂缝、深层裂缝、表层裂缝。裂缝有深有浅,有宽有窄,既有湿缝,也有干缝。在进行灌浆施工时,要根据不同的缝隙类型,来选择不同的浆材性质。无论是选择柔性材料还是刚性材料,通常情况下是粘度越低越好,粘度越低,可灌性也就越强,同时也便于现场施工操作。但由于浆材的粘度越低,其浆材分子量越小,在固结后的收缩量会增大,因此在施工中,在双组份和三组份浆材材料的基础上,要对同一产品的粘度大小进行现场确认,并参考对应条件下的说明书和各项物理性能指标。

四.结束语

大坝帷幕灌浆施工是维护大坝安全的主要手段,在施工中要采用严谨的施工工艺,严格的施工质量来进行控制,避免出现帷幕灌浆施工后,新的灌浆内形成裂缝,导致无法修复,在实际操作中,一定要引起注意。

参考文献:

[1] 王建辉 郭孝义 曹丽红 小水库除险加固工程大坝帷幕灌浆施工过程中常见问题处理——以金龙嘴水库除险加固工程大坝帷幕灌浆施工为例 [期刊论文] 《科技信息》2010年24期

[2]邢艳霞 张洪泽 三道湾大坝帷幕灌浆施工及效果分析 [期刊论文] 《中国科技博览》2011年12期

[3]邢艳霞 三道湾大坝帷幕灌浆施工及效果分析 [期刊论文] 《中国科技博览》2011年27期

[4]蔡忠 浅论东风水库除险加固工程大坝帷幕灌浆施工与质量控制 [期刊论文] 《科技咨询导报》 -2007年30期

[5]苏春荣 王建卉 周世虎 赵利锋 大黑汀大坝帷幕灌浆施工效能分析 [期刊论文] 《水利水电工程设计》2006年3期

[6]陈平 卜云峰 李浩强 CHEN PingBU Yun-fengLI Hao-qiang 大隆水利枢纽坝基帷幕灌浆施工与质量控制[期刊论文] 《水利水电技术》 ISTIC PKU2005年12期

灌浆法论文范文第2篇

【关键词】灌浆法;公路桥梁隧道施工;应用

中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:

近年来,随着国民经济水平的发展,各类等级公路的建设进行的如火如荼,这在很大程度中方便了人们的生产和生活,在公路施工的过程中,桥梁与隧道的建设是其中的重要组成部分,与公路路基相比而言,桥梁与隧道施工具有一定的特殊性,对于施工方法的要求也更高,如果未掌握好施工技术,很可能导致公路在投入使用后出现各种各样的质量问题,提高桥梁与隧道的施工质量也成为施工管理人员关注的重点问题,就现阶段来看,灌浆法作为公路桥梁隧道中常见的施工技术,能够很好的防止桥梁隧道中各类病害问题的产生,下面就具体介绍灌浆法的类别及其具体的应用要点。

1 灌浆法相关介绍

灌浆法又称为压力灌浆法,即利用压力将固结浆液通过钻孔注入建筑物裂隙与土体孔隙中,改善其物理力学性能的一个过程。灌浆在注入裂缝后,能够以渗透、填充和挤密的方式挤出岩石和土体裂缝中的空气和水分,这样就能够将原先松散的土体凝结成一个整体,达到提升其水稳性和强度的目的。就现阶段来看,灌浆法包括高压喷射灌浆与静压灌浆两种,高压喷射灌浆时利用钻机将注浆管钻进土层预定位置,再利用高压设备将高压流喷射出来,当速度快、能量大的高压喷射流超过土体结构强度时,土粒便会剥落,其他土粒会按照一定比例与浆液重新排列行为固结体,这样就可以达到加固桥梁的作用。静压灌浆方式与之相比能够很好的解决桥梁与隧道的加固问题,也能够解决土体防渗问题,技术难度也较小,因此,在公路桥梁隧道的施工过程中,静压灌浆方式的应用范围更加的广泛。

2 灌浆法在公路桥梁隧道施工过程中的应用

2.1 灌浆方案的设计

灌浆需要按照地质勘察、方案选择、灌浆试验、设计计算、修改优化的过程进行,具体的设计内容要包括灌浆标准的确定、灌浆材料的选择、施工范围的确定、浆液影响半径的设置、钻孔的布置、灌浆效果的评估等等。在公路桥梁隧道的灌浆处理过程中,对于强度较低的底层可以使用压密灌浆的方式进行处理,对于硬质的土层可以使用劈裂灌浆的方式进行处理,对于砂砾层则可以使用渗透灌浆的方式进行处理,灌浆方式能够单独使用,也可以组合使用。在灌浆顺序的决定上,对于砂砾层较多的地层,一般使用分段式灌浆的方式来处理,对于软弱地层,也可以使用以上的处理方式。

在浆材材料的配比设计方面,一般应该使用0.8:1-1:1水灰比的配合比浆液,对于浆液扩散半径的确定可以使用以下的计算公式来计算:

其中,k为砂砾土渗透系数;h为灌浆压力水头;t为灌浆时间;n为砂砾土空隙率;为浆液和水的粘滞比;R为浆液扩散半径;为灌浆管半径,如果地基较为复杂难以计算参数时,就要使用现场注浆试验的方式进行确定。

在灌浆压力的确定方面,适度的灌浆压力能够有效提升土体强度、减少灌浆孔的数量,但是如果压力过大,就有可能破坏地基结构,为了解决这一问题,必须确定好地基的允许注浆压力。灌浆压力与地层强度、密度、初始应力等多种因素有关,往往难以预测到所有的因素,此时必须要使用现场灌浆试验的方式进行确定。一般情况下,灌浆压力的选择应该根据施工地区涂层埋深和性质进行确定,砂性土经验数值约为0.2到0.5MPa,粘性土经验数值约为0.2到0.3MPa,在由于环境因素、地基条件和灌浆目的不同难以确定参数的情况下,可以参考其他的施工工程进行确定。

在注浆量的确定方面可以使用以下的公式进行计算:

其中,Q为每孔的注入量;A为浆液损耗系数;R为浆液有效扩散半径;H为注浆孔深;k为孔隙率;为浆液充填系数。

2.2 灌浆施工操作方案

灌浆施工操作方案按照如下的流程进行:

确定灌浆孔深度、确定灌浆压力、确定灌浆量、灌浆检查,在确定灌浆孔深度时需要结合勘探资料;灌浆压力则需要在施工现场根据实验进行确定,一般而言,桥梁基础灌浆加固灌浆压力约为0.3到0.5MPa,如果在灌浆过程中遇到特殊情况则需要进行科学分析再调整灌浆压力;灌浆量则根据上述计算公式可以得出;待整个灌浆过程完成后,需要进行检测,孔段吸浆量小于0.6L/min,且延续30min方可结束进行下一阶段的工作。在开始灌浆前,需要做好完善的施工准备工作,准备内容包括灌浆施工所用的机具设备、施工人员、技术人员等等。在具体的灌浆过程中,应该控制好几项工艺,即成孔、安放灌浆管与封堵孔口、搅拌、灌浆、成孔。在成孔时,应该注意好地层的变化,在钻头钻至粉性土时,应该先下导管护壁,再使用捞砂筒钻至粘性土中;在安放灌浆孔与封堵孔口时,应该使用软橡皮进行包裹,防止泥沙进入花管中;在搅拌时,需要先将一定量的水导入搅拌桨筒中,再使用搅拌机进行搅拌,搅拌完成后加入一定量的水泥,再搅拌3到5min过滤浆液后方可使用;当整个灌浆完成后,应该及时进行封孔,封孔完成的24h内还需要对孔口进行检查,如浆液下沉则需要及时的进行补浆。

2.3 灌浆法在公路桥梁隧道施工过程的实际应用

以某地公路为例,公路中包含桥梁与隧道施工,基槽开挖深度为4m,由于施工条件具有一些限制导致回填料具有空隙率大、压实不充分的情况,为了防止沉降变形情况的产生,必须做好加固处理工作。根据工程的具体情况,可以使用袖阀管法静压注浆方式进行加固处理,该种方式可以有效提高地基强度和填土密实度,减少沉降和变形情况的产生。

施工程序包括防线定孔位、钻孔、下注浆、制浆、洗孔、补浆几个方面,在施工前要准确的测量出涵管外轮廓线,并按照标准规定的要求进行定孔位和防线,设置好孔位的标志;在钻孔时要固定好钻机的位置,钻进过程中,详细的记录好地层情况、异常情况、钻孔深度、处理措施等等;制浆要严格遵照设计配合比,配置好的浆液要在4h内使用完;为了保证注浆效果,在每次注浆完都要进行洗孔,这样才能保证下次注浆的顺利进行。

在灌浆时,要将注浆压力控制在0.2到0.4MPa,具体的压力需要根据试验结果进行确定,整个灌浆的程序分为二序孔,孔距灌浆遵循由稀到密的原则,第一序孔孔距为5.0m,第二孔序孔距为2.5m。灌浆使用自下而上的方式,每孔根据实际的情况灌浆2到3遍,钻孔位置不得超过5cm,垂直度必须小于1.5%,沉渣厚度也要控制在20cm。据统计,此次工程共计220个孔数,单孔深为4m,使用该种灌浆方式取得了很好的效果。

3 结语

将灌浆法应用在公路桥梁隧道施工中能够有效减少开挖工程量,同时,该种施工方式也不会受到天气因素的影响,操作方式相对简单,可以取得良好的社会效益,此外,经过造价比较,灌浆处理方式有着一定的资金优势,值得在施工过程中进行推广。

参考文献:

[1]陈卓.灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用[期刊论文].交通标准化,2013,04(08)

[2]刘娟.公路桥梁混凝土施工质量控制[期刊论文].交通世界(建养.机械),2012(12)

[3]王雪莲.浅谈灌浆法在山区高填方路基边坡处理中的应用[期刊论文].黑龙江交通科技. 2009(01)

[4]吴成三.掌握高压注浆技术克服隧道工程中的“老大难”[期刊论文].铁道建筑技术. 2007(04)

灌浆法论文范文第3篇

【关键词】水库加固 堤坝防渗漏 防渗加固 稳固措施 水库加固 大坝防渗

中图分类号: P343.3文献标识码:A

一.引言。

我国的水利工程较多,诸多水利工程为除害兴利起到重要作用,同时也促进了我国国民经济的快速发展。在众多水利工程中,绝大多数为60年代至70年代所修建,时至今日,许多水库大坝开始出现不同程度的渗漏现象,严重威胁着水库安全,对下游居民形成重大安全隐患。为了避免出现安全事故,提高水库的经济效益,需要对大坝进行防渗加固处理。

二.水库大坝破坏的类型和原因。

从水库大坝的渗透发生机理上来说,水库大坝的破坏主要分为管涌、流土、接触流土和接触冲刷四类,水库坝体的主要病害都是通过渗透破坏和变形破坏等形式表现出来的。渗透破坏是由于坝基下的渗透水流造成岩土体中的颗粒成分、颗粒结构发生移动或改变;变形破坏是由于渗透水流作用于堤坝的抗剪强度降低,导致局部部位出现下滑、裂缝和不均匀的变形,最终导致堤坝的变形而受到破坏。水库堤防的渗透通常都是指在水体向维护区以外渗流而产生的水量漏失现象,水库大坝的渗透严重影响大坝的稳定性,过大的渗透造成坝基或坝体变形,造成重大破坏。

渗透变形对土石坝影响较大,根据相关资料显示,在已被破坏的土石坝中,约占40%-60%左右都是由于坝体土或坝基的渗透变形而造成的。另外,边坡的滑塌、防洪堤的滑塌、地表塌陷的形成、岩溶区覆盖土层中洞穴的形成、坝基排水孔和减压井的淤塞、地下工程和开挖基坑时遇到的流砂等都是由于渗透变形而造成的。在水库条石拱坝中,由于清基处理不彻底,导致在拱基下发生渗透变形,冲蚀了红色风化泥岩裂缝中的粘土,而在泥岩中形成一个冲蚀洞,造成大坝破坏。

三.水库大坝防渗加固技术。

水库大坝防渗加固重要是要控制坝基和地基的渗流,防渗加固的主要任务是:尽量减少渗漏量、提早释放渗透压力,确保水工建筑物和地基具有足够的静力稳定性、防止渗透破坏,确保渗透的稳定性。

水库大坝防渗加固的处理原则为:“上堵下排”。采取“上堵”措施主要是防止水平和垂直的渗透。水平防渗主要措施有水下抛土和粘土铺盖等。垂直防渗主要有灌浆、人工连锁井柱(又称倒挂井)、截水槽回填粘土、混凝土防渗墙、高压定向喷射灌浆构筑防渗板墙、砂浆板桩等措施。“下排”主要措施有减压井降压导渗、堤坝背水坡脚开挖导渗沟、坝后盖重压渗等。通常来讲,采用垂直防渗处理能有效的解决坝基渗漏的问题。而采用水平防渗处理结合下游排水减压导渗虽然有利于提高坝基的渗透稳定性,但是仍然存在一定程度的渗透水量损失。在进行防渗处理时,无论是采用“上堵”还是“下排”或者是二者的结合,都应该按照经济合理、技术可靠的原则,结合实际情况,根据防渗的要求和条件,设计多方案并进行优化比较,来选择合适的防渗加固方案。

在水库大坝的防渗加固处理中,较为常用的有以下几种方法:

1.垂直防渗处理地基。

垂直防渗处理一般适用于地基隔水层较浅、透水层较薄的情况,可以利用封闭式防渗幕墙,来有效控制堤坝基础的扬压力和渗流量,从而实现根治堤坝基础渗透破坏的目的。采用封闭式防渗墙处理技术,通过墙体截断渗流的途径,具有较好的除险效果,但同时由于幕墙的增加,在一定程度上破坏了原有地下水环境和自然平衡关系,造成局部水环境受到破坏。在隔水层较深和透水层较厚的双层堤基中,采用封闭式垂直防渗墙,工程造价较高且施工难度较大,在施工前必须结合勘察资料,经过渗流计算并充分论证,确保切实可行才可采用。在施工时要布置堤顶靠临水侧和临水堤脚。设置垂直防渗墙时可以采用锯槽法、高喷灌浆、射水法和轮铣法等成墙技术来进行施工。

2.劈裂灌浆技术处理堤坝隐患。

劈裂灌浆技术适用于施工范围土质较差,碾压不密实的堤防防渗加固中,采用劈裂式帷幕灌浆法对防止堤身渗漏,加固堤身强度具有较好作用。劈裂灌浆利用水库坝体的应力分布规律,利用灌浆压力沿着水库坝体轴线方向劈裂,之后灌注合适的泥浆,通过这种方式形成铅直而连续的防渗泥墙,达到切断软弱层或堵塞漏洞裂缝的目的,以此来提高坝体的防渗能力。利用浆和坝的相互作用,将坝体内部的应力重新进行分配,提高了坝体的稳定性。采用劈裂式灌浆技术解决以下大坝隐患具有较好效果:坝体内存在软弱层和渗漏通道,而坝体的浸润线较高,在坝坡位置发生湿润区或渗透破坏,出现流土和管涌等现象;坝体碾压不实,密实度较差的松堆土坝;分期施工的土坝,在接头和分层位置存在透水层和软弱带;坝体不均匀沉降产生的裂缝;坝体存在腐烂树根及生物洞穴;坝体和闸墙及防水涵管的接合不好,存在接触冲刷或空隙。采用劈裂式灌浆施工时,造孔深度一般要超过隐患深度约2米至3米,设计的泥墙厚度根据碾压质量、堤坝土质、隐患性质和水库坝高情况来确定,一般可以采用5cm至20cm之间。采用劈裂灌浆法形成垂直连续的防渗帷幕,有效解决了坝体的渗透问题,通过浆和坝的共同作用和温化变形作用,重新调整坝体内部应力,使得浆脉两边约3米至5米范围内的土体得到密实,加大了防渗帷幕范围,提高了防渗效果。

3.滑坡体的清除。

水库堤坝的滑坡主要是由于内部渗水、水流淘刷、上部压载等原因所造成的,水库发生堤坝滑坡时,必须要立即采取前截后导的方式,遵循固脚压重和削坡减载的原则,想方设法增加阻力减少滑动力,加强堤坝的排水和防渗工作。对于深层滑动,一般要在挖除滑动体中的主滑体之后进行填筑,对于浅层滑动可以将滑动体挖除后,进行回填。另外,要稳定计算增加阻滑体的重量,加大阻滑力来提高堤坝的稳定性。

4.崩岸治理。

崩坝主要是由于土石组成的湖岸和河岸受到水流的冲刷,通过重力作用导致土石发生崩塌、崩落及滑坡等现象,一般的崩岸主要分为阶梯状崩塌、弧形坐崩和条形倒崩几种。崩岸继续发展导致河床产生横向的变形,危害较大。目前,采取的崩岸治理和抢险的主要方式为抛石防护法。在施工中,特别需要注意的是在抛石护岸等工程中,要在堤坝基础和抛石间铺设土工织物反滤层,对崩岸治理时,可以通过丁坝、石笼、顺坝、木桩、沉排和钢板桩来实现。

5.水库大坝上游下游的坝坡施工。

水库大坝上游的混凝土预制块护坡施工前,要对待施工坝坡进行修整。在砌筑混凝土预制块边坡时不能破坏垫层。铺筑沙砾石垫层前,要将草皮、乱石、树根、树木等全部清除,做好边坡洞穴的处理。在沙砾石垫层的填筑中,采用小型机械配合人工进行施工,对碾压合格的垫层要做好防护,若发生土料混杂,要及时清除干净。大坝下游坝坡施工前,要将下游的坝面呈阶梯形进行开挖,达到密实土层为止,之后采用分层碾压填筑坝坡的方式来施工。下游坝坡采用草皮护坡的,要选用耐旱、能蔓延、能生根的草类,在草皮铺筑后要洒水养护。

四.结束语。

水库大坝的防渗加固施工要因地制宜,结合实际情况,来具体对待。通过堵漏、补漏和防渗加固处理,提高坝体强度,确保水库的稳定和安全,提高水库的经济效益。

参考文献:

[1] 龙云 刘正信水库大坝防渗加固技术的探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年23期

[2] 王兵 小型水库大坝防渗加固技术的探讨 [期刊论文] 《中华民居》 -2012年1期

[3] 卓廷召 对水库大坝防渗加固技术的探讨 [期刊论文] 《沿海企业与科技》 -2010年12期

[4] 廖文兵 关于水库大坝防渗加固技术重要性的探讨 [期刊论文] 《中华民居》 -2012年2期

灌浆法论文范文第4篇

论文关键词:水利工程 岩石基础灌浆技术

中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:

水工建筑物的基础有两类:岩基和软基,其中软基包括土基与砂砾石地基。由于受地质构造变化及水文地质的影响,天然地基存在不同程度的缺陷,需要经过人工处理,才能作为水工建筑物的可靠地基。水工建筑物的基础处理,就是采用特定的技术手段来减少或消除地基的某些天然缺陷,改善和提高地基的物理力学性能,使地基具有足够的强度、整体性、抗渗性及稳定性,以保证工程的安全可靠和正常运行。随着水利水电建设事业的发展,对基础处理的方法与技术提出了越来越高的要求。同时,地基处理属隐蔽工程,要根据水工建筑物对地基的要求,分析水文、地质条件,进行技术经济比较,选择技术可行、效果可靠、工期较短、经济合理的施工方案。

1 岩石基础灌浆岩石基础灌浆,就是将某种具有流动性和胶凝性的浆液,按一定的配比要求,通过钻孔用灌浆设备压入岩层的(裂)隙中,经过硬化胶结后,形成结石,以提高基岩的强度与整体性,改善基岩的抗渗性。基岩灌浆处理要在分析研究基岩地质条件、建筑物类型和级别、承受水头、地基应力和变位等因素后选择确定。

灌浆技术除运用于大坝的基岩处理,还广泛应用于水下隧洞围岩固结、衬砌回填、超前支护、混凝土坝体接缝以及建(构)筑物补强、堵漏等方面。

2 基岩灌浆的分类

水工建筑物的岩石基础,一般需要分别进行帷幕灌浆、固结灌浆和接触灌浆处理。

2.1 帷幕灌浆

布置在靠近上游迎水面的坝基内,形成一道连续的防渗幕墙。其目的是减少坝基的渗流量,降低坝底渗透压力,保证基础的渗透稳定。帷幕灌浆的深度主要由作用水头及地质条件等确定,较之固结灌浆要深得多,有些工程的帷幕深度超过百米。在施工中,通常采用单孔灌浆,所使用的灌浆压力比较大。帷幕灌浆一般安排在水库蓄水前完成,这样有利于保证灌浆的质量。由于帷幕灌浆的工程量较大,与坝体施工在时间安排上有矛盾,所以通常安排在坝体基础灌浆廊道内进行。这样既可实现坝体上升与基岩灌浆同步进行.也为灌浆施工具备了一定厚度的混凝土压重,有利于提高灌浆压力、保证灌浆质量。对于高坝的灌浆帷幕.常常要深入两岸坝肩较大范围的岩体中,一般需要在两岸分层开挖灌浆平洞。许多工程在坝基与两岸山体中所形成的地下灌浆帷幕.其面积较之可见的坝体挡水面要大得多。

2.2 固结灌浆

其目的是提高基岩的整体性与强度,并降低基础的透水性。当基岩地质条件较好时。一般可在坝基上、下游应力较大的部位布置固结灌浆孔;在地质条件较差而坝体较高的情况下,则需要对坝基进行全面的固结灌浆,甚至在坝基以外上、下游一定范围内也要进行固结灌浆。灌浆孔的深度一般为5~8m,也有深达15~40m的.各孔在平面上呈网格交错布置。通常采用群孔冲洗和群孔灌浆。

固结灌浆宜在一定厚度的坝体基层混凝土上进行,这样可以防止基岩表面冒浆,并采用较大的灌浆压力,提高灌浆效果,同时也兼顾坝体与基岩的接触灌浆。如果基岩比较坚硬、完整,为了加快施工速度.也可直接在基岩表面进行无混凝土压重的固结灌浆。在基层混凝土上进行钻孔灌浆,必须在相应部位混凝土的强度达到50%设计强度后,方可开始。或者先在岩基上钻孔,预埋灌浆管,待混凝土浇筑到一定厚度后再灌浆。

长江三峡工程的部分坝基固结灌浆采取了浇筑找平混凝土的方法,找平混凝土的强度等级与大坝基础混凝土相同.浇筑厚度一般为30~40cm,以填平低洼坑槽为主,待找平混凝土强度达到70%的设计强度后,开始固结灌浆作业。

黄河小浪底水利枢纽进水塔基岩进行的无盖重固结灌浆在基岩面上浇筑了30~40cm的垫层混凝土,在垫层混凝土的保护下.先进行表层3m的固结灌浆,在基岩面形成盖板后,再进行下部岩体灌浆。

二滩水电站拱坝坝基固结灌浆原则上由无盖重灌浆开始,至有盖重灌浆结束。无盖重灌浆在岩石条件下施工,主要进行3m孔深以下岩体的灌浆,3m以上通过接管引至坝后集中地点,在浇筑坝体基础混凝土后再进行灌浆。同一地段的基岩灌浆必须按先固结灌浆后帷幕灌浆的顺序进行。

2.3 接触灌浆

其目的是加强坝体混凝土与坝基或岸肩之间的结合能力,提高坝体的抗滑稳定性。一般是通过混凝土钻孔压浆或预先在接触面上埋设灌浆盒及相应的管道系统,也可结合同结灌浆进行。接触灌浆应安排在坝体混凝土达到稳定温度以后进行,以防止混凝土收缩产生拉裂。

3 灌浆的材料

岩基灌浆的浆液,一般应该满足如下要求:

3.1 浆液在受灌的岩层中应具有良好的可灌性,即在一定的压力下,能灌入到裂隙、空隙或孔洞中,充填密实。

3.2 浆液硬化成结石后,应具有良好的防渗性能、必要的强度和黏结力。

3.3 为便于施工和增大浆液的扩散范围.浆液应具有良好的流动性。

3.4 浆液应具有较好的稳定性,析水率低

盐基灌浆以水泥灌浆最普遍。灌入基岩的水泥浆液,由水泥与水按一定配比制成,水泥浆液呈悬浮状态。水泥灌浆具有灌浆效果可靠、灌浆设备与工艺比较简单、材料成本低廉等优点。水泥浆液所采用的水泥品种,应根据灌浆目的和环境水的侵蚀作用等因素确定。一般情况下,可采用标号不低于C45的普通硅酸盐水泥或硅酸盐大坝水泥,如有耐酸等要求,则选用抗硫酸盐水泥。矿渣水泥与火山灰质硅酸盐水泥由于其析水快、稳定性差、早期强度低等缺点,一般不宜使用。

水泥颗粒的细度对于灌浆的效果有较大影响。水泥颗粒越细,越能够灌入细微的裂隙中,水泥的水化作用也越完全。对于帷幕灌浆,对水泥细度的要求为通过80m方孔筛的筛余量不大于5%。灌浆用的水泥要符合质量标准,不得使用过期、结块或细度不合要求的水泥。

对于岩体裂隙宽度小于200m的地层,普通水泥制成的浆液一般难于灌入。为了提高水泥浆液的可灌性,自20世纪80年代以来,许多国家陆续研制出各粪超细水泥,并在工程中得到广泛采用。超细水泥颗粒的平均粒径约4m,比表面积8000cm2/g。它不仅具有良好的可灌性.同时在结石体强度、环保及价格等方面都具有优势,特别适合细微裂隙基岩的灌浆。

灌浆法论文范文第5篇

【关键词】房屋建筑建筑施工加固技术技术分析

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:

一.引言。

常用的加固技术主要有加大截面的加固技术,柱外包(粘)型钢加固技术,外粘碳纤维布加固技术,植筋加固技术,托换加固技术,无损开孔成洞加固技术,基础加固技术等,粘贴钢板加固法,是指用胶黏剂将钢板粘贴在构件外部的一种加固方法。这种方法在建筑领域及其桥梁等工程项目中的加固、补强、修复中应用较为广泛。如何加固受损建筑?多位业内人士表示,不同性质的建筑采用的加固修复技术不同。相比于传统加固修复技术,新的加固技术逐步得到应用,碳纤维技术引领建筑物结构补强加固趋势。此外,加固是提高现有房屋抗震能力的最有效途径。

二.我国工程建设面临的现状和存在的问题。

当前国内发展生产,提高生产力的重心,已从新建工业企业转移到对已有企业的技术改造,以取得更大的投资效益,按一些资料统计,改建比新建可节约投资约40%,缩短工期约50%,收回投资的速度比新建厂房快3倍至4倍,同样,对民用建筑进行改造的要求,在我国也日益迫切。随着我国城市人口的不断增长,尽管兴建了大量的住宅和相应的配套措施,但无房、缺房和租户仍达20%以上。而且随着城市房价的上涨,越来越多的人买不起新房。为缓解这一矛盾,抓好旧房的改造,向现有房屋要面积,可有效降低工程造价,显然是一条重要出路。我国城市现有的房屋中,有20%―30%具备改造的条件。旧房改造不仅可节省投资,同时,可不再征用土地,对缓解日趋紧张的城市用地矛盾,也有重要的现实意义。

三.常用的加固技术主要分类。

1.外粘碳纤维布加固技术。

外站碳纤维布加固技术的主要原理是通过配套粘结材料将碳纤维片材粘贴与构件表面,使碳纤维片材承受拉力,并与混凝土变形来协调,共同受力,因为纤维布具有强度高、重量轻、耐腐蚀以及抗疲劳等优异的物理学性能,以及良好的粘合性和广泛的适用性,用碳纤维布取代钢板加固混凝土结构是近几年来国际上兴起的一门新技术。主要的适用于建筑梁、板、柱、墙等的加固以及对一些其他土木工程的加固补强。主要的施工工艺为表面处理涂刷底胶修补找平胶料配制粘贴碳纤维表面防护检验。

2.加大截面加固技术。

增大截面加固技术,也称为外包混凝土加固技术,它是增大构件的截面和配筋,用以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性,也可用来修补裂缝等,这种加固技术适用范围较广,可加固板、梁、柱、基础和屋架等。根据构件的受力特点和加固目的的要求、构件几何尺寸、施工方便等可设计为单侧、双侧或三侧的加固,四侧包套的加固。

根据不同的加固目的和要求,此技术又可分为加大断面为主的加固,和加配筋为主的加固,或者两者兼备的加固。加大截面为主的加固,为了保证补加混凝土正常工作,亦需适当配置构造钢筋。加配筋为主的加固,为了保证配筋的正常工作,需按钢筋的间距和保护层等构造要求适当增大截面尺寸。加固中应将钢筋加以焊接,作好新旧混凝土的结合。 增大截面加固技术缺点是现场湿作业工作量大,养护期较长,对生产和生活有一定的影响,此技术增大截面尺寸,有时影响房屋的外观和净空。

3.植筋加固技术。

"植筋"技术又称钢筋生根技术,在原有混凝土结构上钻孔,注结构胶,把新的钢筋旋转插入孔洞中。此技术广泛用于设计变更,增加梁、柱、悬挑梁、板等加固和变更工程。 主要的性能和特点为植筋加固技术具有较高的承载力,对固定的基材不产生膨胀力,较适宜边距以及边距小的部位,再加上植筋加固技术施工简便、耗时较短。

4.无损开孔成洞加固技术。

无损开孔成洞技术主要是针对在钢筋混凝土结构上开洞时为了避免锤击等在施工时的具有破坏性的施工方法造成结构损伤而提出的,同时对洞口周边的加固方法,此技术已经在高层建筑楼板、剪力墙、核心筒上面开始了大量的应用。

5.微细、深层裂缝灌浆加固技术。

微细裂缝灌浆加固技术在施工过程中对结构中出现裂缝大于0.05mm的裂缝,可以进行灌浆密实,然而灌浆后的混凝土结构完全可以恢复其整体性,当其再次受到破坏时,新产生的裂缝将不在原裂缝的断面上。

而对于深层裂缝灌浆加固技术而言,它可以对其产生的深层裂缝进行灌浆补强处理与渗透水止漏,从而恢复其结构的整体性,而对于灌浆之后混凝土的密实度以及强度都满足施工要求。

6.托换加固技术。

结构托换技术是指对原有影响建筑使用功能的承重结构采用改变受力体系的方法进行的功能改造,目的是获得更大的理想使用空间。结构托换采用的方法一般为型钢托换、钢筋混凝土托换、桁架托换等。 地基基础托换技术是指因城市修建的地铁或地下隧道不可避免地从楼房底下穿过,为了避免拆除重建必须对地面上的楼房进行桩基托换。该技术主要是对地下隧道穿过需切断的楼房桩基,先在其承台附近采用梁式转换层将此部份桩基承受的上部荷载传递到隧道外侧的新建桩基础上,由托换梁—新加桩组成的托换结构体系代替。同时为了确保被托换楼房在断桩和隧道通过后不产生开裂、倾斜等破坏,采取了托换梁预应力张拉、千斤顶预顶、桩底注浆等技术,桩基托换可应用微型嵌岩钢管灌注桩、砼界面连接技术等多项专利技术。

三.对现有房屋建筑加固必须要满足的要求。

加固的方法必须要进行综合评定分析之后再来确定,分别采用房屋的整体加固或者分段进行构件的加固,加强房屋建筑的整体性、改善构件的受力程度,提高房屋建筑的综合能力。新增的构件和原有的构件之间应该具有可靠的连接性。在对房屋建筑进行加固时,如果加固所用的材料和原有的建筑材料是相同的,那么加固所用的材料强度不得低于原结构材料的实际强度。新增的加固墙必须要具有可靠的基础。对可能导致倾斜、开裂或者局部倒塌的现象,应该要预先采取相应的安全措施。并对加固技术进行筛选寻求最佳加固技术,最大限度的延长其房屋建筑使用价值。

四.结束语

随着社会的不断发展与进步,国内外对房屋建筑加固的不断研究和讨论,使房屋建筑的施工方法和施工原理不断的在改进和完善,在具体施工中,加固的方法较多,但在具体的加固施工过程中,必须要考虑建筑物本身的性能和其本身的强度结构,在加固工程施工中要进行综合的评定和筛选,对房屋建筑加固的方法、方案进行比较、优化,寻求最佳方案,更大限度的延长房屋建筑的使用寿命,进而发挥出房屋建筑的使用价值,从而促进社会经济发展,改善人民生活。

参考文献:

[1] 谢建军 浅谈房屋建筑结构加固技术[期刊论文] 《广东建材》 -2012年8期

[2]文进军 碳纤维加固技术在房屋建筑中的应用[期刊论文] 《现代企业文化》 -2010年8期

[3]汤炬唤 浅谈房屋建筑工程的加固技术[期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年23期

[4]朱超前 岳从军 房屋建筑结构加固技术探析[期刊论文] 《中华民居》 -2012年5期

[5]师云科 论房屋建筑的几种加固工程技术方法[期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年20期

[6]张雅静 李治国 房屋建筑物结构加固方法及技术探讨[期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年8期

灌浆法论文范文第6篇

【关键词】地基工程,地基基础,岩石地基,灌浆

中图分类号: U445.55+2 文献标识码: A 文章编号:

前言

我国地基基础项目工程的施工技术已经在八十年代取得了很大的进步,这不仅是促进了地基与基础工程的发展,同时也是对地基基础工程技术的考验。面对近几年发生的事故来看,要求对地基与基础工程的技术更加的严格。近些年来,我国水利水电的相关建设项目规模逐渐扩大,那么地基与基础工程技术也应该相应提高。

二、岩石地基处理

1、灌浆强度值灌浆法

灌浆强度值灌浆技术指的是:在任何一个孔段进行灌浆都会在一定程度上耗费热量,耗费的这些热量值接近于这个孔段的灌浆压力与灌浆体积的相乘结果。这个热量值就被定义为灌浆强度值。

灌浆强度值灌浆法的几个重点:

在灌注的时候只能使用固定比例的浆体;

灌浆压力通过灌浆强度值曲线来操控,在不利的地段尽量不用高压,在适当的地段使用高压。

与现代高科技适当配合,实时监控灌注压力和注入率,画出压力-体积曲线,再对灌注结束的时间进行判定。

2、无盖重固结灌浆

堤坝灌注混凝土和堤坝地基固定灌浆之间在工程所用时间上存在矛盾。经过多年实践经验结果可以看出,无盖重固结灌浆在理论与实际中是合理的,无盖重固结灌浆不但可以节约时间、节省能源,而且灌浆效果能够达到设计的要求,可是无盖重固结灌浆也存在一定的缺点,在孔段两端的灌浆效果不尽如人意,需要后期补充灌注。还需要注意在缓倾角裂隙发育的孔段尽量不使用。

3、岩溶灌浆

最近几年,岩溶灌浆技术已经取得了不错的成绩,而且技术水平扔在不断发展中。我国的地形地貌特征复杂多样,在岩溶地区建造水利水电项目就需要岩溶灌浆技术。岩溶灌浆技术实际上是在已经对溶洞的情况有了一个初步的了解,然后在钻孔中安装特殊的一种模袋,并且把速凝浆液往其中灌注,以达到堵塞岩溶流通的效果。岩溶灌浆技术在水利水电工程中应用广泛,效果非常显著。

4、隧洞灌浆

因为在实际工程中会有一些承受较大压力的人工隧洞,隧洞灌浆技术在遇到这种情况时发挥了不可估量的作用。以山西万家寨引黄河水工程为例,这项工程中普遍使用TBM掘进隧洞,在洞中使用特制混凝土管片,在向其余隧洞壁面的空隙填充砾石等材料,再执行灌浆操作。

5、灌浆原料

(一)稳定灌浆。稳定灌浆指的是在水泥浆体中加入稳定剂,使其两小时折水率小于等于5%的水泥浆体。稳定灌浆在我国的施工工程中实际应用范围较小。

(二)改性细水泥。在普通硅酸盐水泥中掺入灌浆机,再对其进行干磨,使其比表面积5000~6000cm2/g,细度小于30μm颗粒≥95%,小于6μm颗粒≥40%。

6、化学灌浆

化学灌浆技术可以起到补充的作用,更加重要的是在地基处理中已经成为了一种主要应用的技术。在我国的施工建筑中,水泥灌浆与化学灌浆综合使用效果非常好。综合使用灌浆技术能够改善岩石的力学与抗渗性能,可以对水泥灌浆的缺点进行补充。以三峡工程为例,其中一部分岩体因为有轻微裂缝,如果仅使用水泥灌浆是不能满足施工需求的,设计人员对这一部分进行了化学灌浆补充作业,得到了非常好的结果。

7、岩体预应力锚固

在我国水利水电工程中岩体预应力锚固已经得到广泛应用。岩体预应力锚固技术在实践中也得到了更加显著的进步,设计出更加多样更加具有优势的锚固形式,例如拉压复合型、压力分散型、拉力分散型、环形预应力锚索等各种新形式。

三、覆盖层处理

1、混凝土防渗墙

混凝土防渗墙技术在近几年里有了新的进展,成为了覆盖层地基防渗的主要方式。其中的塑性混凝土技术、地下连续墙技术得到了更加广泛的应用,墙断接头技术在不断探索中也有了新的进展,在我国的水利水电工程中,率先应用了自凝灰浆防渗墙技术,这是混凝土防渗墙的一个新突破。

2、覆盖层灌浆

从前我国普遍使用的是循环钻灌法,而预埋花管法在国外应用较普遍。随着与国际交流加深,循环钻灌法和预埋花管法在近几年来得到了更加科学合理的应用。循环钻灌法与预埋花管法各有其优势,在工程设计过程中,根据实际需要选择灌浆方法更加符合科学的态度。

3、高喷灌浆

高喷灌浆技术自1970年引进国内之后,此项技术在我国得到了普遍应用开发,黄河小浪底工程中就大量使用了高喷灌浆技术,并且修建出了防渗效果非常好的高喷防渗墙。最近几年,以大量工程实践为基础,高喷灌浆技术得到了进步不的优化,对以后的施工工程非常有利。

4、振冲加固技术

振冲加固技术适用于软土地基加固。随着高科技技术高速前进,振冲器的性能也在不断提高,在软土地基加固中振冲加固技术得到了更长足的发展。振冲工艺的改进也在进行中,填料方式更加多样化,从原来的间断填料法和连续填料法发展到今天的强迫填料法。强迫填料法解决了软粘土缩孔、填料困难、砂土塌陷等一系列问题,而且取得了不错的成效,强迫填料法的成桩效果非常好。质量控制标准由原来的单一控制加密电流,发展为同时控制加密电流、留振时间、加密段长三个指标。

四、堤防工程

1、垂直防渗技术

出现提防事故大多数是因为渗透损坏,所以对堤身和地基进行防渗可以显著减少堤防事故。

(一)深层搅拌混凝土防渗墙。因为深层搅拌混凝土防渗墙具有高效、投入少的优点,所以在实际施工中应用非常普遍。在遇到透水层深度较大、并且伴有紧密排列的砂层和卵石层的时候,采用置换式塑性混凝土防渗墙效果显著。挤压注浆、震动沉桩防渗墙则适用于砂性土及颗粒直径比较小的砂砾石层。

2、土工合成材料应用

土工合成材料可以分为土工织物、土工膜、土工复合材料及-k32特种材料个品种。我国早期的土工合成材料技术发展较为缓慢,在进入上世纪九十年代后,以一些实践工程为基础,土工合成材料的应用逐渐快速发展起来。逐渐在堤防、闸坝、渠道、险库加固等多领域中广泛应用。

3、堤防质量检测技术

(一)探测堤防隐患

科技水平不断的提高,探测新方式也渐渐进入了工程施工中,现在堤防探测中主要应用地质雷达法、高密度电阻率法、瞬变电磁法、地震波法等技术。每一种办法都具有其优势,结合实际综合使用可以得到更好的结果。

(二)填筑质量控制

填筑质量控制中也应用到了高科技技术,从前的环刀取样测试密度控制操作繁琐,周期长,现在采用YS-1型压实计、BZJ-3B表面波压实密度仪、核子密度仪、普式贯人仪等先进仪器。

(三)防渗墙质量控制

现在在建筑工程中普遍用到的防渗墙质量控制方法是钻孔取芯检测、开挖检测、围井检测和物探法等。但是这些方法都存在一定的局限性,在防渗墙质量检测中不能够达到理想的效果。这其中比较好的方法是在墙体上打孔CT成像检测,但是只能在小范围内探测。所以基础工程技术需要人们投入更多的关注,来实现缩短工期、保证安全、降低成本的目的。

五、结束语

地基基础工程是建筑的根本,其质量如何能够最直接地反应出建筑的安全性能,建筑工程的质量与地基基础工程有密切的关联。因此,在确保地基质量的同时,不断对地基基础工程新技术进行探索,来满足我国经济发展的需要。

参考文献:

[1]武中文 地基处理预应力法研究情况综述 [期刊论文] 《土工基础》-1981年01期

[2]王军 地基处理预应力法的工程应用-湖北某磷肥厂熟化车间柱基纠偏加固工程顺利完成,效果显著 [期刊论文] 《土工基础》-1981年01期

灌浆法论文范文第7篇

碾压混凝土技术是采用类似土石方填筑施工工艺,将干硬性混凝土用振动碾压实的一种新的混凝土施工技术。在混凝土大坝施工中采用这种技术,突破了传统的混凝土大坝柱状法浇筑对大坝浇筑速度的限制,具有施工程序简化、机械化程度高、缩短工期、节省投资等优点[1]。

2.碾压混凝土施工工艺

碾压混凝土施工普遍采用了通仓薄层碾压连续上升的施工工艺。所采用的仓面平仓机、切缝机、振动碾、仓面吊及喷雾机、预埋冷却水管的材料和方法、预埋件的施工工艺等也随着碾压混凝土施工技术发展而发展,设备性能均能保证高强度连续碾压施工。

2.1摊铺及平仓、碾压工艺

碾压混凝土摊铺一般采用自卸汽车卸料,推土机或平仓机进行平仓摊铺。为减轻骨料分离,采用叠压式卸料和串链摊铺法,对局部出现的骨料分离,辅以人工散料处理,取得了较好效果。

2.2薄层碾压连续上升施工工艺

大朝山水电站上游碾压混凝土拱围堰施工时,采用连续上升的工艺,最大浇筑升层达21m,在两个月施工期内拱围堰全线升高40.5m,满足了安全渡汛的需要。三峡三期工程上游围堰堰高121m,仅4个月完成了110万m3碾压混凝土施工,充分体现了碾压混凝土快速施工的优势。索风营工程采用分块连续上升工艺,设计配制了符合碾压混凝土连续浇筑特性的连续翻升模板及下游面台阶模板,采取分块平层连续上升的方式进行大坝碾压混凝土浇筑,创下了在主体大坝中连续上升31m的记录[2],其后大花水拱坝施工又创下了连续上升34.5m的新记录,说明了在确保模板工艺、混凝土入仓、温控技术及施工措施得当的情况下,可以进行碾压混凝土快速施工,保证施工质量,缩短工程的建设周期,节约工程投资。

2.3新的诱导缝、横缝成缝方式,更有利于碾压混凝土的快速施工

成缝方式:碾压混凝土重力坝一般采用切缝机成缝或预埋分缝板成缝等。诱导缝成缝方式:普定等工程的诱导缝是采用诱导板成对埋设的方式形成,存在要挖槽埋设和不好固定的问题。为克服这些缺点,结合沙牌碾压混凝土拱坝开展的诱导缝成缝机理,我们在沙牌碾压混凝土施工中采用了重力式的混凝土预制件型式,诱导缝预制件成对埋设,并设有重复灌浆系统;同时沙牌拱坝横缝也采用了重力式混凝土预制件,外形与诱导缝预制件稍有区别,且因横缝灌浆的需要,每一条横缝由4种不同的预制件组成。这种新的成缝形式比普定等工程有了较大改进,安装更简单方便,且结构更可靠,由于构造轻巧,适合人工进行安装,已推广应用于国内招徕河、大花水等工程。

2.4变态混凝土使用范围扩大到了岸坡建基面,进一步简化了施工,加快了进度

变态混凝土是在碾压混凝土拌和物中铺洒一定量的水泥粉煤灰净浆,用振捣器振捣密实的混凝土。在"八·五"攻关的普定碾压混凝土拱坝施工中,已成功地将变态混凝土应用于振动碾碾压不到的死角及模板周边,为了进一步发挥变态混凝土的作用,在沙牌大坝的施工中,结合"九·五"攻关项目的研究,已成功地将与两岸岸坡基岩面接触的垫层混凝土和坝面上所需的常态混凝土绝大部分改用变态混凝土代替,整个大坝除了河床部位坝基垫层以及廊道底板为常态混凝土外,均不再浇筑常态混凝土。

2.5垫层混凝土施工优化

早期大部分碾压混凝土坝垫层混凝土一般采用常态混凝土浇筑,需配置专门垂直运输设备进行常态混凝土分块跳仓浇筑,通过施工实践和研究,目前已经常用在基岩水平面上浇筑找平层后,直接浇筑碾压混凝土,采用碾压混凝土替代垫层常态混凝土,不仅有利于加快施工,同时也利于坝基强约束区混凝土温度控制。

2.6重复灌浆系统研究应用

碾压混凝土拱坝在蓄水时一般尚没达到稳定温度,但为使拱坝成为整体受力,就需对横缝或诱导缝进行灌浆。但随着坝体温度的下降,坝体收缩有可能使已灌浆的缝面重新拉开,故需进行第二次(或多次重复)灌浆。普定和温泉堡等碾压混凝土拱坝均采用预埋两套灌浆管路的办法来实现两次灌浆。沙牌拱坝施工中,结合沙牌碾压混凝土拱坝开展的诱导缝成缝机理、缝面构造尤其是拱坝接缝的重复灌浆技术的研究有了关键性的突破,解决了碾压混凝土拱坝重复灌浆的技术难题。由于沙牌大坝诱导缝采用重力式预制件成缝,所以灌浆管路及排气管的埋设十分方便,采用了更为先进的单回路重复灌浆系统,可实现大坝的多次重复灌浆。单回路重复灌浆系统具有构造简单,造价低,安装容易,可实现多次重复灌浆的特点,是碾压混凝土拱坝接缝灌浆技术的重大突破,该成果填补了国内空白,达到了国际领先水平,并已推广应用到国内其它拱坝工程[3]。

2.7模板

模板是能否确保碾压混凝土连续上升的关键之一。碾压混凝土施工模板普遍采用了在普定拱坝成功采用的可上下交替上升的全悬臂钢模板型式,其上、下两块面板可脱开互换,交替上升,满足了坝体快速施工要求。在大朝山和沙牌、索风营、彭水、大花水等工程施工中,又在其基础上进行了不断改进和优化,同时在部分工程坝体碾压混凝土连续上升过程中,采用连续上升式台阶模板,使溢流消能台阶一次浇筑成型。索风营工程采用分块连续上升工艺,设计符合碾压混凝土连续浇筑特性的连续翻升模板及下游面连续上升式台阶模板,采取分块平层连续上升的方式进行大坝碾压混凝土浇筑,创下了在主体大坝中连续上升31m的记录。针对坝体体形复杂、曲率变化大的特点,招徕河拱坝工程施工中专门研制了收缝式双向可调节连续翻升模板,为坝体快速施工创造了条件。

3.研究展望

随着我国各项科研工作的深入、设计理论的完善、施工方法的改进,碾压混凝土筑坝技术取得了飞快的发展。就当前国内已建和在建工程而言,结合我国气候特征及当前研究成果,仍有一些问题需要深入研究探索,部分工程技术问题需要解决。

①碾压混凝土裂缝是一个普遍性问题。在确定气温、大气相对湿度、风速及太阳辐射等条件下,研究裂缝开展机理、发展规律及相应的解决方法将是未来的研究内容;此外由于碾压混凝土坝的独特施工方法,层间接触面是坝体的薄弱环节,层间裂缝及渗水是关键问题,应从材料研究入手,解决新型材料、新老材料层面的粘结性、防渗性问题[4]。

②针对严寒干旱地区的气候条件及寒冷干旱地区碾压混凝土坝特殊的施工方法,研究其温度场及温度应力的时空分布变化规律,就干旱条件下水分散失理论进行深入研究,以确定现场碾压混凝土的各项指标(VC值、水胶比及单位用浆量等)满足实验室的设计要求。

③目前对碾压混凝土坝施工期及运行期的温度、徐变应力仿真计算研究的框架己基本建立,但仿真计算参数的选取存在不稳定性,尚待深入研究。

解决上述问题能为我国已建、在建碾压混凝土工程提供可靠的理论支持和技术保障,是推动碾压混凝土筑坝技术发展的重要内容。

参考文献

[1]苏勇.我国碾压混凝土筑坝技术的发展及碾压拱坝设计技术[C].中国水力发电工程学会碾压混凝土专业委员会.2004全国RCCD筑坝技术交流会议论文集,2004.

[2]李春敏.碾压混凝土坝筑坝技术综述[J].中国水利,2004.

[3]王火利.浅谈我国碾压混凝土坝的发展成就与前景[J].江西水利科技,2005,31.

[4]贾东权,杜士斌,李光波,涂传林,等.北方严寒地区碾压混凝土筑坝的特点[J].水利水电技术,1999,30.

【论文关键词】:碾压混凝土;碾压混凝土坝;施工工艺

灌浆法论文范文第8篇

【关键词】灌浆技术, 岩溶,地基, 处理

中图分类号:U445.55+2文献标识码: A 文章编号:

一.前言

近年来,人们对岩溶地质的研究一直未停止过。通过不断的研究,人们已经对岩溶地质形成过程特点有了一定的认识。路基中的岩溶是造成路基不稳定性的主要因素之一。它具有极强的隐蔽性,即使经过详细地勘察,很难准确的把握岩溶地质的发育形态和规模,因此在路基施工时可能会遇到一些无法预料的岩溶发育状况,从而影响施工进程与路基稳定性。怎样应对施工中的岩溶路基的危害,如何处理地基岩溶的不确定性,提高地基的承受力、确保地基的稳定性成为近年来研究的热点问题。目前研究的一种新型的地基处理技术-灌浆技术,在建筑行业得到了较为广泛的运用,采用灌浆技术处理地基岩溶是一种很有效的方法,不但可以不影响正常施工,节约成本、缩短工期,有可以有效的确保工程的质量。为此文中结合铁路岩溶地基处理例,对灌浆技术在岩溶地基处理中的应用进行探讨。

二.工程概况

在某铁路线的路基施工中过程中,出现了很多的岩溶地质。施工路面下、存在大量的溶洞及地下暗河,造成了很大的施工难度,路基施工的可行性和稳定性也受到严重影响。因此,需要我们尽快查明岩溶发育情况,提出并采取什么措施来处理。根据详细的地质勘察, 路基下面岩溶以石灰岩为主,形成于泥盘石炭时代,岩溶发育充分,洞穴裂隙发达,属构造复杂地带,上覆层为第四纪冲积和残积成因的粘土和亚粘土。地基承载力大概是250 kPa~300 kPa,压缩模量约为9 MPa~11 MPa,地基承载力能够满足设计的要求,但地质钻探资料表明在12.5m-7.9m处各两处地下溶洞,如果采取打开溶洞再回填的施工方法,会造成工期周期延长,成本加大。在参考有关资料和多方讨论,最后决定采用灌浆处理此两处溶洞。

三.灌浆技术及其发展

灌浆技术在中国经历了60多年的发展。浆液技术、灌浆工法技术的研究取得了的较大的进展。目前灌浆技术主要有:超细水泥灌浆技术、膏浆及速凝膏浆技术、双限压力控制技术与GIN工法、坝基岩溶渗漏灌浆处理、砂砾石覆盖层灌浆技术等。我国灌浆技术水平虽然和国际领先水平的国家相比某些方面尚有差距,灌浆效果的力学指标不确定性影响了设计人员的采用,但可以认为,在高质量的帷幕、岩溶防渗处理、在浆材的可灌性、大孔隙和动水下的灌浆技术等方面我国已达到了相当高的水平,和国际上也逐步接轨,并在某些方面有独到之处。

四.灌浆技术在路基工程中的应用

1.主要技术参数

(一)灌浆材料。采用普通硅酸盐水泥、粘土、粉煤灰。

(二)浆液配比。需要根据现场的钻孔的可灌性来决定采用何种灌入材料及配合比。通常要考虑的几个主要因素有: 岩溶的发育程度;岩溶的漏水状况;岩土层的钻进速度,会不会有掉钻等;岩溶洞尺寸的大小,是否有充填物等情况。综合考虑这些因素,决定采用水泥、 粉煤灰作为此次注浆材料,其配合比为3:7, 水料比范围[0.5-0.55]。

(三)灌浆压力。当灌浆压力超过地层的压重和强度时,极有可能会破坏地基结构,因此,选定灌浆压力的前提是保证地基结构不会被破坏或者尽量局部少破坏的情况下,同时也应考虑浆液浓度对灌浆压力的影响。根据地质岩溶的发育情况、灌浆方法及地基为回填材料的情况,采用[0.3Mpa-2.0Mpa]的灌浆压力。

(四)浆液扩散半径的估算。由于该工程的地质条件特别复杂,尤其是基岩裂隙发育的无规律性,因此很难准确的计算浆液扩散半径。影响扩散半径的因素有:岩溶洞隙的形状、大小以及它们的连通性;灌浆充填材料的性质(颗粒大小、浆液浓度、浆液的流变性等)、注浆压力、注浆流量以及注浆时间等。故按孔序注浆量的大小来控制扩散半径。

(五)钻孔深度。由于该工程回填土基本在10米左右,初步将钻孔深度定为基岩以下4米到5米,必要是可以根据实际情况适量的加深。

2.灌浆施工工艺

灌浆的完成需要不同材料和多道工序。吃浆量会因为岩溶空隙、溶洞大小及充填物不同,也会有所不同。因此,先采取试探性灌浆,然后进行间歇式和交替式灌浆,最后进行加压灌浆的方法。

(一)试探性。事先先配制好标准浆和稠浆两种不同浓度的浆液。如果地基孔隙小,则用标准浆;如果地基孔隙大,那么采用稠浆。

(二)间歇式。采用间歇式复灌的条件时:当空隙过大且采用稠浆时,如果浆液未同步上升,这种情况下,在灌入一定的浆液后,可以过一段时间再灌浆,直到托底为止。

(三)交替式。就是当间歇式灌浆耗时很长的情况下,可以考虑用先灌浆液,再灌砂砾,然后在灌浆液,如此不断的重复反复,托底即可。

(四)加压。最后用标准浆进行加压灌浆时,在压力稳定前,需要严格控制灌浆的压力,托底灌浆终孔。

3.灌浆技术要求

(一)在进行灌浆时,要明确孔的深度以及浆液面高度。投入的砂料应剔除砾石,只含中粗砂,同时下料要均匀,避免引起堵塞钻孔,而且要控制用量。

(二)灌浆技术包括托底和静压灌浆。钻孔如果要托底,那就不能先下注浆管封孔,等完成托底以后,才能采用下注浆管封孔进行静压灌浆。

(三) 间歇式静压灌浆。首先采用稠浆,控制灌浆时间半个小时,停12小时后,在用标准浆进行灌浆。如果半个小时仍不起压,过6个小时后在进行第三次灌浆,如此类推,直到终孔为止。

(四)灌浆时,浆液压力范围维持在0.3Mpa到2.0Mpa,分不同的工序进行,同时根据土层来调整浆液压力。

(五) 灌浆的厚度。灌浆的厚度控制在2到3米,这样可以保证灌浆的质量。

(六) 进行沉降变形观测, 掌握施工中要时刻注意观察沉降变化,要及时监测灌浆对路面的影响。如果发现地面变形超过5 mm~10 mm,应该立即报告,采取措施纠正。

(七) 灌浆压力保持一定值,稳定半个小时就可以。

4.灌浆效果分析

(一) 地质:采取对相同地质在钻孔灌浆前和钻孔灌浆后的声波测试。通过测试在,岩溶不发育、岩石完整的声波速度达到5000km/s, 灌浆前后差别不明显。岩溶发育的钻孔,在灌浆前声波速度最低为3000km/ s, 加固后达到4500km/ s,加固效果十分显著。

(二)测量: 由于工程处理前在相关位置埋设了沉降点, 定期观测地面的沉降情况。通过在试验和施工期间的观察, 沉降量很小,正负不超过2毫米,说明灌浆施工对整体地基未产生影响。

(三)注浆:通过现场灌浆试验, 一序孔吃浆量平均为11.92,最大为 28,最小3.64;二序孔吃浆量平均为5.65, 最大为9.67, 最小为2.6。说明5m的孔距太大,不能使岩溶洞隙得到较好的充填, 选用2.5m 的孔距能得到较好的充填,从检查孔的吃浆量分析,均能满足设计标准要求, 说明选用2.5m的孔距和压力是适宜的。从灌浆孔吃浆量的不均匀性分析, 最大为28,最小为3.64, 反映了岩溶洞隙发育的可灌性和不均匀性。

(四)力学指标: 根据质量验收标准,对检查孔进行取芯浆柱体强度和抗渗试验。力学性质指标均达到检验标准要求。

五.结语

实践表明,通过灌浆技术的应用,不但有效地防止了地表水渗入和岩溶土洞吸蚀塌落,而且对地基安全稳定性也有了保障。通过采用优化灌浆技术,工程缩短工期进一个月,节约了成本上百万万元。理论和实际证明,采用灌浆技术处理地基岩溶是一种很有效的方法,不但可以不影响正常施工,节约成本、缩短工期,有可以有效的确保工程的质量,值得推广和应用。随着灌浆材料和工艺技术的进步,灌浆技术的应用范围和领域将得到进一步的扩展。而工程应用范围和领域的扩大,又必将促进灌浆材料和工艺技术的进一步发展。

参考文献:

[1] 谭现锋.岩溶地基的注浆加固[期刊论文]《西部探矿工程》-2006( 3):67 -68.

[2] 蒋硕忠. 灌浆材料与灌浆工艺研究[期刊论文]《水利水电技术》- 2001( 9):122-123.

[3]曾国熙.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版杜,1998.

灌浆法论文范文第9篇

[论文摘要]针对老猫水水库工程存在的问题,对建成运行以来的工程地质、水文地质条件及大坝渗漏、稳定作出评价,并提出相应的渗漏处理措施。

老猫水水库建于20世纪70年代,水库位于瓮安县城北面34km的龙塘乡官塘村境内,是一座以农田灌溉为主的小型水库。工程建设时,未对水库及坝址区进行地质勘察,至今无相关地质资料,针对工程存在的问题,列为病险水库治理,需对建成运行以来的工程地质、水文地质条件及大坝渗漏、稳定作出评价,并提出相应的渗漏处理措施。

一、区域地质概况

(一)地层岩性

区内主要是白垩系中统、扎佐组k2z,三叠系统关岭组1-3段t2g3、t2g2、t2g1、下统茅草铺组,夜郎组,大冶群t1m、t2y,岩性主要为紫红色砾岩,含钙质、泥质粉砂岩、灰岩、白云质灰岩,泥质瘤状灰岩,紫红、紫绿色页岩,含钙质、泥质白云岩、白云质页岩,红色厚层块状白云岩。

(二)地质构造

境内地质构造属于贵州东部南北向构造带及东西构造黔中隆起,横跨反接之重叠地区,有南北向、东西向、华夏系、新华夏系及各种扭动构造,其中以南北向构造形迹最为显著。区域性南北向构造,主要由一系列南北向褶皱及其伴生的南北向冲断层组成,有复向斜和复背斜,均具扭动构造特征,且相间成雁列排行,龙塘向斜,两翼近于对称,产状较缓,倾角为30-50度,整个向斜由南向北成波状起伏,轴线具有s型,其西面有河沙坝断裂,东面有天文旋转构造的压扭性断裂,河沙坝断裂位于北东50-60度,倾角30-45度,断层带宽度40-80m,断距大于1500m,延伸大于40km,属压性冲断层。水库位于河沙坝断裂及天文压性及压性扭性断裂之间,背斜轴线走向近sn,两翼岩层基本对称,岩层倾角为30-45度,在库区范围内无地震活动记录。

(三)岩溶水文地质特征

区域内水系发育,乌江河流从水库西侧流径,受岩性及构造控制地下水以乌江为排泄基准面,地下水的类型主要有碳酸盐岩溶水及岩溶裂隙水,碎屑岩裂隙水,自垩系为砾岩及泥质砂岩,岩溶较发育,泉流量一般<51i/s,三叠系茅草铺组关岭组为灰岩及白云岩,岩溶不发育,泉流量一般为1051i/s,岩溶裂隙水的分布:因溶蚀作用扩大的裂隙或小管道岩溶水,在白云岩中分布最为普遍,在背向斜核部,因“x”型裂隙发育,地下水易于沟通汇集,在向斜昂起端及背斜倾没处,张性裂隙发育,裂隙水富集成泉涌出,在含水层及隔水层接触地,地下水多顺层出露。

二、库区工程地质条件

(一)库区渗漏

水库位于乌江河流右岸,受乌江河流的切割,地表水以乌江河流为排泄基准面,水库正常蓄水与河流高差300m,库内尾段有一条压性扭动褶皱出露,并深内库内地下,当水库蓄水至5米左右时,能听到流水声,水库建于麻池河下游,切河而建,在枯水季节和无大暴雨的情况下,水就从沿途的溶洞流失,无水进水库内,坝基渗漏,坝与山体接触面渗漏,水位越高,渗漏量增大,水库蓄水达到正常蓄水位于,渗漏量累计有0.02l/s。库内下游河流有3处泉点出现,受水库蓄水限制,渗漏量可达0.5l/s至6l/s。根据泉点与水库蓄水运行观测泉水与库水有水力联系,说明水库向下游产生渗漏。

(二)库岸稳定

库区植被较好,除上游为良田外,老猫水水库左、右坝肩均为灌木林地,岸坡坡度较缓,无大不良物理地质体,库岸稳定。淤积量大。

三、坝址区工程地质条件

(一)地形地貌

坝址区沟谷浅切,呈不对称的“u”型谷,右岸山体高,岸坡陡,坡度40-50度,局部为陡坝,16m高以上为台地,右岸山体低,坡度35度-40度,属碳酸盐岩溶地中山地貌,岩层倾向库内偏下游,近于纵向谷。

(二)岩溶水文地质特征

坝址处于t1m、t2g白云岩,岩体破碎,风化严重,岩溶发育,地下水活动强烈,在坝下游河床300m1000m之间有泉点1、2、3出露,泉水流量不稳定,随着水库水位的升高,形成泉水逐渐增大,经水库运行观测,泉水流量与库水位呈线性关系,说明3个泉点是水库集中渗漏点,在左坝肩,库水沿层间溶隙及坝体与基岩的接触带渗漏,渗漏点不集中,呈筛状分散渗漏,流量随库水位的升降而变化。

(三)渗漏原因分析

水库渗漏包括坝基、绕坝渗漏、库内褶皱产生裂隙渗漏,坝体与基岩接触带渗漏,根据水库多年蓄水运行观测,库水集中渗漏点有3处,分别是坝下游300-1000m泉点1、2、3,分散渗漏点较多,在正常蓄水位时,总渗漏水量达6l/s。

根据坝址区的工程地质、水文地质条件,库水渗漏现状观测,水库渗漏原因有3方面:

①坝基及绕坝渗漏是基岩受构造及岩性控制,岩层产状陡倾,层间溶蚀裂隙发育,库水沿层间溶蚀裂隙产生渗漏;

②坝体与基岩接触带渗漏是由于建坝时清基不彻底,基础未置于弱风化带上;

③坝体渗漏是建坝时的施工技术水平、建筑材料等未达到设计要求规范所致。

(四)渗漏处理措施

根据水库的工程地质、岩溶水文地质条件及岩石的渗透性质特点,采用帷幕灌浆处理水库渗漏,其设计及工艺措施要点为:

①在库内褶皱带设置双排帷幕,其余部位和坝肩设置单排帷幕;

②钻孔本着依序次施工、逐渐加密的原则,按一、二、三序进行,施工程序及工艺严格按有关《规程》要求。

③帷幕线长度为弱岩溶式,总长80 m,孔距4m,共计 20 个孔;

④采用悬挂式帷幕,下限达基岩深度12m,底界控制在lu≤10,高程为825.00m附近,底界与白云岩弱风化带搭接。

⑤先导孔和检查孔的岩心采取率≥85%;

⑥帷幕灌浆采用自下而上分段灌浆法或自上而下分段灌浆法,一般孔段灌注材料以r.o 32.5普通硅酸盐水泥为主,搭接面附近及主渗漏区以r.o 42.5水泥??水玻璃双液灌为主;

⑦灌浆压力一般按1.0-1.5倍水头,但不引起坝变形为宜。

四、结论

在碳酸岩地区,因岩溶发育而产生渗漏、稳定问题,造成的病险水库较多,在开展工作时,应地质测绘、物探方法及水库多年蓄水运行观测来综合分析,采取有效、经济的处理方案;

对强岩溶地区的渗漏处理,采用帷幕灌浆为主的综和治理技术,先进行勘测,再针对病害原因进行灌浆或其它止漏技术设计。施工中,根据岩溶发育情况,及时修正施工工艺,并配合其它防渗处理技术,切忌盲目施灌;

灌浆孔的布置根据实际情况而定,在强岩溶地段,帷幕厚度不完全取决于灌浆排数及排距,一般单排即可满足要求,必要时增灌,孔距也根据实际情况定,以试灌加密孔距的方法,灌浆材料除水泥外,可采用水泥粘土混合液,必要时加速灌剂,除水泥灌浆外,也可采用其它止漏技术;

加强灌浆施工期的观测分析工作,以便及时总结经验,修正灌浆处理工艺设计。

参考文献:

[1]贵州省瓮安县自然经济地图集1989.

[2]中国人民七三二部队,区域水文地质报告.

[3]水利电力部第四、十三工程局,《大坝基础灌浆》,水利电力出版社,1976.10第一版.

灌浆法论文范文第10篇

论文关键词:高压摆喷灌浆;施工工艺;水库;坝体防渗;问题处理

论文摘要:结合穆棱市清河水库除险加固工程高压摆喷灌浆实例,探讨高压摆喷灌浆技术应用和施工过程中可能遇到的情况及处理方法。

1 工程概况

清河水库位于穆棱市八面通镇清河村南1km处的清河流域中上游,距八面通镇6km。总库容305.5万m3,是一座以防洪、灌溉为主的小(ⅰ)型水库,设计标准为50年一遇洪水,校核标准为500年一遇洪水,灌溉设计保证率为75%。清河水库主体工程包括大坝、溢洪道和放水洞。大坝为混合土坝,坝长310m,溢洪道为开敞式侧堰,堰长37m,放水洞为坝下埋管式砼箱涵,洞长42m。

清河水库始建于1958年期间,由群众队伍进行施工,工程质量相对较差,虽然经过几次维修改造,但仍存在坝体、坝基渗漏严重等诸多问题,被鉴定为三类坝。清河水库除险加固工程于2008年3月1日开工建设,对土坝渗漏采用高压摆喷灌浆技术进行处理,通过试验检测,土坝渗透指标由施工前的10-3cm/s提高到10-6cm/s,防渗效果良好。

2 高压摆喷灌浆技术要点

2.1 技术原理。高压摆喷灌浆技术是采用三管法,喷射介质为水、水泥基质浆液和压缩空气,使喷射管做一定角度的摆动和提升运动,利用高压水形成高速喷射流束,冲击、切割、破碎地层土体,并以水泥基质浆液充填、掺混其中,形成扇形断面板墙状的凝结体,以提高坝体防渗能力的施工技术。

2.2施工工序和设备。高压摆喷灌浆施工工序为:布孔、钻孔、制浆、高压灌浆、静压回灌。主要施工设备有:钻机、高喷台车、制浆机、高压水泵、空压机、灌浆泵。

2.3 布孔与钻孔。布孔分三个阶段。第一阶段布先导孔,沿坝体灌浆轴线方向每30米左右布置一个先导孔,利用先导孔采取芯样,可摸清各坝段坝体土质类别、地层变化、漏浆程度、基岩深度等情况。第二阶段布试验孔,根据工程地质报告和先导孔钻孔情况在大坝一端按设计孔距布置试验孔,进行现场试验确定合适的孔距和灌浆参数。第三阶段布灌浆孔,按现场试验确定的孔距沿防渗墙轴线布灌浆孔,先导孔可作为灌浆孔之一。钻孔可采用任意一种钻进方式。

清河水库布置了9个先导孔,9个试验孔,共210个灌浆孔(含先导孔和试验孔),采用回转钻进并泥浆护壁。钻孔孔距为1.5m,孔径为130mm,设计深度为进入基岩以下1m,实际孔深超出设计深度0.3mm.。

2.4制浆。高压摆喷灌浆浆液为水泥浆。使用水泥为32.5级普通硅酸盐水泥,水灰比为1.2:1~0.8:1,浆液密度为1.55g/cm3~1.7g/cm3。水泥浆采用二级搅拌,二级过滤。一级搅拌时间不少于90s,经过滤后进入二级搅拌机,边搅拌边过滤边使用,过滤筛网眼尺寸为2mm。

2.5高压灌浆。高压摆喷灌浆在钻孔施工完成并检验合格后进行,采用二序施工,先喷ⅰ序孔,后喷ⅱ序孔。注浆前先进行地面试喷,检查机械及管路情况,如水、气、浆是否畅通,各种参数是否满足设计要求,并调准喷射方向和摆动角度。一切正常后,垂直下入喷管至设计深度,先送水泥浆液,后送水和气,按规定参数进行原位喷射,待孔口返出浆液密度达到1.2 g/cm3后再按设计的提升速度由下至上进行连续摆喷作业,如果中途因故中断后恢复施工时,应对中断孔段进行复喷,复喷搭接长度不小于0.5 m。灌浆施工的各种技术参数见表1。

2.6静压回灌。当喷杆提升至距地面40cm高度时,先停止水和气,再停水泥浆,由于孔内浆液会发生析水、沉淀和凝固收缩,高喷墙体的顶部会产生凹穴,需用水泥浆及时进行静压回灌填补。静压回灌要间断进行,直至填筑到孔口,浆液不再下沉时为止。每孔完成高喷灌浆后,要对水泥浆管道系统进行冲洗,防止管道堵塞。

3 施工记录

在高喷灌浆施工中必须每天做好施工记录,记录中按造孔和灌浆分别记录,记录主要内容如下:一、造孔记录:造孔记录内容包括孔号、序号、桩号、钻孔时间(包括开钻时间和完成时间)、钻孔深度、基岩深度、地质分层描述以及钻孔过程中出现的问题等项内容;二、高喷灌浆记录:包括孔号、序号、桩号、灌浆时间、提升速度、旋转速度、摆动角度、水、气、浆的压力和流量、浆液密度、孔口返浆情况以及出现特殊情况的处理等内容。

4 施工殊情况的处理

高喷灌浆施工中,在钻孔和灌浆过程会出现塌孔、漏浆、冒浆、串孔等问题引起压力突降或骤增、孔口回浆密度或回浆量异常等情况,此时,必须查明原因,及时进行处理。清河水库在高压摆喷灌浆中,以上情况都有不同程度发生,经过及时恰当的处理,确保了施工进度和质量。

4.1塌孔。塌孔是在成孔后,由于在钻孔部位的地层中含砂或砾石较多时,会出现坍塌、脱落,导至灌浆时喷射管无法下到设计深度。

解决方法:可采取加大泥浆浓度或在泥浆中加入火碱、膨润土护壁,必要时可采用套管护壁法钻进。

4.2漏浆。漏浆是由于地层中存在砂、砂砾石或通道,主要表现在钻孔或灌浆时孔口不返浆或返浆量降低。

解决方法:钻孔时可采取加大泥浆浓度、泥浆中掺加细砂或向孔内填充水玻璃等堵漏材料。灌浆时发生漏浆可采取停止喷杆提升或降低提升速度、降低喷射压力和流量、在浆液中掺入速凝剂、加大浆液密度、灌注水泥砂浆或水泥黏土浆等措施。不论是在钻孔还是灌浆过程中,必需待孔口返浆正常后才能正常提升钻杆或喷杆。

4.3冒浆。冒浆是指在灌浆过程中浆液在坝坡、地面或库区底部流出或喷出。

解决方法:可采取在冒浆点加覆盖、降低灌浆压力、间断灌浆等措施。

4.4串孔。串孔是指在某一孔口正常灌浆时,浆液从相临孔口返出,说明钻孔在地下有通道相通。

解决方法:可将串孔孔口开挖清理后封闭并压重、降低灌浆压力等措施。灌浆孔结束后,应尽快对串浆孔进行复钻至设计高程。

5 高压摆喷墙质量检查

在高压摆喷灌浆施工过程中,应对水泥、浆液和各道工序的质量严格进行控制和检查,灌浆结束后,可采用大开挖检查法、钻孔取芯检查法、围井试验检查法等方法对防渗墙体进行质量检查和综合质量评定。

5.1大开挖检查法。沿摆喷墙体两侧或一侧进行开挖,挖深一般2~2.5m。用肉眼直观检查ⅰ序、ⅱ序孔喷射距离、衔接情况,在不同部位横向打孔取芯检查墙体厚度、强度等项指标。清河水库共开挖了5段27 m对高压摆喷墙进行检查。

5.2钻孔取芯检查法。高压摆喷墙完成14天后,可在墙体上布置钻孔取芯。检查孔孔位布置在墙体中心线上的相邻两孔高压摆喷墙体的搭接处,自上而下分段钻孔、取芯和进行静水头压水试验。每个单元工程可布置1个检查孔。清河水库按单元工程划分共布置5个检查孔,共取38个芯样。

5.3围井试验检查法。围井检查需在高压摆喷墙完成7天后进行,围井宜布置在地层复杂、漏浆严重或可能存在质量缺陷等部位,以高压摆喷墙为一侧井壁,进行布孔和灌浆形成井型封闭式墙体,并对井底进行封闭,在围井内钻孔进行注水或抽水试验。围井各面墙体轴线围成的平面面积,砂土、粉土层中不小于3m2,砾石、卵石层中不小于4.5m2。清河水库共布置了2个围井,检测结果高压摆喷墙体渗透系数k=1.48×10-6cm/s,小于设计渗透系数值(k)=i×10-5cm/s(i=1~9),质量满足设计要求。

6 结束语

高压摆喷灌浆技术在穆棱市清河水库除险加固工程中得到了很好的应用,它具有工程造价适中、防渗效果良好、施工条件要求低等优点,随着这项技术逐步成熟,必将在更多的防渗工程中推广和使用。

参考文献

[1]《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》,dl/t 5200-2004;

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