水库除险加固工程中高喷灌浆技术应用

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

​张鹏 夏莹莹

湖北大禹建设股份有限公司、湖北武汉、430000

摘要

在水库除险加固工程中,通常需要使用各种各样的施工技术,高喷灌浆技术便是其中非常关键的一种,其主要被应用于构筑地下防渗体,提高不稳定地基和渗水地层的稳固性,避免水库除险加工工程出现渗漏问题,发挥全方位保护水库除险加固工程的作用。喷灌浆技术使用原理是凭借机械钻洞打孔,当钻洞打孔深度与设计深度相符后,首先使用三管法(高压清水泵、泥浆泵、空压机三泵同时输送水、气、浆),借助喷嘴将喷浆送至设计深度,使其形成整体,并与地层形成切割面,其次再展开灌注处理,让浆液在空洞内呈现扩散和充实的状态,与地层的土层结合为混合体并凝结为整体,最后形成所需的高喷连接板墙,以便达到水库除险加固工程的防渗漏效果。


关键词

水库除险加固工程;高喷灌浆技术;应用

正文


1 高喷灌浆工艺概述及特点

1.1  高喷灌浆工艺概述

在使用高压喷射灌浆技术过程中,通常是凭借钻孔和带有喷嘴的应用,在预定位置规范地插入注浆管,分别使用输送水的喷射管、输送气的喷射管、输送浆的喷射管,从内喷嘴喷射出压力数值为20-40MPa的超高压水流,使土体能被同轴喷射的水流和气流冲击破坏,确保部分细土和泥浆可以流出水面,而剩余的土壤颗粒则能在冲击射流、离心力、重力作用下,与浆液实现混合搅拌,并按照相应比例将水泥土展开定期重新排列,在水泥浆完全凝固后,则能达到大幅度增强桩体防渗能力的目的。

当前,在展开高喷灌浆施工期间,常用的方法有单管法、二管法、三管法、新三管法,最近几年在上述几种的高喷灌浆方法基础上,又相继研发出了可以施工大直径的超高压大流量、交叉射流施工法、多管喷射施工法等。文章主要重点介绍前三种施工方法的不同。第一,在展开单管高压喷射水泥浆过程中,通常会对土体造成某种程度上的损坏,致使水泥浆和土壤出现混凝的状态。第二,双筒和单筒的不同点表现在,双筒水泥浆射流中心高压空气层,在注射过程中要控制注射速度,以便减少注射过程中混合浆的动能损失,这样既能增强土壤的破坏程度,也能有利于位移的土壤颗粒和填充可以有序完成。第三,三管喷射中心法通常被应用于高压空气高压水流和高压泥浆泵成型中,土体能够被该两种形式的冲击造成破坏,然后展开水泥的置换和填筑作业。从上述三种高喷灌浆技术的介绍可知,其都是通过对土壤储层造成某种程度上的损害,在高压喷射的作用下,让水泥浆和土壤可以实现混合,但是从实际施工情况来看,三种高压注浆效果都与三管射流、射流管喷射有着紧密的联系。在展开高速旋转喷雾期间,若周边存在有压缩空气的情况,那么势必会形成气环,而高压射流的流动能力必定会遭到气环的破坏,水中的损伤则更会更加明显。

1.2 高喷灌浆工艺特点

在水库除险加固工程施工期间,之所以使用高喷灌浆施工技术,是因为其有诸多的优势,主要体现在以下几点:第一,施工速度快。高压旋喷灌浆技术使用过程中,通常能按照不同水库除险加固工程的设计方案需求,对喷头的喷射速度和喷射量进行相应调整,与传统灌浆技术相比,不但工作效率高,而且还节约了大量的施工时间。第二,灌浆质量好。使用高压旋喷灌浆技术展开施工期间,既能保证做到混合均匀和质量稳定的状态,也能高效识别坏料、过量、低效等现象,确保灌浆质量符合相关规范标准要求。第三,适用范围广。高压旋喷灌浆技术被应用于各种各样地形地质条件下的加固,涵盖了山区加固、深基坑加固、高边坡加固等。例如,在水库除险加固工程施工期间,不仅能被应用于水库中心区和周边边坡的加固处理,还能被应用于局部相对较小区域的灌浆加固处理。

2 案例分析

某水库除险加固工程建设过程中,控制流域的面积为36.6KM,河道的长度为16.8KM,河道比降为0.015,从使用角度来讲,其是以灌溉为主、供水和养殖为辅的小型水库。大坝被建设在第二层地基上,组成坝基为二叠系石英砂形成,呈现出分布不规律、深度变化大的状态,该种情况对坝基防渗效果产生了非常不利的效果。但是两侧坝基没有做好彻底清基处理,致使左侧坝基和山体岩石缝隙结构位置出现了渗漏水问题,第一层土层单元渗透性呈现出微透性的状态,第二层土层单元渗透性呈现出弱透水的状态,最终造成水库除险加固工程的坝基渗漏水问题非常严重。

3 施工方法

3.1 合理选择施工设备

在水库除险加固工程施工期间,若涉及了钻孔作业,那么在选择钻孔设备时,则要优先选择SPC-300型液压回转钻机钻灌浆孔,灌浆机和灌浆泵则要使用WJG80型搅拌机,空压机则要使用YY型活塞式普通空压机,高压水泵则要使用3XB系列卧式三柱塞泵。在展开水库除险加工工程施工之前,要事先做好灌浆试验,以便确认各灌浆的参数信息,在灌浆操作完成后,紧接着要展开取样和注水试验,以此来检查灌浆效果是否达标。

3.2 高喷灌浆布孔

根据该项水库除险加固工程的研究分析,通过众多施工方案的论证比选,需要使用三管喷射装置展开规范性的高压摆喷灌浆,钻孔应该沿着水库轴线进行合理布置,既要将孔间距控制在1.8米,也要做好两序孔的加密处理。同时,还要保证喷射轴线和大坝侧面保持平行的状态,浆液要使用水泥浆,且采取三管法的模式,把摆角控制20-30°。

3.3 高喷灌浆施工流程

在水库除险加固工程施工期间,如果使用了高喷灌浆施工工艺,其工艺流程如下:精确的测量放线-明确孔位-使用钻机钻孔-制作及搅拌灌浆液-供气供浆-喷射灌浆-帽浆-摆动提升-成桩城墙-填充回灌-清洗结束。根据上述操作流程,在使用高喷灌浆摆射技术过程中,在展开下喷射管以前,首先要展开地面的试喷,并开学合理的调整喷射角度。在展开下管操作过程中,需要做好喷嘴的保护处理,防止地层泥沙对喷孔造成堵塞。同时,要详细检查喷射设备的高压压力、喷嘴等相关部位,检验管路、高压泵等系统,这样有利于提高高喷灌浆技术的使用效果。在喷射作业结束后,停止喷射的流程为:首先停水-其次停止灌浆-最后停风。在灌浆作业结束后,孔洞要使用水泥浆展开静压回填处理,直到浆面不存在任何积水和不下沉为止。在展开高喷灌浆期间,不但要对全孔洞展开连续性灌浆,而且还要保证一次性完成所有作业[1]

3.4 工程质量分析与评价

在水库除险加固工程施工结束后,板墙凝结成型,在工程企业完成自检工作后,政府相关部门也要对该座水库除险加固工程的坝基防渗展开检查,在整个检测过程中,应该使用钻孔对板墙的防渗系数展开检测,使用电磁波实验对板墙的渗透系数展开检测,检查试验结果数据信息显示总灌浆数为10%。另外,水库除险加固工程还要通过使用钻孔检测的方式,检查固结体的整体性、均匀性、强度等,确保水库除险加固工程的整体建设质量达标,最终为社会大众提供对应的便利条件。进而促进水利工程行业的可持续发展[2]        

结束语:综上所述,高喷灌浆技术凭借自身施工速度快、墙体凝固效果好、水泥浆不会对生态环境和地下水环境造成破坏等优势,在水库除险加固工程施工中得到了广泛应用。在展开高喷灌浆施工过程中,需要根据水库除险加固工程的客观地质条件及结合相关专业理论,科学合理地设计各项高喷灌浆参数,针对不同的高喷灌浆参数,工程企业需要不同的施工设备及施工工艺等,只有这样,才能保证水库除险加固工程的施工质量,提高防渗墙体的连续性和可靠性,为社会大众建设出实用性高的水库除险加固工程,进而促进国民经济的高速发展。   

参考文献:

[1] 李玲. 水库除险加固工程中高喷灌浆技术应用[J]. 吉林水利,2023(11):67-70.

[2] 孙银. 高压摆喷灌浆技术在水库除险加固工程中的应用[J]. 江西建材,2023(2):183-184.

 


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