地層灌漿預加固施工技術研究

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隨著水利工程建設的難度和工程量的增大,地基灌漿施工的質量影響著水利工程質量,大量灌漿施工也可能對生態(tài)環(huán)境造成一定的影響。開展特殊地層灌漿預加固施工技術研究,提高灌漿預加固的技術水平,解決了常規(guī)灌漿法存在的缺陷,使灌漿預加固更加科學,不僅能夠有效地解決水利建設中特殊地層的地基承載力問題與防滲問題,也能保護生態(tài)環(huán)境。

1.水利工程現(xiàn)狀

近年來,隨著社會、經(jīng)濟、科學技術的發(fā)展,工程建設技術取得了長足的發(fā)展,對保證工程質量起到了很大的保障作用。然而,目前我國水利工程建設中存在著許多問題,這些問題的產(chǎn)生直接影響到了工程質量,因此,施工單位必須提高技術水平,并針對問題采取積極、有效的解決辦法。目前水利建設中存在的問題有：一是,由于受各方面條件的制約,一些已建成的水利工程出現(xiàn)了諸多問題,一旦出現(xiàn)災害,將對周邊居民及環(huán)境造成極大的危害。二是,在進行水利建設的過程中,有些設計單位和施工單位對技術工藝的選用不重視,缺乏針對性的技術研究與運用,這也導致了一些工程問題。在目前的情況下,施工單位要根據(jù)上述問題,采取適當?shù)氖┕すに?使之能更好地促進水利事業(yè)的發(fā)展,更好地適應現(xiàn)代社會的經(jīng)濟發(fā)展。

2.基礎灌漿施工效用及具體灌漿方式

2.1基礎灌漿施工效用

近年來,水利建設事業(yè)迅速發(fā)展,灌漿技術在水利建設中的應用尤為重要,因此,灌漿技術的應用必須與施工現(xiàn)場的地質條件、施工條件密切聯(lián)系,以保證工程的防滲和穩(wěn)定性[1]。從工程實際應用來看,水利工程灌漿技術還存在著許多問題和提高的空間,給水利工程建設帶來了一定的困難。所以要從源頭上主動掌握灌漿工藝技術,控制灌漿工藝,保證施工的順利進行和完成。

2.2水利水電工程基礎灌漿方式

在具體的施工中,灌漿的形式多種多樣,在實際施工中需要注意不同注漿方法的選擇與應用,比如循環(huán)灌漿,灌漿的模式主要有孔口和孔內的循環(huán),該方法是為了保證漿液的流動和運行,最大限度的降低沉淀物,保證灌漿的質量。另外,也可以采取壓灌漿方式,將漿液壓注到鉆孔中,這一方式在大裂縫地層中的應用更為普遍。

3.水利水電工程特殊地層的灌漿方法

3.1高壓噴漿技術的采用

以高壓噴漿技術實施灌漿施工,整個過程需要有專門的技術人員借助高壓注漿機械及其他相關機械設備,同時還要進行科學的監(jiān)控,如果有任何的問題,都要第一時間上報,避免出現(xiàn)施工問題帶來的負面影響。“千里之堤潰于蟻穴”,工程一旦出現(xiàn)任何的小瑕疵,都不能馬虎,否則后果不堪設想。

3.2普通灌漿加固技術

常規(guī)灌漿技術一般分為水壩基礎灌漿、壩體上游灌漿、壩體帷幕灌漿等,但在實際水利工程灌漿中,需要注意以下幾個要點：要將有關數(shù)據(jù)記錄下來,將水位降至正常水平；對裂縫和灌漿孔的有效清理,在灌漿施工前,應確?？妆诤涂椎椎那鍧?；在清洗時應注意控制水壓,根據(jù)孔洞水的清濁度來決定沖洗時間。此外,在水利工程灌漿施工中,必須遵循先稀后濃的原則,并根據(jù)水壓的大小,逐步提高漿料的濃度,并確保水灰比例的合理,可采用適量的石英粉和鋁粉,達到調節(jié)漿液濃度的目的。

3.3裂縫處理技術

基礎灌漿技術的重點是提高地基的強度,而裂縫治理則是其中一個重點。因此,必須針對巖體的分布狀況,采取相應的防治措施,以確保灌漿處理已有的裂縫。一般來說,淺層都會有一些淤泥,在建造的時候,必須要將淤泥盡量清理干凈,再注入適當?shù)臐{液,等到漿液凝固,地基的強度就會得到極大的提高,從而保證地基的承載能力。至于更深的裂縫,采用高壓旋噴技術,可以將漿液打入地底,但高壓之下,會對地基深層結構造成一定的干擾,從而影響到基礎的穩(wěn)定。因此,要提高地基的施工質量,就需要對區(qū)域特征進行全面的認識并采用合理的灌漿方法。

3.4模袋灌漿法

模袋灌漿是將灌漿液注入模袋,再通過模袋封堵滲漏,該方法是較為常見的灌漿工藝,常用于溶洞處理。在施工過程中,采用模袋灌漿施工具有很大的彈性,能夠根據(jù)溶洞的結構,對不同的孔型進行不同的設計,從而確保在灌漿結束后,用模具袋堵住孔道。采用這種方法,既不會對溶洞的內部環(huán)境造成影響,也不會對灌漿材料的凝固質量造成任何影響,而且采用模具袋還可以有效地控制漿液中的水分,保證漿液的凝固質量達到基礎的整體強度要求。因為模具袋具有良好的耐磨性能,因此在施工過程中,采用機械設備進行運輸時,不會對其造成任何損傷,既能確保灌漿作業(yè)的效率,又能提高作業(yè)的自動化程度[2]。

3.5誘導灌漿施工技術

誘導灌漿是水利工程中常用的一種技術,它的基本原理就是以施工現(xiàn)場的具體情況和工程需要為依據(jù),為灌漿帷幕的施工創(chuàng)造有利的條件,達到阻擋土壤側壓,提高地基的防滲能力。同時,對漿液流量的控制和工程保護也起到了很好的作用,既可以有效地控制灌漿的質量,又可以改善地基的穩(wěn)定性,從而提高整個水利工程的質量。隨著不斷地實踐和發(fā)展,出現(xiàn)了許多新的誘導灌漿技術,為了提高施工效率和質量,應選用最適合于水利工程需要的灌漿施工工藝。

3.6在施工過程中遇到的特殊情況及處理方法

水利建設是一項復雜的系統(tǒng)工程,在建設中,由于種種原因,會出現(xiàn)許多意料之外的問題。最有可能的就是漏水,在這種情況下,灌漿技術的使用也是不同的,對于嚴重的滲漏,一般都是用來填充和配料的是使用沙土和水泥為主要材料,這樣才能保證填充體的強度。另外,也可以采用膜袋灌漿的方式進行處理。該工藝使用的材料耐磨損,在制作過程中,可以將水泥砂漿倒入模具內,通過互相擠壓,很容易將模袋中的水分除去,只留下砂和水泥,從而大幅度的減少水泥漿中的水分含量,從而加速凝固。通過這種方式,能夠處理嚴重的滲漏,也不會對工程造成太大的影響,從而保證了施工質量。

4.水利水電工程特殊地層的灌漿預

加固方法應用目前,水利工程中采用的灌漿預補強方法有其特殊性,施工單位應根據(jù)具體施工情況,如大吸漿量情況如何使用灌漿技術、特大漏水通道的灌漿、冒水時的堵水灌漿等。

4.1大吸漿量情況的灌漿技術

大吸漿量情況則多發(fā)生在巖縫灌漿,這是水利建設中普遍存在的問題。在工程建設中,發(fā)生大吸漿量現(xiàn)象時,由于存在著大量的水泥漿液流失,而且存在灌漿不徹底等問題,對整體地基的質量產(chǎn)生了很大的影響[3]。因此,參建單位要充分關注這一問題,并制定相應的應對措施：（1）及時更換低壓或自流灌漿裝置,以減少漿液的流動性。在滿足要求后,相關操作人員應適當提高灌漿壓力。（2）當出現(xiàn)較大吸漿量時,需要有效地減小灌漿速度。其目的在于減小灌漿流速,減小漿料在巖縫中的流速,保證漿液最終沉淀。另外,施工人員可采取限流的措施。在具體工作中,對每一段巖縫的灌漿量進行了限定,一般要求施工人員將灌漿量降低到12-15L/min。加強砂漿在巖縫的流速管控,使注入的砂漿迅速地沉淀并凝固。（3）在灌漿過程中出現(xiàn)較大的吸漿量時,應根據(jù)需要增加漿液的濃度,選擇大粒徑的骨料。同時,適當加入水玻璃、氯化鈣等速凝劑,使?jié){液在氣孔內的凝固速率不斷加快。（4）在實施水利工程建設時,應采取間歇灌漿法,以盡量減少混凝土材料的超耗,提高灌漿質量。在澆筑完一定數(shù)量的混凝土和灌漿一定時間后,施工方需要暫停下一步的施工,并可視具體情況而定。通常在2-8h之內,然后再進行復灌。以此為依據(jù),重復以上的灌漿法。

4.2特大漏水通道的灌注方法

大型水利工程中,采用定向爆破法進行堆石壩的施工是一種常見的方法。在這一階段,由于爆破造成的巖石裂縫比較大,會造成較大的漏水通道。如果在溶性巖區(qū)進行施工,很可能因溶洞溶溝的存在,產(chǎn)生大的漏水情況。大的漏水通道會對灌漿產(chǎn)生嚴重不利影響,如果采用傳統(tǒng)的灌漿方法,不僅需要大量的水泥,而且會給灌漿帶來一定的困難,從而影響加固工作。針對特大型滲漏情況,施工人員應根據(jù)實際情況,尤其是裂縫的方向和具體情況,根據(jù)裂縫的特點,選用合適的灌漿工藝。對于緩傾斜大裂縫,在不受水流影響的情況下,可以采用提高漿液濃度和采用間歇灌漿技術,達到減少灌漿作業(yè)中漿液消耗的目的。在特定的工藝中,若漿液濃度達到最高的要求,采用間斷灌漿作業(yè)方法是行不通的,此時工人可選用水泥漿液、水泥粉煤灰等混合漿液。對于存在大傾角或有水流影響的裂縫、孔隙,施工人員在注漿過程中,應注意采用合適的集料填充,再灌注水泥漿,以有效地改善灌漿效果。在此過程中,施工人員要根據(jù)實際需要,進行合理的設計,并找出最佳的集料配合比例。若采用增大漿液濃度、變更集料比例不能實現(xiàn)封閉,則應采取模袋灌漿工藝。模袋灌漿是用特殊的材料和紡織技術制造的,在里面加入漿液,就可以完成灌漿。在實踐中,由于模具袋的保護,水泥漿液不會向外溢出,并且可以在壓力的作用下,通過適當?shù)淖兓锥吹男螤?達到了封底的目的。當模袋達到一定的數(shù)量時,相關人員必須進行正常的灌漿,然后采用傳統(tǒng)的灌漿工藝封堵滲漏點。

4.3正在冒水情況的堵水灌漿

針對水利工程建設中出現(xiàn)的冒水現(xiàn)象,施工單位要根據(jù)具體情況,采取相應的防治措施。在此過程中,如果出現(xiàn)了較大、較密集的滲漏點,施工人員應正確地判斷出地基是否存在著溶洞區(qū)域和混凝土中的缺陷。在這個問題的處理上,可以根據(jù)出水點和出水量的實際情況,按規(guī)范和規(guī)定埋下合適的導流管,把水排走。其次,對附近可能出現(xiàn)的噴水、噴漿巖裂縫、孔洞進行封堵,同時進行反壓灌漿。在具體的施工中,如果出現(xiàn)巖裂冒水或浸漬水,則可以采用下列方法進行處理：一是,在裂縫交叉處打深洞,并埋注漿管。做完這一切,就可以將裂縫的水流從管道中排出；二是,在每一深洞間開幾個淺洞,并與裂縫相交,然后在這些淺洞中埋設注漿管；三是,沿巖石裂隙開槽,在這一環(huán)節(jié)中,首先要通過棉紗、麻刀的運用,將裂縫封閉起來,然后根據(jù)規(guī)范對淺洞進行灌漿；四是,在淺洞灌注漿液凝結一段時間后,必須對深孔進行高壓灌漿。對于冒水率較低的,可以根據(jù)需要在裂縫鑿出5cm的U型凹槽,然后在槽底鋪設一層鋼板,然后將多根合適的灌漿管道穿過鋼板,并在縫隙的頂部和底部分別設置一條灌漿管。在此基礎上,再用水泥漿液填充溝槽,砂漿凝固達到一定強度后,再在裂縫的低端處進行灌漿。

5.結束語

灌漿是水利工程建設中的一個關鍵工序,在這個工序中,必須先將某一種物料制成漿液,再通過壓力泵將漿液注入到特殊地層的孔隙中,從而將漿液擴散固化,從而達到加固的目的。而特殊地層灌漿預加固是指在水利工程建設中將特定漿液注入到特殊地層中的,既可以起到凝膠性和充填的作用,又可以有效地減小地層中的圍巖的滲透率,并對松軟巖體圍巖進行固結。這種施工方式既可以防止水利建設中出現(xiàn)的滲漏問題,又可以對各種特殊地層進行加固,防止在施工時出現(xiàn)地表下沉、滑坡等現(xiàn)象,從而確保水利工程特殊地層的承載力達到水利工程建設的需要。

作者:文敏 單位:廣東華隧建設集團股份有限公司