基础灌浆施工技术在水利工程中的应用研究论文_何泽宇

基础灌浆施工技术在水利工程中的应用研究论文_何泽宇

益阳市会龙山街道水利管理站 湖南益阳 413000

摘要:水利工程是我国的基础设施项目,关系到国民经济的运行,施工期间选择合适的工艺技术、提高工程质量,成为从业人员的研究重点。本文首先介绍了基础灌浆施工技术在水利工程中的应用,然后总结了施工注意事项,以供参考。

关键词:水利工程;基础灌浆;施工技术;注意事项

近年来,随着建筑四新技术的推广应用,我国水利工程项目增多、规模扩大,施工质量成为人们关注的重点。以基础施工为例,技术标准低、材料质量差、工序控制不严格等,均会影响施工质量,出现质量隐患或缺陷。只有保证基础质量,才能提高水利工程的稳定性、抗渗性、防渗性,延长工程使用寿命。基础灌浆技术,就是使用具有胶凝性、流动性的浆液,通过钻孔在灌浆设备下压入裂隙中,硬化后即可形成结石,提高基础的强度和整体性。目前,灌浆技术在围岩固结、衬砌回填、坝体接缝、补强堵漏等方面应用广泛。

1.基础灌浆施工技术在水利工程中的应用

1.1 在岩溶地区的应用

岩溶地区的地质条件差,目前施工技术尚不成熟,要参考相关工程的基础施工方案,并依赖施工人员的工作经验。一般情况下,岩溶地区的基础施工,分为有填充物、无填充物两种类型,应该根据岩溶的范围、深度、特性等要素,进行合理选择。常用的基础灌浆技术如下:

第一,高压灌浆技术。使用不冲洗高压水泥灌浆法,能提高填充物的密度,增强岩溶的防渗能力。岩溶地区基础施工中,通过高压灌浆,水泥浆液呈条形渗入土壤,继而形成网状结构,以此提高基础的稳定性,尤其是抗劈裂能力。

第二,高压旋喷灌浆技术。该技术的应用,要求钻机能深入地下,施工中在钻机头部安装专用喷嘴,在高压泵的作用下,促使水泥从喷嘴喷出,破坏原来的土层结构,形成新的整体结构。具体施工期间,钻机头部不仅能高速旋转,还能向上提出,确保水泥浆液、土层结构完全混合在一起。岩溶地区经高压旋喷灌浆施工后,会固结成为柱体,对基础产生加固作用。

此外,浅层、深层岩溶地区,均可以采用灌浆施工方案。其中,浅层岩溶区域,其深度一般在50m以内,施工中要将浅表砂土清除干净,然后使用水泥浆液进行回灌。深层岩溶区域,其深度一般在50m以上,考虑到施工条件受限,高压旋喷灌浆的难度大。对此,可以采用普通灌浆技术,对岩溶中的填充物产生排挤作用,通过水泥浆液和填充物的结合,提高硬化能力。

1.2 在漏水地区的应用

随着水利工程施工技术的进步,防渗加固水平明显提升,在漏水地区应用基础灌浆技术,能起到防渗效果,提高水利工程的质量。具体施工中,应该根据环境特点进行合理选择,常用的基础灌浆技术如下:

第一,高压喷射灌浆技术。该技术的应用原理,是水泥浆液产生射流冲击作用,对地层结构产生破坏,促使水泥浆液、地层土颗粒搅拌混合,形成壁状固结体,发挥出防渗加固效果。在实际施工中,高压喷射灌浆的成本低、效率高,工艺技术简单;缺点是对地质条件的要求高,且机械设备用量大。

第二,坝体劈裂灌浆技术。该技术的原理,是根据坝体的应力分布特点,在施工中施加一定压力,沿着坝轴方向劈裂坝体;然后使用水泥浆液灌注,形成完整的防渗墙,提高坝体的防渗性能。应用该技术时,不仅能切断软弱层,还能对漏洞、裂缝进行堵塞。

第三,防渗帷幕灌浆技术。该技术常用在迎水面坝基内,通过构建防渗幕墙,可以减少坝基的渗流量,降低渗透压力,提高基础的稳定性。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆和固结灌浆技术相比,该技术的应用深度更大,部分工程中的帷幕深度超过100m。确定帷幕深度时,主要依据地质条件和作用水头,通常单孔灌浆的应用较多,其灌浆压力较大。结合实际工程,帷幕灌浆的工程量大,和坝体施工存在冲突,因此一般在坝体基础灌浆廊道内施工。如此,能保证基岩灌浆同步作业,提高混凝土的压重,促使灌浆压力、灌浆质量达标。如果坝体较高,则要深入坝肩岩体中,在两岸分层开挖灌浆平洞,为灌浆作业打下基础。

1.3 在吸浆地区的应用

在普通水利工程中,岩缝灌浆时间在1-3h之间,水泥浆液使用量在120-230kg/m。但是,一些工程在施工期间,会出现大量吸入水泥浆液的情况,要求施工人员尽快查明原因,制定相应的处理措施。结合工程实践,吸浆现象的发生原因,是存在地理通道或岩溶地质,常用的灌浆技术如下:

第一,限流灌浆技术。灌浆施工期间,对灌注速度进行严格控制,正常情况下灌浆速度为9-14L/min,限流灌浆则是将灌浆速度控制在9L/min以内。如此,能降低灌浆产生的冲击力,促使水泥浆液尽快沉淀,并凝聚成一个整体,从而提高灌注效率。

第二,降压限流技术。降低注浆压力,也是控制灌浆速度的有效手段,通常只需施加较小的压力,能能促使水泥浆液流动,并逐渐凝结成整体。当吸浆情况恢复至正常水平,就可以转变为普通灌浆技术,直至施工完成。

第三,重复灌浆技术。重复灌浆就是在施工期间,采用间断性灌浆模式,灌注一段时间、停止一段时间,如此反复作业。施工期间,要根据吸浆情况,合理确定间隔时间,一般情况下控制在8h以内。随着灌浆作业实施,灌浆压力也会降低,当岩缝中的水泥浆液凝固后,吸浆情况会恢复至正常水平,然后转变为普通灌浆技术。

2.基础灌浆施工期间的注意事项

2.1 灌浆材质要求

用于基础灌浆的浆液,其性能要求如下:①具有良好的可灌性,施工期间在一定压力下,能顺利进入裂隙、孔洞内,实现充填密实的效果。②浆液固结后,要有足够的强度、粘结力,保持良好的防渗性能。③浆液流动性适宜,既能扩大扩散范围,又不会产生离析现象。④适当降低析水率。以水泥浆液为例,要求水泥标号不低于C45的普通硅酸盐水泥,要求细度通过80mm方孔筛的筛余量在5%以内,并考虑到水体侵蚀的影响。

2.2 安全防护措施

在风速快、湿度低、气候干燥的地区,灌浆施工中水泥浆液的水分散失快,会影响灌浆质量。例如:浆液凝固后,表面出现裂缝、收缩开裂等情况,导致强度降低。传统养护方案,是洒水覆盖,不仅水资源用量大,而且湿度不均匀。对此,灌浆施工期间,应该采用防风、防沙、保温等安全防护措施,减少恶劣环境和气候带来的影响。具体施工中,可以一边灌浆,一边保温处理;可以加盖保温棚,减少水泥浆液凝固后出现的裂纹、裂缝,避免沙土侵蚀、低温受冻。

2.3 外加剂使用

利用外加剂,可以改善砂浆或混凝土的性能,提高刚度、强度、稳定性等指标。例如:早强剂、缓凝剂,可以调节凝结时间、硬化性;引气剂、防水剂,可以提高耐久性;泵送剂、减水剂,可以改善流变性。以TKC-I外加剂为例,可在浆液表面形成一层保护膜,减缓水分散失,有利于浆液在凝固过程中正常水化。研究显示,TKC-I外加剂的保水性在90%以上,可以减少开裂现象,提高灌浆质量。具体施工中,TKC-I外加剂要分两次喷洒,第一次是在混凝土初凝时,使用喷雾器均匀喷洒;喷洒完成后30min,进行第二次喷洒,最后在表面覆盖一层土工膜,提高保湿能力。

3.结语

水利工程是我国的基础设施项目,具有输水、灌溉、航运、防洪等多种功能。本文以基础施工为核心,介绍了灌浆施工技术在岩溶地区、漏水地区、吸浆地区的应用。具体施工中,应该合理选择灌浆材质,制定安全防护措施,加强外加剂使用管理,以此保证施工质量,提高水利工程的稳定性和耐久性。

参考文献:

[1]李志明.浅谈基础灌浆施工技术在水利工程中的应用[J].科学与财富,2018,(33):51.

[2]施卫伟.水利工程施工中基础灌浆施工技术的应用探析[J].河南科技,2018,(8):62-63.

论文作者:何泽宇

论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期

论文发表时间:2019/3/4

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