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浅析水利工程中水闸加固施工技术

来源:http://www.17930ip.com 作者:威尼斯城所有登入网址 时间:2020-01-14 13:34

摘要:高压喷射灌浆技术在地下和基础工程防渗加固工程中的应用十分广泛。由于高压喷射灌浆施工技术的优越性,在实际水利工程施工中常采用此技术进行防渗漏处理,文章对高压喷射灌浆施工技术的特点、流程及施工工艺要求进行了探讨。

浅析水利工程中水闸加固施工技术具体内容是什么,下面本网为大家解答。

关键词:水利工程;施工技术;喷射注浆;钻孔;管道 一、高压喷射注浆法概论 高压旋喷注浆法是在化学注浆法的基础上,采用高压水射流切割技术而发展起来的。高压喷射注浆就是利用钻机钻孔,把带有喷嘴的注浆管插至土层的预定位置后,以高压设备使浆液成为20Mpa以上的高压射流,从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体。部分细小的土料随着浆液冒出水面,其余土粒在喷射流的冲击力,离心力和重力等作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例有规律地重新排列。浆液凝固后,便在土中形成一个固结体与桩间土一起构成复合地基,从而提高地基承载力,减少地基的变形,达到地基加固的目的。 二、高压喷射灌浆技术简介 2.1高压喷射灌浆技术 高压喷射灌浆技术是构筑地下防渗墙,加固软弱地基及透水层防渗,起到冲切掺搅、升扬置换、充填挤压、渗透凝结、位移等作用。其机理如下:利用钻机把带有喷嘴的灌浆管置入至土层预定的深度后,以40Mpa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来,形成喷射流冲击破坏土层,形成预定形状的空间,当能量大、速度快和脉动状的喷射流的动压力大于上层结构强度时,土颗粒便从上层中剥落下来,一部分细粒土随浆液或水冒出地面,其余土颗粒在射流的冲击力、出心力和重力等作用于,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小,有规律地重新排列。 2.2 高压喷射灌浆技术的优点 2.2.1 施工简便灵活。设备较轻便,机动性强,施工时只需在上层中钻一个孔径为50mm或500mm的小孔,其径孔比大于10,因而能贴近已有建筑物基础建设新建筑物。 2.2.2 可垂直喷射也可倾斜和水平喷射。采取在地面进行垂直喷射灌浆,在隧道、矿井巷道 程、地下铁道建设中,采用倾斜和水平喷射灌浆。 2.2.3 耐久性好。用高压喷射灌浆加固的地基工程,能得到预期的、稳定的加固效果并有较好的耐久性,可以用于永久性工程。 2.2.4 浆液可回收。高压喷射灌浆法在施工时有一定的冒浆及浆液沿着管壁冒出地而,一般在10~20%左右,这样浆液材料就有一定的耗费;但在三重管法中可以回收再利用一部分浆液,或把冒出地面的浆液再压入地下。 三、施工流程 3.1钻孔 首先把钻孔对准钻孔,用水平尺掌握机身水平,垫稳机架。控制钻孔偏差不大于1~2cm。钻孔要达到设计底高程。钻进记录要完整,终孔应经现场值班技术员和现场监理员签字认可,不得擅自终孔。宜采用磨盘钻造孔,一般钻进5m,用测斜仪测一次,发现孔斜率超过规定应随时纠正。造孑L过程中做好充填堵漏,使孔内泥浆保持正常循环,返出孔外,直至终孔。钻进时应注意保证钻机垂直,偏斜率应≤l%。 3.2 下喷射管 下喷射管前检查浆、气嘴的畅通情况,浆、气嘴要密封,以防堵塞;将喷射管下放至设计深度,将喷嘴对准喷射方向不准偏斜是保证防渗墙质量的关键。如喷管未能下到要求孔深,应起管移机扫孔,重新安放喷射管。 3.3 喷射灌浆 高压摆喷渗墙和高压旋喷桩均采用水、气、浆三重管高压喷射。1800双嘴喷头的喷管下至设计深度后,送入合符要求的水、气、浆,喷射;待灌入的浆液冒出孔口后,按预定的提升、旋转、摆动速度自下而上边喷射边转动、摆动,边提升直到设计高度,停送水、气、浆,提出喷射管;孔口有水泥浆冒出后,即可按规定提升速度提升喷射管,直至达到设计的桩顶高程。 3.4 清洗充填 喷射完毕后,应及时将个管路冲洗干净,不得留有超重残碴,以防喷下一孔堵管。高喷灌浆至设计顶部高程后,喷头提出孔口,继续向孔内注入水泥浆,保证孔内浆液高度,随沉随补,直到孔口浆液不再下沉为止。在地形较平坦的位置,可沿灌浆孔孔口开挖或回填一条深度30~40cm的沟槽,利用灌浆时的回浆补填周同已喷孔孔口,保证灌浆孔回填及时。为解决凝吉体顶部因浆液析水而出现的凹陷,当该孔喷射结束后,随即向喷射孔进行充填灌浆,直至孔口浆液面不再下沉为止。 四、灌浆工艺 4.1长桩高压喷射工艺 由于天然地基的地质比较复杂,沿着深度变化大,往往有多。种土层,其密实度、含水量、上粒组成和地下水状态等有很大差异和不同。若采用单一的技术参数来喷射长桩,则会形成直径大小极不匀称的固结体,导致旋喷桩直径不一,使承载力降低,旋喷桩之间交联不上等问题。因此长桩的喷射工艺是,对硬上、深部土层和土粒大的卵砾石要多喷些时间,适当放慢提升速度和旋转速度或提高喷射压力。 4.2 复喷工艺 在不改变喷射技术参数的条件下,对同一土层作重复喷射(喷到顶再放下重喷该部位),能增加上体破坏有效长度,从而加大固结体的直径或长度并提高固化强度。复喷时可先喷水最后一次喷浆或全部喷浆。复喷的次数愈多固结体增径加长的效果愈好。 4.3 冒浆处理工艺 在旋喷过程中,往往有一定数量的土颗粒,随着一部分浆液沿着灌浆管管壁冒出地面。通过对冒浆的观察,可以及时了解地层状况、判断旋喷的大致效果和核定旋喷参数的合理性等。根据经验,冒浆量小于灌浆量20%者为正常现象,超过20%或完伞小冒浆时,心查明原因及时采取相应措施。流量不变而力突然下降时,应检查各部位的泄漏情况,必要时拔出灌浆管,检查封密性能;出现不浆或断续冒浆时,若是上质松软则视为正常现象,可适当进行复喷;若是附近有空洞、通道,则应不提升灌浆继续灌浆直到冒浆为止,或拔出灌浆管待浆液凝固后重新灌浆直至冒浆为止,或采用速凝浆液,使浆液在灌浆管附近凝固。 4.4 同结体控形工艺 固结体的形状,可以调节喷射压力和灌浆量、改变喷嘴移动方向和速度予以控制 根据工程需要,可喷射成如下几种彤状的同结体:圆盘状一只旋转不提升或少提升;墙壁状一只提升不旋转,喷射方向固定;圆柱状一边提升边旋转;大底状在底部喷射时,加大喷射压力、做重复旋喷或减低喷嘴的旋体提升速度:葫芦状一在底部喷射时,加大喷射压力、做重复旋喷或减低喷嘴的旋转提升速度;大帽状一到土层上部时加大压力或做重复旋喷或减低喷嘴旋转提升速度;扇形状一边往复摆动,边提升。在做完控形一r艺后,要求同结体达到匀称,粗细和长度差别不大。 4.5 防缩工艺 当采用纯水泥浆液进"喷射时,在浆液与土粒搅拌混合后的凝固过程中,由于浆液析水作用,一股均有不刚程度的收缩,造成在崮结体顶部出现一个凹穴,凹穴的深度随地层性质、浆液的析出性、固结体的直径和全长等因素同而不同,喷射长固结体一般凹穴深度在0.3~lm,单管施喷的凹穴深度最小,约0.1~0.3m;二重管旋喷次之;三重管旋喷最大,约0.3~lm极为不利的,必须采取有效措施于以消除。 4.6 提高桩身强度工艺 采用单管分喷或多重管新r艺,其特点是高压切割与中压灌浆分两步进行。高压训割后孔内是深泥浆,实质上是成孔,再经中灌浆,实质上是成孔,再经中压灌浆,形成的固结体含土量低,强度高。这样虽然施工时间增加了近一倍,但从根本上保证了桩身强度。及时补浆,由于水泥的收缩离析作用,注浆后必须及时补浆,才能保证桩长及不断桩。一般在灌浆后2小时以内补浆,甚至可补入干水泥。 结语 高压喷射灌浆技术对水闸上部结构影响较小,具有施工简便、可控性强、安全性高、工程造价低等特点,进行水闸地基加固和纠偏具有明显的优越性,具有广泛的推广应用价值,高压喷射灌浆用于水利工程地基纠偏尚属首创。 参考文献 [1]郭腾科.浅析北海水闸工程施工要点 [J].经营管理者,2010,25,:110~1l2. [2]吴彬,曲玉玲.水闸主体结构施工技术[J].黑龙江水利科技,2010,21,:117~l19. [3]黄炜雄.浅析水库大坝基础固结灌浆补强加固施工技术[J]. 技术与市场,2010。

一、高压喷射注浆法概论

高压旋喷注浆法是在化学注浆法的基础上,采用高压水射流切割技术而发展起来的。高压喷射注浆就是利用钻机钻孔,把带有喷嘴的注浆管插至土层的预定位置后,以高压设备使浆液成为20Mpa以上的高压射流,从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体。部分细小的土料随着浆液冒出水面,其余土粒在喷射流的冲击力,离心力和重力等作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例有规律地重新排列。浆液凝固后,便在土中形成一个固结体与桩间土一起构成复合地基,从而提高地基承载力,减少地基的变形,达到地基加固的目的。

二、高压喷射灌浆技术简介

2.1高压喷射灌浆技术

高压喷射灌浆技术是构筑地下防渗墙,加固软弱地基及透水层防渗,起到冲切掺搅、升扬置换、充填挤压、渗透凝结、位移等作用。其机理如下:利用钻机把带有喷嘴的灌浆管置入至土层预定的深度后,以40Mpa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来,形成喷射流冲击破坏土层,形成预定形状的空间,当能量大、速度快和脉动状的喷射流的动压力大于上层结构强度时,土颗粒便从上层中剥落下来,一部分细粒土随浆液或水冒出地面,其余土颗粒在射流的冲击力、出心力和重力等作用于,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小,有规律地重新排列。

2.2 高压喷射灌浆技术的优点

2.2.1 施工简便灵活。设备较轻便,机动性强,施工时只需在上层中钻一个孔径为50mm或500mm的小孔,其径孔比大于10,因而能贴近已有建筑物基础建设新建筑物。

2.2.2 可垂直喷射也可倾斜和水平喷射。采取在地面进行垂直喷射灌浆,在隧道、矿井巷道 程、地下铁道建设中,采用倾斜和水平喷射灌浆。

2.2.3 耐久性好。用高压喷射灌浆加固的地基工程,能得到预期的、稳定的加固效果并有较好的耐久性,可以用于永久性工程。

2.2.4 浆液可回收。高压喷射灌浆法在施工时有一定的冒浆及浆液沿着管壁冒出地而,一般在10~20%左右,这样浆液材料就有一定的耗费;但在三重管法中可以回收再利用一部分浆液,或把冒出地面的浆液再压入地下。

三、施工流程

首先把钻孔对准钻孔,用水平尺掌握机身水平,垫稳机架。控制钻孔偏差不大于1~2cm。钻孔要达到设计底高程。钻进记录要完整,终孔应经现场值班技术员和现场监理员签字认可,不得擅自终孔。宜采用磨盘钻造孔,一般钻进5m,用测斜仪测一次,发现孔斜率超过规定应随时纠正。造孑L过程中做好充填堵漏,使孔内泥浆保持正常循环,返出孔外,直至终孔。钻进时应注意保证钻机垂直,偏斜率应≤l%。

3.2 下喷射管

下喷射管前检查浆、气嘴的畅通情况,浆、气嘴要密封,以防堵塞;将喷射管下放至设计深度,将喷嘴对准喷射方向不准偏斜是保证防渗墙质量的关键。如喷管未能下到要求孔深,应起管移机扫孔,重新安放喷射管。

3.3 喷射灌浆

高压摆喷渗墙和高压旋喷桩均采用水、气、浆三重管高压喷射。1800双嘴喷头的喷管下至设计深度后,送入合符要求的水、气、浆,喷射;待灌入的浆液冒出孔口后,按预定的提升、旋转、摆动速度自下而上边喷射边转动、摆动,边提升直到设计高度,停送水、气、浆,提出喷射管;孔口有水泥浆冒出后,即可按规定提升速度提升喷射管,直至达到设计的桩顶高程。

3.4 清洗充填

喷射完毕后,应及时将个管路冲洗干净,不得留有超重残碴,以防喷下一孔堵管。高喷灌浆至设计顶部高程后,喷头提出孔口,继续向孔内注入水泥浆,保证孔内浆液高度,随沉随补,直到孔口浆液不再下沉为止。在地形较平坦的位置,可沿灌浆孔孔口开挖或回填一条深度30~40cm的沟槽,利用灌浆时的回浆补填周同已喷孔孔口,保证灌浆孔回填及时。为解决凝吉体顶部因浆液析水而出现的凹陷,当该孔喷射结束后,随即向喷射孔进行充填灌浆,直至孔口浆液面不再下沉为止。

四、灌浆工艺

4.1长桩高压喷射工艺

由于天然地基的地质比较复杂,沿着深度变化大,往往有多。种土层,其密实度、含水量、上粒组成和地下水状态等有很大差异和不同。若采用单一的技术参数来喷射长桩,则会形成直径大小极不匀称的固结体,导致旋喷桩直径不一,使承载力降低,旋喷桩之间交联不上等问题。因此长桩的喷射工艺是,对硬上、深部土层和土粒大的卵砾石要多喷些时间,适当放慢提升速度和旋转速度或提高喷射压力。

4.2 复喷工艺

在不改变喷射技术参数的条件下,对同一土层作重复喷射(喷到顶再放下重喷该部位),能增加上体破坏有效长度,从而加大固结体的直径或长度并提高固化强度。复喷时可先喷水最后一次喷浆或全部喷浆。复喷的次数愈多固结体增径加长的效果愈好。

4.3 冒浆处理工艺

在旋喷过程中,往往有一定数量的土颗粒,随着一部分浆液沿着灌浆管管壁冒出地面。通过对冒浆的观察,可以及时了解地层状况、判断旋喷的大致效果和核定旋喷参数的合理性等。根据经验,冒浆量小于灌浆量20%者为正常现象,超过20%或完伞小冒浆时,心查明原因及时采取相应措施。流量不变而力突然下降时,应检查各部位的泄漏情况,必要时拔出灌浆管,检查封密性能;出现不浆或断续冒浆时,若是上质松软则视为正常现象,可适当进行复喷;若是附近有空洞、通道,则应不提升灌浆继续灌浆直到冒浆为止,或拔出灌浆管待浆液凝固后重新灌浆直至冒浆为止,或采用速凝浆液,使浆液在灌浆管附近凝固。

4.4 同结体控形工艺

固结体的形状,可以调节喷射压力和灌浆量、改变喷嘴移动方向和速度予以控制 根据工程需要,可喷射成如下几种彤状的同结体:圆盘状一只旋转不提升或少提升;墙壁状一只提升不旋转,喷射方向固定;圆柱状一边提升边旋转;大底状在底部喷射时,加大喷射压力、做重复旋喷或减低喷嘴的旋体提升速度:葫芦状一在底部喷射时,加大喷射压力、做重复旋喷或减低喷嘴的旋转提升速度;大帽状一到土层上部时加大压力或做重复旋喷或减低喷嘴旋转提升速度;扇形状一边往复摆动,边提升。在做完控形一r艺后,要求同结体达到匀称,粗细和长度差别不大。

4.5 防缩工艺

当采用纯水泥浆液进"喷射时,在浆液与土粒搅拌混合后的凝固过程中,由于浆液析水作用,一股均有不刚程度的收缩,造成在崮结体顶部出现一个凹穴,凹穴的深度随地层性质、浆液的析出性、固结体的直径和全长等因素同而不同,喷射长固结体一般凹穴深度在0.3~lm,单管施喷的凹穴深度最小,约0.1~0.3m;二重管旋喷次之;三重管旋喷最大,约0.3~lm极为不利的,必须采取有效措施于以消除。

4.6 提高桩身强度工艺

采用单管分喷或多重管新r艺,其特点是高压切割与中压灌浆分两步进行。高压训割后孔内是深泥浆,实质上是成孔,再经中灌浆,实质上是成孔,再经中压灌浆,形成的固结体含土量低,强度高。这样虽然施工时间增加了近一倍,但从根本上保证了桩身强度。及时补浆,由于水泥的收缩离析作用,注浆后必须及时补浆,才能保证桩长及不断桩。一般在灌浆后2小时以内补浆,甚至可补入干水泥。

高压喷射灌浆技术对水闸上部结构影响较小,具有施工简便、可控性强、安全性高、工程造价低等特点,进行水闸地基加固和纠偏具有明显的优越性,具有广泛的推广应用价值,高压喷射灌浆用于水利工程地基纠偏尚属首创。

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