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高压旋喷灌浆技术在坝基防渗中的应用

来源:学术堂 作者:韩老师
发布于:2015-10-23 共2404字

  在传统的坝基工程中,多采用的是帷幕灌浆技术进行防渗处理,这种技术的适用性不强,会受到水文地质等条件的影响,而且在实际应用中受到的防渗效果并不好。在应用帷幕灌浆技术时,无法同时进行混凝土盖板,所以,不能对混凝土盖板上的裂缝进行冲洗,极大的限制了灌浆的压力,施工人员也不能有效的控制灌浆的质量。采用高压旋喷技术后,有效的解决了这一问题,其不会受到外界因素的影响,要对灌浆盖板进行高压冲洗,可以保证灌浆的压力达到设计要求,有利于保证堤坝的防渗效果。

  1 高压旋喷技术概述

  高压旋喷技术采用了高压水射流理论,其对静压注浆中存在的缺陷进行了弥补,是一项新型的灌浆技术,可以保证坝基的防渗效果。高压旋喷技术虽然应用的时间不长,但是的应用的效果极佳,在坝基防渗工程中,高压旋喷技术有着广泛的应用,其利用安装了特殊喷嘴的注浆管,通过钻孔的方式,将注浆管插入预定的深度,再利用高压将水泥浆液喷到孔中,使水泥与土可以有效的结合在一起。高压旋喷技术的固结体强度在2-12MPa,有着较强的加固效果,这是一种动态的加固方法,在喷浆时,注浆管由于受到较大的压力的影响,会出现向上提升的现象。

  在应用高压旋喷技术后,水库坝基出现渗漏现象的概率大大降低了,高压旋喷技术在软弱土质的坝基工程中有着较高的应用价值,其可以达到加固的效果,高压旋喷的方式是利用较高的压力对浆液进行喷射,与传统的静压注浆技术相比,高压旋喷技术可以解决浆液无法注入小颗粒土层的问题,可以保证坝基的加固与防渗效果。这项技术具有施工灵活的特点,在产生的噪音比较小,对周围的环境影响比较小,可以达到节能环保的作用。高压旋喷技术由于具有良好的性能,在建设工程中得到了有效的推广,在坝基防渗工程中,也受到了良好的应用效果。

  2 高压旋喷技术的应用现状

  高压旋喷技术是在传统帷幕灌浆技术的基础上,对其存在的缺陷进行了改善,利用较高的压力,可以将浆液灌注到设定的位置。高压旋喷技术可以保证灌注的质量,将浆液与地基结合在一起,从而增加地基的防渗效果。在水利工程中,需要做好坝基的防渗工作,传统的灌浆技术无法满足建设施工的要求,采用高压旋喷技术后,提高了地基的密实度,这项技术操作简单,产生的污染也比较小,所以,在水利工程中有着广泛的应用。

  应用高压旋喷技术后,地基的承载能力大大增强了,而且坝基的加固效果也比较好,这有利于减少坝基出现渗漏的概率。这项新型的技术近年来在建设工程应用越来越普遍,应用的范围也在不断扩大,还可以对透水能力较强的砂卵石进行加固,随着这项工艺技术的不断完善,其应用的效率得到了较大的提升,可以缩短坝基施工的工期,加快工程的进度。

  3 高压旋喷灌浆技术在坝基防渗中的应用施工工艺

  3.1 灌浆前的勘探和试验

  为准确地确定各种灌浆参数,在施工前应详细了解工程的地形地质和水文地质情况,工程范围内地层的裂隙、破碎带、断层等不良地质现象的分布情况。对坝体和坝基进行勘探。在漏水部位进行钻孔勘探,查明坝内部的石质、胶结材料密实程度,有无空洞及基岩结构情况等,为设计和施工提供依据。

  3.2 灌浆设备及材料选择

  高压旋喷技术施工中主要的设备包括高压旋喷机、履带自行式钻机和供浆设备等。履带自行式高压旋喷机本身具有一定的钻进功能,旋喷钻杆为双重管,装卸方便,密封性好。旋喷机配有钻灌参数自动记录仪,全过程自动记录孔深、浆压、气压、转速、提升速度等参数,同时显示于荧光屏上,便于参数的监测和随时调整。履带自行式钻机可以自行定位,操作方便,性能稳定,带有偏心钻头,可跟管钻进,对地层适应性强。搅拌机有 2 台,分别用于搅拌膨润土浆液和水泥浆液。灌浆材料主要是 425 号普通硅酸盐水泥、砂子、外加剂等。在选择灌浆材料时,一定严格把关原材料的质量,并进行相关材料试验,只有在检验合格的情况下,方可投入使用。

  3.3 帷幕灌浆施工

  3.3.1 灌浆方法采用小口径无芯钻孔、孔口封闭、孔内循环的方法进行高压旋喷灌浆施工。根据天然坝体的工程地质特点,采用稀泥浆护壁钻孔,解决了成孔难的问题,且帷幕孔灌浆段成孔后,不进行清水冲洗和灌前压水试验。先钻灌第 1 序孔,然后依次钻灌第 2、3 次序孔。

  3.3.2 水泥粘土浆变换标准灌浆时应遵循由稀到浓的原则,根据压水试验逐级改浓。

  坝体当注入浆量大于 30L/min 时,可越级变浓。当某一级浆液灌注 400L 以上,而灌浆压力和吸浆量均无明显改变时,可改浓一级浆液灌注。根据设计,必要时还可掺和粉煤灰、砂子、石英粉、铝粉等。在灌浆过程中,浆液要每隔一小时测定一次比重。

  3.3.3 抬动观测每个单元均设有抬动观测孔(桩)。在灌浆过程中及时进行抬动观测,并做好记录。发生抬动现象时,通过降低灌浆压力或注浆速率等措施,确保抬动值在设计允许范围内。

  3.3.4 灌浆结束标准和封孔在设计压力下,当浆液注入率不大于 1.0L/min 时,继续灌注30min或浆液注入率不大于2.0L/min时,继续灌注40min结束;灌注水泥粘土砂浆时,在设计压力下,浆液注入率不大于 1.0L/min 时,稳定 3-5min 即可结束。终孔灌浆结束后,用最浓一级的水泥粘土浆置换孔内稀浆,用终孔段的灌浆压力机械封孔,上部余部分人工封孔。

  4 结语

  水利工程的数量在不断增多,其可以改善人们的用水问题,可以促进当地农业更好的发展,在水利工程中,需要做好坝基加固与防渗工作,施工单位为了保证施工的效果,一定要不断的改进施工技术,高压旋喷技术是一种新型的灌浆技术,其有着较多的优点,与传统的灌浆技术相比,其操作简单、施工灵活、产生的噪音比较小,还具有经济节能的效果。在坝基防渗施工中,应用高压旋喷技术,有效提高了防渗的效果,还保证了坝基的加固效果,提高了坝基的抗冲击力,有利于促进水利工程的正常运行。

  参考文献:

  [1] 曾祥池 . 高压旋喷技术在水库坝体防渗施工应用 [J]. 城市建设理论研究 ,2012,10(13):145-152.
  [2] 杜仕德 . 浅析高压旋喷技术在水库防渗处理中的应用 [J]. 科学之友 ( 下旬刊 ),2011,07(02):92-97.

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