高壓擺噴灌漿技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用

曾興旺

(新疆額爾齊斯河流域開(kāi)發(fā)工程建設(shè)管理局，新疆 烏魯木齊 830000)

1 工程概況

某工程為修建于20世紀(jì)60年代的水庫(kù)，水庫(kù)壩體全長(zhǎng)320m左右，壩頂寬度為4．2m，壩體最大高度為13．6m。整個(gè)壩體的修建采用的是土壤填筑的方式，本工程所采用的土壤中含有少量的粗砂和細(xì)卵石。該壩體在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的水的浸泡之后，粘土墻的防滲性能越來(lái)越差，并且在壩體上出現(xiàn)了很多范圍的漏滲區(qū)域，因此需要采取措施進(jìn)行防滲處理。本工程考慮采用灌漿技術(shù)進(jìn)行防滲處理。

2 高壓擺噴灌漿施工方案分析

結(jié)合本工程的具體情況和特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)對(duì)本水庫(kù)壩體分析，決定采用的防滲處理措施為三管法擺噴灌漿技術(shù)，板墻之間用于連接的方式為單排折線法，施工工序總共有兩道，應(yīng)間隔進(jìn)行施工。一序孔和二序孔之間的施工間隔時(shí)間不得少于4d。如圖1所示為三管法擺噴灌漿施工孔位布置圖。

圖1 三管法擺噴灌漿施工孔位布置圖

本工程采用的灌漿技術(shù)為三管法擺噴灌漿施工，采用這種灌漿技術(shù)應(yīng)做好配套機(jī)械的準(zhǔn)備工作，三管法擺噴灌漿施工技術(shù)采取一套三管高壓噴曬裝置，施工前首先檢查其內(nèi)裝置應(yīng)當(dāng)包括導(dǎo)漿液攪拌機(jī)、高噴臺(tái)車、孔鉆機(jī)、泥漿泵以及孔壓機(jī)等;同時(shí)為了確保所采取的裝置能施工順利，應(yīng)當(dāng)要求裝置具有較高的整合程度。三管法擺噴灌漿施工技術(shù)的主要施工工序?yàn)槎孜弧@孔→制漿→下噴射管→噴射→定向、擺動(dòng)、提升→成墻→回灌→拔管沖洗→返漿回灌→結(jié)束清理現(xiàn)場(chǎng)。

針對(duì)本工程情況，在進(jìn)行高壓擺噴灌漿施工中應(yīng)當(dāng)合理地選取施工參數(shù)。在本工程中，采用高壓擺噴灌漿施工技術(shù)用于墻體的防滲處理，其中主要的幾個(gè)應(yīng)注意的參數(shù)為孔距、鉆進(jìn)深度、水泥漿液比重、擺噴的角度、提升速度、擺動(dòng)速度、水泥漿泵壓以及氣壓等，具體各個(gè)技術(shù)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。本工程用于灌漿施工所采用的水泥級(jí)別為P．032．5 普硅水泥。

表1 高壓擺噴灌漿施工技術(shù)參數(shù)

3 高壓擺噴灌漿施工技術(shù)

3.1 孔位的確定

(1)在進(jìn)行高壓擺噴灌漿施工之前，應(yīng)做好鉆孔的定位工作，鉆孔定位布置應(yīng)當(dāng)跟隨的防滲墻軸線進(jìn)行;同時(shí)應(yīng)當(dāng)做好孔位的編號(hào)工作。結(jié)合以往工程實(shí)施效果來(lái)看，編號(hào)順序適宜采取連續(xù)方式，而且應(yīng)當(dāng)結(jié)合防滲墻的定位來(lái)布置。

(2)按30m的間距沿防滲墻軸線方向設(shè)置軸線校核孔，在進(jìn)行校核孔的布置時(shí)宜采用的測(cè)量工具為30m的鋼尺，在距離的測(cè)量中，應(yīng)盡量減少測(cè)量的累計(jì)誤差，根據(jù)規(guī)定，孔位的偏差不得超過(guò)30mm。

3.2 鉆孔施工

(1)在進(jìn)行鉆孔施工前，首先應(yīng)確保校核鉆桿能夠滿足豎直度的要求，這是一個(gè)應(yīng)注意的地方，特別是主鉆桿的豎直度，應(yīng)加強(qiáng)重視。

(2)在鉆孔就位之后，應(yīng)調(diào)平鉆機(jī)同時(shí)應(yīng)當(dāng)確保鉆桿垂直度。

(3)在進(jìn)行鉆孔施工時(shí)，剛開(kāi)始應(yīng)保持緩慢的鉆進(jìn)速度，同時(shí)施工壓力應(yīng)保持在較小的水平，如果在鉆孔的過(guò)程中出現(xiàn)泥漿嚴(yán)重漏失或者孔口不返漿的問(wèn)題時(shí)，應(yīng)立即對(duì)泥漿的比重進(jìn)行重新的調(diào)配以滿足施工要求，或者也可以采取其他有效的措施進(jìn)行控制。

(4)在進(jìn)行鉆孔時(shí)，可以考慮采用的護(hù)壁方式有孔內(nèi)成漿和泥漿護(hù)壁兩種方式，護(hù)壁方式的確定應(yīng)根據(jù)壩體的地質(zhì)情況進(jìn)行考慮。根據(jù)要求，鉆孔的鉆入深度應(yīng)至少達(dá)到基巖以下1．2m的位置，同時(shí)預(yù)留0．2m的孔底沉積量;在鉆孔施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)具體的施工信息進(jìn)行詳細(xì)的記錄，包括孔位、孔深以及地址地層變化等資料;如果在鉆孔施工中，需要進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的施工暫停，或者終孔待噴時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)采取遮蓋措施對(duì)孔口進(jìn)行保護(hù)。

(5)鉆孔施工完成之后，應(yīng)對(duì)鉆孔進(jìn)行清理，通常采用新鮮泥漿將孔壁上的雜物進(jìn)行徹底的清除，這樣在進(jìn)行噴射導(dǎo)管的下放施工時(shí)，其能順利的到達(dá)孔底。

3.3 水泥漿拌制

(1)水泥漿的拌制應(yīng)在泥漿制備池中進(jìn)行，本工程的水泥漿拌制采用2級(jí)拌制的方式，每級(jí)拌制間隔時(shí)間不得小于2min，在泥漿制備池中安裝有用于攪拌的攪拌葉，應(yīng)確保攪拌葉的強(qiáng)度符合要求，攪拌葉的直徑應(yīng)比制備池的直徑短3cm左右，葉片下端應(yīng)比池底高1cm左右。在水泥漿的制備時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照預(yù)定的配合比進(jìn)行材料的添加，在水泥漿的拌制過(guò)程中，應(yīng)時(shí)常對(duì)水泥漿的比重進(jìn)行復(fù)核，通常復(fù)核時(shí)間為每20min一次;對(duì)于返漿應(yīng)對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾，之后才可進(jìn)行再次的使用。

(2)當(dāng)水泥漿進(jìn)行一級(jí)攪拌之后，在篩網(wǎng)的過(guò)濾之后才可流入二級(jí)制備池中進(jìn)行二級(jí)拌制，過(guò)濾出來(lái)的雜物應(yīng)集中進(jìn)行處理，嚴(yán)禁將雜物混入水泥漿中進(jìn)行再次的使用。

(3)當(dāng)水泥漿在制備池中留置的實(shí)際時(shí)間超過(guò)15min，容易在制備池中出現(xiàn)水泥漿的初凝以及沉淀反應(yīng)現(xiàn)象，這樣會(huì)造成水泥漿比重的嚴(yán)重偏差，因此應(yīng)對(duì)其進(jìn)行再次的攪拌，避免出現(xiàn)不良反應(yīng);當(dāng)水泥漿液在制備池中的放置時(shí)間超過(guò)4h之后，就不得進(jìn)行使用。

3.4 高壓擺噴灌漿

(1)在進(jìn)行高壓擺噴灌漿施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照從下而上的施工順序進(jìn)行。將噴射導(dǎo)管下放到預(yù)定的深度，接著根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行原位噴射，當(dāng)孔口出現(xiàn)返漿的現(xiàn)象，并且灌漿施工正常時(shí)，才可進(jìn)行提升噴射。

(2)應(yīng)根據(jù)孔口的編號(hào)順序依次進(jìn)行灌漿施工，一序孔和二序孔之間的施工間隔時(shí)間不得少于4d;高壓擺噴灌漿施工應(yīng)采用連續(xù)施工的方式，如在施工過(guò)程中出現(xiàn)中途暫停的問(wèn)題時(shí)，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的復(fù)噴。灌漿停工時(shí)間如果超過(guò)20min的話，進(jìn)行復(fù)噴時(shí)應(yīng)將導(dǎo)管至少下伸0．3m才可繼續(xù)施工，如果超過(guò)1h的話，進(jìn)行復(fù)噴時(shí)應(yīng)將導(dǎo)管至少下伸0．6m才可繼續(xù)施工。

(3)在灌漿施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)密切關(guān)注水泥漿比重的變化情況，應(yīng)根據(jù)表1中的高壓擺噴灌漿施工技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)施工中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制;在進(jìn)行灌漿施工時(shí)，噴射導(dǎo)管的提升速度應(yīng)根據(jù)土層地質(zhì)情況進(jìn)行確定，通常情況下，在回填土中，提升速度應(yīng)為20cm/min，而在粉質(zhì)粘土層中，則為15cm/min。

(4)在灌漿施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)好機(jī)械設(shè)備的監(jiān)控工作，特別是泥漿壓泵力、水斥以及孔壓機(jī)等。保證導(dǎo)管的通暢，避免出現(xiàn)堵塞的問(wèn)題，如有出現(xiàn)堵塞，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行通管。

(5)當(dāng)高壓擺噴灌漿施工完成之后，應(yīng)立即進(jìn)行回灌，本工程進(jìn)行回灌采用的方式為返漿回灌，回灌結(jié)束以孔口漿液面不出現(xiàn)下沉為標(biāo)準(zhǔn)。

3.5 質(zhì)量控制措施

(1)鉆機(jī)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)平，并保證其與地面保持垂直，豎直度的誤差控制應(yīng)滿足要求。

(2)在鉆機(jī)施工中，如果出現(xiàn)鉆桿位置明顯變化的現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即減慢速度，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行確認(rèn)。

(3)如果在鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏的問(wèn)題時(shí)，應(yīng)采取提高泥漿比重的措施進(jìn)行解決。

(4)施工中應(yīng)保持泥漿濃度和泥漿面高度，這樣才能避免出現(xiàn)塌孔的問(wèn)題。

(5)如果鉆孔施工中遇到孤石問(wèn)題時(shí)，應(yīng)減慢鉆進(jìn)的速度，加大鉆桿的轉(zhuǎn)速。

4 結(jié)語(yǔ)

筆者系統(tǒng)地總結(jié)了本工程中所采取的三管法擺噴灌漿技術(shù)，同時(shí)針對(duì)高壓擺噴灌漿技術(shù)的施工技術(shù)參數(shù)以及施工工藝等進(jìn)行詳細(xì)探討，提出切實(shí)可行的施工技術(shù)措施。從工程實(shí)施效果表明，高壓擺噴灌漿技術(shù)具有造價(jià)低，工期短等優(yōu)點(diǎn)，可有效地應(yīng)用到水庫(kù)防滲處理中。

［1］郝治安．高壓擺噴灌漿在大青溝水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用［J］．河北水利，2013(04)．

［2］楊宏建;許春雷;王貴君．高壓擺噴灌漿技術(shù)在圍堰防滲中的應(yīng)用［J］．黑龍江水專學(xué)報(bào)，2010(07)．

［3］朱婕;周超峰;金嵩濤．高壓擺噴灌漿在水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用［J］．北京農(nóng)業(yè)，2011(03)．