时间:2023-08-16 17:29:33
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学灌浆施工方法,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1.1粘土浆材。
粘土浆材主要的成分就是黏土和亚粘土,其最大的特点就是吸水性好、粘结力强,所以稳定性较高,因为粘土和亚粘土所含水的比例不同其粘结力和稳定性也存在较大的不同,所以在我们具体的使用之前,我们可以通过不同比例的搭配来进行粘土浆材的拌合,但是这种材料的使用也存在一个明显的不足,那就是其强度在一定程度上可能达不到一些特殊部位灌浆的要求,因此,有时我们通过在粘土浆材内添加一定量的水泥来提高粘土浆材的强度和应用效果。
1.2水泥基浆材。
水泥基浆材顾名思义就是主要采取水泥搭配而成的一种灌浆材料,我们都知道水泥的种类和型号也有很多,因此,采取不同的水泥型号配合而成的水泥基浆材在性能上也存在着明显的不同,一般说来,我们最为常用的主要是硅酸盐水泥,在配置的过程中添加一定量的二水石膏的话能够更进一步的加强其应用效果,但是这种浆材也存在一个明显的不足,那就是在注入的时候容易出现稀释现象,不容易被注入。
1.3化学浆材。
化学浆材是我们常常用到的第三种浆材,相对于前两种无机浆材来说的话,化学浆材一般粘度都很低,沉淀物少,固化时间可以人为地进行调节,主要用于一些裂缝的灌注,尤其是在一些地下灌注工程中使用的最多,并且由于其不溶于水的特性使得其耐久性能极强,但是这种化学浆材价格较高,并且还具有一定的毒性,一般来说不做单独使用。
灌浆技术作为一种新型的施工技术,虽然能够解决很多原有的施工技术所不能够解决的问题,但是其施工要求也更为严格,一旦要求达不到的话就很容易影响施工的质量,导致灌浆技术施工的失败。
2.1灌浆的压力因素。
灌浆施工中浆材流动的主要动力来源就是我们施加的灌浆压力,所以,灌浆的压力对于整个灌浆施工来说格外重要,尤其是对于灌浆的效果影响最为重大,因此,我们需要实现规划好灌浆施工所需要施加的压力大小,在计算的过程中我们还应该充分的考虑到浆材在流动的过程中因为周围的环境因素所造成的阻力对于压力计算的影响,尤其是在不同的地质中浆材的流淌扩散的阻力也是各不相同的,另外,不同材质的浆材所需要的压力也各不相同,一般说来,化学浆材所需要的压力比其他浆材要小得多,这就更需要我们进行事先的调查研究,最终确定一个最为恰当地灌浆压力,以便达到最好的灌浆效果。
2.2扩散半径和有效的扩散距离。
灌浆施工中浆材的扩散半径和扩散距离也是需要我们关注的,这里所说的扩散距离并不是指浆材实际的扩散距离,而是指的浆材的有效扩散距离,而能够影响到浆材的扩散半径和有效扩散距离的因素主要是地层的渗透系数和压力,此外,浆材本身的一些黏性和扩散能力也能够影响到其扩散的具体状况,所以我们可以参考这些因素后采用一些公式来进行计算,最终得出浆材扩散半径和有效扩散距离的约值。
2.3浆材的凝固时间。
最后,浆材的凝固时间也是需要我们注意的,浆材的凝固时间主要是由浆材本身所决定的,但是我们可以通过往这些浆材中添加必要的凝固剂来改变其固有的凝固时间,最终使其能够按照我们实现规划好的时间进行凝固,虽然我们一般对于浆材的凝固时间没有一个苛刻的规定,但是越符合科学凝固时间凝固的浆材越能够确保土木工程灌浆的效果。
3.土木工程的灌浆施工方法
在土木工程中灌浆技术的具体方法有很多,但是总的来看可以分为堵水防渗灌浆和加固灌浆两类,但是具体细分的话就包括很多的不同方法,具体来看的话,当前常用的主要有以下三种灌浆施工方法。
3.1填充灌浆法。
填充灌浆,这种方法主要应用在一些大型的灌浆施工中,尤其是对于一些地下洞穴的灌注最为合适,效果也最好。
3.2渗透灌浆法。
渗透灌浆法主要是运用到土木工程中的一些无法大范围的改变当地的地形和地质条件,进而采取的直接把配置好的浆材灌注到我们需要填入的裂缝当中,尤其是对于深层次的裂缝最为适用,此外,在一些砂砾层中也可以采取这种方法来进行浆材的灌注。
3.3压密灌浆法。
压密灌浆法从名称我们就可以看出,这种方法主要就是通过给浆材施加一定的压力使其浓度变大,进而增大其外侧的压力,最终迫使浆材进行地底层,这种方法对于一些粘质的土层最为适用。除了上述的三种常用的灌浆施工方法之外,还有很多的方法被应用在土木工程中的各种不同的情况下,比如电动化灌浆法和劈裂灌浆法也是我们土木工程施工中常用的两种方法。
4.结束语
【关键词】化学灌浆法;防渗;补漏
化学灌浆是建筑防水堵漏手段之一。性能优良的化学灌浆材料和合理可行的施工灌浆方法是化学灌浆防水堵漏得以实现的关键所在。
1、几种化学灌浆材料简介
1.1水泥—水玻璃浆材
该材料固结强度为0.5~15MPa,固结率为98%~100%,凝胶时间30~120s。具有成本低、适应性好,尤其适合突发性漏水、泥、砂的整治,浆液充填率又高,湿条件耐久性好等优点。其浆液特点如下:①浆液凝胶时间可准确地控制在几秒至几十分钟范围内;②结石体抗压强度可达10~20MPa;③结石率为100%;④结石体渗透系数为10-8cm/s;⑤适宜于0.2mm以上裂隙和1mm以上粒径的砂层使用;⑥材料来源丰富,价格便宜。
1.2丙烯酸盐类浆材
该材料广泛用于各种混凝土的渗漏水、油的堵截。具有浆液起始粘度低,可灌性能好,固化时间可任意调节两秒至十几分钟,甚至数小时等优点。固结体抗渗性k
1.3改性环氧树脂浆材
该材料具有广泛的应用范围,价格较便宜,强度、粘度、固化时间可调节,材料力学性能良好。抗压强度为700~1200kg/cm2,抗张强度为70~300kg/cm2,抗弯强度300~850kg/cm2,劈裂粘结强度干缝19~31kg/cm2、有水缝13~19kg/cm2,浆材起始粘度η(25℃)6~150cp。
2、裂缝漏水的危害性
现代建筑工程中许多工程的防水已构成世界性难题,特别是地下工程,砼裂缝漏水是导致砼建筑损坏的主要原因,又是最令人头痛的问题,因为砼内部的裂缝是完全无规则的。对工程的安全使用构成了潜在威胁,影响工程的使用寿命,给社会和国家造成损失!
3、堵漏的原理
(1)我们根据工程的具体情况采用不同的方法,一般情况采用“堵排结合以排为主”的原则,但一些工程无排水系统或不具备排水条件的情况下,我们就全部采用灌浆堵漏的方法。(2)高压灌浆堵漏作用机理:对裂缝形成化学粘结;对表面的孔隙形成高强度锚栓;高压力的推挤下填充所有裂缝。(3)高压灌浆堵漏就是利用高压灌浆机,将水溶性聚氨酯化学灌浆材料注入混凝土裂缝中,当浆液遇到混凝土裂缝中的水分会迅速分散、乳化、膨胀、固结,这样固结的弹性体填充混凝土所有裂缝,将水流完全地堵塞在混凝土结构体之外,以达到止水堵漏的目的。高压灌浆堵漏技术是具有国际先进水平的高压无气灌注防水新技术,是发达国家水溶性灌浆材料使用的新型工艺。(4)水溶性聚氨酯化学灌浆材料是由过量的多元异氰酸酯和多羟基化合物预先制成含有游离异氰酸基团的低聚的氨基甲酸预聚体。常用的多异氰酸酯有TDI、MDI、PAPI等3种。多羟基化合物采用聚醚,它的官能团和分子量可以有好几种。浆液灌入混凝土裂缝后,与渗漏水相遇发生化学反应,放出二氧化碳,并形成脲的衍生物。从而达到防渗堵漏的目的。水溶性聚氨酯化学灌浆材料是一种低黏度,单组份合成高分子聚氨酯材料,形态为液体,它有遇水产生交联反应,发泡生成多元网状封闭弹性体的特征。当它被高压注入到混凝土裂缝结构延展直至将所有缝隙(包括肉眼难以觉察的)填满,遇水后(注水)伴随交联反应,释放大量二氧化碳气体,产生二次渗压,高压推力与二次渗压将弹性体压入并充满所有缝隙,达到止漏目的.可见水溶性聚氨酯化学灌浆材料是堵漏材料中性能最好的一种,用一般材料不能根治渗漏,使用高压灌浆堵漏技术后一次堵漏成功。
4、高压灌浆堵漏优点
高度成品化操作简捷可四季施工无毒无污染费用合理。(1)压力高(一般可达20Mpa以上)且稳定可靠,可让化学浆液完全进入砼结构深层微小裂缝内部,止水效果好。(2)灌浆液技术成熟,品种齐全,基本上都已实现了单组份成品化生产,不需现场调配,质量稳定,开桶即可使用。浆液耐化学腐蚀,固化后无毒、环保、可永久防水。(3)施工工艺简单,易行。施工速度快,止水效果立竿见影,一劳永逸。工人劳动强度小,施工效率是传统施工方法的5~10倍,传统作法无法比拟。(4)施工不受季节、天气限制,可用于各种工程,包括检修、抢修工程,饮用水工程。施工综合费用低,经济效益高。
5、高压灌浆堵漏运用范围
(1)铁路、公路隧道和地下洞库的堵漏水,涵洞、地下电缆沟的堵漏。(2)各种混凝土建筑物的裂缝、伸缩缝、施工缝、结构缝的堵漏密封。(3)水利水电的地下厂房、输水隧洞、水库坝体的防渗堵漏。(4)工业和民用建筑中卫生间、水池、阀门井、水塔、地下室等的防渗堵漏。(5)地质钻探工程的钻井护壁堵漏加固。(6)水利水电工程的水库坝体灌浆,输水隧道裂缝堵漏、防渗,坝体混凝土裂缝的防渗补强。(7)煤炭开采或其他采矿工程中坑道内堵水,顶板等破碎层的防渗补强。(8)土壤改良、土质表面的防护及稳定加固等
6、高压灌浆堵漏的施工方法
高压化学灌浆堵漏施工应由受过专业培训的人员且有专业施工设备的施工队伍进行施工。(1)清理:详细检查、分析渗漏情况,确定灌浆孔位置及间距。清理干净需要施工的区域,凿除砼表面析出物,确保表面干净、润湿。(2)钻孔:使用电锤等钻孔工具沿裂缝两则进行钻孔,钻头直径为14mm,钻孔角度宜≤45°,钻头深度≤结构厚度的2/3,钻孔必须穿过裂缝。但不得将结构打穿(壁后灌浆除外)钻孔与裂缝贯穿相交深度≤1/2结构厚度。钻孔间距20cm-60cm。(3)洗缝:用高压清洗机以6MPa的压力向灌浆嘴内注入洁净水,观察出水点情况,并将缝内粉尘清洗干净。(4)埋嘴:在钻好的孔内安装灌浆嘴(又称之为止水针头),针头后带膨胀橡胶,并用专用内六角扳手拧紧,使灌浆嘴周围与钻孔之间无空隙,不漏水。(5)封缝:将洗缝时出现渗水的裂缝表面用环氧类快干水泥进行封闭处理,目的是在灌化学浆时不跑浆。(6)灌浆:使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注化学灌浆料。立面灌浆顺序为由下向上;平面可从一端开始,单孔逐一连续进行、当相邻孔开始出浆后,保持压力3-5分钟,即可停止本孔灌浆,改注相邻灌浆孔。(7)拆嘴:灌浆完毕,确认不漏即可去掉或敲掉外露的灌浆嘴。清理干净已固定化的溢漏出的灌浆液。(8)封口:用快干水泥对灌浆口的修补、封口处理。(9)防水:用聚氨酯类防水材料将化学灌浆部分涂三遍(底涂、中涂、面涂)以作表面防水处理。
7、结束语
随着建筑业及化工工业的不断发展,工程中的许多裂缝问题,渗漏问题以及补强加固纠偏等,都可以通过日益成熟的化学灌浆工艺来处理,并达到理想的效果,大大减少民用建筑物的安全隐患,延长其寿命,从而为整个社会创造效益。实践表明:化学灌浆法是修补工民建混凝土结构裂缝较优方法,它具有简单、方便、快速、有效等诸多优点,不仅可以起到防渗堵漏的作用,而且还有一定的结构补强加固作用。此外,灌浆材料的选择是保证裂缝修补效果的关键,合理的灌浆顺序为先灌渗水量小的后灌渗水量大的;先灌的后灌内部的;先匀速后慢速;先低压后高压;稳压时间15~30min为宜。渗水量较大的裂缝,其防渗堵漏工作难度较大,应多次重复灌浆效果较为理想。
参考文献:
【关键词】地下室混凝土;施工技术;渗漏;堵漏
随着经济快速增长,高层建筑不断的增多,人们对地下空间的利用也越来越多。地下室是建筑工程中的一个重要分,在实际工程中发生渗漏的现象也比较普遍,渗漏不但严重影响地下室的正常使用,而且影响到建筑结构的耐久性,甚至造成严重后果,为了根治渗漏水,必须找准渗漏的原因,再对症进行综合治理,才能达到符合使用要求的目的。
1 地下室渗漏原因分析
(1)防水设计不合理
①设计时没有透彻理解“防、排、截、堵相结合,刚柔相济,因地制宜,综合治理”的设计原则,很多地下室的防水设计,没有考虑刚柔结合的原则,仅仅做刚性防水设计,这是目前设计不合理的最普遍、最主要的现象。
②选用的防水方案没有考虑到当时的使用条件,如果与实际工程的结构特点不相适应,也将造成工程渗漏水。
③结构细部防水设计不详细。如变形缝、穿墙管等细部构造不当以及选材不妥,使之成为地下工程渗漏水的主要隐患。
(2)防水材料选用不当
①目前防水材料市场混乱,鱼目混珠,很多单位和个人为了片面地追求利润,防水材料以次充好,使用假冒伪劣产品,更有甚者,钻规范和标准的空子和漏洞。
②随着商品混凝土的推广应用,防水混凝土配制原则难以实现。
③对新型防水材料的性能、作用和如何应用认识不清。
④材料质量达不到设计要求造成渗漏。
(3)施工质量控制不严
①没有领会设计意图,导致施工方案不符合设计的要求。
②一味抢工期,不考虑各种方案对防水效果的影响。
③不研究各种防水材料的性能,施工方法与防水材料的性能不匹配。
④地基产生不均匀沉降,造成结构断裂。
⑤防水卷材粘结不牢,拐角、留槎接槎处理不好或防水层碰伤等而造成渗漏。
⑥浇筑防水混凝土时,只注重级配和外加剂而忽略了施工质量,水灰比控制不严,振捣不实,产生蜂窝、麻面、孔洞等而造成渗漏。
⑦变形缝或穿墙管等部位的施工,未认真将橡胶止水带、塑料止水带部位进行定位;浇筑两侧混凝土时,任意碰撞,形成止水带偏斜、搭接不良而造成渗漏。
⑧对混凝土浇水养护不够。
⑨回填土质量的好坏对地下工程的防水性能有很大的影响。
⑩地下工程的外墙防水难度大,因外墙距基坑护壁距离小,使防水施工困难。
2 渗漏的处理措施
建筑物地下室渗漏较为普遍,直接影响工程结构及使用寿命,给用户带来许多不便。将其堵漏修葺是非常关键,才能保证其使用功能。构筑物渗漏原因较为复杂,目前修漏所用的防水材料与施工方法也具有多样性。造成渗漏的原因及其较容易发生部位主要有:支模时穿孔螺杆处;预留管孔洞周边;施工缝位置;模板拼缝不严漏浆处;养护不周开裂,混凝土凝固硬化过程中自身略有收缩导致裂缝;节点振捣不密实出现贯通毛细孔道等。施工时应首先考虑采取预防措施;若未能见效,则需采取堵漏措施。
(1)处理渗漏的前期准备
首先排干积水,然后清理底板及侧壁的污泥砂浆,以便进入施工;彻底将需修堵处的基层及地面用钢丝刷及扫帚清理冲洗干净;查找漏水部位:地下室常见的渗漏水现象分为慢渗、快漏、急流等。
在修堵前只有先找出渗漏水的准确位置才能进行针对性修堵。主要有三种情况:①明水漏点:漏水量大的部位可直接观察得到,逐个区间仔细查找,发现明显漏点随时用笔划出标记,以便修堵。②慢渗漏点的查找:将渗漏水部位用棉布或毛巾檫干,立即在渗水处薄薄撒上一层干水泥面,表面出现的湿点或湿线就是漏水孔或缝。③若上述方法还不能检查出渗水位置时,可用水泥:M131稀释液=1:1的水泥胶浆在漏水处均匀涂一薄层并立即在表面均匀撒一层干水泥面,其上的湿点或湿线就是漏水孔或缝。同样做出标记,以便修堵。
(2)处理渗漏方案的选择
渗漏水治理方案是渗漏治理施工的先决条件,是综合治理技术的体现。治理方案确定前,应先进行现场勘察并使用工具检查结构强度和渗水形式,了解工程防水等级、防水形式及施工质量,查看工程沉降观测记录,详细勘察现场渗漏情况,分析渗漏原因,从而确定治理渗漏方案。
灌浆是将一定的化学材料(无机或有机材料)配制成浆液,采用化学灌浆泵等压送设备将其灌入缝隙内或孔洞中,使其渗透、扩散、胶凝或固化,以达到防渗、堵漏、补强、加固的目的。用于防水工程的灌浆材料主要有颗粒型(即水泥)灌浆材料和无颗粒的化学灌浆材料。注浆堵漏修补方法针对止水堵漏的工艺有很多,而化学灌浆材料适用于地下结构存在流动水、混凝土内有较大或较深的孔洞及变形缝、施工缝、结构裂缝的堵漏。化学灌浆工艺还具有投入少、施工便捷、对原结构破坏小、止水效果显著的特点。同时,注浆材料的粘结强度高,可对结构起到补强的作用。
(3)堵漏防水施工技术
①堵漏防水施工工艺流程为:混凝土表面处理埋注浆管封闭压水试验压力灌浆封孔。
②处理渗漏部位。对查明的渗漏部位,沿混凝土裂缝两侧剔凿成U形或八字形边坡沟槽(外口100mm×100mm,深100mm,底部50mm×50mm),灌浆孔钻好后,用高压气吹出造孔时产生的粉尘,然后用高压水冲洗灌浆孔,冲出孔内的混凝土碎渣与粉尘等杂物,在孔洞内放置一带圆孔的弧形薄铁片,其宽度与沟槽相等,并用砂浆将铁皮固定。
③布置灌浆孔及埋设注浆管。注浆孔应交错布置,其位置宜选择在漏水严重处,距离一般为500~1000mm;在已凿好的注浆孔中埋设注浆管(选取直径为10mm左右、长150mm的短管),一端插入弧形薄铁片内,另一端与阀门连接,阀门外与注浆嘴连接,检查合格后用水冲洗干净,晾干后用速凝水泥砂浆封嵌牢固;混凝土裂缝及注浆管周边用速凝水泥砂浆封闭,并进行试注检查封闭效果,要特别注意注浆孔应通畅。
④注水试验。当封闭水泥砂浆强度满足要求后,方可进行压水试验检查封闭效果。主要检查注浆通道和注浆孔是否通畅,是否严密不漏水,如有漏水漏气现象应重新处理并做好记录,无渗水处为合格,随后将水放出晾干。
【关键词】土木工程;灌浆施工;材料;技术
中图分类号:C35文献标识码: A
我国化学灌浆技术在前人50年研究的基础上不断的发展,已在国内水利水电、建筑、公路和矿山等土木工程领域得到了广泛的应用,并取得了丰富的理论和实践成果,但化学浆技术在工程中的理论和应用研究还有待进一步发展。化学灌浆材料的环保和创新不断改进化学灌浆材料的性能和毒性,提高化学浆材的可灌性和稳定性,降低浆材毒性和使其无毒,开发和推广应用无公害、耐久性好、工程适应性强且价格低廉的化学灌浆材料。。
一、土木工程灌浆材料
按主要成分的不同可将灌浆施工的浆材分为以下几种:
(一)粘土浆材
粘土浆材往往选用粘土或者亚粘土,具有遇水崩解,吸水膨胀的性质,稳定性、粘结力较好。灌浆部位不同 , 灌浆使用的材料要求也不同纯粘土浆配置起来很简单,只需将土料经过浸泡、搅拌、筛滤净化后拌和而成。而为了保证灌浆效果,很少采用纯粘土浆材,一般要掺入水泥,拌制时要控制好水泥的用量。
(二)水泥基浆材
灌浆水泥一般是以硅酸盐水泥熟料以及适量的二水石膏作为主料 ,经过细细研磨,再辅以性能调节剂混合组成。而水泥基浆的稳定性不好、注入能力有限,容易受水的冲刷而稀释,因而影响了注入效果。
(三)化学浆材
化学浆材的特点包括:1.不分层,无沉淀;2.粘度非常低;3.固化或胶凝时间可以人为控制;4.可用泵灌入裂缝,填充渗漏水,具有原位修复止水结构或单独构建防渗帷幕之功能,特别适用于地下隐蔽工程的施工;5.固化或胶凝时体积收缩很小;6.固化物或胶凝体本身不渗水;7.固化体或胶凝体耐久性良好。
但与此同时,化学浆材也具有毒性高、经济性差、耐久性差的缺点,因而化学浆材一般被用于工程缺陷的修补。
二、灌浆技术施工要求
1灌浆压力
灌浆压力直接影响着灌浆施工的效果,灌浆压力受浆材、灌浆方法和地层条件等因素的影响,因而灌浆压力的确定应结合具体施工条件而定。一般的,水泥灌浆压力硬币化学灌浆压力大;深部灌浆压力要比浅部灌浆压力大;渗透系数小的地层要比渗透系数大的地层灌浆压力大。
灌浆施工过程中,浆液的扩散速度直接决定着灌浆施工的质量与进度。
扩散半径与渗透系数、裂隙开度、注入时间、灌浆压力、浆液浓度等因素有关,虽然有一些关于扩散半径的理论公式,但由于实际施工中影响因素太多,一般需要由试验确定。
2灌浆技术的施工要求
灌浆技术的使用是一个复杂多变的工艺,由于灌浆方法的不同,也会相应地影响灌浆的效果,灌浆参数成为最重要的影响因素之一。
2.1灌浆的压力因素
对于灌浆压力的理解,其实质就是浆液在地层中的扩散动力,灌浆压力对灌浆的加固和防渗效果具有很大的影响。同时,灌浆压力的功能发挥也会受到很多的因素制约,例如地层条件、选用的灌浆材料以及灌浆方法等。所以,灌浆压力在不同的工程中的应用,需要根据工程的实际情况而定。从灌浆材料的角度来考虑,化学灌浆产生的压力比水泥基灌浆的压力小;从地层深度考虑,浅部地层的灌浆压力比深部地层的压力小;从渗透系数考虑,渗透系数大的的地层比渗透系数小的地层的灌浆压力小。
2.2扩散半径和有效的扩散距离
在灌浆工程的建设中,浆液的扩散半径以及其有效扩散距离对灌浆工程的质量和进度造成直接的影响,在其他因素的影响下也会产生相应的变化。如果地层渗透系数注入时间以及灌浆压力增大,扩散半径也会相应增大,但如果浆液的浓度和粘土降低,扩散半径和有效扩散距离就会相应增加。而且,在计算扩散半径和有效扩散距离中,可以使用一些合适的理论公式进行计算,在工程的建设中进行检测,将多种涉及因素考虑其中,进行合理的工程试验。
2.3浆液的凝固时间
在灌浆工程中,浆液的凝固时间是浆液自身的特性因素。根据不同的工程需要,可以在浆液中加入适量的速凝剂、塑化剂、膨胀剂以及分散剂,从而不断改善浆液的性能以及凝固时间。一般情况下,标准的浆液凝固时间是几秒或是几个小时,在这个范围内的凝固时间都属于合理,浆液的凝固现象属于瞬间的行为,凝固之前的浆液其粘度性能的变化不大。由于灌浆工程在不同工程中对浆体的要求不同,但是浆体本身也具有一些优缺点,需要进行浆体性能的改进,从而不断适应各种工程的要求。
三、土木工程灌浆施工方法
前常用的土木工程灌浆施工方法包括以下几种:
1.填充灌浆法。适用于对较大空隙的灌浆,或者地下工程中结构体壁前空后空的灌浆。
2.渗透灌浆法。渗透灌浆法常被用于砂砾层的灌浆施工,渗透灌浆法是在不改变地层结构的基础上,将灌浆材料关注到空隙内。
3. 土木工程的灌浆方法
根据灌浆技术的应用目的可以分为两类灌浆方法。即加固灌浆和堵水防渗灌浆。而且,按照不同的灌浆工程涉及的工程地质条件,还有浆液的渗透力和扩散力等因素,可以具体细分如下。
3.1填充灌浆法
填充灌浆,根据其特点考虑,一般适用于工程中较大型的裂缝和岩土洞穴,还包括一些地下工程结构体壁的灌浆,都属于填充灌浆的应用范围。
3.2渗透灌浆法
在一些土木工程中,由于工程的地层条件使固定的,为了不改变其总体的特性,需要将浆液直接填充在岩土地层的裂缝中,一般是向地层深处及逆行那个渗透灌浆。这种方式应用较多的是砂砾层土质中的灌浆。
3.3压密灌浆法
这种灌浆法需要借助于强大的压力进行灌浆,由于这种浆液的浓度较大,容易在灌浆管道两端形成较大的浆泡,浆液只有通过外界施压,才能使浆液进入地层。这种灌浆法多用于粘性的土质条件。由于灌浆技术的发展,其灌浆的方法不断创新,除以上的论述方法之外,还存在劈裂灌浆法和电动化灌浆法等两种有效的灌浆方法。
3.4劈裂法
劈裂灌浆法应用最多的是在颗粒细小的粉砂土和淤泥中,劈裂灌浆法主要是依靠较高的压力,在渗透性较低的地层灌浆中,充分利用浆液自身的力和特性,不断克服地层自身的应力和抗剪切强度,由于高压的作用,地层内的水会形成较大的冲力,从而发生劈裂作用,劈裂作用发生后会使地层的结构和受力点发生变化,这样一方面会导致地层的地表结构发生物理变化,出现大幅度的裂隙,另一方面,如果地层表面有轻微的裂隙,劈裂作用发生后会加剧裂隙的尺度,从而为灌浆带来极大的可靠性。
4.劈裂灌浆法。劈裂灌浆法适用于颗粒较为细小的粉砂岩土或淤泥中。劈裂灌浆法是以较高的灌注压力,使浆液克服地层中的初始应力再使其克服抗剪抗拉强度,从而在地层中与水发生劈裂作用,进而破坏原有的地层结构,使地层内产生缝隙,或者使地层内原有的缝隙扩大,促使浆液进一步扩散。
5.电动化学灌浆法。电动化学灌浆法的做法是:在施工前在需要加固的地层总按一定的距离将两个电极防止于地层中,将有孔的金属管接到直流电源正极作为灌浆管,将另一端介入电源的负极。接通电源后,灌注压力与电渗方向相同,孔隙中的水流向负极,而孔隙就形成了灌注通道,浆液便可流入地层。
四、总结
随着建筑事业的不断发展,人们对建筑物安全性能的要求逐渐提高,一些新的建筑物为了提升其强度和耐久性需要采取合理的加固措施,而老旧的建筑物为了维持其强度,修补已出现的裂缝空袭,也需要采取加固措施,可见灌浆施工的应用前景和应用领域都十分广阔。目前灌浆施工所采用的粘土浆材、水泥基浆材和化学浆材分别有着各自的缺点,影响了其适用范围,因而在今后的灌浆施工研究中,应着力于开发复合型的、高效、无毒无害的新型灌浆材料,而考虑到工程的经济效益,提升灌浆材料的经济性也十分重要。
参考文献:
[1]何品良.浅谈灌浆施工技术控制[J].建筑・建材・装饰.2009,10(3):122-126.
[2]孙敏.刍议土木工程灌浆方法与施工技术[J].中国新技术新产品.2011(15):49.
[关键词]:溢洪道裂缝灌浆材料配制工艺环氧砂浆
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
一、概述
尼尔基水利枢纽工程位于黑龙江省与交界的嫩江干流的中游,由主坝、左、右副坝、右岸岸坡溢洪道、右岸河床式电站厂房和两岸灌溉输水洞(管)组成。尼尔基溢洪道为岸坡开敞式,由引渠段、控制段、泄槽段、消能防冲设施及出水渠五部分组成。
二、裂缝普查
首先采用大钢尺和钢卷尺对裂缝的长度及走向进行测量,为了更准确的测量出裂缝的宽度,项目部购买了1台上海长方光学仪器有限公司生产的JC-10读数显微镜对裂缝宽度进行测量,同时记录下裂缝所在位置、高程、形状、走向、缝长、缝宽以及所在部位的结构特征并绘制出裂缝图。其中测得裂缝最小宽度为0.1mm,最大宽度为0.6mm,裂缝走向以平行、垂直坝轴线为主,同时在测量过程中发现裂缝的宽度受外界气温影响较大。
三、化学灌浆参数确定
渥奇段17#板位于桩号0+279.00~0+293.50处,基础混凝土为C25W6F300三级配,面层为抗冲耐磨混凝土C30W6F300二级配。
3.1技术参数确定
为了确定化学灌浆的技术参数以及裂缝深度,选定在CQ17板进行试验。首先选一条缝宽在0.4mm左右的裂缝,在两侧分别按30°、45°、60°钻设15cm~20cm深的孔,钻进角度误差控制在2°,孔间距为25cm,孔距缝为5cm~9cm.
压水采用手摇泵进行,为了保证压水效果,先要用有压风、水对钻孔轮换清洗,直至回清水后再进行压水。压水压力采用0.1~0.4Mpa(1~4kgf/cm2),分别记录出水时间,如表1。
表1 裂缝压水试验各孔参数数据
从表中的数据可以看出Ⅰ号孔的孔深已明显穿过裂缝且出水时间较快,但裂缝深度经计算仅为3.3cm左右,无法保证灌浆质量,且在钻设孔时容易造成裂缝局部的破坏而影响灌浆效果,而Ⅲ号孔压水试验中没有出现压力水渗出现象,说明裂缝深度小于17.3cm,而Ⅱ号孔的各种数据表明灌浆效果较为理想;Ⅰ号孔与Ⅱ号孔裂缝渗水长度均为23cm小于实际孔距25cm,综上所述,为了达到灌浆的最佳效果,最终选定钻孔角度为50°,钻孔深度为20cm,孔间距为20cm,孔位距裂缝7cm,采用两侧交错布孔的方式,化学灌浆的压力不超过1Mpa。
3.2灌浆材料的选择
根据底板裂缝随外界气温变化的特点,选用德美建筑材料北京公司生产的DM-510型PU油溶性灌浆止漏胶,该产品为琥珀色透明液体,具有良好的疏水性能,其化学稳定性高,具有较大的渗透半径和凝固体积比,遇水发生化学反应放出CO2,由气体产生的压力推动浆液向裂缝深处扩散,形成坚韧的固结,而且不需配制即可灌注,简便了施工操作工序,满足了对裂缝补强、防渗的要求。
3.3灌浆机具的选择
为了达到化学灌浆的最佳效果,项目部从德美建筑材料北京公司,购买了1台美国原装智能高压注浆机,该机能够灌注各种粘度的液体介质,具有轻质、便携、高效、实用的特点,适用于大型注浆堵漏工程,并且采用了数字控制技术,更精确设定,显示注浆压力等特点,完全满足灌注浆液的需要。
四、裂缝化学灌浆施工
4.1裂缝化学灌浆
(1)化学灌浆裂缝处理工序:
施工准备电钻打孔高压空气吹孔、洗孔灌浆封孔裂缝表面清理封缝
(2)电钻打孔
灌浆孔采用电锤钻设,钻头直径为Ф12(与灌浆嘴相匹配),孔位间距为20cm,孔深20cm,钻进角度控制在50o。
(3)吹孔、洗孔
当孔钻设完后,用高压气体将孔内的粉尘吹净,并用高压水清洗干净后,再用高压风将孔内吹干,直到孔内干净无杂物为止。
(4)灌浆
首先用扳子把专用灌浆嘴拧紧在孔内,然后用注浆枪顶住灌浆嘴,使其咬合紧密后,扣动注浆枪的扳手开始注浆,注浆时间为3分钟,灌浆压力在0.8~1.0Mpa;灌浆顺序由底到高,由一侧向另一侧规律性推进,灌浆时尽可能提高压力,达到预期压力并且吃浆量为零或者表面溢浆后,停止灌浆,持续3分钟后结束,同时记录吃浆量。
4.2裂缝封缝、封孔
由于渥奇段17#块位于高速水流区迎水面,且裂缝的出现破坏了建筑物的表面完整性,为防止在水力和裹挟的泥沙不断地冲击磨损作用下,裂缝区会首先发生脱落和剥离现象,从而使空蚀程度逐渐加剧,最终造成危害整个建筑物的安全,必须进行封孔、封缝。
4.2.1封孔封缝材料配比
材料选用环氧砂浆进行,环氧砂浆的配方如表2。
表2 环 氧 砂 浆 配 比 表(重量比)
邻苯二甲酸二丁酯
丙 酮
乙二胺
拌匀,适当加热至25~25℃
填料
4.2.3施工方法
裂缝封孔、封缝滞后化学灌浆2个工作面进行,首先用角向磨光机将裂缝表面或残留的浆液、灰尘打磨干净,再用高压风吹干净后,马上进行封孔、封缝工作。
1)封孔
将配制好的环氧砂浆慢慢注入孔内,用铁丝使其填充密实,表面用铁镘抹平。
2)涂抹环氧基液
为了使老混凝土表面充分被环氧树脂浆液湿润,保持良好的粘结力,在涂抹环氧砂浆时,应先在表面涂一层环氧基液。在涂刷基液时,力求薄而均匀,对于凸凹不平难于涂刷的地方,应反复多次涂刷,基液厚度以不超过1mm为宜。涂刷基液后须间隔一定时间(一般在30~60min),使基液中的气泡消除后,再涂抹环氧砂浆。
3)涂抹环氧砂浆
平面涂抹时应摊铺均匀,每层厚度不宜太厚,控制在1cm以内为宜,并用铁镘反复压抹,使表面翻出浆液,如有气泡必须刺破压紧;曲面涂抹时,由于浆液流淌,应用铁镘不断地压抹,并适当增加砂浆内的填料,使环氧砂浆稠度增大,涂抹时需用力压紧。
五、质量检查
为了检查化学灌浆的效果,采取随机抽测的方法进行现场压水试验,现场选择9条灌浆量比较大的裂缝进行压水试验,水压控制在0.3Mpa以下,在每孔持续20min后,裂缝表面无湿润现象,说明灌浆已达到了预期的效果。
六、结束语
【关键词】 水电工程 裂缝处理 化学灌浆 应用
在混凝土工程施工中,工程中产生裂缝是不可避免的事情,尤其是关于水利工程方面的混凝土施工,而且是洞内工程,裂缝的产生是肯定的。混凝土在浇筑施工一段时间内,由于结构混凝土受到了内外温差等各方面因素的影响,因为收缩不均匀导致裂缝的产生,从而使局部产生渗漏现象。根据相关文献确定水利等相关的特殊工程其不允许有裂缝和渗漏水现象的出现,既要求工程结构达到标准又不允许有裂缝的产生,从工程质量和工程使用安全程度上讲,在保证工程质量的前提下,还要对工程中出现的渗漏水裂缝进行处理修补。
1 工程裂缝的分类
在进行裂缝的处理和修补的前提下,需要先找出裂缝产生的原因,经过分析检测出裂缝对工程质量的危害程度。经过现场勘查和整理分类,水利洞内工程的混凝土裂缝主要分为以下几类:第一、根据裂缝产生深度不同,主要分为表层裂缝、深层裂缝以及贯穿裂缝。其中深层裂缝以及贯穿裂缝对工程质量影响较大。第二、根据裂缝开裂变化不同,主要分为死缝、活缝以及增长缝。其中活缝和增长缝危害最大。第三、根据裂缝产生原因不同进行分类主要分为温度裂缝、干缩裂缝等。
2 裂缝的检测
在对水电工程施工的裂缝问题进行检查处理时应该要采用一定的技术手段,这样才能够更好的保证施工质量水平,减少施工问题在对裂缝进行检查时,可以用高压水枪来进行处理,找到裂缝的部位和裂缝的走向,然后将其进行分类处理。其中规定A类裂缝的宽度小于0.3mm,而B类裂缝的宽度大于0.3mm。针对不同裂缝,施工人员采用不同的处理方法,进而提高施工处理质量,减少施工问题。在对A类裂缝进行处理时,需要沿着裂缝的走向以裂缝的轴线进行角磨机的打磨,从而将其清理干净。而对于B类的处理方法,就需要根据相应的规范。必须采用深层处理,进行化学灌浆方法。通过对裂缝的检测,施工人员可以更加准确的找到裂缝中存在的问题,在施工中采用科学的灌注技术,最终保证水电工程的良好发展。
3 缝隙处理机理
缝隙处理的过程中,常见的补强主要以灌注为主,通过化学灌浆完成对整治部位抗压、粘结、抗拉、抗老化等处理,保证工程技术的施工质量和规范。
在防渗处理的过程中,常见的补强操作主要以堵截为主,通过观察是否存在外水内渗问题,观察外水内渗是否出现加重形成内水外渗等现象,一旦出现问题,要及时进行堵截,防止问题加重。除此之外,在对迎水面进行处理的过程中,水电工程裂缝也常采取堵截操作,通过使用粘结性较好的化学材料对缝隙进行处理。
4 处理方法
在对裂缝进行处理的过程中,水电工程常选取钻孔灌注法和LPL贴嘴两种处理方法,通过对上述方法进行应用,提高整体缝隙处理质量。
4.1 钻孔灌注法
钻孔灌注法施工主要是通过各种钻孔机具完成对地基的圆形钻孔,对存在的缝隙进行填补、灌注、压实。在操作的过程中,钻孔灌注法常选取BHS冲击钻和4DEF冲击钻。这两种机械能够保证水电工程顺利完成不同角度的钻孔灌注工作。
4.1.1 设备
钻孔设备:进口BHS冲击钻和4DEF冲击钻。选取查缝取芯钻机型号为MODEL H P-518,质量检查选取的芯钻机型号为HILTI—DD-160E。其中查缝取芯钻机最大取芯直径56mm,质量检查取芯钻机取芯直径89mm。
通风设备:本次操作中选取的为参数设置0.1m3/min的电动空压机。
灌浆设备:本次操作选取水电部华东院HD-1型封闭式注浆泵作为主要设备,设备参数为10L,压力1.6MPa。
计量工具:温度计、小量杯、天平。
4.1.2 材料性能指数
化学灌浆材料:在进行化学灌浆的过程中,选取的EAA要具有非常好的环氧结构补强性能,能够完成灌浆的全部要求。在制备泥浆的过程中,施工人员要首先将粘土打碎,确保后续制浆工作顺利进行。除粘土外,在进行泥浆制浆的过程中还可以使用膨胀土作为制浆原料,施工人员可以根据环境进行具体选择。制浆完成后要对比重较小的泥浆进行调整。除此之外,施工人员还要保证泥浆的使用量,保证泥浆粘度和比重严格符合施工标准。规定要求在进行泥浆灌注的过程中禁止用清水进行置换。
临时嵌缝材料:常用临时嵌缝材料主要为TS堵漏宝,该材料具有非常强的水硬性水泥基速凝封堵效果,水灰比例一般在0.2~0.3,搅拌均匀后即可进行使用。
4.2 钻孔技术的应用
在进行施工的过程中,施工人员要对裂缝的位置进行处理,对渗水状况及挡水围进行观察,当确定不存在挡水围堰渗漏状况后再对缝隙进行处理。要对缝隙形状进行观察,对缝隙取芯状况进行分析,对缝隙裂缝深度和宽度进行分类处理,保证缝隙的应用效果。化学灌浆处理一般使用水、粘土、添加剂组成的泥浆进行灌注。
成孔操作:在施工的时候要依据钻孔的位置以及水电工程施工地质条件选择合适的钻机型号和钻机锥。比如在用冲击钻进行开孔时,应该低锤密击,当钻孔达到一定的深度之后,才可以进行正常冲击。除此之外在成孔的过程中,施工人员还应该根据施工土质的软硬度来调整钻机的冲击力度,最大的冲程应该保持在4m到6m之间。当冲击地方的表面是倾斜的岩面和漂浮石的时候,施工人员应该投入粘土夹小石片,将表面垫平以后再进行冲孔施工。同时,在进行钻孔时也可以采用不同的施工技术,例如反循环技术则是在桩顶的地方安装护筒,其中护筒水位要比自然地下水的水位高2m以上,这样能够保证孔壁各部分大小的均匀。在进行钻挖时不能用套管,钻机的旋转带拉动钻杆顶部的钻头进行钻孔,同时也应该保持冲洗液能够从钻杆,将和孔壁之间的缝隙流入孔底,把携带的泥渣从钻杆内部返回到地面,从而形成反循环技术施工。与反循环施工技术不同,正循环施工方法,它是利用钻机回旋装置带动钻头回旋切削破碎的岩土,在钻进时可以利用泥浆进行排渣工作;泥浆从泥浆泵输入到钻杆的内部,经过钻头的出口喷射出来,进而带动泥渣沿着钻杆和孔壁之间的环状空间上升到钻孔口沉淀之后又被返回到泥浆池中准备循环利用。
钻骑缝孔:钻孔的过程中要保证孔距在30cm左右,孔深在10~15cm左右。当孔径大于18mm时,操作人员要对孔缝进行记录,分析和处理。钻孔过程中施工人员要将钻机和钻孔紧密安装在一起,保证钻机在进行钻孔时不能产生沉降和移位现象。一旦出现上述状况,操作人员要及时进行处理,对钻孔进行校正。要对钻斜孔角度进行控制,一般在70度左右。
清孔操作:清孔要保证桩孔内地下水位在1.0~1.5m之上,要对桩孔内的沉渣进行清除,防止出现桩孔坍塌、桩孔凝结效果下降状况。进行清孔是可以选取掏换浆清孔法,通过换浆清孔选取比重仪进行控制,使用正反旋转钻机进行钻孔,对泥浆中的砖渣进行清理,保证清孔效果符合清孔标准。清孔工作的顺利进行还能为下一个工作程序创造良好的施工条件,帮助整个工程施工的顺利进行,避免工程事故的出现。在进行清孔时应该遵循一定的标准,比如在清孔时要对所在钻孔位置的岩性、钻孔深度、钻孔直径、钻孔倾斜度都要有相应的执行标准。如清孔时可以将钻机的钻锥提升20cm到30cm,也可以将密度较低的泥浆或清水压入进行清孔。桩柱设计要不小于设计要求的持力层,摩擦桩要不小于设计要求的深度,孔径要不小于设计桩径。在进行工程验收时要对这些标准进行检验。在进行清孔时,要能够保证沉渣的厚度,泥浆的密度要和灌注的标准相符合。除此之外,还可以加强清孔技术的创新工作,比如空压机吹砂管反循环清孔方法,它主要是通过风管把压缩的空气吹入到管道底部,让泥浆和空气混合,并且在水的压力下沿着砂管向上排出,当泥浆在流动时能够将钻孔中的泥浆排除出去。但是这种方法也存在一定的不足,它在清孔时所需的设备量比较多,施工的工序复杂,这就容易造成施工漏洞的出现。所以在实行清孔工作时,施工人员要根据施工的具体情况来制定施工方案。
4.3 灌浆操作
4.3.1 灌浆处理准备工作
在进行水电工程的灌浆处理中,需要做好相应的准备工作,这样才能够更好的保证工程的施工质量,保证施工技术的准确到位。但是在实际的操作中,由于施工人员的自身的施工技术问题以及施工前期的准备工作不到位,从而影响到我国水电工程灌浆处理质量。因此在今后的工作中需要加强施工前期的准备工作,从而更好的保证水电工程灌浆施工的安全性。
4.3.2 施工材料准备
在进行水电工程灌浆技术处理时,应该要对其施工材料进行相应的控制,这样才能够更好的保证施工质量水平,降低施工技术安全问题。尤其是在当前我国水电行业发展比较迅速的情况下,一些施工人员由于自身责任意识比较差,最终导致施工材料准备不充分。所以在进行材料准备时,要对库存材料进行检测,确保材料的数量以及质量。例如对水泥、砂石以及钢筋等材料抽检检测,从根本上确保材料的质量。同时还应该对材料施工时所要采用的对比方案和配置比例进行核对计算,降低施工准备出现的失误率,保证建筑施工的整体质量。通过这样的施工前的准备处理,施工人员能够更好的保证工程施工质量。
4.3.3 施工人员准备
施工单位在施工时,要确保施工人员的状况,保证施工人员的技术要求以及安全意识。在施工前期,需要对相关施工人员进行培训,提高他们的工作意识,掌握相应的施工技术,最终保证电力行业相关人员的施工技术水平。除此之外,做好施工人员的准备工作,还需要施工人员以及设计人员对电力工程施工周围的环境进行考察,实事求是,根据环境来进行施工。同时相关人员还要水电工程设计图纸以及其他的数据非常了解,熟悉当地的地质地貌,从而确定钻孔位置,保证施工的安全性。必要时还要做好工作前期的培训工作,加强他们的责任意识,提高他们的技术水平,充分为施工做好准备。
4.3.4 灌浆技术的应用
在进行灌浆工作之前,施工人员要做好浆液的配置工作。分批来进行浆液的配置,从而来保证灌浆施工的质量水平。在进行灌浆时,第一批的配浆量应该要稍大于管孔的占浆量,然后根据吸浆量的情况来进行EAA环氧浆液的配置。并且还要严格控制相应的温度,这样可以为现场固化剂的加入提供比较稳定的环境保证。随着固化剂的加入,浆液会释放出大量的热,所以在进行这一工作时,配置人员应该要充分考虑浆液的散热状况,在加入固化剂的过程中需要均匀搅拌,最终达到散热的效果。最后要保证浆液的温度在30摄氏度以下,而且在使用浆液前,要对其温度进行测定,只有浆液温度稳定后才能够使用,这样能够保证工程施工的质量水平。
灌浆时要保证孔斜符合操作要求,保证浆液能够顺利进入缝隙。要对缝面进行封堵,保证孔实际灌浆压力。要强化通风效果,确保提高排水排气质量。施工人员可以将混凝土导管接口插在孔底的30cm~40cm,保证导管上口接漏斗,设置隔水球。混凝土装满漏斗后要对隔水球进行放开,打开排泥浆。连续排浆后要对孔进行检查,进行孔压水试验,使用单点法进行压水。当压力为0.3MPa时,操作符合实际需求,灌浆质量合格。同时在灌浆时可以按照孔号自下而上进行交叉多孔并注,可以先进行深孔的灌注,然后在进行浅孔灌注,最终稿保证灌注质量。灌浆的压力需要控制在0.5MPa到0.8MPa之间。灌注时如果不再进浆,而且压力等于零时,就可以将灌注管取下,然后在9和小时后再进行第二轮的灌注,这样可以保证灌注的质量水平,提高灌注施工的安全性。
5 贴嘴灌浆施工
在进行灌浆施工时,不仅有钻孔灌浆法,还有贴嘴灌浆的方法。贴嘴灌浆施工方法就是在贴嘴时对准缝口的部位,这样可以避免缝口不能够被黏胶封住。而且在封堵的过程中应该要将缝面烤干,在灌浆凝固后,可以在再烘干面上涂上相应的ECH胶,从而使得ECH胶和混凝土更好的结合,保证灌注施工质量水平,提高施工的技术性。在这样的贴嘴灌浆方法中,可以减少施工队混凝土结构的破坏。该项施工方法对渗水少和渗水压不大的连续性的裂缝施工比较实用。而且该项施工方法比较简单,操作要求比较低,施工人员在施工中可以提高施工的效率,保证施工的质量水平。由于浆材的亲水性比较好,凝固的时间比较快,从而能够更好的保证施工质量,减少施工问题的出现。
但是在这样的施工中还是存在一些问题,比如由于每一个嘴是单孔式的,在进行灌浆时,只有进浆嘴却没有出浆嘴,从而使得灌浆表面的压力增加,可能会影响到施工的质量水平。在这样的灌浆过程中,由于浆材的粘稠度比较大,如果是一些比较小的缝,浆液不太容易被灌注进去。
6 施工安全技术控制
在进行水电工程裂缝灌浆施工时,施工人员应该要提高施工安全意识。在施工的过程中能够提高自身的责任意识,采用比较先进的技术,从而保证施工质量水平。水电工程的施工质量会直接影响到我国水单行业的发展,因此在进行相应的施工时,首先需要设计人员对该项工程有充分的认识,严格按照施工设计要求来进行施工设计,保证工程的整体质量。管理人员也要加强对施工材料的管理控制,提高施工材料的安全性。在以往的施工中,经常会出现一些施工材料不合格,导致施工质量问题的情况出现,进而会影响到整个工程的建设。管理人员通过对材料的严格控制,能够最大限度降低施工质量问题,保证施工正常进行。同时在这样的管理中,还可以提高施工管理人员的安全意识,认识到自身管理行为的重要性,最终为工程施工提供良好的环境保证。而施工人员也要严把施工技术和质量关,对自身的施工行为进行严格要求,还要做好自身安全防护工作。在水电工程施工中会存在比较多的风险,因此他们要保证自身安全的前提下,提高水电工程施工的质量水平。
7 结语
我国社会经济的发展离不开我国水电工程的施工,尤其是近几年来,伴随着我国社会主义现代化步伐的加快,社会上对于电力需求也在不断增加。要想更好的满足社会经济发展的电力需求,就要不断提升水电工程施工质量。但是在这样的施工中经常会出现裂缝问题,如果不能够对这样的问题进行处理,就可能会严重影响到我国水电行业的正常发展。比如在混凝土的施工过程中,受到内部和外部环境的共同作用,工程裂缝问题比较常见。因此需要对这样的裂缝进行处理,从而保证水电工程的施工质量,保证水电系统的安全运行。通过上述一系列水电工程裂缝灌浆技术的探讨,提升了我们对该项施工技术的认识,同时也找到施工中存在的不足,为今后该技术的改进提供条件,最终实现裂缝灌浆技术的良好发展。
参考文献:
[1]黎回庭.现浇混凝土裂缝处理化灌技术在巴贡水电站工程的应用[J].水利水电技术,2010,6(8):6-7.
关键词:水利水电工程;钻探与灌浆;民生工程;建设性建议
中图分类号:TV文献标识码: A 文章编号:
前言:水利水电工程中钻探技术与其他项目中所使用的有些不同,例如挖煤或探矿中所使用的钻探,完全不同于本文要介绍的水利水电工程中的钻探技术,首先,两者目的不同,挖煤探矿时钻探技术是用来勘测矿井情况,而水利水电工程中的钻探技术,是用来了解水下枢纽建筑下的岩石特征,看是否对岩石层上面建筑有稳定性危险存在;其次,两者的测试标准不同,水利水电工程中钻探主要是通过岩层的岩性特征进行相关实验,测试出岩层的承载力等特征,从而判断出枢纽建筑物的稳定与安全,但是挖煤或探矿时主要是利用器械与矿井中物质的相关反应来判断。
1 常规钻探
常规水利水电工程的钻探技术施工前,需要对所需要钻探的作业环境进行全方位的了解,主要需要了解的内容有:钻探位置、钻探处的岩质系数等等。了解这些相关方面的信息有助于制定最合理的钻探方案,然后进行施工,这样可以保证钻探作业的顺利进行。
水利水电工程中钻探的最常用施工方法是使用清水钢粒钻探法[1],这种钻探施工的原理是通过钢粒的回旋产生冲击力破坏土层结构,清水起着冲洗的作用,且能降低摩擦产生的热量,减少钻探时产生的灰尘。钻探过程中,需要使用套管进行保护钻头,岩石的取样需通过结构的具体形式来确实。清洗液使用清水,不仅仅取材方便、价格实惠,而且能有效降低钻头工作时的温度,有效延长钻头使用寿命。但是清水极易破坏钻头的结构取样,使得施工时部分地质被清水冲走,从而导致无法准确判断出岩层信息。因此使用清水冲洗时,应主意控制冲洗过程中的流水量,水流量过大或者过小都会对钻探作业产生相应影响,过小难以控制施工时产生的灰尘以及及时冷却钻头,过大会造成岩层一定的破坏,使得取样困难。因此需要实际经验进行选定相关冲洗水流量。对于钻探工作中钻具的选择,需根据实际的岩层地质条件进行综合考虑。通常情况下,常规钻具的口径有以下几种:Ф168、Ф146、Ф127、Ф108、Ф89,这类钻具的平均水平是50m/月,对于设备有很高的损耗。由于这种弊端,一些施工单位会根据实际情况最钻具进行一些改进,一般情况下主要是对钻具的尺寸和外观进行改善以适应相关的钻探工作,提高工作效率。另外还有一种合金钻头,这种钻头一般是应用于对坚硬岩层的钻探,施工单位会根据实际钻探的情况进行一定的改进与调整,使得工作效率提高,工期缩短。合金钻头的口径有以下几种:Ф127、Ф108、Ф90 和Ф76,并且有两种钻具形式,一种是双管钻具,一种为单管钻具。
2 灌浆施工
2.1 灌浆分类
灌浆的分类依据分类标准不同,分类也会有所不同。
(1)依据灌浆材料不同,可分为水泥灌浆、化学灌浆以及黏土灌浆等;
(2)依据灌浆目的不同,可以分为固结灌浆、帷幕灌浆、接缝灌浆、接触灌浆等;
(3)依据灌浆的方式不同,可分为循环式灌浆、纯压式灌浆、自上而下分段灌浆、自下而上分段灌浆等。
2.2灌浆工艺
我国灌浆技术不断的向前发展,由于灌浆技术不仅有利于环境保护,并且浆材价格低廉,灌浆加固后的坝基耐久性增强明显,所以灌浆技术得到了广泛的应用。因此形成了一套标准化的施工工艺。从灌浆机器的选择到整个灌浆标准化的施工流程已经灌浆品质的鉴定,都有完整的施工工艺。
根据灌浆的施工场合不同,灌浆技术可以分为以下几种:一种为无塞灌浆技术,这是一种应用于软弱岩层的灌浆施工技术,一种为混凝土灌浆技术,主要应用于对坝基的加固与防渗,另一种为诱导灌浆技术,这是一种比较特殊的灌浆工艺,主要利用的是电化学的原理来见笑岩层侧压力。下面将对这几种灌浆技术做一些简要的分析。
(1)无塞灌浆技术。这种技术的原理比较简单,主要是利用钻具在岩层上钻一个孔,钻孔过程中,要求自上而下,孔口的孔径要求比灌浆孔径大20mm左右,以方便射奖管或无缝钢管的插入。钻杆与孔壁之间的空隙在灌浆作业完成后进行封堵。
(2)混凝土灌浆技术。这种灌浆技术最早应用于混凝土坝体的防渗与加固工程之中,随着混凝土的不断深入研究,建筑业中混凝土的不断使用与发展,混凝土的防水和抗震特性不断被开发,使得混凝土在水利水电工程中的应用前景越来越广泛,越来越多的水利水电工程对于坝基的防渗修复与加固,使用了混凝土的灌浆技术。且水利水电的工程实例表明,混凝土灌浆技术有着很强的实用性,且加固效果良好,加固工艺相对简单,取材方便,造价比较低。
(3)诱导灌浆技术。这种技术是一种比较特殊的灌浆技术,主要是利用了电化学的原理来控制浆体在施工过程中的流动范围,来减小岩层施工时的侧压力,这样可以方便对于基体的加固。
对于灌浆技术的质量控制需要进行多方面的综合考虑,如灌浆的施工工艺是否设计合理、操作人员操作是否到位、施工过程中的一些外在因素影响是否很大等等。灌浆技术的质量控制的主要方法为:根据现场勘测,选择技术人员选定合适的灌浆工艺,包括浆材选择、施工环境的综合考虑、地质分布情况,为后续的灌浆工作做好足够的准备。
第一,灌浆方式选择劈裂灌浆方式进行灌浆,可以有效的保证载体垂直最小主应力面,这样可以防止劈裂现象的产生;第二,劈裂灌浆可以使用数值法和曲线法来了解灌浆载体的水力劈裂情况。这是根据灌浆载体与水力劈裂的性质来进行判别的[2]。水力在裂隙中呈紊流状态,说明灌浆载体出现劈裂,裂隙的填充物发生了较大变形,扩大了渗流面。第三,浆体对于灌浆载体的湿润能力与亲和力是通过接触角来进行判断的。当接触角为锐角时,吸渗作用不明显,需通过外力作用;接触角为钝角,具有吸渗作用,此时亲和力大于零。
结束语:综上所述,在水利水电工程施工中,钻探与灌浆是非常重要的两项基础技术施工项目,不仅仅影响着水利水电工程的施工质量,还对于水利水电工程的正常运营起着制约作用。钻探施工时,应注意对所需钻探工作的岩层进行综合分析并仔细考虑,制定出最合理的钻探方案,以保证钻探工作的顺利开展。灌浆施工时,不仅要熟悉这一施工流程,并且还需了解各种施工方案的利弊,选择最合理的施工工艺,制定出严密的施工预案,对各个施工阶段严格把关。水利水电工作建设是民生基础建设的一种,关系到人民的切身利益。所以进行施工建设时,一定要严格保证质量大关,做好施工过程的每一个步骤,切实落实。
参考文献
【关键词】水利工程 帷幕灌浆 大坝防渗
目前,水利工程建设中防渗问题对我国的建筑物具有关键的影响。对水利工程基础防渗问题的处理,不仅可以使水利工程基础的渗漏量和基础扬压力得到有效的降低,还能够将基础渗流梯度得到良好的控制,从而能够避免水利工程基础渗透现象。水利工程基础基础进行帷幕灌浆处理是目前最有效的水利工程基础防渗方法。为了能够达到预期的目的,对水利工程基础建设采用帷幕灌浆施工技术是现代最有效的方法。
1帷幕灌浆施工技术的分类
对于传统的帷幕灌浆施工技术来说,具以如下两种分类方法:一,根据灌浆孔底部是否深入至相对不透水岩层为依据进行划分。二,根据帷幕灌浆孔排数进行划分。另外,根据灌浆孔底部是否深入相对不透水岩层具有两种分类,具体如下:一,灌浆孔底部深入到不透水岩层的帷幕灌浆称封闭式帷幕灌浆。二,灌浆孔底部不深入到不透水岩层的帷幕灌浆称悬挂式帷幕灌浆。然后,按照防渗帷幕的灌浆孔排数进行划分,可以将其分为两排孔帷幕和多排孔帷幕。
2帷幕灌浆施工技术的准备工作
(1)按照设计所提供的设计资料,对帷幕灌浆工程的地质和水文地质情况进行勘测。
(2)在进行帷幕灌浆施工前,需要对工程现场的灌浆进行试验,根据现场灌浆得出的试验结果对设计方案的灌浆效果进行检验。现场灌浆试验,就是通过不同的灌浆方法、孔距、压力、材料、排距、质量标准和检查方法,来进行试验方案效果的比较,以此来确保施工方案的准确性。
(3)通过现场灌浆试验,对帷幕灌浆的施工轴线的位置、帷幕的长度、排数和深度等进行确定。
(4)通过试验得到结果,以此来制定科学合理的帷幕灌浆检查和补强加固的方法。
3帷幕灌浆材料
对于帷幕灌浆施工技术来说,所使用胶凝材料主要是水泥。对于地质环境较差的特殊处,采用高分子化学胶凝溶液较为合适。对于砂砾石地基的地质环境,采用水泥粘土浆液更为合适。
帷幕灌浆所采用的水泥品种,要按照施工设计的要求来确定灌浆量以及环境水的侵蚀作用。一般情况下,帷幕灌浆所采用的水泥是普通硅酸盐水泥。但是,在特殊情况下,通过使用抗酸水泥或者其他类特种水泥更为合适。另外,要确保帷幕灌浆所用水泥的品质能够满足施工的标准要求。要求帷幕灌浆所用水泥的强度等级不低于PO.32.5。与此同时,要求灌浆所用的水泥要进行妥善的保管,禁止将水泥存放在潮湿处,并且将存放的时间缩短,施工材料不允许采用受潮结块的水泥。
4帷幕灌浆的施工规定
首先,在进行帷幕灌浆施工时,要求混凝土坝岩基帷幕灌浆在坝体内廊道和两岸坝肩平洞中进行灌浆。对于土石坝岩基帷幕灌浆来说,应该在岩基顶面以及坝基内的廊道中进行灌浆,这样以来对坝体填筑的进度不产生影响,并且能够对完工后帷幕灌浆的情况进行监测,便于帷幕灌浆的补强作业。当进行帷幕灌浆的钻孔与灌浆时,必须要按照施工的设计顺序进行作业,并对其进行加密。就多排孔帷幕灌浆而言,灌浆和钻孔要由下游到上游再中间的顺序进行作业,同一排孔应按3个顺序进行钻孔和灌浆,灌浆的方式要分段进行作业。
其次,灌浆压力可以通过孔口处的表层压力值进行控制。就砂砾石层帷幕灌浆而言,所采用的灌浆压力应该较大些,以不引起地面抬动为限。为了确保帷幕灌浆的密实性,在进行灌浆时,应根据孔下部比上部的压力大,后序孔比前序孔压力大,中排孔比边排孔压力大的方案来确定所采用的压力。如果基础渗漏较严重并且灌入的浆量较多,则灌浆压力就需要通过使用分级升压的方法进行作业,以此来达到施工设计的压力,从而使浆液的扩散范围得到良好的控制。
然后,在进行帷幕灌浆施工时,在幕体中采用钻设检查孔的措施,通过实施压水试验对帷幕灌浆的质量进行检查,如果帷幕的质量不符合施工的要求,要及时的进行处理。
5帷幕灌浆施工技术的应用
5.1帷幕灌浆技术的施工方法
一般情况下,采用帷幕灌浆技术时,要对水利工程的地质条件、帷幕钻孔以及设计相关的要求等具体情况进行考察,以此来确定帷幕灌浆技术的施工方案。对于帷幕灌浆孔来说,可以将帷幕灌浆的方法进行细分,可以分为全孔分段灌浆和全孔一次灌浆。在进行灌孔作业时,要求施工人员根据钻孔冲洗、压水试验、灌浆以及封孔的施工顺序进行施工。但是,全孔分段灌浆与全孔一次灌浆在使用的条件上还存在一定的差别,对于水利工程地质条件较好、岩石分布较完整以及漏水较小的情况,采用全孔一次灌浆的方法更为合适。然而,对于工程地质一般以及漏水情况较为严重的施工区域情况,采用全孔分段灌浆的方法进行施工较合适。另外,对于全孔分段灌浆来说,主要包括自上而下、自下而上、综合分段法以及孔口封闭自上而下灌浆法进行作业。与此同时,要求水泥的质量要满足施工的要求,防止因水泥质量问题,从而造成帷幕质量不符合施工设计的要求。
5.2帷幕灌浆施工技术的应用
采用帷幕灌浆技术施工前,施工单位要根据施工中所需要的基准指标、基准点、基准线等相关的测量指标的资料进行施工方案的设计。另外,施工单位应该要求监理单位安排专业的工作人员和施工技术人员对施工现场各项数据进行信息的核对,对测量数据的精确度进行确定。帷幕灌浆孔轴线的数据测量必须要按照施工的要求进行操作。对相关的数据进行认真的核实,这样以来施工单位就可以根据正确的数据进行施工。当完成测量、核对数据的工作后,工作人员就能够根据帷幕灌浆施工技术的方案进行灌浆孔的设置。
在进行灌浆孔的布置时,每两个灌浆孔之间要保持一定的距离(至少2m),并且要求灌浆孔轴向的偏差在施工要求的范围内,防渗墙混凝土底部的深度保持在20―30m,这样以来就可以确保灌浆孔的最佳深度。在进行灌浆孔布置的过程中,所有的灌浆孔位置的超出要符合帷幕灌浆施工技术方案的要求,以此确保帷幕灌浆施工技术能够有效地处理好大坝的渗水。在应用帷幕灌浆施工技术时,要求工作人员要重视工作的细节问题,对施工环节中的质量问题进行掌握,使帷幕灌浆施工技术能够顺利地进行作业,以此确保水利工程施工的质量。另外,施工人员要根据帷幕灌浆施工技术的要求,将施工有序地进行开展。
5.3帷幕灌浆施工技术中常见的问题
目前,帷幕灌浆施工技术在水利工程基础建设中得到了广泛的应用。但是,帷幕灌浆施工技术中存在的问题越来越引起人们高度的重视。在应用帷幕灌浆施工技术时,灌浆中断以及串浆问题是主要常见的问题。灌浆中断和串浆问题对帷幕灌浆施工的质量具有重要的影响。为了防止灌浆中断现象的出现,在进行帷幕灌浆施工前,施工单位必须要做好防范工作。另外,施工前,要求工作人员对所使用的施工设备、机械输浆管材等实施检查工作。在应用帷幕灌浆作业时,工作人员还要对输浆管材进行检查,看是否能够正常的进行作业。如果发现输浆管出现不牢固、破损和堵塞等现象,要求相关的技术人员必须要进行及时的处理。
在进行帷幕灌浆施工时,如果产生串浆问题,就需要通过对串浆孔以及灌浆孔并实施灌浆的方法进行作业,确保每个灌浆孔能够在同一时间内进行灌浆施工,以此防止帷幕灌浆施工中产生串浆现象。在进行水利工程作业时,如果帷幕灌浆施工产生串浆现象,就会导致整个水利工程中产生质量问题。所以,在进行施工的过程中,要求施工人员要掌握帷幕灌浆施工中的各个环节,通过使用现代化专业的施工设备,确保水利工程施工的质量。
6结语
综上所述,我国水利工程建设取得了一定的成效,为了确保帷幕灌浆施工质量,要求施工人员按照施工方案的设计进行作业,施工人员要掌握好施工中的细节问题,要求水利工程技术人员对施工技术进行不断地创新以此来提高水利工程的质量。另外,要选择最佳的施工材料和施工方案,充分发挥帷幕灌浆施工技术的作用。
关键词:路基边坡;加固处理;相关分析和探究
广义来讲,直接路基边坡加固法施工内容主要包括挡墙施工、护坡施工、抗滑桩施工和路基滑动面混凝土对应栓塞施工以及相关钢绳锚索施工等。而间接路基边坡加固法基本内容主要包括路基边坡巷道疏干施工、路基边坡钻孔疏干施工和路基地面节水排水施工以及路基边坡削坡减载卸荷施工等。特殊路基边坡加固法主要加固操作内容包括对路基边坡麻面的爆破工作和相关路基边坡压力灌浆操作等。上述几种路基加固方法是当前我国公路路面路基边坡加固方法中的主要施工环节和施工手段,所以我们应该对路基边坡加固处理工作重视起来。
一、当前路基边坡施工加固现状
1.现下我国经济快速发展且公路建设水平不断升高,其对相应路基边坡加固处理工作逐渐被重视起来。应该了解到,当前应用最多的路基边坡加固方法主要是预应力锚索路基边坡加固技术,在基本锚索加固施工中,在加固原理上其与对应锚杆基本持等同态势,但是锚索加固却比锚杆方式有着一定优异性,因为在锚索中可以对其进行较高锚固预应力施加且此时锚杆加固深度会小于锚索加固深度,同时加固范围会有所增大,这样就会在一定程度上使得路基边坡加固程度趋于稳定,并且深层滑坡加固工作会得以正常运行。需要注意的是,锚索可使岩体结构适用效果和相关岩体介质效果等都会达到最佳化,锚索埋设工作过程和锚索施工工作过程会愈显快捷方便。锚索路基边皮加固具体效果是由路基边坡加固施工工艺所决定,经过数次路基边坡加工实践可以得出结论,要想进行较为科学合理的路基边坡加固施工,就应从路基边坡加固施工方法和完善路基边坡施工质量两个方面进行权衡考虑,所以应加强对锚索施工工艺选择工作和锚索施工质量检测方法探寻工作以及锚索施工质量措施实行工作等的重视力度和执行力度。
2.时下最为流行的路基边坡加固处理方法主要灌浆路基边坡加固方法,同时灌浆路基边坡路边法也会对路基边坡沙土性质进行改善。当前最为常见的化学施工灌浆材料主要包括膨胀性化学灌浆材料、高强度化学灌浆材料和低渗透性化学灌浆材料和快速凝结性化学灌浆材料。上述多种性质的化学灌浆材料均对各种类型破碎岩体路基边坡和相应图纸边坡适用,同时化学灌浆材料加固费用合理,其比直接路基边坡加固法费用要低出很多倍。当前我国有关水利部门和水利机构也逐渐对路基加固高边坡工作重视起来并且开发出多类路基边坡加固灌浆材料和灌浆产品等,但是现下我国公路部门和公路交通建设管理机构却未对其加以重视。
二、路基边坡基本加固方法要点分析与探究
1.格构路基边坡加固技术
(1)我们通常所说的格构路基边坡加固技术是指用浆砌石块路基边坡加固方式和现浇施工钢筋混凝土路基边皮加工方式以及相应预制预应力混凝土路基边坡加固施工方式等进行路基边坡坡面处理,之后在此基础上利用锚杆施工手段和锚索加固策略将个体边坡进行加固技术创建。格构路基边坡加固技术通常情况下都会与生态环境美化工作进行有机融合,此时应利用框格路基边坡加固处理技术进行草木移植以至达到美化环境的主要目的。格构路基边坡加固技术多被用于高陡边坡路基边坡加固,同时此类路基边坡加固方法也会一定程度上起到美化作用。
(2)格构路基边坡加固方法的主要加固作用表现在其能够使坡体剩余下滑力、坡体剩余土压力和坡体岩石压力三者进行合理分配,使其能够正常处于格构结点锚杆出和格构结点锚索处,以此为前提进行对应锚索传递并将其进行稳定底层区域传递。因为只有这样才能在一定程度上使得路基边坡坡体处于稳定状态,此时路基边坡主要加固作用力为锚索力和锚固力,在二者作用力影响下会使得格构施工工艺本身成为一种较为具体的基本传力结构,但路基边坡加固抗滑力提供方则为锚杆和锚索。格构路基边坡加固技术只是一种广义加固技术术语,格构路基边坡加固技术主要涵盖了格构路基边坡加固施工工艺本身和锚索两个重要方面。从格构路基边坡加固技术施工特点和施工作用信息入手进行考虑,针对稳定性能类型并不相同的路基边坡应采取不同格构路基边坡施工形式以及对应锚固施工形式等进行具体路基边坡坡面防护。假设在施工过程中遇到施工难度较大的路基边坡,我们应该采取现浇钢筋混凝土格构预应力锚索路基边坡加固法进行路基边坡加固工作处理,此时还应加强路基坡面防护工作和路基边坡坡面植被种植工作等。图为格构路基边坡加固施工示意:
图一 格构路基边坡加固施工示意
2.路基边坡锚固设计理念和基本施工方法概述
(1)就路基边坡锚固机理而言,路基边坡锚固处理工艺是有效增加路基边坡稳定性的最佳方法之一,路基边坡加固实施措施要想达到预期经济性加固施工目的就应合理使用预应力锚固手段。预应力锚固工艺无疑是最合理且最有效的路基边坡施工工艺,因为我们可以通过相关锚杆和锚索进行预应力对应点施加,同时对主动阻滑力进行对应路基边坡滑动移限制和路基边坡滑动体滑动限制等,,此时我们所说的阻滑力是由路基边坡滑动体滑动时所产生的一种力。当对不稳路基边坡进行相应预应力锚固施加时会出现位移速率显著下滑现状,这就会在一定程度上会对路基边坡岩体滑动状况和路基边坡土体滑动状况等造成制约。因为受基础预应力锚索影响,路基边坡中的每一个具体部位变形趋势皆处平缓状态。图为路基边坡锚固设计施工结构示意:
图二 路基边坡锚固设计施工结构示意图
(2)路基边坡开挖工作流程是由上而下进行施工的,在进行路基边坡上部施工时,锚固工作是加固施工重点环节,对不稳路基边坡加以锚固时会使得结构域结构之间的紧密度得到提升,这就会提高抗剪能力和防滑动能力。路基边坡法向应力是由相关预应力锚索实施有关加固操作所致,其使得路基边坡滑动面中的基础阻滑力数值逐渐升高并保证了路基边坡稳定性。岩体细节形态变化受路基边坡岩体应力状态影响,由于在路基边坡加固施工过程中其节理裂缝会被进行压合,之后在此基础上路基边坡岩体弹性抗力会显著提升。另外需要提到的一点就是,相关路基边坡岩体应力状态会受预应力影响而发生状态改变,当预应力锚索具置发生交错状态时其有效抑制了路基边坡卸荷裂缝的产生和蔓延且使得路基边坡围岩整体加固效应有所增强。
三、路基边坡锚固设工艺计原则分析与探讨
1.应该对周围环境和地理状态进行详细分析和检测,同时对路基边坡各种结构面信息有所熟知以至熟练掌握和了解,对路基边坡组合情况和详细力学性质信息以及不稳路基边坡范围等进行查明以方便后续路基边坡加固后续施工。
2.路基边坡岩体强度主要作用应要具体展现,当无法确保路基边坡岩体稳定时,路基边坡岩体下滑力应排除阻滑力,在排除阻滑力之后对不足阻滑力出进行锚固力预应力供给。预应力锚索抗滑力与对应路基边坡岩体自身强度所产生的抗滑力二者之和要尽量满足路基边坡抗滑系数和稳定系数要求,因为只有这样才能在一定程度上加强路基边坡加固施工质量和加固施工效率。
3.对路基边坡加固安全余度进行全面考虑,因为路基边坡稳定性会受多种因素制约,力学指标在此过程中并不能做到百分百精确,同时加之路基边坡加固施工众多等不可预见因素影响,我们应该在确保路基边坡加固施工安全的基础上才能进行稳定方案设计和加固策略执行。
结束语
综上所述,路基边坡加固处理方式主要包括直接路基边坡加固法和间接路基边坡加固法以及特殊路基边坡加固法。我们应该进行相关路基边坡加固处理以保证路基边坡质量优良,本文针对当前路基施工现状,对路基边坡加固处理工作方式和处理手段进行详细分析和阐述,希望为我国土建行业发展贡献出一份力量。
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关键词:水利工程;灌浆;施工技术
水利工程建设在我国具有发展速度快,前景良好的特点,但是,应当注意快速发展与质量问题之间的矛盾,很可能因为追求高速度导致质量的下降。因为天然的地基形式是不多见的。都得运用其他方式来加固地基。通常来说,选用的技术都是混凝土灌浆工艺,并且我国现阶段也都是使用这种材料来完成地基的加固。灌浆技术是地基处理的主要方面,能够充分利用在大坝的坚固和防渗功能上,但是此工艺应当进行特别的处理。必须经过严格的工艺以及特殊材料的运用才能达到较为稳定的效果。在性能上能够达到要求。
因此说灌浆工程的重视程度非常高。现在灌浆工艺已经成为了重要的研究课题,以下总结一些经验之谈,进行灌浆工艺的总结,提醒人员注意。
一、 几种常见的灌浆技术
1.无塞灌浆方法。无塞灌浆施工法原本叫做“孔口封闭灌浆法”,其特点在于自上而下、循环式、不待凝的无塞灌浆技术的运用。在水利工程施工技术中十分常见,施工流程大致如下:钻一个比帐幕灌浆孔的孔,孔的规格有一定的限制。不下入原来一套复杂的灌浆塞,而只是下入一根钻杆或无缝钢管来作为射浆管,以钻杆与于L壁之间的孔隙作为循环灌浆的回浆管。这与其他的施灌流程的最大的不同,剩下的施灌流程一般同常规得帐幕孔口封闭灌浆法一样。在水利工程施工中,每一段灌浆结束,即可提出钻杆、换上新钻具进行下一轮灌浆段的钻孔,灌浆也不需要待凝。无塞灌浆施工技术大体具备以下几个优点,在水利工程的施工中应用比较广泛,首先,将常规帐幕采用灌浆塞改良为“无塞”,不断大大地缩短了试验(施工)时间,也进一步地提高了工效。通过实验发现,采用无塞帐幕灌浆的施工技术与有塞帐幕灌浆的施工技术相比较,不仅可缩短近一半工时,而且也可以进一步避免了灌浆塞经常出现塞堵不好而发生漏水需返工处治的麻烦。无塞灌浆方法的优点关键是提高了帐幕灌浆质量,采用常规帐幕灌浆后压水检查结果虽然基本能达到标准和设计要求,但在采用无塞灌浆施工技术后压水检查结果不仅已达到基本的标准和水利工程的设计要求,而且防渗能力也显著增强。这些都是有塞灌浆的施工方法所难以达到的。由此可见,无塞灌浆的施工的方法在增强水利工程的防渗透能力上有着很大的优势,需要我们认真的研究这一施工技术,并不断的改善和创新。
2.混凝土裂缝灌浆技术。作为水利工程中灌浆技术的重要组成部分,混凝土裂缝灌浆技术也成为近几年的一项应用十分广泛的施工方法。混凝土裂缝灌浆技术最初来源于坝工构筑物,并不是一开始运用于混凝土裂缝灌浆技术,后来才逐渐引用到各类的建筑工程中来。通过多年来对该技术的实际应用,已证明通过环氧灌浆法来修补混凝土裂缝在技术上是可行的,在经济上也是合理的,在实践中的运用效果也十分突出。这一方法的成功也为修补土木建筑工程混凝土裂缝提供了一个新的途径和尝试。不仅在大型的建筑工程,在各种规模的水利工程中的应用效果也十分显著。这种施工方法在不断应用的过程中又得以改进和完善,至今已经成为混凝土构筑物加固和堵漏的一个重要方法。也是水利工程施工灌浆技术的一个重要内容。
3.诱导灌浆技术。在水利水电灌浆工程设计时,根据不同的要求,创造条件设计既能挡住泥土侧压力,又能防渗漏的灌浆帐幕工程;同时设计出控制浆液流动范围,更有效地进行加固的基础加固工程。这就是诱导灌浆技术。广义的诱导灌浆技术还包括电渗化学灌浆等。
二、灌浆施工的基本要求和常见问题
1.灌浆孔钻孔施工。在灌浆技术的孔钻施工中要注意几个问题,可以说任何一个环节处理不好都会对水利工程的安全和质量带来损害。首先是关于孔斜率要求,钻孔一般要求直孔,孔壁必须正直均匀,尤其是帷幕深孔更要保持正直和表面均匀,当孔距较近时,施工人员应该特别注意孔壁的测斜工作。关于钻孔顺序,必须坚持一个原则,不论帷幕灌浆或固结灌浆孔的施工技术方法都必须坚持正确的钻孔顺序,灌浆孔施工顺序应采用逐步加密的办法。首先进行第一序孔灌浆,而后依次进行第二、第三序孔的施工,这样,后序孔的灌浆孔即可作前一序孔的检查孔,这样做可以保证不出现施工上的误差,同时通过工程压水试验可以发现,是否吸水率达到设计要求,即是否钻孔可以省去后序孔的灌浆。钻孔和裂隙的冲洗在灌浆之前,要首先进行钻孔及裂隙的冲洗,先将裂隙中的岩粉,铁砂粉等物冲出孔外,使浆液与岩石胶结良好,同时在冲洗时也可以通过钻杆用压力或压缩空气轮流吹洗。单孔的冲洗一般用于较完整的,裂隙较少的岩层,其方法有以下几种:高压水冲洗;高压,低压反复冲洗(高压脉冲冲洗);扬水冲洗(水、气轮换冲洗)等。这样才能保证水利工程灌浆钻孔施工的万无一失。因此在水利工程的设计中,要充分测量孔斜率要求,钻孔顺序和钻孔的冲洗方法。这与水利工程的使用不无关系。
2.灌浆方式。灌浆方式分为两种,一种为纯压式灌浆,即单纯地把浆液沿灌浆管压入钻孔而不返回循环,适用于裂缝较大的岩层,孔深不大,而缺点也十分明显,即容易堵塞细小的裂隙的进口,阻碍灰浆填满缝隙。因此在实际施工中很少采用纯压式的灌浆技术,第二种方法是循环式灌浆,又分孔口和孔内循环,孔口循环为浆液仅在孔口进行循环,实质上还是一种纯压式。孔内循环则是用内外两管之间的空隙返回到孔外。此法特点是:浆液在孔段中始终保持流动状态,减少了颗粒沉淀,灌浆质量较高,应用广泛。
综上所述,水利工程的灌浆施工技术是一项重要的复杂的技术、对工程设计者和施工人员有很大的要求,为此,我们要仔细研究水利工程灌浆技术的各项指标,优化设计程序,确保水利工程的质量、安全性和效果。
参考文献:
关键词:水利工程;堤坝防渗;施工技术
引言
改革开放以前,我国堤坝防渗加固技术还比较落后,加固技术的配套性也存在很大缺陷,加固材料的质量也参差不齐,较多采用传统的粘性土截水槽、混凝土防渗墙、灌浆惟幕等措施。随着我国社会主义现代化建设的不断深入,通过大量的工程实践和科学实验,防渗加固技术发展极为迅猛,设备简单、操作方便、安全可靠;外观工艺质量好,施工效率不断提高,目前在这方面的研究已跨入世界先进行列,对于水利工程的设计、施工等都具有重要的现实意义。
一、水利工程中堤防险情的主要种类及施工方案
1.1 堤防险情的主要种类
堤防出险主要有漫顶、渗透破坏、滑坡和开裂等失事形式,其中渗透破坏在堤防工程中最普遍。渗漏破坏包括四种形式,它们是流土、管涌、接触流土和接触冲刷。堤防渗透破坏险情可分为三种情况:首先,堤身内部遗留有屋基、墓穴、阴沟、暗道、腐朽树根等,导致堤身产生险情,主要表现为散浸、浪坎、坝身裂缝、坝内崩塌、漏洞等。其次,穿堤建筑物与堤身、堤基接触带产生接触冲刷,导致的险情,由于筑堤时普遍清基太浅,甚至没有清基,堤身堤基接触带物质较混杂。第三,堤基管涌险情,主要是由于堤基土为黏土或壤土,层厚分布不均匀,局部夹层有较强的透水性所致。
1.2 堤防防渗的施工方案
(1)堤身的防渗处理,可采用堤身锥探灌浆、堤基水泥土截渗墙、土工膜斜墙等防渗体。必要时还可堤身加高、培厚或翻挖重新填筑堤身。
(2)堤防工程的特点,对堤防截渗墙,关键是要采用薄墙和保温性能好、保温材料廉价易得的材料才能有效地降低工程造价。目前常用的配料混合、浇铸、振动压缩、挤压造墙均可达到这一要求,其中深沉法最方便、最低成本。
(3)对于在粗砂卵砾石含量较高地段,则应考虑采用冲击钻机配合液压抓斗成槽法开槽,采用塑性混凝土作为墙体材料,当然造墙成本也会大大提高根据堤防工程的特点。
二、水利堤防防渗加固技术分析
2.1 堤坝防渗处理
堤坝防渗施工中所出现不同形式的防渗处理方法。针对上述几种情况,我国防渗一般采用混凝土防渗墙与帷幕灌浆结合的方案来处理渗透或降低浸润线,前面才用木桩以防滑动,后面加压重以防倾覆等措施来提高抗滑稳定性安全系数。滑坡是最难处理的部分,要从滑坡的起因上解决问题。最好的途径是降低坝体浸润线,排除坝体和坝基渗水,提高板桩墙后复合土体的强度指标。近些年来,随着聚合物迅速发展而发展,采取边挖、边铺、边夯、边护的土工膜或复合土工膜防渗提高土体稳定性,以其重量轻、比强度高、耐腐蚀、易加工等优点得到越来越广泛的应用。
2.2 灌浆防渗的种类
(1)所谓劈裂式帷幕灌浆,就是采用孔底注浆、全孔灌注的策略,用于加固堤身,防止新的险情发生。其方法是根据堤坝曲直高低,河水之宽窄深浅,流速之快慢的不同情况,用岩石钻机,冲击回转式钻机或更简单的钻具,分别采用梅花形、孔排距为2.5m×2.5m的布孔方式,沿堤坝轴线从大堤堤顶距背水堤肩1.5m处钻孔,一般孔距3 m,孔深根据堤身情况分别从堤身险情、填土物质组成、密实度、渗透性等方面填土或穿过堤身钻入基础1~2 m为宜。并采用自下而上分段灌浆施工方法,少灌多复;先导孔仍应自上而下分段进行压水试验;使得压力由大到小,灵活掌握。这样,可以较好地处理灌浆中出现冒浆、串浆、漏浆、涌水、灌浆段注入量大等各种问题,使灌入的泥浆沿堤的轴向的偏差不能够超过10cm,形成一道帷幕,最大限度地提高堤身的工作效率和质量,防止渗漏的目的。
(2)低压速凝式灌浆法一般用于堤身灌浆封堵洞穴管涌,它可根据工程所处的地理位置及地上、地下各种管线情况(即粘土层或砂砾层)分别采用ZQS50型气动手持式钻机钻孔,然后将搅拌好的浆体注入膨胀物体孔内,再以小于49kPa的压力向孔内灌入加进粘土水泥浆、粘土水玻璃浆、水泥粉煤灰混合物。
(3)高压填充式灌浆主要用于地基灌浆托换加固,亦用于堤身单薄,蚁穴多的填充。用于基础灌浆时,须用KSZ-40型锚固工程钻机在需灌的堤段从堤顶钻孔,一期孔距为3m,二期也加密到1.5m。灌浆时压力限制:127.40~166.60kPa功耗:静态功耗
三、混凝土防渗墙技术
(1)高压喷射防渗墙是借助于高压水和高压气的混合射流冲击扰动地层土体,同时灌入水泥浆,使水泥浆液与被灌地层搅动的土石颗粒掺混,形成水泥凝结体。
(2)自凝灰浆防渗墙是在性能良好的柔性防渗墙材料的基础上发展而来的。在水泥浆液中掺入少量膨润土即可制成稳定性“自凝灰浆,其性能特点是析水很少,在凝固前可作为造孔中的固壁泥浆,全部完工后再进行5-10分钟的自然风干,形成墙体起防渗补强作用。该技术在国、英国、法国、澳大利亚各均已使用,我国尚处于起步阶段。
(3)垂直铺塑是利用一连串带有挖斗的斗链,通过链条及链斗连续挖掘出渣,使用一定浓度的泥浆固壁,开槽机连续不断地沿墙体轴线作业前移,成槽铺设后,随即回填保护层,以免应力集中和人为造损伤。开挖深度为8~15m,槽宽为15~30cm。
(4)水泥土搅拌桩防渗墙。利用水泥作为固化剂,通过深层搅拌机把水泥浆喷入土体并搅拌,使水泥土土体强度大大提高,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,硬结成墙,它的设计控制指标为:单轴抗压强度不小于1.0MPa,渗透系数K
(5)帷幕灌浆是将一定配合比的浆液通过施加一定的压力压到岩层裂隙中,经过硬化胶结以后,形成结石,达到防渗或加固的目的。小浪底帷幕灌浆一律采用孔口封闭灌浆法,国际上一些高效率的施工方法,如GIN灌浆法是近十多年来流行的一种新型水泥灌浆法,促进了我国灌浆技术的发展。GIN灌浆法是一个科学的有使用价值的灌浆方法,由前国际大坝会议主席隆巴迪博士首先提出的。隆巴迪认为,对任意孔段的灌浆,其所损耗的能量比例是相当小的,能量的消耗近似地同最终灌浆压力P和单位灌浆段吸浆量V的乘积成正比,PV就叫作灌浆强度值,即即PV=GIN值。
关键词:水工隧洞渗水裂缝处理措施
1 前言
水工地下隧洞衬砌混凝土为满足抗冲耐磨要求,一般混凝土设计标号高、水泥用量大,加上基岩硬度大,弹模高等原因,即使采用低温混凝土浇筑,最高温度也超过了允许标准。在隧洞衬砌混凝土浇筑形成后,结构混凝土由于受到内外温差所引起的温度应力影响,产生不均匀收缩而出现裂缝,特别是在地下水位较高的隧洞会出现以垂直于水流方向的环向有一定水压渗水裂缝。在处理这类渗水裂缝的过程中采用了高渗透改性环氧浆材,灌浆施工工艺采用打斜孔埋管和无损贴嘴灌浆的方法,裂缝处理的效果满足设计的质量要求。
2 裂缝处理化学浆材的选择
化学浆材选择应掌握的原则:一是浆材的可灌性,所选化学浆材必须能够灌入裂缝,充填饱满,灌入后能凝结固化,以达到补强和防渗加固的目的;二是浆材的耐久性,所选用材料在使用环境条件下性能稳定,不易起化学变化,并且与混凝土裂缝有足够的粘接强度,不易脱开。对于一些活动裂缝和不稳定裂缝要特别注意这条原则。水工地下隧洞衬砌混凝土裂缝的特点是:裂缝开度较小、外水压力大、浆液较难灌入,一般处理要求既要满足补强又要防渗堵漏,所以灌浆材料一般采用高渗透改性环氧浆材。我们在渗水裂缝处理过程中采用EAA、CW、LPL三种高渗透改性环氧浆材,详见表1
表1 采用的化学浆材性能比较表
3 打斜孔埋管法处理渗水裂缝
3.1工艺流程
裂缝清洗钻斜孔清孔、埋管表面封缝通风检查浆液配制注浆封孔处理待凝检查表面处理
3.2重点工艺技术要求
(1)裂缝清洗:对缝面用高压水进行清洗,直至清晰地露出裂缝为止。
(2)钻孔:在裂缝中心线10~15 cm两侧钻斜孔,孔径18 mm,孔距40 cm;深浅孔交替布置,浅孔深25~30 cm,倾角约50°,深孔孔深40~45 cm,倾角约70°。
(3)清孔、埋管:用高压水将孔清洗干净,每孔分上下两层埋设两根注浆管,一进一出。下层管径为8 mm,埋至距孔底5 cm,为主注浆管;上层管径为8 mm,埋入孔内10 cm左右,为排水排气回浆管。埋管材料用速凝水泥。
(4)表面封缝:用玻璃丝布或堵漏灵剂进行封堵,应保证封堵密闭可靠。
(5)通风检查:待埋管材料有一定的强度后,在裂缝和管170口处涂少量肥皂水, 采用012MPa的风压进行通风检查, 对于盲孔应在附近重新打孔埋管。
(6) 浆液配制: 根据灌前压丙酮试验的漏量大小配制浆液, 配浆时将固化剂、表面活性剂缓慢注入EAA (或CW) 主液中, 边注入边搅拌, 保持浆液在25℃以下, 以提高浆材的可灌性。
(7) 质量检查: 裂缝化学灌浆结束14 d后采用压水和钻孔取芯相结合的方法进行。检查孔压水: 采用单点法压水, 压力015MPa, 孔径28 mm, 孔深30 cm, 合格标准透水率q≤011 Lu。钻孔取芯: 孔径89 mm, 孔深浅于灌浆孔10 cm, 粘接强度应达到设计要求。
3.3打斜孔埋管法施工存在的缺点
(1) 温度裂缝走向是个曲面, 在混凝土内的走向复杂,一般从钢筋边通过, 钻孔时易碰到钢筋, 造成的“废”孔较多, 对原混凝土结构的整体性造成损坏。
(2) 钻孔时的微细粉尘难于有效清出, 粉尘易堵塞灌浆通道, 浆液难以进入缝面, 降低化灌质量。
(3) 渗水缝中不能有效地赶水, 浆液和水混合影响环氧灌浆材料的固化; 也不能满足浆液“从宽处往窄处灌浆最有利”的原则; 一旦发现“死孔”无法及时采取补救措施。
(4) 施工工序较多, 施工工艺繁琐, 管容、孔容大,浪费浆材(据统计孔容占58%以上) ; 灌后的裂缝复灌量较大, 且需多次复灌, 增加了资金投入。
4 无损贴嘴法处理渗水裂缝
4.1工艺流程
注浆嘴加工打磨冲洗裂缝描述贴嘴封缝压风检查灌浆注浆嘴清除质量检查。
4.2无损贴嘴法的工艺特点
(1)不破坏混凝土的整体性, 适合薄型结构的裂缝处理。
(2)由于从缝的表面进行打磨冲洗, 可避免微细粉尘对灌浆的影响, 从缝口进浆可灌性得到了保证。
(3)使“以浆赶水”, 多点依序同步灌浆成为可能。
(4)贴嘴封缝、采用多点同步灌浆的无损灌浆工艺,可在不破坏混凝土结构的条件下极大地提高可灌性, 裂缝的灌入深度也能满足要求。加上使用低黏度、低收缩的化灌浆材, 达到了“堵水、保护钢筋、恢复结构的整体性”的效果。
(5)工艺简单、复灌率低, 节约昂贵的化学浆材, 降低了成本, 加快了施工进度。
4.3特殊情况处理
4.31渗漏点的复灌
(1)对有规律的渗漏点,即一段裂缝仍渗水,采用原施工方法进行复灌。
(2)对单独的渗漏点采用打辅助孔的方法进行复灌。先在渗漏点贴嘴、封缝,然后用冲击钻在距渗漏点10 cm沿原裂缝钻3个辅助斜孔(孔径18~20 mm,孔距10~20 cm,倾角50°,孔深25 cm) ,并预埋外径为6 mm的铜管。再用堵漏灵进行封堵埋管,在渗漏点贴嘴及封缝、辅助孔埋管及封堵完成后,其他工序按原方法进行施工。
4.32浆液配比出现问题时的处理
灌浆时如出现长时间不进浆,且浆液粘度增加,即为浆液配比出现问题。处理方法是打开机箱盖,清理两活塞杆运行系统,直至两活塞杆运行同步后,排弃部分混合液,然后重新注浆。
5复灌后仍局部渗水的处理
(1)经复灌后仍有渗水的部位采用嵌缝措施:开槽槽深×槽宽为5 cm ×5 cm,并在槽内每115 m 用电钻打一个22 mm排水孔,孔深70 cm;从孔底部埋一根铝管,在管口用堵漏灵封闭将水引出;将槽面清洗干净并尽量烘干,若无法烘干则在缝面用堵漏灵先堵水,然后涂环氧基液,再用丙乳砂浆锤填密实,并满足过流面平整度要求。
(2)嵌缝后再在表面粘贴玻璃丝布防渗,玻璃丝布宽15 cm。粘贴方法:先将缝面清理干净,均匀刷一层1438胶,再贴一层玻璃丝布,三胶二布。对于灌浆后延伸的裂缝,若渗水不大或不渗水,则直接在缝面粘贴玻璃丝布,并延伸110 m左右。
(3)待丙乳砂浆封闭7 d后封闭引水管孔。先用干塑性水泥砂浆填充并用细钢筋捣密实,离孔口5 cm时,改用预缩砂浆填充密实,对其表面涂刷环氧胶泥。
6 结束语
混凝土裂缝处理难度较大,对有渗水的裂缝处理难度更大。通过参与水工地下隧洞混凝土渗水裂缝的处理,笔者认为在处理过程中主要应注意以下几个问题。
(1)灌浆材料的正确选择:应选择低黏度、低收缩的环氧浆材。收缩大的材料需多次复灌,不但增加投入,而且复灌成功率小。目前采用主要是两种系列的改性环氧浆材,各有优缺点。应根据缝的宽度、渗水情况及处理的结构要求,选择适宜的浆材。
(2)避免微细粉尘对化学灌浆的影响:混凝土裂缝内部极不规则,其宽度受骨料、钢筋等的影响,宽窄变化复杂,当化学浆液夹着微细粉尘在裂缝中灌入时,碰到较窄处,就会累积阻塞浆液通路。因此微细粉尘对化学灌浆的危害极大,钻孔处理工艺是无法避免粉尘影响的。
(3)从宽处往窄处灌浆最为有利,“从上至下,从宽至窄,从一边至另一边”,这是化灌的基本原则。温度裂缝的形成最先在混凝土表面形成,随着温度应力的作用持续向纵深方向发展,因此在混凝土表面的裂缝开合度最大,从缝口进浆对灌浆质量的提高极为有利。
(4)必须保证连续稳定的灌浆压力:稳定的灌浆压力是保证浆液能否使裂缝充填饱满的关键,采用手摇泵灌浆很难做到这一点。应采用双液气压泵进行施工。
(5)有效降低外水压力:裂缝中只要有水就会增加灌浆难度,应通过打排水孔的方法来降低外水压力,或采用封闭渗水岩体的方法减少裂缝的渗水量,提高浆材的粘接强度和灌浆效果。