水利工程論文-二期圍堰高壓噴射灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn).doc

水利工程論文-二期圍堰高壓噴射灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)摘要：通過(guò)高壓噴射高噴灌漿生產(chǎn)試驗(yàn)，為將高噴作為二期圍堰防滲的輔助手段提供可靠依據(jù)，同時(shí)將高壓噴射灌漿技術(shù)提高到了一個(gè)新水平。關(guān)鍵詞：二期圍堰高壓噴射生產(chǎn)性試驗(yàn)1概況1.1前言工程中發(fā)揮過(guò)重要作用，是一種工效很高的防滲工藝。二期圍堰是三峽工程關(guān)鍵項(xiàng)目之一，其特點(diǎn)在于防滲工程難度大、工期短、施工強(qiáng)度高。高噴灌漿防滲主要技術(shù)難點(diǎn)有水下拋填風(fēng)化砂和平拋墊底造孔孔壁穩(wěn)定問(wèn)題；殘積塊球體和強(qiáng)風(fēng)化巖層中的團(tuán)塊造孔難度大，工效低，造孔精度和噴射成墻問(wèn)題；深槽陡坡段成墻工藝等。為探索在這樣的地層解決高壓旋噴灌漿難點(diǎn)的措施，保證旋噴成墻工藝作為一種輔助手段在二期圍堰防滲工程中順利進(jìn)行，同時(shí)，通過(guò)二期圍堰高壓旋噴生產(chǎn)性試驗(yàn)。引進(jìn)較為先進(jìn)的造孔與噴射工藝，將高壓噴射灌漿技術(shù)提高到一個(gè)新水平。在二期圍堰防滲施工前，選擇左上接頭進(jìn)行二管法和新三管法高壓旋噴生產(chǎn)性試驗(yàn)。本次試驗(yàn)根據(jù)不同的試驗(yàn)?zāi)康?，先后進(jìn)行了高噴柔性漿材試驗(yàn)、單樁試驗(yàn)、雙排旋噴試驗(yàn)、三排旋噴試驗(yàn)、雙排旋噴圍井試驗(yàn)、三排旋噴圍井試驗(yàn)、巖面結(jié)合試驗(yàn)、700陡坡模擬試驗(yàn)及儀器配套試驗(yàn)等。本次試驗(yàn)歷時(shí)3個(gè)多月，完成鉆孔8960.1m，噴射8215.5m。本文主要就生產(chǎn)性試驗(yàn)進(jìn)行一些總結(jié)。1.2地質(zhì)條件覆蓋層(上部為厚度不等的粉細(xì)砂層，下部為沖擊砂卵石層，局部含棕色漂石層、塊球體等)和基巖組成?；鶐r強(qiáng)風(fēng)化層呈兩端厚，中間薄的分布狀態(tài)。左右端最大厚度分別為13.0m和10.0m，其中部分區(qū)域存在風(fēng)化團(tuán)塊、石蛋等。1.3施工布置0+78.580+150.08共72.5m，根據(jù)孔排距的組合及工法的不同分為10個(gè)區(qū)，依次為V、IV、II、I、A、B、C、D、E，另外在軸線下游側(cè)還布置有M、N、X、Y四個(gè)圍井，其布置見(jiàn)平面布置圖，其中V、IV、III、II、區(qū)及N、X圍井為新三管法試驗(yàn)，其余為二管法試驗(yàn)。2旋噴試驗(yàn)工藝2.1新三管法注漿為高壓射漿，形成雙介質(zhì)高壓噴射的施工方法。新三管法的工藝特點(diǎn)是首先用高壓水切割沖擊原始地層，然后再用高壓漿對(duì)地層進(jìn)行二次切割。同時(shí)由于漿、水嘴間距較大，水對(duì)漿的稀釋作用大大減小。新三管法與原三管法相比，不僅增大了噴射半徑，也提高了凝結(jié)體的結(jié)石率及強(qiáng)度。2.2兩管法以加固軟基為主的兩管法不同，該工法具有超高壓力和大流量、以防滲加固為主，應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛的一種工法，其射漿壓力可達(dá)50MPa。其工藝特點(diǎn)是直接用漿氣噴射原始地層，采用高性能的高噴設(shè)備，使射漿有足夠的射流強(qiáng)度和比能對(duì)地層進(jìn)行切割、攪拌。由于漿液粘度較大，對(duì)地層中小顆粒的升揚(yáng)置換壓密作用明顯，因此無(wú)需采用高壓水切割地層，噴出的漿液不易被稀釋，形成的墻體水泥含量大、強(qiáng)度高，對(duì)于處理大孔隙地層具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，是適應(yīng)較廣的工藝方法。33.1單樁試驗(yàn)?zāi)康奈坏男龂姌缎螒B(tài)，通過(guò)開(kāi)挖觀測(cè)其有效樁徑、膠結(jié)情況及結(jié)石強(qiáng)度，尋求不同地層中孔、排距的最佳參數(shù)組合，為旋噴生產(chǎn)提供參數(shù)及工藝措施。3.2單樁試驗(yàn)布置及實(shí)施法布設(shè)在高噴軸線下游側(cè)59m范圍內(nèi)，呈梅花狀三排布置，孔排距均為2.0m。根據(jù)地層標(biāo)貫度N63.5值的差異，分6組做不同提速和漿液配比的試驗(yàn)。3.3律性較強(qiáng)。(1)在提速相同，N值差異大的情況下，保持噴射參數(shù)P與流量Q不變，慢速(1015cm/min)提升最小半徑Dmin1.6m；中速(2025cm/min)提升Dmin1.4m；快速(30cm/min)提升Dmin1.35m。說(shuō)明在噴射能量達(dá)到一定值時(shí)提升速度及N值與最小樁徑成反比。(2)N值相同,提升速度從中速到快速，最小樁徑分別為1.4m與1.35m，進(jìn)一步證實(shí)噴射能量達(dá)到定程度后，提升速度對(duì)最小樁徑的影響呈緩慢遞減的趨勢(shì)。(3)N值在中等范圍內(nèi)不同提速下的最小樁徑：中速提升Dmin1.43m、快速提升Dmin1.4m。(4)通過(guò)剖切旋噴樁內(nèi)部直觀檢查：二管法在能量達(dá)到定程度后。成樁直徑較大，對(duì)噴射有效范圍內(nèi)地層的攪拌及半置換作用比較明顯，密實(shí)性好。1.80m，最小1.00m，一般1.40m左右；顯著特點(diǎn)是大小不均，呈層狀有規(guī)律地同時(shí)擴(kuò)大或縮小，分析其原因有以下兩點(diǎn)：?jiǎn)螛对囼?yàn)區(qū)緊靠路邊。在填筑過(guò)程中大型汽車往來(lái)碾壓，使得本區(qū)地層密實(shí)程度較高；回填風(fēng)化砂分層碾壓，層面處與層下密實(shí)度差別較大，樁徑變化明顯。不同類型風(fēng)化砂樁徑也有很大變化，在含粘土量多的風(fēng)化砂中樁徑較小，反之則大。單樁開(kāi)挖共挖深5.0m，揭露出7層風(fēng)化砂填筑層，為了摸清每層風(fēng)化砂的密實(shí)度，根據(jù)其深度逐層進(jìn)行了標(biāo)貫試驗(yàn)，以便對(duì)應(yīng)樁徑分析各種變化規(guī)律。通過(guò)對(duì)新三管法單樁數(shù)值分析初步得出以下結(jié)論：(1)回填細(xì)顆粒含粘土類風(fēng)化砂標(biāo)貫度1320之間，當(dāng)N15，噴射有效直徑1.3m，需要噴射比能約40MJ/m；密實(shí)度每增減一擊，相應(yīng)需要增減約10MJ/m的比能才能保證樁徑1.3m左右。(2)回填粗粒風(fēng)化砂標(biāo)貫度在1526之間，當(dāng)N15，噴射有效直徑1.3m，噴射比能不低于55MJ/m；(3)強(qiáng)風(fēng)化巖上部標(biāo)貫度70120，與粗粒風(fēng)化砂層相比，要達(dá)