水利建筑除險(xiǎn)加固中高壓旋噴灌漿技術(shù)的運(yùn)用,水利施工論文

水利建筑除險(xiǎn)加固中高壓旋噴灌漿技術(shù)的運(yùn)用,水利施工論文摘要：作為水利工程除險(xiǎn)加固工程中常見的施工工藝，高壓旋噴灌漿施工不僅經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單快速，而且造價(jià)低、防滲效果好，具有比擬高的安全性和經(jīng)濟(jì)性，是水利工程除險(xiǎn)加固工程中的常見工藝。文章以中洲堤2018年(應(yīng)急)除險(xiǎn)加固工程為例，介紹了高壓旋噴灌漿施工工藝，分析了高壓旋噴灌漿的施工流程和施工中的注意事項(xiàng)。本文關(guān)鍵詞語(yǔ):高壓旋噴灌漿技術(shù);水利工程;除險(xiǎn)加固;應(yīng)用;0、引言為了有效應(yīng)對(duì)水資源時(shí)空分布不平衡的問(wèn)題，我們國(guó)家在20世紀(jì)50-60年代修建了大量的水利工程，有效地保障了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，一些水利工程出現(xiàn)了不同程度的病險(xiǎn)問(wèn)題。對(duì)水利工程進(jìn)行除險(xiǎn)加固，能夠有效的保障水利工程的安全可靠運(yùn)行，能夠使工程更好地發(fā)揮出實(shí)際效益。高壓旋噴灌漿作為常見的水利工程除險(xiǎn)加固工程中的施工工藝，能夠有效地降低施工成本、提升施工效率。1、工程大概情況中洲堤位于撫河干流中游右岸和千金坡干港左岸，中州堤能夠與橋東防洪墻進(jìn)行有效配合，構(gòu)成對(duì)于當(dāng)?shù)氐娜轿槐Ｐl(wèi)，圩堤全長(zhǎng)30.40km。中洲堤2018年(應(yīng)急)除險(xiǎn)加固工程(Ⅱ標(biāo)段)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)為堤防四級(jí)，本期工程堤防總長(zhǎng)6.65km,樁號(hào)分別為0-050-0+650、1+350-2+550、3+950-4+550、10+800-12+400、13+550-13+850、18+700-19+250、19+900-20+800、23+000-23+800段。主要建設(shè)內(nèi)容包括：堤基清基、壓浸蓋重、填塘固基、堤基防滲、黏土回填、護(hù)坡固腳以及排澇站等。中洲堤設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)(重現(xiàn)期)為20年，堤防工程級(jí)別為4級(jí)。工程主要內(nèi)容為堤身加高培厚、拋(砌)石固腳、混凝土護(hù)坡、堤身堤基防滲、填塘壓浸、草皮護(hù)坡、穿堤建筑物接長(zhǎng)加固等。2、高壓旋噴灌漿施工工藝2.1、高壓旋噴灌漿施工工藝高壓噴射灌漿施工工藝的主要應(yīng)用原理是在鉆機(jī)造孔之下，通過(guò)灌漿管下至土層的預(yù)定位置，由于灌漿管配置有噴頭，在高壓設(shè)備的支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)高壓液體的噴射，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)土層的毀壞。在毀壞的經(jīng)過(guò)中，鉆桿會(huì)同時(shí)向上勻速抬升，使得漿液能夠與土粒充分?jǐn)嚢?，在漿液經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的凝固后，就能夠構(gòu)成穩(wěn)定的固結(jié)體，于是就到達(dá)了防滲和提高地基承載力的效果。一般來(lái)講，高壓噴射灌漿有旋噴、定噴和擺噴3種港式，往往根據(jù)工程的特點(diǎn)和當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)構(gòu)造進(jìn)行選擇[1]。2.2、高壓旋噴灌漿施工的詳細(xì)流程2.2.1、高壓旋噴灌漿施工參數(shù)選定軸線布置在臨水面距堤中心線3.0m,單排布孔，高壓擺噴灌漿分兩序施工，采取折接方式連接，折接擺角≥31°,墻頂為設(shè)計(jì)洪水位標(biāo)高以上0.5m,樁底深切進(jìn)入基巖1.0m;高噴灌漿鉆孔孔位與設(shè)計(jì)孔位偏差≤50mm,孔斜率1%,成墻后抗壓強(qiáng)度≥3.0MPa,防滲體有效厚度≥15cm,浸透系數(shù)K≤5.0×10-6cm/s。射水造墻設(shè)計(jì)造孔布置在堤頂，軸線距設(shè)計(jì)堤頂軸線2.0m,防滲墻軸線放樣時(shí)可進(jìn)行調(diào)整，單排孔布置，射水造墻頂高程在設(shè)計(jì)洪水位以上0.5m,墻厚0.35m,射水造墻有效深度應(yīng)該處于基巖之外0.5m左右的位置。在進(jìn)行混凝土防滲墻施工時(shí)，分二序施工分開操作，華而不實(shí)將奇數(shù)槽孔設(shè)置為為I序槽孔，偶數(shù)槽孔設(shè)置為為II序槽孔。II序孔的建造必須在I序孔混凝土初凝后進(jìn)行。為了有效保障搭接部位的質(zhì)量，在造孔時(shí)能夠借助成型器側(cè)向高速噴嘴，通過(guò)高速的沖刷，使墻體側(cè)面保持干凈、無(wú)黏土狀態(tài)。固壁泥漿比重為1.1-1.20g/cm3,黏度為18-25s,含砂量5%。防滲墻孔均為垂直孔，其偏斜率應(yīng)0.3%;成墻后墻體抗壓強(qiáng)度R28≥10MPa,墻體浸透系數(shù)k≤1×10-6cm/s,墻體允許浸透坡降J50。2.2.2、施工工藝高噴：場(chǎng)地平整→測(cè)量放線→鉆孔→制漿→噴漿→回灌。射水造混凝土墻：場(chǎng)地平整→測(cè)量放線→設(shè)備就位→造孔→清孔→混凝土拌制→混凝土澆筑。深層攪拌樁防滲墻：場(chǎng)地平整→測(cè)量放線→設(shè)備就位→對(duì)中調(diào)平→預(yù)攪下沉→注漿攪拌提升。2.3、高壓旋噴灌漿的施工步驟1)場(chǎng)地平整：進(jìn)場(chǎng)后對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整，鏟除地表植被，以知足施工需要為宜。2)測(cè)量放線：沿高噴軸線測(cè)量放樣，確定每孔孔位，并根據(jù)測(cè)量控制點(diǎn)放出每孔孔口高程，設(shè)竹片作為孔位標(biāo)志，注明鉆孔編號(hào)。編號(hào)如：3)鉆孔：鉆機(jī)的設(shè)備是XY-2GP型，華而不實(shí)鉆頭采用直徑110mm的三翼合金鉆頭，硬質(zhì)合金鉆頭也能夠知足需要。在鉆孔施工時(shí)，采用二序施工分開操作，為了有效固壁鉆孔時(shí)能夠采用膨潤(rùn)土泥漿。為保證鉆孔質(zhì)量，施工經(jīng)過(guò)中認(rèn)真如實(shí)填寫報(bào)表。4)成孔檢查驗(yàn)收：終孔后，進(jìn)行終孔檢查。檢查孔位、孔深，鉆孔驗(yàn)收經(jīng)監(jiān)理人員驗(yàn)證合格后方可進(jìn)入下一道工序作業(yè)。5)漿液拌制：施工時(shí)采用P.C32.5水灰比為0.9∶1或1∶1,控制進(jìn)漿比重在1.40-1.45g/cm3,施工班組每次新制漿液均需測(cè)試一次比重。質(zhì)檢員對(duì)每根樁噴射經(jīng)過(guò)中對(duì)漿液比重抽檢2-3次。水泥漿液要充分?jǐn)嚢?，?yán)格過(guò)濾。水泥漿液在使用中要遵循隨配隨用的配用原則，并且在存放時(shí)要嚴(yán)格根據(jù)詳細(xì)的存放要求進(jìn)行存放。6)噴漿：當(dāng)鉆孔完成驗(yàn)收工作后，要將鉆機(jī)移位，布置高噴臺(tái)車開展工作，由下高噴管，為了防止噴嘴堵塞，要對(duì)噴嘴進(jìn)行纏膠布處理。當(dāng)噴管下放到預(yù)定位置后，要對(duì)噴嘴位置進(jìn)行調(diào)整，以此將所需的物料輸入孔內(nèi)，并開場(chǎng)高壓灌漿，由下至上進(jìn)行提升、噴射同步作業(yè)。一序孔和二序孔噴射間隔時(shí)間≥24h。具體高噴施工參數(shù)見表1。表1高壓擺噴施工技術(shù)參數(shù)表7)冒漿回灌及封孔：完成噴射灌漿工作之后，要對(duì)高噴臺(tái)車進(jìn)行移位，并將高噴臺(tái)車后的高噴孔中的產(chǎn)生的回漿進(jìn)行引入，假如回漿量與要求不符，則要向噴射孔內(nèi)注射水泥漿液，當(dāng)孔口液面處于穩(wěn)定的不再下沉狀態(tài)時(shí)停止灌注。8)防滲體質(zhì)量實(shí)驗(yàn)方式方法及步驟：高噴灌漿質(zhì)量采用圍井檢測(cè)，在高噴灌漿結(jié)束7天后進(jìn)行。開挖檢查圍井上部，主要檢查防滲墻厚度、強(qiáng)度、搭接長(zhǎng)度及質(zhì)量等能否知足設(shè)計(jì)要求。對(duì)圍井進(jìn)行注水試驗(yàn)，在圍井中心鉆孔，鉆孔直徑≥110mm,孔深至圍井底部，在孔內(nèi)下入過(guò)濾花管。根據(jù)(水利水電工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范〕的規(guī)定計(jì)算高噴板墻的浸透系數(shù)。計(jì)算高噴灌漿圍井的浸透系數(shù)公式如下：式中：k為浸透系數(shù)，m/d;穩(wěn)定流量，m3/d;t為高噴墻平均厚度，m;L為圍井周邊高噴墻軸線長(zhǎng)度，m;H為圍井內(nèi)試驗(yàn)水位至井底的高度，m;h0為地下水位至井底的高度，m。3、高壓旋噴灌漿在水利工程除險(xiǎn)加固工程使用中的注意事項(xiàng)3.1、在漿液的配置上漿液質(zhì)量直接決定了高壓旋噴防滲墻的質(zhì)量，因而，在實(shí)際的施工中必須嚴(yán)格把控。由于漿液制備主要材料為水泥，在水泥的使用中，要對(duì)每一批次的水泥進(jìn)行檢查，詳細(xì)檢查水泥的質(zhì)量合格證和國(guó)家認(rèn)可的質(zhì)檢部門檢測(cè)報(bào)告。本工程使用的水泥質(zhì)量全部合格[3]。3.2、在鉆孔工作上首先，鉆孔位置要嚴(yán)格規(guī)范，鉆機(jī)水平位置反復(fù)調(diào)整且安裝牢固平穩(wěn)。其次，在孔序及孔徑上，要根據(jù)分序加密原則進(jìn)行推進(jìn)，要將偏差降到控制范圍內(nèi)。第三，在孔深上，在鉆到壩體基巖交界面時(shí)，應(yīng)測(cè)量鉆孔深度能否與設(shè)計(jì)相符，這對(duì)于鉆到壩體基巖交界面時(shí)應(yīng)測(cè)量鉆孔深度能否與設(shè)計(jì)相符具有重要影響。最后，在孔壁的選擇上，要使用優(yōu)質(zhì)黏土和膨潤(rùn)土為原料制作護(hù)壁泥漿，對(duì)于護(hù)壁泥漿的要求是具有比擬強(qiáng)的親水性、穩(wěn)定性、分散性，同時(shí)還要有良好的可塑性。3.3、在灌漿工作上施工前需先修筑導(dǎo)流圍堰，圍堰布置在排澇閘進(jìn)出口適當(dāng)位置，圍堰為土石圍堰，根據(jù)施工期的撫河水位確定堰頂高程為31m,頂寬6m,兩側(cè)邊坡1∶3,臨水面用1.5m厚的編織袋裝土防護(hù)，堰體中部采用2m厚的黏土防滲。施工噴射時(shí)，先應(yīng)到達(dá)預(yù)定的噴射壓力，正?；貪{后再逐步提升注漿管。必需要確保灌漿至壩基交界面時(shí)能夠正?；貪{，否則不能提升高度，且應(yīng)保證高度回到1m后返回交界面再重復(fù)提升，以提升固結(jié)體整體性。4、防滲加固效果分析4.1、射水造混凝土防滲墻防滲檢測(cè)施工完成后，施工單位對(duì)射水造混凝土防滲墻的抗?jié)B情況進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)情況見表2。表2射水造防滲墻混凝土抗?jié)B檢測(cè)情況統(tǒng)計(jì)表4.2、防滲墻質(zhì)量檢測(cè)施工完成后，對(duì)防滲墻進(jìn)行了圍井注水實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，共檢測(cè)10組檢測(cè)結(jié)果見表3。表3防滲工程圍井注水實(shí)驗(yàn)檢測(cè)表4.3、本期工程中的6個(gè)分部工程，通過(guò)分部工程驗(yàn)收，2個(gè)分部工程評(píng)定為優(yōu)良，優(yōu)良率為33.3%。根據(jù)水利部(水利工程建設(shè)項(xiàng)目驗(yàn)收管理規(guī)定〕(水利部令第30號(hào))和(水利水電建設(shè)工程驗(yàn)收規(guī)程〕(SL223-2008)的規(guī)定，中洲堤2018年(應(yīng)急)除險(xiǎn)加固工程(Ⅱ標(biāo)段)單位工程自評(píng)質(zhì)量等級(jí)評(píng)定為合格。5、小結(jié)本工程在堤壩防滲工程中，不僅能夠有效地降低成本、而且開挖小，對(duì)于周圍環(huán)境的影響小、施工方便，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益良好。在高壓旋噴灌漿技術(shù)的應(yīng)用之下，很大程度上提升了臨川區(qū)中洲堤的防滲抗災(zāi)能力，減輕了防洪壓力，有效地保障了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，具有比擬突出的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)