筒倉內漏斗耐磨填充層注射高強水泥砂漿施工

任安安

(山西六建集團有限公司，山西太原 030024)

0 引言

隨著國家產業規模的調整，筒倉結構越來越多，儲量要求也越來越大，筒倉內漏斗耐磨層結構也越來越多的應用在工業生產中。由于山西省是產煤大省，應用于煤業生產的筒倉漏斗耐磨層結構不斷興建，筒倉漏斗耐磨層填充技術不斷涌現，但如何保證填充層的強度和密實度是施工過程中的重點及難點。

1 工程概況

山西省長治市霍爾辛赫煤業有限公司選煤廠緩沖倉工程，倉內設四個鋼筋混凝土漏斗，漏斗斗頂標高為9.1 m，斗底標高為7.0 m，漏斗斜壁呈56°，每個漏斗頂面邊長為3.376 m，底面邊長為1.55 m。漏斗耐磨層為16Mn鋼板，鋼板與混凝土斜壁基層用高強螺栓固定，為了達到基層與錳鋼板結合密實且具有一定的強度，混凝土斜壁基層與錳鋼板之間注射高強水泥砂漿，高強水泥砂漿填充厚度為30 mm，強度為20 MPa。利用注漿機注射高強砂漿，注漿面積為420 m2。

2 施工技術的現狀及可行性分析

施工方法的現狀及可行性主要從兩個方面分析，一方面是注漿材料，一方面是施工工藝。

2.1 注漿材料

注漿材料可分為兩大類，一類是用固體顆粒的注漿材料(如水泥、黏土或膨潤土、砂等)制成的漿液;另一類是用化學注漿材料(如硅酸鹽、環氧樹脂、聚氨酯、丙凝等)制成的漿液。現階段環氧砂漿(化學注漿材料)較常用，現將環氧砂漿和高強水泥砂漿注漿的可行性比較如下。

2.1.1 施工可行性

由于環氧砂漿凝固很快，輸漿過程中容易凝固堵塞注漿機、輸漿管路，而本工程輸漿管路較長，施工可行性不強。

2.1.2 施工成本

高強水泥砂漿較環氧砂漿造價低，可大量節約成本。

2.1.3 施工機具

采用水泥砂漿填充時采用一般的注漿機即可，如采用環氧砂漿，由于其凝固很快，一般注漿機無法工作。

2.1.4 施工質量

環氧砂漿流動性不強，不易填充小區域、小空間，而水泥砂漿具有良好的滲透性和擴散性，做到了填充密實。

從以上的比較分析可以看出，高強水泥砂漿施工可行性強;注漿設備輕巧、易操作，對復雜環境的適應性強;減少人力、物力和財力的投入;施工質量有保證，是一種合理的施工方法。

2.2 施工工藝

施工工藝比較見表1。

表1 施工工藝比較

綜上所述，利用“頂升法”注射高強水泥砂漿可以進一步提高密實度，且注漿工序簡單，適用性較強。

3 技術特點

1)通過試配，優選材料，確定配合比，保證水泥砂漿具有高流動性、高強度。2)加強對基層處理，對原面層充分鑿毛，增大表面粗糙度，保證了砂漿的粘結強度。3)四個漏斗采用分層、分面、多臺注漿機同時注漿的方案，分兩次注漿，第一次由漏斗下口注漿孔頂升注漿，第二次由斜壁注漿孔注漿，確保了砂漿密實度。4)與原設計方案比較，注漿設備輕巧、易操作，注漿工序簡單，工效高，對復雜環境的適應性強，施工速度快，質量好，減少人力、物力和財力的投入。5)適用于筒倉等有耐磨要求構筑物中的耐磨層，填充厚度宜為30 mm～50 mm。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

基層處理→表面清理、潤濕基層→配制高強水泥砂漿→注漿施工→固化及養護→注漿質量的檢驗。

4.2 操作要點

4.2.1 基層處理

1)在錳鋼板安裝前，對混凝土基礎表面進行處理，不得有碎石、浮漿、浮灰和脫模劑等雜物。2)基礎表面如有疏松部位應予剔除，使表面外露新鮮骨料。3)對原面層充分鑿毛、增大表面粗糙度有益于提高粘結強度。

4.2.2 表面清理、潤濕基層

注漿前用水沖洗填充層內砂粒、粉塵，濕潤混凝土基層，防止水泥砂漿失水太快，造成混凝土基層與砂漿粘結力低。底部剩余水由注漿孔排出。

1)配制水泥砂漿時，嚴格按照配合比要求進行計量，以滿足砂漿流動性和強度的要求。2)水泥砂漿拌合時，加水量應按砂漿配合比、流動性要求確定，水量可根據環境條件及實際工況適當調整。冬季施工時，水泥砂漿的拌和用水應符合現行JGJ 104建筑工程冬期施工規程的有關規定。3)水泥砂漿拌合采用機械攪拌，攪拌時間一般不少于3 min，攪拌均勻即可使用。攪拌地點應盡量靠近施工地點，減少運輸距離。每次攪拌量視使用量多少而定，以保證在45 min內把料用完。

4.2.4 注漿施工

1)注漿方法。本工程注漿面積大，且注漿面呈多角度，采用分層、分面、多臺注漿機(每個漏斗設一臺注漿機，共四臺注漿機)同時注漿的方案，分兩次注漿，第一次由漏斗下口注漿孔注漿，第二次由斜壁注漿孔注漿。

2)注漿孔和注漿管。筒倉內分布四個漏斗，每個漏斗下口設一個注漿孔，斜壁上部設一個注漿孔(該注漿孔設在相鄰漏斗耐磨板上口以上20 mm處)，具體位置如圖1所示。注漿孔在錳鋼板加工焊接時用磁座鉆成孔。注漿管路由DN20塑料管和單向閥組成(如圖2所示)，與注漿孔焊接連接。

圖1 漏斗注漿孔布置剖面圖、平面圖

圖2 注漿管

3)檢查排氣孔。在漏斗標高11.3 m處沿漏斗交接面設置4個檢查排氣孔，位置見圖1。

4)注漿壓力和流量的控制。注漿過程中應維持壓力穩定，注漿壓力宜控制在1.5 MPa～2.0 MPa，嚴防低壓造成水泥砂漿流動性不強，發生“骨料沉積”現象，產生堵管;嚴防高壓對混凝土基層與錳鋼板之間造成擴縫劈裂帶來新的破壞。根據理論計算求得的注漿量，注漿過程中嚴格控制。

5)注漿。注漿前先用水濕潤注漿設備。注漿設備經注水試驗運行正常后，連接漏斗下口注漿管路，開始注漿。漿液由下向上填充錳鋼板與混凝土基層縫隙，同時排出空氣。觀察注漿壓力、設備運行狀況、排氣孔是否有水泥砂漿滲出，同時用4磅木錘輕敲鋼板，保證漿液填充密實。待漿液達到相鄰漏斗鋼板上口標高時關閉閥門停止注漿。拆除注漿管，清洗注漿泵，待已注漿液沉實后(不應超過1.5 h)，連接斜壁上部注漿管路開始二次注漿。二次注漿方法同上，漿液在填充層內由下向上填充，排出空氣直至液面達到錳鋼板上口，關閉閥門停止注漿，待漿液沉實后用砂漿找補收口。

(6) 響應電流法是檢測開關開通和關斷時母線電流的值,而端電壓法需要計算開關管開通和關斷時非導通相端電壓的差值,比較導通兩相自感的大小來判斷轉子位置。

4.2.5 固化及養護

1)水泥砂漿固化時間應控制在12 h～16 h，目的是讓水泥砂漿能充分填充到縫隙內，起到混凝土基層與錳鋼板的全面積粘結作用。2)冬季施工時，養護措施還應符合現行JGJ 104建筑工程冬期施工規程的有關規定。

4.2.6 注漿質量的檢驗

注漿是一項隱蔽工程，采用排氣孔觀察和木錘敲擊的方法對內部注漿質量和效果進行檢驗。觀察排氣孔泌漿情況，并辨聽敲擊的聲音決定注漿質量，做到不滲水及滲水緩慢為質量合格，經檢驗填充層完全可以填充密實。

5 材料與設備要求

5.1 水泥砂漿

根據注漿施工的要求，高強水泥砂漿應具有高流動性、高強度，需通過砂漿試配，優選材料及配合比。摻入一定量水泥，能加強膠結能力，提高強度，加速固結。膨脹劑可補償水泥砂漿的收縮，有效提高砂漿的抗裂性能。水泥砂漿性能指標、原材料及配合比如表2所示。

表2 水泥砂漿性能指標、原材料及配合比

5.2 注漿機

注漿機應供料連續性好，輸送距離遠，能耗少，拆卸維修方便，勞動效率高。

6 質量控制措施

1)注漿材料應根據配合比要求確定。2)注漿漿液應攪拌均勻，隨攪隨用，漿液應在初凝前用完，并嚴防石塊、雜物混入漿液。3)排氣孔溢出漿液，方可停止注漿。4)注漿過程中應維持壓力穩定，注漿壓力宜控制在1.5 MPa～2.0 MPa。5)二次注漿應待已注漿液沉實后(不應超過1.5 h)進行。6)注漿工程應形成檢驗批質量驗收記錄，記錄表見DBJ 04-226-2003山西省建筑工程施工質量驗收規程中《預注漿、后注漿工程檢驗批質量驗收記錄表》。

7 安全環保措施

1)施工前應編制施工組織設計或制訂施工方案，明確安全技術要點和保證安全的技術措施。每道工序施工前均應進行安全技術教育和安全技術交底。2)所有施工人員必須戴安全帽，高空作業人員必須佩安全帶，穿防滑鞋，帶工具袋。3)高處操作時，要搭設作業平臺，安裝防護設施，并且在施工過程中，隨時檢查作業平臺的穩定性。4)選用具有一定耐壓強度的注漿設備、配件，避免爆管造成財產損失和人身傷害。注漿機必須按操作規程操作。5)吸漿口處要設置過濾網，防止結塊水泥和紙袋等其他雜物進入漿液。6)注漿中如需暫停注漿，應向孔內壓入一定量的清水，以保持注漿通道的暢通。7)注漿期間應嚴格控制注漿壓力，防止因注漿壓力過大而造成混凝土基層與錳鋼板之間擴縫劈裂帶來新的破壞。8)處理管路、閥或泵時，需先停機泄壓，再作處理。9)注漿時要及時清理跑漏漿，搞好文明施工，工程結束后，要做到工完料凈、場地清。

8 結語

采用該施工技術，水泥砂漿流動性好，解決了小區域、小裂縫、小空間無法填充的問題，做到了填充密實;合理優化的水泥砂漿配合比，保證了砂漿強度要求;操作工序簡單，減少人力、物力和財力的投入，工效高，質量好，保證了施工安全，經濟適用。

[1] 馬曉東，徐 俊，湯 研.注漿技術及其在煤礦安全的應用[J].商品與質量:學術觀察，2012(7):79.

[2] 廖 欽.高壓噴射注漿技術在建筑施工中的應用[J].江西建材，2012(2):91-92.