水利工程水閘加固施工技術(shù)探析

【摘要】本文作者對(duì)高壓噴射灌漿施工技術(shù)的特點(diǎn)、流程及施工工藝要求進(jìn)行了探討，供大家參考。

【關(guān)鍵詞】水利工程；水閘加固；施工技術(shù)

1、高壓噴射注漿法概論

高壓噴射注漿法是在化學(xué)注漿法的基礎(chǔ)上，采用高壓水射流切割技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的，分為旋噴、擺噴、定噴三種方式。高壓噴射注漿就是利用鉆機(jī)鉆孔，把帶有噴嘴的注漿管插至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液成為20Mpa以上的高壓射流，從噴嘴中噴射出來(lái)沖擊破壞土體。部分細(xì)小的土料隨著漿液冒出地面，其余土粒在噴射流的沖擊力，離心力和重力等作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例有規(guī)律地重新排列。漿液凝固后，便在土中形成一個(gè)固結(jié)體與樁間土一起構(gòu)成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減少地基的變形，達(dá)到地基加固的目的。

2、施工流程

2.1 鉆孔

首先把鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)孔位鉆孔，用水平尺掌握機(jī)身水平，墊穩(wěn)機(jī)架。控制鉆孔偏差不大于1～2cm。鉆孔要達(dá)到設(shè)計(jì)底高程。鉆進(jìn)記錄要完整，終孔應(yīng)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)值班技術(shù)員和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理員簽字認(rèn)可，不得擅自終孔。宜采用磨盤鉆造孔，一般鉆進(jìn)5m，用測(cè)斜儀測(cè)一次，發(fā)現(xiàn)孔斜率超過(guò)規(guī)定應(yīng)隨時(shí)糾正。造孔過(guò)程中做好充填堵漏，使孔內(nèi)泥漿保持正常循環(huán)，返出孔外，直至終孔。鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)注意保證鉆機(jī)垂直，偏斜率應(yīng)≤l%。

2.2 下噴射管

下噴射管前檢查漿、氣嘴的暢通情況，漿、氣嘴要密封，以防堵塞；將噴射管下放至設(shè)計(jì)深度，定噴和擺噴要將噴嘴對(duì)準(zhǔn)噴射方向，不準(zhǔn)偏斜是保證高噴灌漿質(zhì)量的關(guān)鍵。如噴管未能下到要求孔深，應(yīng)起管移機(jī)掃孔，重新安放噴射管。

2.3 噴射灌漿

高壓擺噴、定噴防滲墻和高壓旋噴樁分單管、二重管和三重管三種工藝，目前采用較多的是三重管，即采用水、氣、漿三重管高壓噴射。將帶有雙嘴噴頭的噴管下至設(shè)計(jì)深度后，送入符合要求的水、氣、漿噴射；待灌入的漿液冒出孔口后，按預(yù)定的提升、旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)速度自下而上邊噴射邊轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)邊提升，直到設(shè)計(jì)高度，停送水、氣、漿，提出噴射管。

2.4 清洗充填

噴射灌漿完畢后，應(yīng)及時(shí)將各管路沖洗干凈，不得留有超重殘碴，以防噴下一孔堵管。高噴灌漿至設(shè)計(jì)頂部高程后，噴頭提出孔口，繼續(xù)向孔內(nèi)注入水泥漿，保證孔內(nèi)漿液高度，隨沉隨補(bǔ)，直到孔口漿液不再下沉為止。在地形較平坦的位置，可沿灌漿孔孔口開挖或回填一條深度30～40cm的溝槽，利用灌漿時(shí)的回漿補(bǔ)填周圍已噴孔孔口，保證灌漿孔回填及時(shí)。

3、灌漿工藝

3.1 長(zhǎng)樁高壓噴射工藝

由于天然地基的地質(zhì)比較復(fù)雜，沿著深度變化大，往往有多種土層，其密實(shí)度、含水量、土粒組成和地下水狀態(tài)等有很大差異和不同。若采用單一的技術(shù)參數(shù)來(lái)噴射長(zhǎng)樁，則會(huì)形成直徑大小極不勻稱的固結(jié)體，導(dǎo)致旋噴樁直徑不一，使承載力降低，旋噴樁之間交聯(lián)不上等問(wèn)題。因此長(zhǎng)樁的噴射工藝是，對(duì)硬土、深部土層和土粒大的卵礫石要多噴些時(shí)間，適當(dāng)放慢提升速度和旋轉(zhuǎn)速度或提高噴射壓力。

3.2 復(fù)噴工藝

在不改變噴射技術(shù)參數(shù)的條件下，對(duì)同一土層作重復(fù)噴射（噴到頂再放下重噴該部位），能增加土體破壞有效長(zhǎng)度，從而加大固結(jié)體的直徑或長(zhǎng)度并提高固化強(qiáng)度。復(fù)噴時(shí)可先噴水最后一次噴漿或全部噴漿。復(fù)噴的次數(shù)愈多固結(jié)體增徑加長(zhǎng)的效果愈好。

3.3 冒漿處理工藝

在旋噴過(guò)程中，往往有一定數(shù)量的土顆粒，隨著一部分漿液沿著灌漿管管壁冒出地面。通過(guò)對(duì)冒漿的觀察，可以及時(shí)了解地層狀況、判斷旋噴的大致效果和核定旋噴參數(shù)的合理性等。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，冒漿量小于灌漿量20%者為正常現(xiàn)象，超過(guò)20%或完全不冒漿時(shí)，必須查明原因及時(shí)采取相應(yīng)措施。流量不變而壓力突然下降時(shí)，應(yīng)檢查各部位的泄漏情況，必要時(shí)拔出灌漿管，檢查密封性能；出現(xiàn)不冒漿或斷續(xù)冒漿時(shí)，若是土質(zhì)松軟則視為正常現(xiàn)象，可適當(dāng)進(jìn)行復(fù)噴。

3.4 固結(jié)體控形工藝

固結(jié)體的形狀，可以調(diào)節(jié)噴射壓力和灌漿量、改變噴嘴移動(dòng)方向和速度予以控制。根據(jù)工程需要，可噴射成如下幾種彤狀的同結(jié)體：圓盤狀——只旋轉(zhuǎn)不提升或少提升；墻壁狀——只提升不旋轉(zhuǎn)，噴射方向固定；圓柱狀——邊提升邊旋轉(zhuǎn)；大底狀——在底部噴射時(shí)，加大噴射壓力、做重復(fù)旋噴或降低噴嘴的旋轉(zhuǎn)提升速度；葫蘆狀——在底部噴射時(shí)，加大噴射壓力、做重復(fù)旋噴或降低噴嘴的旋轉(zhuǎn)提升速度；大帽狀——到土層上部時(shí)加大壓力或做重復(fù)旋噴或降低噴嘴旋轉(zhuǎn)提升速度；扇形狀——邊往復(fù)擺動(dòng)，邊提升。在做完控形工藝后，要求同結(jié)體達(dá)到勻稱，粗細(xì)和長(zhǎng)度差別不大。

3.5 防縮工藝

當(dāng)采用純水泥漿液進(jìn)行噴射時(shí)，在漿液與土粒攪拌混合后的凝固過(guò)程中，由于漿液析水作用，一般均有不同程度的收縮，造成在固結(jié)體頂部出現(xiàn)一個(gè)凹穴，凹穴的深度隨地層性質(zhì)、漿液的析出性、固結(jié)體的直徑和全長(zhǎng)等因素不同而不同，噴射長(zhǎng)固結(jié)體一般凹穴深度在0.3～lm，單管旋噴的凹穴深度最小，約0.1～0.3m；二重管旋噴次之；三重管旋噴最大，約0.3～lm，極為不利的，必須采取有效措施于以消除。

3.6 提高樁身強(qiáng)度工藝

采用單管分噴或多重管新工藝，其特點(diǎn)是高壓切割與中壓灌漿分兩步進(jìn)行。高壓切割后孔內(nèi)充滿泥漿，實(shí)質(zhì)上是成孔，再經(jīng)中壓灌漿，形成的固結(jié)體含土量低，強(qiáng)度高。這樣雖然施工時(shí)間增加了近一倍，但從根本上保證了樁身強(qiáng)度。及時(shí)補(bǔ)漿，由于水泥的收縮離析作用，注漿后必須及時(shí)補(bǔ)漿，才能保證樁長(zhǎng)及不斷樁。一般在灌漿后2小時(shí)以內(nèi)補(bǔ)漿，甚至可補(bǔ)入干水泥。

4、結(jié)束語(yǔ)

高壓噴射灌漿技術(shù)對(duì)水閘上部結(jié)構(gòu)影響較小，具有施工簡(jiǎn)便、可控性強(qiáng)、安全性高、工程造價(jià)低等特點(diǎn)，進(jìn)行水閘地基加固和糾偏具有明顯的優(yōu)越性，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值，高壓噴射灌漿用于水利工程地基糾偏尚屬首創(chuàng)。

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