朱大衛 石雷 孫東寶
(宿遷江淮水利集團公司 江蘇沭陽 223600)
灌漿技術及其在水利水電工程施工中的應用分析
朱大衛 石雷 孫東寶
(宿遷江淮水利集團公司 江蘇沭陽 223600)
灌裝技術是將泥裝灌入建筑縫隙中,通過泥裝的自然固結,完成對建筑的加固作用。在水利工程中,灌漿技術大范圍的應用;其原因在于很多工程的地基需要防滲和堅固地基的技術,而這種情況下只有灌漿技術能夠應用在地基中。地基是水利工程施工中基礎的一項,所以必須利用灌漿技術將其進行灌漿施工。本文就關于灌漿技術在水利水電工程大壩施工中的應用做簡要分析。
灌漿技術;水利;水電工程;應用
隨著我國經濟的飛速發展,水利水電工程在我國經濟建設中占有重要地位。灌漿技術作為水利水電工程的重要組成部分,越來越被水利水電工程人員所重視。灌漿技術在水利水電工程施工中的廣泛應用,主要源于其施工工藝簡單、工程造價成本低和高效的防滲加固效果等特點。灌漿技術在水利水電工程中的有效應用,不僅可以控制工程施工的潛在安全危害的數量,而且可以減少水資源和水電工程施工條件的影響。因此,要充分利用灌漿技術,使其服務于水力發電工程,具有重要意義。
2.1 灌漿技術概述
灌漿,其英文名字為:grouting。其本意是用兩種或多種液體漿液按照工程規定的比例如1:2,1:1等等混合起來,使其具有流動性和膠凝性。灌漿技術應用在水利水電工程中,有其特有的特點,與在其他工程中的應用有所不同:在水利水電工程施工中,需要依據不同的實地情況采取不同的措施,并制定相應的施工技術參數,選取最適應的灌漿技術。近年來,灌漿技術的施工在我國已得到了很大的實施、應用,特別是在我們水利工程基礎設施工程建設方面上表現得更突出,但水利水電灌漿施工工藝關乎到各部門,是一個復雜的施工過程。
2.2 灌漿技術的施工原則
(1)應用混凝土澆筑工程,為工程施工質量打下堅實基礎,并能夠縮短實際施工工程時間。
(2)水利水電工程的灌漿技術在灌漿進行澆灌過程中,有既定的澆灌次序,以自重大為先,自重小為后,并由自重大的部分牽制相鄰地基。
(3)灌漿施工過程中,應先澆筑工程的主體部分,以便盡早沉實基礎物。
2.3 灌漿施工技術的作用
(1)填充作用:運用該種施工技術,可以將混合而成的漿液凝成的石料、水泥漿有效地使地層空隙塞滿,排擠出原有的垃圾、空氣,從而防止水流滲透,提高地層基礎設施的密實性。
(2)壓密作用:每當水泥架通過施工壓入空隙的時候,將對施工的結構進行受力,從而產生擠壓,使得原來一些沒有填充物的微小空隙和裂縫受到擠壓或作用,從而提高地層的密實性和物理性能。
(3)粘合作用:在進行灌漿技術的施工后,對一些出現松落的石塊、部分構件建筑的填充、粘合起到了一定的作用,明顯的加強了其結構的承載能力。
(4)固化作用:一些具有膠凝性質如水泥等某些化灌材料的使用,將其固化成堅硬的“類巖體”,其原理是使得地層中的粘土等松軟物質在一定程度上發生物理、化學作用。
3.1 混凝土灌漿
混凝土被廣泛應用于水利水電工程,混凝土建筑占有重要地位。由于工程大體積混凝土,非常的容易出現裂縫問題,因此需要采取注漿施工技術,及時修復施工。在這種情況下,嵌縫技術是一種比較常見的施工技術,施工作業沿裂縫開槽,在槽的內部,埋入塑料材料和防水材料,使其具有封閉斷裂的作用。而針對混凝土裂縫的灌漿施工,則通常采用環氧灌漿技術,將環氧樹脂灌漿材料注入裂縫,以裂縫作為充填體。
3.2 誘導灌漿技術
誘導灌漿技術,即在工程灌漿設計中,依據不同的工程要求,人工創造條件設計可以防止滲漏也可以阻止土壤側壓灌漿:同時還可以設計漿液流動的控制范圍,有效地加強基礎加固工程。
3.3 高壓噴射灌漿技術
高壓噴射灌漿技術是在普通注漿技術的基礎上進一步改進的技術,可以將高壓噴射技術和普通注漿技術相結合以形成新的注漿加固技術。其工作原理是在高壓情況下的噴射流或泥漿流,對地層形成的切割和混合,添加相應的復合漿料、水泥漿,合并形成一個新的膠結體,然后改變地層結構或甚至改變成新型復合材料的結構,以此來提高基礎軸承的防滲性能,最終達到施工基礎加固和滲流控制的目的。在實際施工過程中,其主要采取鉆機鉆孔,然后將灌漿管設置到確定的深度,在應用高壓水泵或高壓泥漿泵時,用10~25MPa壓力噴射一次計劃的深層土。由于其速度快,動力強勁,可有效加強基礎和滲流控制效果。
4.1 吸漿量較大的灌注措施
水利水電工程施工過程中,往往需要開展一定的灌漿作業,且有一定的施工工期要求。因為水利水電大壩的施工存在地質條件因素的限制,容易出現泥漿難以快速凝結的狀況,使泥漿沖擊基礎的底部,甚至滲出,影響灌漿施工的效果。因此,在施工過程中應加強控制泥漿流動情況,采取逐步增加的灌漿方式進行操作,通過限制吸漿,控制泥漿流動速度,此外,還可以通過間歇性灌注的方式,加強對灌漿的控制,提高灌漿施工質量。一般來說,灌漿間隔以2~6h為宜。等到泥漿凝固至所要求的強度后,即可進行掃孔和復灌。
4.2 漏水通道灌漿技術
水利水電工程的施工往往因為地質環境的特殊性,受到一些不可控因素的影響,與其他工程相比,其更易出現工程漏水問題,因此,能采取外部干擾措施,使用尼龍或聚丙烯材質的袋子,填充配料,用以堵漏灌漿。填充配料通常由大的徑砂石組成,并且分別往兩個不同的管道,灌入水泥漿和速凝劑,在混合器中進行混合,然后再進入灌注區,進而達到防滲漏作用,使漏水點得到有效的控制。
4.3 接縫灌漿施工
在水利水電施工中,壩體的建筑是最為重要的部件,其施工質量將直接影響整個工程的穩固。灌漿施工也必須按照壩體施工需求,進行選擇和實施。在水利水電的壩體施工中,灌漿技術還可以應用于接縫問題的處理。大壩的接縫灌漿方式通常有盒式、騎縫以及重復灌漿等。以上3種灌注方式也可以重復使用,或依據不同的灌漿特征、工程實際等情況,相互融合使用。
4.4 灌漿技術施工過程中大量吸漿不止情況中具體技術處理方法
水利水電工程施工過程中,有時對一般裂縫施工的灌漿技術,會出現大量的等離子體吸收不止的狀況,如果你不及時停止,將會對灌漿結束工作帶來許多困難。出現這種現象的原因是:層狀結構不同,有其特殊性,使漿料從其他地方表面漏出,或在通道中損失。此時有五種處理的方法:
(1)降低壓力。使用低壓灌漿或自流式灌漿技術。
(2)限制流動速度。控制漿液注入率在10~15L/min以內。
(3)濃漿灌注或加速凝劑。通常為0.5:1漿料增稠最多時進行灌注,或加入硅酸鈉氯化鈣促進劑的水泥漿。
(4)水泥砂漿逐步灌注。根據實際輸液需求,可以按照水泥的重量分別為10%,20%時進行逐步灌注的程序。
(5)間歇灌漿法。當灌漿一定的時間后,暫停灌注,間歇一段時間。
灌漿技術利用其能夠迅速滲透到地層,凝固的同時將縫隙彌補。也只有灌漿技術能夠使用在這種地基中。灌漿技術直接影響水壩的質量與使用年限,所以提高灌漿技術是提高水利水電工程質量的首要任務。
綜上所述,水利水電工程中的灌漿技術,應當以滿足實際工程需求為前提,結合不同的施工實際情況,擇合適的灌漿施工技術,取得最佳的灌漿效果達到設計要求,獲得較高的工程質量,確保水利工程的安全運行。
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1004-7344(2016)32-0149-02
2016-10-24
朱大衛(1987-),男,助理工程師,本科,從事水利水電安全生產工作。
石雷(1990-),男,助理工程師員,大專,主要從事水利工程工作。
孫東寶(1986-),男,助理工程師,大專,主要從事水利工程工作。