化學(xué)灌漿技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用分析

摘 要：水利工程項(xiàng)目的安全穩(wěn)定性會(huì)在一定程度上影響水力發(fā)電的有效性，水利工程的實(shí)際運(yùn)行過程中，滲水裂縫等質(zhì)量問題時(shí)有發(fā)生，這些質(zhì)量問題會(huì)嚴(yán)重的影響水利工程的安全運(yùn)行?；瘜W(xué)灌漿技術(shù)作為一種將化學(xué)與工程學(xué)相融合的新型技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水利工程運(yùn)行中存在的質(zhì)量問題有效解決，保障水利工程運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。為此，探索化學(xué)灌漿技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用尤為重要。

關(guān)鍵詞：化學(xué)灌漿技術(shù)；水利工程；應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TV543" " " " " " " " " " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號(hào)：2096-6903（2023）08-0108-03

0 引言

化學(xué)灌漿技術(shù)作為一種化學(xué)與工程相融合的新興技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)混凝土材質(zhì)建筑的有效加固，還能處理水利工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)和混凝土缺陷，在保障水利工程項(xiàng)目安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，也能在一定程度上提升水利工程的使用壽命。

水利工程的項(xiàng)目建設(shè)關(guān)系到地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活質(zhì)量，其后續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，容易受到外部外界因素或建設(shè)施工質(zhì)量等因素的影響，出現(xiàn)裂縫、滲水等嚴(yán)重的問題。將化學(xué)灌漿技術(shù)應(yīng)用在水利工程項(xiàng)目中，能夠有效地提升水利工程施工質(zhì)量。

基于此，本文以實(shí)際的水利工程項(xiàng)目為例，探索化學(xué)灌漿技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用，以期能夠提升水利工程項(xiàng)目施工的質(zhì)量。

1 工程概況

暹粒省Stung Chikreng水資源開發(fā)工程（一期）位于柬埔寨西北部的暹粒?。⊿iem Reap Province）東面，距柬埔寨首都金邊約247 km。地理坐標(biāo)為東經(jīng)104°15'～104°30'，北緯13°00' ～13°35'。

Stung Chikreng為暹粒省東部河流，流域面積1 871 km2，從北向南流經(jīng)暹粒市東部重要集鎮(zhèn)Kouk Thlok Kraom后匯入洞里薩湖。

灌區(qū)土地面積39.1萬畝（2.61萬ha），其中耕地面積為27.4萬畝（1.82萬ha）。本工程渠首位于Stung Chikreng河干流上，已建攔河閘閘址以上流域面積1 692 km2，河長(zhǎng)72.6 km，河道平均坡降約1.5‰。工程利用已建的攔河閘進(jìn)行改建，適當(dāng)雍高Stung Chikreng河常水位，并在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)建設(shè)灌溉和排水系統(tǒng)，使項(xiàng)目區(qū)大部分耕地實(shí)現(xiàn)自流灌溉，并改善排水條件。本工程主要建筑物有渠首建筑物（攔河閘、溢流堰、進(jìn)水閘以及兩岸堤壩等）、灌溉渠道（總干渠、干渠、支渠）、節(jié)制建筑物（水閘）、農(nóng)橋、箱涵和涵洞等。

2 本施工項(xiàng)目高噴灌漿施工內(nèi)容

2.1 施工概述

本工程根據(jù)地質(zhì)條件采用高壓旋噴灌漿截滲形式，孔距750 mm、孔深20 m。壓力、擺速、擺角和提升速度等工藝參數(shù)，通過實(shí)驗(yàn)確定。

2.2 施工準(zhǔn)備

為了保證按期完工，組建高噴灌漿作業(yè)小組，計(jì)劃投入1套高噴施工機(jī)具，投入施工人員總?cè)藬?shù)16人。在攔河閘上游高噴灌漿軸線一側(cè)適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，搭設(shè)1個(gè)制漿站和臨時(shí)水泥庫，供制漿供漿用，占地面積各150㎡。水泥庫水泥儲(chǔ)量按一周水泥用量考慮。施工中棄漿按監(jiān)理工程師指定位置排放。

施工供電需配置一臺(tái)150 kVA的發(fā)電機(jī)，具體安放地點(diǎn)視現(xiàn)場(chǎng)情況而定。施工中要隨著施工進(jìn)展而移動(dòng)，保證發(fā)電機(jī)與高噴設(shè)備的距離。選擇合適的地方設(shè)置制漿站，制漿站設(shè)置立式高速制漿機(jī)1臺(tái)、GB6-10泥漿泵1臺(tái)或3SNS砂漿泵1臺(tái)，貯漿桶1個(gè)，清水桶1個(gè)，制漿能力＞6 m3/h。

在制漿站附近沿河邊設(shè)一供水站，安裝1臺(tái)2″潛水泵，向制漿站和高壓泵供水，供水設(shè)備具有24 h連續(xù)供水能力。

2.3 施工流程

具體施工流程如圖1所示。

2.4 高噴工藝流程

根據(jù)施工圖進(jìn)行孔位放樣，作好標(biāo)記及編號(hào)。施工中操作人員準(zhǔn)確定位，定位誤差不超過5 cm。高噴機(jī)定位后，由操作班長(zhǎng)調(diào)整高噴機(jī)的水平度和高噴管的垂直度，質(zhì)檢員檢查確認(rèn)在控制指針內(nèi)，即可進(jìn)行操作。高噴之前先在地面試噴，當(dāng)氣、漿達(dá)到要求后，即可高噴作業(yè)。先給漿（壓力1～2 MPa），再送氣（壓力0.5～0.7 MPa），使噴頭輕輕觸地，直至要求孔深。下管過程中，遇特殊情況如漿嘴堵塞等，立即停止插管，將高噴管提出地面進(jìn)行處理。

鉆孔深度按照設(shè)計(jì)圖紙施工，并量測(cè)好孔深，做好記錄。按設(shè)計(jì)要求拌制漿液，隨時(shí)抽查漿液比重，噴射過程中若發(fā)生故障，應(yīng)立即通知井口人員停噴，高噴結(jié)束后核實(shí)材料用量。

在制漿過程中特別應(yīng)注意以下4點(diǎn)：①制漿材料采用質(zhì)量計(jì)量法用磅秤稱量，其誤差不得大于5%。②拌制水泥漿液按設(shè)計(jì)配比進(jìn)行，順序?yàn)橄燃铀?，后加水泥，漿液攪拌均勻。始終處于懸浮狀態(tài)，定時(shí)檢測(cè)其密度并作好記錄，其誤差不得大于5%。③水泥漿的攪拌時(shí)間，使用高速攪拌機(jī)不得少于30 s。自制備至用完的時(shí)間不大于4 h。④水泥漿液進(jìn)行嚴(yán)格的過濾，防止噴嘴在噴射作業(yè)時(shí)堵塞。

高噴管插管至預(yù)定深度后，將漿、氣調(diào)到設(shè)計(jì)值，在孔底噴射灌漿，待孔口返漿正常后，按設(shè)計(jì)參數(shù)提升灌漿至終噴高度。噴射結(jié)束而漿液析水后，凝固體頂部會(huì)出現(xiàn)凹陷，此時(shí)即可在噴射孔內(nèi)進(jìn)行靜壓充填灌漿，直至孔內(nèi)液面不再下沉，將冒漿回灌至孔內(nèi)。噴射完畢后，及時(shí)將各管路沖洗干凈，不留殘?jiān)?，以防堵塞。將泥漿管路中的漿液換成水，進(jìn)行連續(xù)沖洗，直至出現(xiàn)清水為止。

2.5 高壓旋噴灌漿設(shè)備

配備DY-60/90型高噴機(jī)1臺(tái)、灌漿配套設(shè)備1套。搭設(shè)泥漿棚一座，內(nèi)設(shè)有空壓機(jī)、水泥漿攪拌機(jī)、高壓泥漿泵。如表1所示。

3 化學(xué)灌漿技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用策略

3.1 化學(xué)灌漿技術(shù)方案的制定

在本次水利工程的建設(shè)中，各個(gè)部位的施工尤為重要。為了保障各個(gè)施工部位都能夠正常、安全地投入在使用，針對(duì)施工中存在的裂縫問題，采用化學(xué)灌漿技術(shù)進(jìn)行處理。

在制定化學(xué)灌漿的方案中，需要根據(jù)本次工程施工中出現(xiàn)裂縫的特點(diǎn)和實(shí)際情況，結(jié)合灌漿技術(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)，明確最佳的化學(xué)灌漿施工方案，有效保障對(duì)裂縫處理的有效性。在確定最終方案之前，需要進(jìn)行試驗(yàn)。其目的在于確保方案更具科學(xué)、合理性，在一定程度上控制灌漿的投入成本，實(shí)現(xiàn)在成本最優(yōu)化的基礎(chǔ)上，提高裂縫修復(fù)的質(zhì)量。

3.2 化學(xué)灌漿材料的選擇

在進(jìn)行本次化學(xué)灌漿施工之前，需要優(yōu)先選擇灌漿的材料。在材料的選擇上，需要遵循客觀性強(qiáng)、耐久性高、粘結(jié)性強(qiáng)的灌漿材料。在通常情況下，化學(xué)灌漿的材料分為水玻璃灌漿材料、丙乳灌漿材料、環(huán)氧灌漿材料依據(jù)聚氨酯灌漿材料，每種不同的灌漿材料都具備其特有的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)。

在選取灌漿材料上，需要結(jié)合具體的工程實(shí)際情況來進(jìn)行。根據(jù)本次工程施工項(xiàng)目的實(shí)際情況和特點(diǎn)，將改性環(huán)氧灌漿材料作為處理本次工程施工裂縫的主要灌漿材料。

3.3 灌漿孔的布置

在利用化學(xué)灌漿技術(shù)處理本次水利工程施工的裂縫之前，先對(duì)裂縫進(jìn)行鉆孔處理。結(jié)合不同鉆孔所具備的功能，將其劃分為3種類型：①探縫孔。需要在灌漿之間進(jìn)行鉆孔，其目的在于測(cè)量裂縫的深度，以便于方便后續(xù)的施工。②灌漿孔。在這種鉆孔類型下，需要提供一部分輔助措施，用于處理裂縫中的灌漿，在明確鉆孔深度時(shí)，需要根據(jù)探縫孔測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行。③騎縫或斜孔方式鉆孔。斜孔需要在裂縫兩邊進(jìn)行布置，在騎縫鉆孔中，孔深需要在30～50 mm，孔與孔之間的間距需要在25～30 cm。

本次水利工程的施工在針對(duì)裂縫鉆孔工作的處理上，采用的是斜孔鉆孔方式，孔與孔之間的間距在80～100 cm，具體孔位布置如圖2所示。

3.4 漿液配制

所有灌漿材料漿液的備制都需要由專業(yè)人員進(jìn)行，在進(jìn)行漿液的制備過程中，需要將各種材料的比例按照嚴(yán)格的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行混合，并充分?jǐn)嚢琛Ｐ枰谖鼭{大小的前提下，進(jìn)行分批次的漿液制備，做到即配即用。在制備完成后，需要將其及時(shí)的投入使用中。需要結(jié)合裂縫的實(shí)際情況和施工當(dāng)天的氣溫以及進(jìn)漿率、進(jìn)漿量，對(duì)漿液的制備量和粘性強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整和控制。

3.5 灌漿

在對(duì)本次水利工程施工存在的裂縫之處進(jìn)行灌漿之前，需要對(duì)其進(jìn)行壓水檢測(cè)工作，將水壓設(shè)置在0.3 MPa。通過該檢測(cè)，能夠了解到灌漿管路和裂縫的暢通性，也能將裂縫中存在雜質(zhì)進(jìn)行有效的清理。在此之后，需要對(duì)根據(jù)具體的檢測(cè)情況，確定灌漿的壓力和灌漿量。

在開展灌漿工作時(shí)，灌漿順序應(yīng)當(dāng)遵循從中間到兩端進(jìn)行灌漿的原則。針對(duì)側(cè)墻的伸縮縫，灌漿的順序需要從下至上。對(duì)于裂縫交叉部位多孔位要同時(shí)進(jìn)行澆筑。在進(jìn)行水利工程伸縮縫灌漿之間，應(yīng)當(dāng)確保灌漿的孔洞全部處于打開狀態(tài)，灌漿的壓力設(shè)置在0.4～0.6 MPa，當(dāng)漿液順利注入孔洞之后，再將其作為進(jìn)漿口進(jìn)行漿液灌注。若進(jìn)漿量過小，需要適當(dāng)?shù)奶岣吖酀{的壓力，直到漿液不再進(jìn)入孔洞。在此狀態(tài)下維持30 min后，便可停止灌漿。

4 結(jié)束語

化學(xué)灌漿技術(shù)作為一種新型的灌漿技術(shù)，是在將化學(xué)與工程學(xué)進(jìn)行融合的前提下，利用工程技術(shù)、化學(xué)漿液材料和化學(xué)科學(xué)知識(shí)對(duì)水利工程建設(shè)過程中存在的質(zhì)量問題進(jìn)行有效的處理。在后期對(duì)裂縫等方面質(zhì)量問題的修補(bǔ)過程中，也能起到一定的加固成效。

在應(yīng)用化學(xué)灌漿技術(shù)的過程中，仍然需要對(duì)灌漿的各個(gè)階段、各個(gè)內(nèi)容進(jìn)行有效地控制。在化學(xué)灌漿技術(shù)不斷完善和優(yōu)化的過程中，全面提升水利工程項(xiàng)目的建設(shè)施工質(zhì)量，進(jìn)而充分發(fā)揮出水利工程具備的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值，對(duì)推動(dòng)水利事業(yè)的高效發(fā)展提供有效的技術(shù)保障。

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