水利水电职称论文-高压摆喷灌浆在隆林那龙水库除险加固工程的应用.doc

水利水电职称论文-高压摆喷灌浆在隆林那龙水库除险加固工程的应用摘要:文章结合隆林那龙水库除险加固工程防渗心墙高压摆喷灌浆施工实例,阐述了高压摆喷灌浆的施工工艺及常见问题处理措施。高压摆喷灌浆防渗技术具有防渗效果良好、施工条件要求低、工程造价合理等优点,可广泛应用于防渗工程。 关键词:高压摆喷灌浆;水库除险加固;防渗工程 1工程概况 那隆水库位于广西壮族自治区隆林各族自治县者浪乡西北面的那隆沟,地理位置于东经10520,北纬2452,距离隆林县城15km,距者浪乡政府6km。水库坝址集雨面积10.5km2,水库总库容116万m3。设计灌溉面积2000亩,是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养殖等综合利用的小型水库。那隆水库除险加固工程,坝体灌浆的深度要求达到坝基以下1m,与坝基帷幕灌浆有效交接;坝体灌浆采用高压喷射摆喷式灌浆。 2高压摆喷灌浆工作原理 高压喷射灌浆是一种采用高压水或高压浆液形成高速喷射流束,冲击、切割、破碎地层土体,并以水泥基质浆液充填、掺混其中,形成桩柱或板墙状的凝结体,用以提高地基防渗或承载能力的施工技术。 它的工作原理就是利用钻机钻孔,把带有喷嘴的注浆管插至土层的预定位置后,以高压设备使浆液成为20MPa以上的高压射流,从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体。当喷射动压超过土体结构时,土粒便从土体上剥落下来。部分细小的土料随着浆液冒出水面,其余土粒在喷射流的冲击力,离心力和重力等作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例有规律的析排列,形成桩柱或扳墙状的凝结体,用以提高地基防渗或承载能力的施工技术。 3施工程序和工艺 3.1施工程序 施工程序大体分为定孔、钻孔、制浆、试喷、下注浆管、喷射、提升等。 (1)定孔位。本工程沿坝顶设1排孔,孔距1.2m,孔深入基岩1.0m,大坝灌浆孔的布置长度为93.904m。在定孔位时,一定严格按设计要求测量放样定孔位,并用木桩固定,控制孔位偏差小于5cm。 (2)钻孔。采用回转法钻进,孔径为110mm。把钻机移至钻孔位置,对准孔位用水平尺掌握机台水平,立轴垂直,垫牢机架,经技术人员检测合格后方可开钻。在钻进过程中,每钻进35m,用测斜仪量测一次,如发现钻机倾斜,则停机垫平平台再开钻,严格控制成孔倾斜率小于1%,保证两孔间所形成的防渗凝结体保证结合,不留孔隙。 钻孔要深入基岩1.0m,钻进过程要记录完整,终孔要经值班技术员签字认可,不得擅自终孔。 成孔后应该对孔径、孔深、孔斜率等技术指标进行核验,确保符合设计及规范要求。 (3)制浆。本工程坝体及基础砂卵石层高压摆喷灌浆浆液为纯水泥浆,使用42.5普通硅酸盐水泥,水灰比为1.510.61,浆液比重1.61.7g/cm3。水泥浆采用二级搅拌,二级过滤。一级搅拌时间不少于90s,经过一级过滤后进入二级搅拌机,边搅拌边过滤边使用,水泥浆自制备至用完的时间不超过4h。如制浆过程中遇见故障,应立即通知喷射人员停喷,处理好后再进行施工。制浆过程中应定时测量浆液相对密度,每孔高压喷射灌浆结束后要统计该孔的材料用量。 (4)试喷。下管前先地面进行水、浆、气试喷,准确确定喷射方向和摆动角度,确保凝结体的有效连接。检查各项高压喷射灌浆参数符合设计要求。将喷嘴对准喷射方向不准偏斜是关键。 (5)下注浆管。检查各项工艺参数符合设计要求后将喷射管下到设计深度,可根据孔深量取喷射管长度,入孔后测量余尺,确认已下入孔底。 下管时为防止喷嘴堵塞,可采用边低压送水、气、浆,边下管的方法,或临时加防措施,如包扎塑料而或胶布等。 (6)高压喷射灌浆。当喷射管下到设计深度并经现场技术人员检查认可后,送入合乎要求的水、气、浆,喷射13min;待注入的浆液冒出后,按预定的提升、摆动速度自下而上边喷射边摆动,边提升直到设计高度。 喷射灌浆开始后,值班技术人员必须时刻注意检查注浆的流量、气量、压力以及摆动、提升速度等参数是否符合设计要求,并且随时做好记录。整个高压喷射灌浆过程监理工程师进行旁站监理,遇有不返浆、喷射参数不正常等情况均记录在案,经调整仍达不到要求者需进行二次处理,处理意见由监理工程师填于高压喷射灌浆通知单上。 (7)清洗。当喷射完毕后,立即拔出注浆管,彻底清洗注浆管路,以防堵塞。 (8)充填。为解决凝结体顶部因浆液析水而出现的凹陷现象,每当喷射结束后,随即在喷射孔内进行静压充填灌浆,直至孔口液面不再下沉为止。 3.2高压喷射主要参数及技术指标 高压喷射灌浆施工属于隐蔽性工程,只有选择合适的艺参数,才能保证施工质量。因此根据本工程的实际地质情况以及类似工程施工经验,经设计和监理单位同意后采取如下高压喷射参数: (1)高压水压力3538MPa,流量75L/min。 (2)压缩气压力0.60.8MPa,气流量8090m3/h。 (3)水泥浆液压力0.30.6MPa,进浆量6070L/min,采用普通硅酸盐425号水泥,进浆相对密度不小于1.61.7g/cm3。 (4)提升速度与摆角。提升速度1419cm/min,转动速度1315r/min,沿轴线摆角30。 (5)墙体渗透系数值K=i10-5cm/s(i=19)。 (6)分二序施工,孔距1.2m,先喷序孔,后喷序孔。采用全孔由下至上连续作业。 4施工中特殊情况的处理 在高喷灌浆施工中,钻孔和灌浆过程经常会出现塌孔、漏浆、冒浆、串孔、裂缝等问题引起压力突然变化、孔口回浆密度或者回浆量异常等情况时,应查明原因,及时进行处理。在隆林那龙水库除险加固工程高压摆喷灌浆中,出现过一些特殊情况,由于方法恰当、处理及时,确保了施工进度和质量。 (1)冒浆量降低或冒浆断续或者孔口不冒浆时,应分析原因,采取相应处理的措施。在隆林那龙水库除险加固工程灌浆过程中发现48#孔下段注浆量很大,尽管地表面和坝坡面未见漏浆,但推断分析有外漏或土体中有较大的空隙引起。采用停止喷杆提升,增大注浆量和加大浆液密度措施处理,等待孔口返浆正常以后再正常提升钻杆或者喷杆。 (2)压力正常冒浆量过大时,适当提高喷射压力或加快提升速度,减少冒浆量。 (3)出现裂缝时,灌浆过程中在发现48#孔坝顶面出现纵向约3米长的纵向裂缝,立即停灌,分析其发生原因,是灌浆压力过大产生辟裂缝,待裂缝基本闭和再灌。 (4)喷射中,拆、卸换及事故处理后下管时,搭接段复喷长度不小于50cm,以使成墙体上下的连贯。 (5)喷射时严密监视各系统的运转情况,发现异常及时处理。 (6)接、卸换管时要迅速防止坍孔和堵塞。 5效果检查 采用钻孔取芯检查法对防渗墙体进行质量检查,检查孔孔位布置在墙体中心线上的相邻两孔高压摆喷墙体的连接处,自上而下分段钻孔、取心和进行静水头压水试验。试验段透水率在0.650.860Lu之间,满足设计要求。该工程完工后经受了高水位的考验,未发现加固前在大坝脚的漏水现象,达到了预计的防渗加固目的。 6结语 高压摆喷灌浆防渗在隆林那龙水库除险加固工程中取得成功,但是高喷灌浆属于隐蔽工程,施工时必须严格控制施工参数才能确保施工质量。高喷管的提升速度、