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高壓噴射灌漿應用研究

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高壓噴射灌漿應用研究

發布日期:2016-03-09 00:00 來源:http://www.inuwqb.cn 點擊:

   [摘要]近年來,隨著高噴理論、施工工藝方法及設備條件的不斷改進和完善,在土層及含大顆粒的砂卵石層中構筑連續的高噴防滲墻體已不是一件難事。重點介紹了高壓噴射灌漿原理、注意事項及難點處理。  

  [關鍵詞]高噴灌漿;原理;難點處理  

  [中圈分類號]TV544.923  [文獻標識碼]B  [文章編號]1004—7042(2006)06—0096—02 

    1  灌漿工作原理  

    1. 1  基本原理 

    高噴灌漿法是利用工程鉆機鉆孔至設計處理的深度后,利用高壓水泵,通過安裝在鉆桿 (噴桿)桿端置于孔底的特殊噴嘴向周圍土體噴射高壓水。噴流動壓以脈沖形式沖擊土體,使土體結構破壞出現空洞,同時壓入漿液(一般為水泥漿)。鉆桿以一定的速度邊旋轉(邊擺動邊或不動)、邊提升,再壓入高壓空氣(用空氣壓縮機壓人),這樣鉆桿在旋轉和提升過程中,在射流后形成空隙,在噴射壓力作用下,迫使土粒向與噴嘴移動相反的方向移動,土粒排出后所空下的體積由灌入的漿液補入。補入的漿液與土、砂和砂礫經高壓空氣并強制攪拌混合,然后析水固結,凝固后便在土體中形成具有一定性能和形狀的固結體,即形成樁、板、墻、柱等。  

    1.2  噴射形式與參數  

  固結體的形狀和噴射流的移動方向有關。一般分為旋轉噴射(簡稱旋噴)、定向噴射(簡稱定噴)和擺動噴射 (簡稱擺噴)。旋噴樁主要用于加固地基,提高地基的抗剪強度,改善地基土的變形性能,使其在上部結構荷載作用下,不至破壞或產生過大的變形。定噴固結體呈壁狀,擺噴形成厚度較大的扇狀固結體。定噴和擺噴通常用于地基防滲,改善地基土的水力條件及邊坡穩定等工程。高噴施工的工藝參數主要有:水壓一般為 34 Mpa~40 MPa;氣壓一般為0.5 Mpa~0.8 MPa;漿壓一般為 0.1 MPa~0.5 MPa;提升速度一般為5 cm~10 cm。  

    2  施工注意事項  

  第一,不可盲目追求鉆孔進尺。在砂卵石層中造孔時,鉆進效率較高,這時不可盲目加大給進壓力以追求進尺,應隨時注意孔口上返巖屑情況,及時調整鉆壓及其他鉆進參數,防止因巖屑產生過多來不及返出而造成人為卡鉆事故,影響鉆孔工效。此外,適當加入紅黏土,及時護壁。鉆進過程中若遇較大粒徑的塊石體時,且不可強行跟進,應采用搗、打相結合的方法,防止套管卡死在孔內,造成廢孔。  

  第二,在施工中,盡量避免新舊套管混用。因為護壁套管往往是多批次、無定期的疲勞使用,部分舊套管的外壁及絲扣在使用過程中已受到不同程度的磨損,在進行深孔鉆進時,隨著鉆孔深度的增加,套管外壁所承受的摩阻力及管體底部受到的沖擊拉力也隨之增大,若新舊套管混用,在孔內發生脫絲及斷管的機率也會增大,影響成孔效率。  

  第三,嚴格控制鉆孔偏斜。在高噴施工中,鉆孔偏斜是影響墻體可靠搭接的關鍵因素。施工時可采用如下措施以防止鉆孔發生偏斜:鉆機就位后,應墊穩及調整鉆機,使開孔鉆具始終保持在鉛垂狀態;開孔鉆具應采用大一級鉆具,在鉆至卵石層后要反復上下活動,避免回填土層中的礫石造成鉆孔偏斜;下人跟進套管并用水平尺反復校對垂直度,如明顯有偏斜,則拔出后填入砂礫石料而后重新在原處開孔;鉆進中發現套管有偏斜現象,應全部拔出重新開孔;加長鉆具的長度;用測斜儀每鉆進 10 m測一次斜度,發現偏斜立即糾正。  

  第四,把握好兩序孔間的施工間隔。按分序加密的原則,高噴孔多分為兩序孔施工。在前一次序孔高噴施工結束后,合理確定下一次序孔的開孔時間尤為重要。一般同序孔之間以48 h左右為宜,異序孔之間以 6 d~12 d為宜。  

  第五,盡量采用帶徑向條縫的特制 PVC塑料管護壁。PVC護壁管護孔效果好,且在高壓射流束的強力沖擊作用下極易破壞,不會影響噴射質量。  

  第六,通過鉆噴施工進一步認識地層,以指導后續施工。  

  第七,不應忽視孔口補漿工作 (即封孔工作)??卓谘a漿即在噴漿結束后,通過送漿管路及時向孔內補充地層漏失的漿液。直至漿面不下降為止。 

    3  難點處理  

    3.1  漏漿處理  

  在高噴防滲板墻的施工中,有個別孔發生了漏漿現象,說明大壩基礎存在集中滲流區,對水庫大壩的穩定十分不利。因此發生漏漿時,應視嚴重程度采取停止提升或放慢提升速度的辦法,讓漏漿地層充分灌滿水泥漿,從而達到灌漿的目的。施工地層為強透水層,施工過程中孔內嚴重漏漿,可采取以下措施進行處理:降低噴射管的提升速度或停止提升;在進漿漿液中摻加速凝劑;向孔內充填沙等堵漏材料;采用間歇灌漿法;加大進漿漿液比重。  

    3.2  孤石處理  

  高噴過程中,根據鉆孔記錄,在噴至孤石深度時,采取上、下50cm加大擺角、放慢提升速度的辦法,這樣水泥漿就會盡可能地繞過孤石,充分將孤石用水泥漿包住,從而達到板墻充分連接的目的。  

    3.3  事故停噴  

  采取復噴的辦法,即:如果停噴時間短,就將噴管下至原來停噴時高程以下50 cm,然后繼續噴孔。如果停噴時間過長,則重新掃孔至停噴時高程以下50 cm,然后繼續噴孔。  

    3.4  返漿不正常的處理辦法  

  在設備及施工參數均正常的情況下,孔口返漿不正常主要有兩種原因,一是地層漏漿,二是相鄰孔串漿。施工時對于孔口返漿不正常的孔段根據實際情況應采取不同措施進行處理:第一,孔口不返漿時停提靜噴;降低水壓,但漿壓、風壓、進漿量不變,可孔口加砂或摻加速凝劑;可提動噴管5 cm以防止卡管。上述措施返漿后,將水壓及其他參數調整正常再進行提升。第二,有返漿但不正常的孔段,采取間歇提升的方法,待返漿正常后正常噴射。第三,本孔不返漿,而鄰孔返漿時,各參數不變,正常提升。第四,針對有些含砂量很少的卵礫石層,也可采用在套管中事先灌注黏土砂漿的方法以解決地層的漏漿問題。  

    4  結語  

  針對高壓灌漿工程施工的原理、特點與常見的問題,筆者認為,做好高壓灌漿工程,要從以下幾點抓起:第一,針對不同的工程,不同的地層,施工中嚴格根據設計提供參數以及開工后的現場試驗,對各個參數進行具體調整,以便使工程施工更加徹底,更加完善;第二,施工中嚴格注意各關鍵部位,做到早發現,早處理,早防治;第三,施工中加強對各控制點的管理與控制,做到有的放矢??傊粩喔倪M施工技術,確保工程質量。

相關標簽:灌漿工程

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