高压灌浆

高压灌浆（精选8篇）

高压灌浆 篇1

高压喷射灌浆是采用钻孔, 将装上特制合金喷嘴的注浆管下到预定位置, 然后用高压泵将浆液通过喷嘴喷射出来, 冲击破坏土体, 使土粒在喷射流速的冲击力、离心力和重力等综合作用下, 与浆液搅拌混合, 待浆液凝固以后, 在土内就形成一定形状的固结体, 它是地基加固处理的一种较好方法。

1 概况

小寨河水库位于灵宝市西闫乡, 黄河一级支流沙河上, 是一座以防洪为主, 兼顾灌溉、养殖等综合利用的小 (Ⅰ) 型水库。2008年2月, 经河南省水利厅核查:该水库大坝病险严重, 属三类坝。为减小坝体渗透系数设计采用高压喷射灌浆进行加固处理。

2 试验的作用及目的

确定合理的灌浆参数, 通过灌浆试验验证设计参数。按照高压喷射灌浆设计的程序、参数、工艺、浆液要求等进行喷射灌浆试验。确定合理的施工顺序、良好的施工工艺、适宜的灌浆材料。

试验内容有灌浆压力、提升速度、以及浆液浓度、配比;确定渗透系数、有效直径。验证渗透性。

3 设计要求

3.1 采用摆喷

高压灌浆采用摆喷灌浆的方式。灌浆孔采用单排两序, 灌浆轴线位于上游坝坡高程▽401.00m处。灌浆范围灌浆桩号0+023.5至0+308, 灌浆轴线总长247.5m一序孔、二序孔孔距3m, 终孔间距1.5m, 总计174个灌浆孔。

3.2 设计灌浆参数

水灰比:1.2∶1;钻孔孔径:≥91mm;渗透系数:<10-6cm/s;压缩空气喷射压力:0.7Mpa;压缩空气输送量:1~3m3/min;水泥浆供浆量:140~160L/min;浆液比重:1.5~1.7;回浆比重:1.3~1.5;喷嘴摆速:20次/min;提升速度:5~10cm/min;板墙喷嘴摆角:60°。

4 试验方案

4.1 喷射灌浆试验孔布置

选择地层情况与设计灌浆位置相似的地方, 布置8个试验孔进行高压摆喷灌浆试验, 试验位置在大坝上游桩号0+2599~0+262.6, 高程在401.0米处进行即设计灌浆作业面, 试验单孔深21.74米。8个试验孔采取相同的参数施工, 孔距见灌浆试验孔位平面布置图。 (附高压喷射灌浆试验孔平面布置图、相关高喷灌浆试验参数) 。

4.2 钻孔施工方法及技术要求

①使用经纬仪确定轴线方向, 钢尺量距确定孔位, 编号后用桩标示, 施工后序孔时分别验证前序孔孔位, 并用水准仪测定孔口高程, 孔位偏差小于2cm, 用测斜仪测量孔位的垂直度, 钻孔孔斜率小于1%。

②采用150型地质钻机回转钻机, 开孔孔径不小于110mm。

③钻机安装应平整稳固, 先用水平尺粗略整平, 然后用经纬仪使钻机立轴铅直。

④采用干钻成孔, 钻孔在坝体部位下入满足设计要求的PVC花管护壁。

⑤钻孔结束, 会同监理人进行检查孔深、孔位、孔径、孔斜, 检查合格, 并经监理人签认后, 方可进行下一步操作。

⑥灌浆:做好准备工作后, 下喷射管之前进行地面试喷, 检查机械及管路运行情况, 并调整喷射方向和摆动角度。开始时先送水泥浆, 再送压缩空气。之后原地静喷3-5min, 喷头下至设计深度待达到预定的喷射压力和喷浆量, 且孔口冒出浆液后, 再按预先定好的提升、摆动速度, 自下而上进行喷射作业, 直到设计高程方可停送气、浆, 提出喷射管。出现特殊情况应及时处理。

⑦喷射过程中必须时刻注意检查浆液的流量、压力以及摆、提升速度等参数是否符合要求, 并随时做好记录。

⑧在高喷灌浆过程中, 出现压力骤降或骤增、孔口回浆浓度和回浆量异常, 甚至不返浆等情况时, 查明原因后及时处理。

4.3 施工主要机具设备

GJ-150S钻机1台;CYP高喷台车1台;50Mpa高压泥浆泵1台;6m3/0.7Mpa空气压缩机1台;BW200灌浆泵1台;JS-400制浆机2台;3KW潜水泵2台。

4.4 施工工艺

①施工顺序:本次高压摆喷试验按两序施工, 为了保证灌浆轴线上的两个孔 (6、7) 能够达到预期的喷射效果先施工1序1、3、6号孔, 再施工2序2、4、5、7、8号孔, 每序孔间隔不少于24小时。

②施工方法:高喷灌浆采用二重管自下而上摆喷灌浆法。

③单孔施工工艺流程:放线布孔→钻机就位整平→造孔→高喷台车就位→试喷→下喷射管至设计深度→制浆→喷射提升灌浆→封孔→移走台车→回填。

4.5 施工中的质量控制

本次试验按《水利水电工程钻探规程》 (DL5013-92) 、《建筑地基基础处理规范》 (JGJ79-91) 、《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》 (DL/T5200--2004) 等技术规程规范要求严格执行。严格按照“三检”制度上道工序不合格严禁进入下道工序。为保证喷射灌浆孔在灌浆后相互套接, 形成完整的挡水幕墙, 施工时采用2m以上钻具钻进, 直至设计深度。并伸入基岩不小于1m。

钻孔过程中, 每钻进3~5m检查一次孔斜, 用测斜仪测量一次孔斜, 控制钻孔垂直误差不超过1%。若发现孔内出现异常现象如掉钻、卡钻等, 应及时采取措施处理, 并详细、完整做好记录。

当测试的进、回浆比重与规定值不符合设计要求时, 停止喷射, 重新调整浆液水灰比, 直至满足设计要求。

在任何情况下断喷 (包括拆卸喷管) , 回复喷射时, 应将喷头下放30cm, 采用搭接喷射处理, 方可继续提升喷射灌浆, 并做好详细记录。在喷射中, 如孔口冒浆量超过注浆量的20%时, 通过提高灌浆压力或适当加快提升速度及旋转速度以减少冒浆量;如孔口不冒浆时, 采取增大注浆量、减慢提升速度等方法。

4.6 质量检查

灌浆结束28天后, 进行围井喷射体取芯工作, 送检测定其28天抗压强度满足要求、开挖观察岩心搭接满足设计要求并进行注水检查、计算渗透系数等指标满足设计要求。

5 结论

按照试验前确定的试验参数, 试验工艺进行试验, 经检测坝体渗透系数<10-6cm/s, 各项指标符合要求, 摆喷试验是成功的, 按照该试验方案得出的参数对坝体及坝体基础进行高压喷射灌浆施工, 加固处理效果满足设计要求。

摘要：高压喷射灌浆是一种新型的地基加固处理技术措施, 本文对小寨河水库除险加固工程中高压喷射灌浆摆喷试验的过程、试验参数、试验工艺等进行了描述, 该试验成果在小寨河水库地基处理中应用后, 效果满足设计要求。

关键词：高压喷射灌浆,摆喷,试验

高压灌浆 篇2

中国核工业华兴建设有限公司

摘要：某水库位于深圳市大亚湾核电基地内，属电站专用供水水库。水库大坝为均质土坝，自1997年4月开始投入使用以来，坝体发现多处渗漏，同时坝顶部出现了多道横向裂缝，严重影响水库库体的整体稳定性和耐久性，以及危及蓄水功能，决定采用高压水泥灌浆技术对水库坝体进行堵漏加固，以保证水库的正常蓄水供水功能。

关键词：灌浆施工；坝体堵漏及加固

1.工程概述

某水库是电站专用供水水库，其坝顶长度500m，坝顶宽度为7.5m，坝顶高程为85.50m。该大坝为碾压式均质土坝，坝体填料为泥盆纪正长石石英质全风化坡积土。坝体填筑于1996年1月15日开工，1997年4月竣工，1996年9月中旬开始蓄水。投入使用以来，坝体现场发现多处渗漏，同时坝顶部出现了多道横向裂缝，坝体现场探测后，决定对所发现的渗漏进行灌浆堵漏以及对坝体进行加固处理，以保证水库的正常蓄水供水功能。

2.水泥灌浆设备和材料

2.1主要施工机械设备清单如下表：

表一 主要机械设备表

序号设备名称规 格单位需用量备 注

1地质钻机XY-1A回转式台6

2灌浆泵BW-150台2

3泥浆比重计 套2

4自动灌浆记录仪 台1

2.2浆液制备与供应

灌浆用水泥采用标号不低于425#的普通硅酸盐水泥。为便于水泥运输，兼顾各工作面的灌浆施工，以及保护工作环境，避免施工人员与有害的水泥粉尘直接接触，在帷幕灌浆时，所灌水泥浆液将采取集中搅制，設置一个集中制浆系统，负责对工程灌浆施工用浆的供应。用BW--150型泥浆泵通过Φ32mm输浆管路输送至各钻孔灌浆使用。

灌浆浆液浓度：灌浆用水泥采用标号不低于425#的普通硅酸盐水泥，灌浆浆液应由稀到浓，逐级变换，水灰比可采用3：1、2：1、1：1、0.5：1四个级别。

3 主要工艺与施工要求

3.1 钻孔施工

3.1.1 钻机的安装

（1）灌浆钻孔采用XY-1A型回转式地质钻机；

（2）钻机安装必须稳固，精心调平，钻塔底座要用木桩楔牢固定，各部固定螺栓要拧紧，传动系统要相应对线，确保施工过程中不发生倾斜移位；

（3）钻机安装定位后，对于垂直钻孔，钻机的立轴中心线，天车前缘切点与抽芯孔中心点必须在同一铅垂线上；对于斜孔，钻机的立轴中心线按照规定的倾斜角度调整；

表二 钻孔深度偏差值

（4）水池应离钻机塔座1米以外，避免循环水冲湿场地，造成钻机倾斜移位；

（5）钻孔位置测量定位与设计位置的偏差不大于5cm。

3.1.2 定位开孔

（1）定孔位后，先凿一直径略大于钻头外径的平底浅眼；

（2）用钻头缓慢地接触混凝土表面，待钻头入槽后，下入孔口管，保证其垂直牢固，并要重新校正钻机立轴中心、天车前缘切点与孔口管中心在同一铅垂线上；

（3）开孔钻进要轻压慢钻，密切注意钻机有无移位。

（4）洗孔：灌浆孔段钻进时禁止使用循环水，在灌浆前应进行孔内沉积物冲洗和裂隙冲洗，冲洗压力可为灌浆压力的80%，最大压力不小于1MPa。冲洗要求至回水清净、孔内沉积厚度不超过20cm。

3.2 灌浆施工

3.2.1 灌浆设备安装

本工程灌浆区域有四个，分布在0+168～0+400范围内，将制浆站设置在0+280附近，位于四个灌浆区域的中部，恰好也是灌浆加固区域二的地段。灌浆泵和灌浆记录仪安设在0+280附近，水泥浆液通过输浆管输送到灌浆孔，输浆管采用镀锌管。孔口管和护孔管采用直径为91mm的钢管，在成孔后下入孔内，深度达到灌浆段顶面，管外侧跟随电缆（直径为5mm），每间隔2m用细镀锌铁丝将电缆绑扎在PVC管上。

3.2.2 灌浆施工

采用孔口封闭式全孔灌浆法，以钻杆作为灌浆射浆管下入距孔底不得大于0.5m，自上而下灌浆。灌浆浆液浓度：灌浆用水泥采用标号不低于425#的普通硅酸盐水泥，灌浆浆液应由稀到浓，逐级变换，水灰比可采用3：1、2：1、1：1、0.5：1四个级别。

按下列情况变换：

⑴当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；

⑵当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，就改浓一级；

⑶当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。

灌浆压力：控制在1.5～2.5MPa，表层取小值，孔底取大值，灌浆压力可根据实际情况调整；灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应措施处理。当各孔段达到设计灌浆压力后，注入率不大于1L/min时，继续灌注30min。

各孔灌浆完成后用浓水泥浆封孔，封孔方法采用“全孔一次封孔法”，即在全孔灌浆结束后，自下而上灌注水灰比为0.5：1的浓浆，灌注压力与该段的灌浆压力相同。

图一 钻孔注浆示意图

4.关键技术与实施特点

4.1 灌浆加固方案

（1）加固区域一：0+425附近

根据《水库渗漏通道探测报告》，在K0+425孔附近存在着较强的渗漏通道，该渗漏通道位于坝基的接触带上，强渗漏通道的高程在25～35m，宽度大约20～30m，是由于基础风化带没有处理好所造成的，因此此段加固范围为0+399.5～0+429.5，每隔1.5m布置一个钻孔，钻孔深度为70m，其中灌浆段深度为45m～70m；

（2）加固区域二：0+280附近

在K0+275～K0+285孔之间存在一条强渗漏带，根据地质勘察资料，推测是断层F17。资料显示，在水库修建以前在F17周围曾经存在很多泉水出露，泉眼在目前水库位置的上下游都有分布。根据综合示踪测试的数据，表明该断裂带仍然是一条强的渗漏通道，强渗漏部位与坝轴线相交部位为5～15m高程之间。根据《水库渗漏通道探测报告》关于此渗漏区域的描述，坝顶开孔范围0+275.8～0+296.9，每隔1.5m布置一个钻孔，钻孔深度为90m，其中灌浆段深度为55m～90m。由于F17断层具有一定的倾斜度，因此钻孔及灌浆孔设计为斜孔，孔斜为5o。

（3）加固区域三：0+325附近

在K0+325孔附近10～15m高程存在渗漏，渗漏范围大约10～20m之间，渗漏发生在破碎带。设计此段的加固范围为0+318.25～0+331.75，每隔1.5m布置一个钻孔，钻孔深度为80m，其中灌浆段深度为65m～80m；

（4）加固区域四：0+175附近

在K0+175孔附近15～25m高程处存在渗漏，渗漏宽度约20～30m，渗漏部位主要是破碎带。设计此段的加固范围为0+168.25～0+181.75，每隔1.5m布置一个钻孔，钻孔深度为75m，其中灌浆段深度为55m～75m。

加固区域分布详见灌浆孔剖面分布图，汇总表如下：

表3加固区域及灌浆段汇总表

加固

区域位置范围设计孔深钻孔间距设计

灌浆段孔斜

一0+425附近0+399.5～0+429.570m1.5m45m～70m垂直

二0+280附近0+275.8～0+296.990m1.5m55m～90m5o

三0+325附近0+318.25～0+331.7580m1.5m65m～80m垂直

四0+175附近0+168.25～0+181.7575m1.5m55m～75m垂直

4.2 灌浆要求：

图二：注浆防水帷幕注浆示意图

由于在灌浆过程中采用边灌浆边探测的方法，对灌浆顺序有一定要求。即对于一排灌浆孔，不采用顺序灌浆的方法，而是间隔若干孔进行灌浆，在成孔后，探测渗漏所偏向的位置，在靠近通道的位置处再进行开孔灌浆，直到达到堵住渗漏通道的目的。灌浆顺序可如下圖。在下图中，圆面代表计划的灌浆孔，数字代表灌浆的顺序。在灌浆孔成孔前，通道的具体位置是未知的，因此每隔几个孔距先钻几个灌浆孔（序号1），在孔内进行温度场探测，根据温度场的探测结果判断通道更加精确的位置，并进行灌浆处理（如图中首先灌浆区域），在灌浆完成后探测灌浆效果，如果仍有渗漏，则以通道位置为中心，向两侧加大灌浆范围（序号3）。

5.质量控制措施

5.1 施工时相关技术要求

（1）严格按设计及规范要求施工。

（2）严格执行规定的灌浆压力、浆液配比、灌浆时间和终灌标准等施工技术参数。

（3）详细做好钻孔及灌浆记录，并及时整理成果资料。

（4）对灌浆不正常和灌浆过程中出现事故的部位及时查明原因，及时处理。

（5）原材料：纯水泥浆灌浆采用不低于42.5﹟级普通硅酸盐水泥，合格证、验收证件齐全，过期水泥不得使用。水泥首次出库使用前，必须进行全面质量鉴定，该批水泥使用期间，应进行不定期质量抽查，符合质量标准都方可使用。水泥检验按《永久水工建筑物混凝土施工技术要求》JAQ·SG/BG05-2006及 GB175标准规定执行。

（6）灌浆用水应符合JGJ63的规定，拌制浆液用水的温度不超过20℃，若水温超过20℃时应采取降温措施。

5.2 施工记录与资料整理

灌浆原始资料和成果资料包括如下内容：

⑴钻孔、钻孔冲洗、压水试验、灌浆原始记录等；

⑵单孔灌浆综合成果表；

⑶灌浆孔平面位置图；

⑷灌浆综合剖面图；

⑸灌浆孔岩芯柱状图；；

⑻灌浆材料出厂、检验资料；

⑼工程照片和岩芯实物；

⑽灌浆竣工报告以及设计、监理文件、检测文件等。

6.结束语

高压水泥注浆防水帷幕是浆水泥浆，通过压浆泵、成排的灌浆管均匀地注入土体中，以填充、渗透和挤密等方式，驱走岩石裂隙中或土颗粒间的水分和气体，并填充其位置，硬化后将岩土胶结成一个整体，形成一个强度大、压缩性低、抗渗性高和稳定性良好的新的岩土体，从而使地基得到加固，可防止或减少渗透和不均匀的沉降，已达到加固坝体和防渗的效果。

参考文献：

[1]《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148；

[2]《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL251；

[3]《水电水利岩土工程施工及岩体测试造孔规范》DL/T5125；

[4]《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175；

[5]《水电水利工程物探规程》DL5010-2005；

[6]《混凝土拌和用水标准》JGJ63；

[7]《岭澳水库土坝孔隙水压力观测分析》 马秀媛 白永年等；

谈高压喷射灌浆工程质量控制管理 篇3

1 高压喷射灌浆施工方法

(1)目前,施工的方法有单管法、双管法、三管法3种。

(2)施工的形式有定喷、摆喷及旋喷3种,选择哪种形式要视工程的重要性、工程部位、工程作用等多项因素而定。

(3)高压喷射灌浆的工艺流程为:孔位放样定点→钻机就位并调整钻杆垂直→钻孔至设计深度→喷浆管插管→喷射注浆的同时提升喷管,直至设计顶面标高→起拔喷管→顶面空穴充填灌浆→转入下一孔位施工。

(4)高压喷射灌浆主要机械设备:高压水泵、空压机、泥浆泵、泥浆搅拌机、高喷台车、地质钻机、测斜仪、比重计等及其他配套机械设备,根据施工方法及施工形式的不同采取不同的机械设备。

2 高压喷射灌浆工程质量控制

在高压喷射灌浆整个施工过程中,要全面贯彻工程质量方针和目标,控制施工质量的人员、材料、机械、方法、环境五大因素,强化全方位、全过程的工程施工质量管理。

笔者通过多年的施工、探索总结出了这一工艺施工过程中的质量控制点,将质量检查、质量控制的工作更加具体化、更加量化地分解到工序的每一个步骤中去。具体质量控制点见表1。

2.1 玉林市寒山水库除险加固工程

在玉林市寒山水库除险加固工程中,高压喷射灌浆的大坝地质较为简单,土层为粉质黏土夹砂砾石,在施工中主要的质量控制要点如下。

(1)孔位:偏移不超过设计孔位的10 cm,在钻孔施工中基本控制在5 cm以内。

(2)孔斜率:为保证孔斜率在规范的1%以内,钻机就位时进行水平和竖直方向的校正,保证钻机的稳定和铅直。

(3)灌浆采用的原材料为普通硅酸盐水泥,工程施工采用的是广西北流“圭江”牌水泥,标号为525#,在水泥进入工程后检查有水泥出厂合格证、化验单,并经过送样检验合格。

(4)在高压喷射灌浆前对灌浆设备进行检查,判断高压水泵、空压机、泥浆泵、泥浆搅拌机、高喷台车等是否正常工作,水压、水流量、风压、风流量、水泥浆流量是否达到设计的要求,风、水、浆管路是否畅通,灌浆管是否已经放下到设计要求的深度。

(5)在高压喷射灌浆中检查灌浆设备的工作状况,水压、水流量是否达到设计的38～40 MPa,80 L/min;风压、风流量是否达到设计的0.7～0.8 MPa,1 200 L/min;水泥浆流量是否达到设计的80 L/min,水泥浆比重1.65～1.75,提升速度不超过12cm/min,摆喷角度达到60°,摆角中线在灌浆轴线上。在灌浆中时刻注意灌浆孔是否出现不返浆(漏浆)情况,出现不返浆时停止提升,在原位置继续灌浆,加大注浆流量直到返浆为止。在灌浆中时刻注意管路、喷嘴是否被堵塞,如果被堵塞,立即停止灌浆,处理堵塞的位置;处理好后灌浆继续。灌浆时下移喷浆管30～50 cm,重复喷灌此段。

(6)在高压喷射灌浆结束后对孔内进行浓浆静压注浆,直到浆面不再下降为止,凝固后浆面基本达到孔口。

(7)高压喷射灌浆结束后对灌浆资料进行收编整理。

玉林市寒山水库除险加固工程的高压喷射灌浆在严格的质量控制下取得良好的效果。经过5个开挖孔看到灌浆成墙良好,最薄处有28 cm厚,其余的在30～35 cm厚(靠近孔位,钻孔孔径为130 mm),最厚处有72 cm厚,其余的在62～68 cm厚(远离孔位处),沿轴线方向单边长度在78～92 cm之间(设计孔距120 cm),两孔交接处成墙交接紧密。经过围井注水试验,高压喷射灌浆墙的渗透系数为1.06×10-6,达到设计要求。

2.2 南宁市邕江防洪堤江北中堤“2001.7.8”除险加固工程

在南宁市邕江防洪堤江北中堤“2001.7.8洪水”除险加固工程中,地质情况为:下部是砂卵石层,上部是3～5m粉质黏土层,在工程施工中还要注意以下质量控制点。

(1)根据钻孔记录,做好高压喷射灌浆提升速度改变的准备,砂卵石层提升速度为12 cm/min,粉质黏土层提升速度为15 cm/min。

(2)灌浆前检查喷管是否已下到泥岩层。

(3)在高压喷射灌浆中要特别注意检查砂卵石层灌浆情况,判断是否出现严重不返浆(漏浆)情况,如果出现立即处理。

南宁市邕江防洪堤江北中堤“2001.7.8洪水”除险加固工程高压喷射灌浆于2002年9月22日全部完工,2002年10月5日钻孔取芯7个,成形非常好,坚硬、密实、无夹层。2002年10月17日由广西水电建设工程质量检测中心站在桩号6+631.9处进行围井注水试验,试验结果表明,高压喷射板墙的渗透系数K=1.15×10-7 cm/s<10-5 cm/s (设计渗透系数),满足设计要求。

3 高压喷射灌浆工程施工质量通病及防范措施

高压喷射灌浆工程是一项隐蔽工程,检查的方法通常有开挖、超声波、围井实验、钻孔抽(注)水等检查。现将高压喷射灌浆工程(以高压摆喷桩为例)的质量通病及防范措施列于表2。

4 结语

针对高压灌浆工程施工中常见的问题进行逐一阐述,笔者认为,做好高压喷射灌浆工程,要从以下几点抓起。

(1)针对不同的地层及施工,在施工中严格根据设计提供的参数以及开工后的现场试验,对各个参数进行具体调整,以便使工程施工更加彻底,更加完善。

(2)施工中严格注意各关键部位,做到问题被早发现,早处理,早防治。

高压灌浆 篇4

关键词：高压喷射灌浆,技术,施工,工艺,质量控制

在工程项目建设与施工过程中, 往往会遇到淤泥质土、软塑粘性土、素填土、碎石土等, 施工人员一旦没有对其进行处理, 必然会对工程的施工质量产生严重的影响。这就需要我们在实际工作中对这些软土地基进行处理。高压喷射灌浆技术是近年来发展起来的一种新型技术, 其工作原理也就是利用一定的机械设备将水泥浆直接通过喷嘴喷射到软土地基中, 此时水泥浆会与地层结构中的软土地基进行一定的反应, 最终达到加固与防渗的目的。这一技术因具有成本低、施工效率高等优点而被广泛应用在工程项目建设中。

1 灌浆的概述

所谓灌浆也就是由施工人员采用相应灌浆设备将具有一定流动性与胶凝性的材料灌注到事先钻好的小孔中的一种施工措施, 此时具有胶凝性的材料会与地质本身结构相互作用, 最终起到防渗、防水、加固的目的。

灌浆在工程项目施工中具有以下几点作用: (1) 充填作用, 施工人员会将具有胶凝性的浆液喷射到地层结构中, 使其填充起来, 提高其密实度, 避免水流对建筑物产生不良的影响; (2) 压密作用, 当施工人员将浆液注入孔洞之后, 孔洞内的细小裂缝也就会受到较大的挤压, 这也就有效地提高了地层结构的密实度; (3) 粘合作用, 通过浆液注入孔洞中可以将其中一脱落的岩块、已出现的裂缝进行修补, 从而提高其承载能力; (4) 固化作用, 通过一些浆液在地层中进行一定的化学反应, 可以将其中存在的松软物质变成坚硬的坚固的岩体结构, 从而提高其强度与承载力。

2 高压喷射灌浆技术的优点

2.1 适用范围广:

不管是在新建工程项目还是对旧工程项目修剪, 施工人员都可以将该项技术应用在其中, 从而提高其使用寿命与使用效益。

2.2 施工简便:

在实际施工过程中, 施工人员只需要在适当的部位钻设一定直径的孔洞, 并在其中灌注适当的浆液即可, 这样也就能够提高地层结构的密实度、承载能力等。

2.3 成本低, 材料易获得:

在实际工作中, 施工人员所选用的浆液大多以水泥为主, 在其中加入一定的材料, 成本较低, 提高了工程施工中的经济效益, 降低了其工程造价, 达到了理想的施工效果。

2.4 设备投入简单, 管理方便:

施工人员在采用高压喷射灌浆技术进行施工过程中, 所采用的设备自重小, 占地面积小, 在一些场地小的施工场地同样能够进行施工, 并且也有利于管理者对设备的管理, 提高其管理水平, 从而达到理想的效果。

3 高压喷射灌浆技术施工工艺

3.1 钻孔。

在对施工现场进行钻孔的过程中, 施工人员应对其做好充填堵漏工作, 这样才能够保证孔洞内的泥浆能够正常循环。另外, 在钻孔的过程中, 施工人员必须要保证钻机的垂直度, 保证其偏斜率不超过1%。在整个过程中, 施工人员应注意到的是, 如果设备已钻设到设计的孔深时, 需要将其岩芯提取并分析, 等到检验合格之后才能够终止钻设。

3.2 下入喷射杆。

泥浆固壁的钻孔可以将喷射杆直接下入孔内, 直至孔底。跟管钻进的钻孔, 有2种情况: (1) 拔管前在套管内注入密度大的塑性泥浆, 注满后起拔套管, 边起拔边注入, 使浆面长期保持与孔口齐平, 直至套管全部拔出, 而后再将喷射杆下入孔内直至孔底。 (2) 也可先在套管内下入管壁均匀的PVC管, 直到套管底部, 起护壁作用, 而后将套管全部拔出, 再将喷射杆下入到管底部。

3.3 高喷施工。

施工中所用技术参数因使用高喷的方法不同而不同。所用的灌浆压力不同, 提升速度也有差异。对各类地层而言, 若使用同一种施工方法则水压、气压、浆压的变化不大, 而提升速度变化, 是影响高喷质量的主要因素。

一般情况下, 确定提升速度应注意下列问题: (1) 因地层而异在砂层中提升速度可稍快, 砂卵 (砾) 石层中应放慢些, 含有大粒径 (40cm以上) 块石或块石比较集中的地层应更慢。 (2) 因分序而异先序孔提升速度可稍慢, 后序孔相对来讲可稍快。 (3) 高喷施工中发现孔内返浆量减少时宜放慢提升速度。

除了注意上述问题之外, 施工人员还应该对设备喷射时的水泥浆用量进行全面的控制, 也就是说, 水泥的用量、泥浆的浓度、水量等都需要得到施工人员的严格控制, 只有这样才能够保证泥浆的用量合理, 才能够保证工程的施工质量。

3.4 墙体位置的确定。

在实际施工过程中, 施工人员必须要严格按照设计要求以及相关规定要求保证施工场地的平整度, 不得现场出现任何障碍物。如果施工现场遇到软土地基或者平整度不够, 那么必然会导致工程无法顺利进行, 这就需要施工人员根据实际情况采取有效的防范措施, 在平整场地上对墙体中心线进行测量定位。

3.5 喷墙管理。

应控制好掘进速度和灌浆压力、提升速度, 送气量的大小应使浆液成沸腾状为宜。灌浆阶段浆液不能发生离析和断浆现象, 保证墙体均匀, 无夹心层, 若发生管道堵塞或因故短暂停机, 应迅速抢修。如喷射过程中因发生事故停喷超过1h~2h, 就需要做特殊处理方才能继续喷灌, 恢复喷射时要求从停喷深度以下0.5m开始提升喷射。

3.6 质量检测。

3.6.1防渗墙的渗透性。灌浆施工结束待防渗墙体凝固30d后, 将550m的灌浆坝段分为4个检查段, 在这4处设置防渗检查试验围井, 用注水试验测定封闭围井的渗透性来判断防渗墙质量。从试验结果看, 防渗墙质量均达到优或良。3.6.2防渗墙的连续性及厚度。施工结束30d后, 采用地质雷达技术对防渗墙的连续性和厚度进行检测, 查验防渗是否达到了设计要求的平均厚度, 以及防渗墙体方向和垂向深度的连续性是否达到设计要求。3.6.3防渗墙体结石体的强度。分别在检查段之间防渗墙交叉接触位置布置检查孔, 在检查孔的中部取样品做物理力学试验, 以查验施工是否达到了工程设计要求。

结束语

灌浆技术作为水工建筑物地基处理中常用和重要的工程措施, 在大坝坝基防渗和加固处理中得到广泛的应用大多数水库、大坝的地基均需进行处理后, 才能达到稳定与防渗的要求随着水利水电建设的发展, 国内可用于修建水库、大坝比较好的地基也越来越少, 因此, 灌浆技术在水利工程地基处理中已经成为一个非常重要的技术手段。

参考文献

[1]迟晓明, 陈旭.浅谈高压喷射灌浆技术施工作用机理及注意事项[J].吉林水利, 2009 (4) .

[2]陈文涛.高压喷射灌浆施工技术在水利工程中的应用[J].水利技术监督, 2009 (5) .

高压灌浆 篇5

1 高压喷射灌浆技术

(1) 概念分析。高压喷射灌浆技术延伸了传统的灌浆法, 也就是遵循灌浆原理, 在地基加固中应用了高压喷射技术。工作原理是这样的, 在搅拌地层中射入高压水或浆液, 同时灌入水泥浆, 这样互相凝结, 形成的物体就有着较大的强度, 在较大程度上提升原地基的承载力和防渗性, 促使预期目标得到实现。本项技术施工难度较小, 有着丰富的原料和较低的价格, 并且耐久性较好, 因此就有着较为广泛的使用范围。

(2) 优势分析。高压喷射法就是将工程钻机利用起来, 当到了设计处理的深度之后, 利用高压泥浆泵和安装在钻杆杆端的特殊喷嘴, 将固化浆液喷射在周围土体, 同时, 依据一定的速度, 来边旋转边提升钻杆, 高压射流可以破坏一定范围内的土体结构, 并且混合固化浆液, 这样就有固结体形成于土体中, 具有较好的性能。

2 高压喷射灌浆工艺

(1) 原材料。在灌浆施工中, 可泵性和保水性是浆体必须要具备的性能。在开始灌浆施工之前, 需要处理灌浆浆体, 通常将其模型做成立方体, 并且科学的养护, 经过一周之后, 全面检查它的抗压力度, 如果与要求和规定所符合, 就说明灌浆浆体有着较好的可泵性和保水性。另外, 在施工过程中, 浆体干缩问题也容易出现, 为了避免出现这种问题, 可以将一些膨胀剂掺加在浆液中。

(2) 定位技术。本环节主要是将喷灌位置给找出来, 在操作时, 要严格依据施工设计图来进行, 将各种所需参数充分纳入考虑范围, 要与固有的钢筋位置所错开, 将防渗墙的位里给准确的找出来, 对控制桩进行构建, 随时做好标记。完成相关工作之后, 没有问题就可以开始钻孔工序。

(3) 钻孔技术。在灌浆施工中, 会在一定程度上限制到钻孔。对于直孔和孔壁, 除了要笔直之外, 还需要足够的均匀。其次, 在施工过程中, 需要严格依据相关的规范程序来进行施工。比如, 要从前向后依次开展灌浆流程, 后一钻孔作为前一钻孔的检查孔而存在, 为了对钻孔的吸水量进行检查, 就需要进行压水试验, 如果吸水量与相关要求所符合, 就可以省去后续孔的灌浆工作。此外, 在开始灌浆工作之前, 就需要进行必要的清理, 彻底清洗掉钻孔或裂隙中的岩粉, 以便促使其干净性得到维持。要按照相关标准, 利用冲击钻开钻孔, 严格控制钻头和钢筋的直径差, 保证其在5毫米以内。

(4) 插管。完成钻孔之后, 按照设计好的深度, 在地层中及时插入注浆管, 此环节通常是连接着钻孔环节, 也就是说每一个孔钻完, 都需要及时插入喷射管, 将压缩空气输入进来, 接着打开泥浆泵, 进行送浆工序, 需要持续三十秒左右, 然后拔出钻杆。在插管的过程中, 为了避免泥沙堵塞到喷射管的喷嘴, 可以同时进行插管和射水工作, 如果有较大的压力, 可能会射塌孔壁, 因此, 就需要严格控制水的压力。此外, 因为是利用普通的硅酸盐水泥拌制成的水泥浆, 需要与相关标准所符合, 要选取适中的比例, 这样水泥浆的质量方可以得到保证。

(5) 喷浆。要按照从下到上的顺序来进行喷浆, 并且综合考虑其他的因素, 如土质、地下水等, 适当调整喷浆的流量、压力以及提升速度。在一些情况下, 还需要进行二次喷射, 也就是喷射于上次喷射形成的浆土混合物, 喷射流就会遇到更小的阻力, 采用二次喷射, 可以促使固体的直径得到增加。完成喷浆工序之后, 需要清洗套筒和拉杆, 以便下次能够更好的使用。

(6) 检查。完成灌浆工作之后, 还需要进行检查, 要严格全面的检查施工质量, 并且检查周期维持在一个月。比如, 对灌浆区的钻孔进行检验, 压水试验就是必须要进行的, 通过观察岩心胶, 来判断它的施工质量是否出现了问题。同时, 还需要分析各种参数。需要注意的是, 施工质量并不是只能够通过压水试验来确定, 在评定工程灌浆质量的时候, 还需要考虑其他的因素;在蓄水之前, 需要仔细检查工程的原始记录, 并且仔细分梳灌浆资料记载。对检查孔进行构建, 并且做好检查工作, 帷幕灌浆和固结灌浆, 为了对胶结现状进行检查, 都需要去除岩心, 要将压水试验应用到设立的检查孔中。如果将帷幕灌浆的方法给应用过来, 还需要对钻孔的数量进行检查, 根据十分之一的灌浆孔来设置数量, 按照20比1的标准来设置固结灌浆的比例。对于检查孔的直径, 帷幕灌浆和固结灌浆方式的检查孔分别控制在110毫米以内和140毫米以内。在对钻孔进行压水试验时, 需要严格依据相关的试验技术规范, 在实验之前, 还需要进行冲洗作业, 采用的设计水压需要超过水压1.5倍, 这样获得的流量方可以保证更加稳定。

完成了所有工程之后, 质量工程师要进行最后一次的复查和审核, 严格依据原来的设计图纸和现场施工记录来进行, 避免在施工过程中有遗漏的桩位, 然后对检测单位的资质等级和技术配备进行审查, 要帮助建设单位, 对检测单位进行确定, 另外, 还需要对施工现场处理部位和结构物的变化和沉降情况进行及时的观测和掌握, 如果有问题出现, 需要结合具体情况, 及时采取针对性的解决方法。

3 结语

通过上文的叙述分析我们可以得知, 随着时代的进步和发展, 水利水电事业发展迅速;在水利水电工程中, 需要对灌浆施工阶段产生足够的重视。本文所介绍的高压喷射灌浆技术, 很多因素都会对其产生影响, 并且有着较多的施工方式, 会在较大程度上影响到施工质量。因此, 在具体的实践中, 需要紧密结合工程的具体情况, 综合考虑诸多方面的因素, 严格依据相关的规范和要求来进行施工, 将科学的灌浆技术给应用过来, 促使水利水电施工质量得到保证。

摘要：随着时代的进步和社会经济的发展, 我国水利水电工程数量越来越多, 水电水电工程对于国民经济的发展, 可以起到巨大的推动作用。高压喷射灌浆技术因为具有一系列的优势, 已经被广泛应用到水利水电施工中, 它可以促使水利水电工程质量得到有效保证。本文简要分析了水利水电施工中的高压喷射灌浆技术, 希望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词：水利水电施工,高压喷射灌浆技术,应用

参考文献

[1]于福臣.高压喷射灌浆技术在水利工程施工中的使用[J].中国新技术新产品, 2011, 24 (22) :123-125.

[2]宋青海.浅谈水利水电工程施工中高压喷射灌浆技术[J].科技与企业, 2012, 21 (22) :99-101.

[3]郭克山.高压喷射灌浆技术在水利工程中的应用[J].农业科技与信息, 2008, 2 (29) :99-101.

高压灌浆 篇6

高压喷射法就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后,用高压泥浆泵,通过安装在钻杆的杆端置于孔底的特殊喷嘴,向周围土体高压喷射固化浆液,同时钻杆以一定的速度边旋转边提升,高压射流使一定范围内的土体结构破坏,并强制与固化浆液混合,凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。

固结体的形状和喷射流的移动方向有关。一般分为旋转喷射(简称旋喷),定向喷射(简称定喷)和摆动喷射(简称摆喷)。旋喷桩主要用于加固地基,提高地基的抗剪强度,改善地基土的变形性能,使其在上部结构荷载作用下,不至破坏或产生过大的变形。定喷固结体呈壁状,摆喷形成厚度较大的扇状固结体。定喷和摆喷通常用于地基防渗,改善地基土的水力条件及边坡稳定等工程。高压喷射灌浆技术具有诸多优势:可灌性好;可控性好;连接可靠;机动灵活;适应地层广、深度较大;对施工场地要求不高。

2、工程概况

某水库枢纽建筑物有拦河坝、顺河坝、泄洪闸、北干渠首闸和南干渠首闸。其中,顺河坝东起泄洪闸,沿沙河右岸一级阶地大致呈东西走向,全长16.2km,为均质土坝。顺河坝坝基上部为重粉质壤土和粉质黏土,厚度不等,一般为4m-10m;中部为砾质粗砂和砂卵石层,属强透水层,厚达17m-22m;下部为第三纪黏土岩或石英砂岩。由于中部的强透水性,造成库水沿此强透水层向外渗漏,与坝基阶地天然地下水汇合,形成了坝基承压水。近年来由于人为活动影响和工程老化,原有降压井的效果已不理想,顺河坝个别坝段承压水位明显高于地面。为此,对问题比较严重的坝段,选用高压喷射灌浆技术在坝基下建防渗墙,截断渗流,以解决该坝段突出的渗漏和安全问题。

3、技术方案

为了取得合理的设计参数和施工方案,特在顺河坝坝段后选择工程地质条件有代表性的场地进行高压摆喷围井试验。在完成坝后河床内高喷现场试验的基础上,确定具体设计及工艺技术参数如下。

3.1 工程特性

由于104m-90m高程为重中粉质壤土(坝体填筑和覆盖层土),防渗墙从重中粉质壤土顶板上1.5m开始灌浆至基岩以下1m,形成一个上接重中粉质壤土,底部插入基岩的封闭式防渗墙体。要求墙体厚度达到20cm以上,造孔的孔斜率要求小于0.8%。

3.2 施工工艺参数

灌浆材料选用水泥黏土浆,即强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥占70%,黏性土(膨润土)占30%,水、干料比为1:11.1。灌浆参数:水压力:38MPa-42MPa;水量:70L/min;气压力:0.7MPa;气量:1m3/min;浆压力:0.5MPa;浆量:80L/min;进浆密度:1.53g/cm3;回浆密度:1.20g/cm3;摆动速度:6°/s。摆动角度:30°;喷射角度(摆喷凝结体轴线与防渗墙轴线夹角):30°;提升速度:土层8cm/min-10cm/min,砂层10cm/min-13cm/min,卵石层7cm/min-10cm/min。

4、质量控制

4.1 造孔

采用地质钻机造孔,泥浆固壁。孔深达到设计深度时,提取岩芯,经检验认可后方可终孔。终孔后要测斜验收,合格后搬迁孔位。

4.2 制浆

制浆时,指派专人定时检查并登记水泥耗量,每隔一定的天数清查核对水泥出入库和库存量。定时测量浆液比重,保证浆液浓度符合设计值。自制备至用完时间不应超过4h,否则,作为废浆处理。

4.3 灌浆

提升速度。土层中提升速度可稍快,砂卵(砾)石层中应放慢,含有较大块石或块石比较集中的地层应更慢。先序孔提升速度可稍慢,后序孔可相对快些。施工中,当发现返浆量减少时应放慢提升速度。

进浆量控制。除在制浆过程中严格控制水泥用量、保证浆液浓度外,对进水量同样要严格控制,方可保证进浆量。事故停喷。高喷灌浆应连续作业,不间断施工,一次成型。喷射过程中因发生事故停喷超过1h-2h,即作为事故,要做特殊处理方可继续喷灌,恢复喷射时要求从停喷深度以下0.5m开始提升喷射。

终孔回灌。回灌不及时,孔口土体塌落将使已成桩体中出现浆体包裹的空洞。一般应在终孔1h后进行回灌,可采用置换出的弃浆,以节约水泥用量。

5、质量检测

防渗墙的渗透性。灌浆施工结束待防渗墙体凝固30d后,将550m的灌浆坝段分为4个检查段,在这4处设置防渗检查试验围井,用注水试验测定封闭围井的渗透性来判断防渗墙质量。从试验结果看,防渗墙质量均达到优或良。防渗墙的连续性及厚度。施工结束30d后,采用地质雷达技术对防渗墙的连续性和厚度进行检测。设计要求防渗墙体平均厚度20cm,地质雷达检测表明,高喷防渗体形态为东西双向齿形,平均厚度37cm,最大厚度74cm,最小厚度16cm,防渗墙体东西方向上连续性好,垂向深度上较连续。防渗墙体结合体的强度。分别在检查段之间防渗墙交叉接触位置布置检查孔,在检查孔的中部取样品做物理力学试验。试验表明,防渗墙的抗压强度符合设计要求。

6、囔射时应注意以下事項

灌浆深度大时，易造成上粗下细的固结体，影响固结体的承载能力或抗滲作用，因而需采用增大压力和流最或降低旋转和提升速度等措施补救：当发现喷浆量不足而影响工程质最时，可采用复喷技术;当冒浆量大于灌浆置的20%时，可采用提高喷射压力、缩小喷嘴直径、加快提升速度和旋转速度等措施，对冒出的浆液，可回收利用。

根据工程需要调节喷射压力和灌浆量，改变喷嘴移动方向和速度，控制喷射固结体的形状，即圆盘状、圆柱状、大底状、糖糊芦状、大帽状和墙壁状。喷灌后的浆液有析水现象，可造成固结体顶部出现凹穴，对地基加固及防渗不利。为此，可采用静压灌浆或浆液中添加膨胀材料等措施预防。髙压泵是高压喷射灌浆中的关键设备，要求压力和流量能在一定的范围内调节。额定流量为85～150L/min;额定压力为20～50MPa。

7、结语

高压喷射灌浆防渗墙属于地下隐蔽工程，设计要求高，施工控制严，其施工质最优劣的关键在于施工参数的选择是否合理。因此，施工前应针对不同的地层情况做好施工前的试验性施工，根据试验结果选择合理的施工参数。由于髙喷灌浆工艺复杂，技术要求高，因此，选择一支施工经验丰富，质量过硬.信誉度高的施工队伍是保证高压喷射灌浆防渗墙施工质量的前提。高压喷射灌浆凝结体系在地层中直接形成，不能直接观察到凝结体的质置，选用既科学又切合实际的方法来检测其防渗质置、效果，具有十分重要的工程意义。

摘要：本文以水库坝基防渗墙的设计及灌浆方法为例,重点介绍了三管法高压喷射灌浆技术以及施工中的质量控制方法,经试验检测得出防渗墙质量良好的结论。

关键词：防渗墙,高压喷射灌浆技术,质量控制,质量检查

参考文献

[1]陈敬学,高喷技术在坝基防渗工程中的应用研究,人民长江, 2002-09

[2]朱日军,高压喷射灌浆技术在水利防渗工程中的应用,广西水利水电,2005-09

高压灌浆 篇7

通过各孔凝结体的连接, 形成板式或墙式的结构, 不仅可以提高基础的承载力, 而且成为一种有效的防渗体。由于高压喷射灌浆具有对地层条件适用性广、浆液可控性好、施工简单等优点, 近年来在国内外都得到了广泛应用。我国已运用该技术处理了近百项防渗工程, 所构筑的防渗板墙约百万平方米, 在大颗粒地层、动水、淤泥地层和堆石堤 (坝) 等场合, 应用高压喷射灌浆技术具有显著的技术经济效益。

1 高压喷射灌浆作用分析

高压喷射灌浆的浆液以水泥浆为主, 其压力一般在10～30MPa, 它对地层的作用和机理有如下几个方面:

1.1 冲切掺搅作用。

高压喷射流通过对原地层介质的冲击、切割和强烈扰动, 使浆液扩散充填地层, 并与土石颗粒掺混搅和, 硬化后形成凝结体, 从而改变原地层结构和组分, 达到防渗加固的目的。

1.2 升扬置换作用。

随高压喷射流喷出的压缩空气, 不仅对射流的能量有维持作用, 而且造成孔内空气扬水的效果, 使冲击切割下来的地层细颗粒和碎屑升扬至孔口, 空余部分由浆液代替, 起到了置换作用。

1.3 挤压渗透作用。

高压喷射流的强度随射流距离的增加而衰减, 至末端虽不能冲切地层, 但对地层仍能产生挤压作用;同时, 喷射后的静压浆液对地层还产生渗透凝结层, 有利于进一步提高抗渗性能。

1.4 位移握裹作用。

对于地层中的小块石, 由于喷射能量大, 及升扬置换作用, 浆液可填满块石四周空隙, 并将其握裹;对大块石或块石集中区, 如降低提升速度, 提高喷射能量, 可以使块石产生位移, 浆液便深人到空 (孔) 隙中。总之, 在高压喷射、挤压、余压渗透以及浆气升串的综合作用下, 产生握裹凝结作用, 从而形成连续和密实的凝结体。

2 高压喷射凝结体

2.1 凝结体的型式

凝结体的型式与高压喷射方式有关。常见的有3种: (1) 喷嘴喷射时, 边旋转边垂直提升, 简称旋喷, 可形成圆柱形凝结体; (2) 喷嘴的喷射方向固定, 则称定喷, 可形成板状凝结体; (3) 喷嘴喷射时, 边提升边摆动, 简称摆喷, 形成哑铃状或扇形凝结体

2.2 结构布置型式

为了保证高压喷射防渗板 (墙) 的连续性与完整性, 必须使各单孔凝结体在其有效范围内相互可靠连接, 这与设计的结构布置型式及孔距有很大关系。

常用的结构布置型式中, 柱摆结构和旋喷套接结构的防渗效果较好。

孔距的确定关系到凝结体间的可靠连接和工程进度与造价。孔距应根据地层条件、防渗要求、施工方法与工艺、结构布置型式及孔深等因素综合考虑, 重要的工程应通过现场试验确定。

3 高压喷射灌浆的施工方法

日前, 高压喷射灌浆的基本方法有:单管法、双管法、二管法及多管法等几种, 它们各有特点, 应根据工程要求和地层条件选用。

3.1 单管法。

采用高压灌浆泵以大于20MPa的高压将浆液从喷嘴喷出, 冲击、切割周围地层, 并产生搅和、充填作用, 硬化后形成凝结体。该方法施工简易, 但有效范围小。

3.2 双管法。

有两个管道, 分别将浆液和压缩空气直接射人地层, 浆压达45～50MP, 气压1～1.5MPa。由于射浆具有足够的射流强度和比能, 易于将地层加压密实。这种方法工效高、效果好, 尤其适合处理地下水丰富、含大粒径块石及孔隙率大的地层。

3.3 三管法。

管和浆管组成喷射杆, 水、气的喷嘴在上, 浆液的喷嘴在下。随着喷射杆的旋转和提升, 先由高压水和气的射流冲击扰动地层, 再以低压注入浓浆进行掺混搅拌。常用参数为:水压38～40MPa, 气压0.6～0.8MPa, 浆压0.3～0.5MPa。

如果将浆液也改为高压 (浆压选20～30MPa) 喷射, 浆液可对地层进行二次切割、充填, 其作用范围就更大, 这种方法称为新三管法。

3.4 多管法。

其喷管包含输送水、气、浆管、泥浆排出管和探头导向管。采用超高压水射流 (40MPa) 切削地层, 所形成的泥浆由管道排出, 用探头测出地层中形成的空间, 最后由浆液、砂浆、砾石等置换充填。多管法可在地层中形成直径较大的柱状凝结体。

4 施工程序与工艺

高压喷射灌浆的施工程序主要有;造孔、下喷射管、喷射提升 (旋转或摆动) 、最后成桩或墙。

4.1 造孔。

在软弱透水的地层进行造孔, 应采用泥浆固壁或跟管 (套管法) 的方法确保成孔。造孔机具有回转式钻机、冲击式钻机等。目前用得较多的是立轴式液压四转钻机。为保证钻孔质量, 孔位偏差应不大于1～2cm, 孔斜率小于1%。

4.2 下喷射管。

用泥浆固壁的钻孔, 可以将喷射管直接下入孔内, 直到孔底。用跟管钻进的孔, 可在拔管前向套管内注八密度大的塑性泥浆, 边拔边注, 并保持液面与孔口齐平, 直至套管拨出, 再将喷射管下到孔底。将喷嘴对准设计的喷射方向, 不偏斜, 是确保喷射灌浆成墙的关键。

4.3 喷射灌浆。

根据设计的喷射方法与技术要求, 将水、气、浆送人喷射管, 喷射1～3min;待注入的浆液冒出后, 接预定的速度自上而下边喷射, 边转动、摆动, 逐渐提升到设计高度。进行高压喷射灌浆的设备由造孔、供水、供气、供浆和喷灌等5大系统组成。如图所示为高压喷射灌浆系统示意图。

其中1为三角架, 2为卷扬机, 3流量计, 4为高压水泵, 5为空压机, 6为孔口装置, 7为搅拌机, 8为储浆机, 9为回浆机, 10为筛, 11为喷头。

参考文献

[1]魏新江.浅析水利工程施工中高压喷射灌浆技术的应用[J].经营者管理, 2010, 23.

[2]袁成林.对高压喷射灌浆技术在水利工程基础加固中的应用[J].黑龙江科技信息, 2010, 27.

高压灌浆 篇8

多年来为解决江、河、湖、堤、坝等水工建筑物防渗问题, 寻求一种经济且技术先进可靠的防渗方法。在水利工程施工当中, 基础防渗处理是水利工程施工中尤为重要的环节, 当基础土质较差, 渗透性较强时, 在水流的作用下对基础的危害很大。本文重点介绍高压喷射灌浆机理及其施工工艺。

2工艺原理

2.1冲切掺搅作用

高喷技术主要是借助于高压射流, 通过冲击切割和强烈扰动, 使浆液在射流作用范围内扩散、充填周围土层, 并与土石粒掺混搅合, 硬化后形成凝结体, 从而改变原地层结构和组成, 借以达到防渗或提高承载力的目的。

高喷凝结体是多种因素综合作用的结果, 高压射流对地层结构的影响范围, 取决于比能值E的大小, 其表达式为:

E= (PQ) / (100V)

E———每米旋喷柱耗用的能量MJ/m;

P——喷射灌浆压力Map;

Q——射流浆量L/min;

V——提升速度cm/min

E值大, 旋喷柱的直径大, 一般选用50～70cm直径较好, 但最终应通过现场高喷试验确定。

2.2升扬、转换作用

高喷施工时, 水、气、浆由喷嘴中喷出, 压缩空气除能对水或浆液构成外包气层, 使水或浆液射流能透入地层较远距离并维持较大压力破碎地层结构外, 还可产生升扬作用, 浆经射流冲击切削后的土石碎屑和地层中细粒, 由孔壁和喷射杆的环状间隙中升扬带出孔外, 空余部位由浆液替代, 同时也起到了转换作用。

2.3挤压、渗透作用

高喷射流强度随射流距离的增加而较快地衰减至射流束末端, 虽能再冲切地层, 但对地层仍产生挤压作用。同时, 喷射结束后, 静压灌浆持续进行, 这对周围土体产生渗透作用, 这样不仅可以促使凝结体与周围土体结合更加密实, 还在凝结体外侧产生明显的渗透凝结层, 具有较强的防渗性能。

2.4位移握裹作用

地层中较小的块石, 由于喷射能量大, 辅以升扬、转换作用, 最终浆液可填满块石四周的空隙并将其握裹, 遇到大的块石或在块石集中区, 应降低提升速度, 提高比能值。在强大的冲击震动力作用下, 块石将会产生位移、松动, 浆液沿块石四周空隙或块石间孔隙渗入。在高压喷射挤压余压渗透等综合作用下, 产生握裹凝结作用, 形成连续密实的凝结体。

3凝结体的性能

水工建筑物地基防渗采用高喷施工时, 则要求凝结体具有良好的防渗性和稳定性, 而对于其抗压强度要求不高。凝结体的防渗性能主要取决于地层组成成分和颗粒级配、施工方法、施工工艺以及浆液材料等。高喷形成的凝结体并不很规则, 但与地层结合紧密, 由于高喷凝结体周围除了浆皮层外, 一般还存在渗透凝结层, 有着良好的复合防渗作用, 从而进一步提高了凝体的防渗性能。

4高喷凝结体的结构布置形式

为保证高喷防渗墙的连续性, 则必须要使各孔的凝结体在有效范围内牢固可靠连接上, 为此如何选用结构布置形式和孔与孔的距离则很重要。

高喷形成的凝结体的形状与喷射的形式有关, 喷射形式一般有旋喷、摆喷和定喷三种。喷射时若边提升边旋转, 则凝结体的形状为圆柱体 (又称旋喷柱) 若边提升边摆动, 则形成的凝结体的形状为哑铃状, 若只提升和定向喷射则可形成板状 (又称定喷板) 。

我国常用的旋喷施工布置形式有几种, 近多年来, 常用的结构布置形式有:

a、定喷折线式:

b、摆喷对接式:

c、柱摆式:

在防渗工程中, 孔距的选择至关重要, 它不仅关系到凝结体能否可靠地连接, 而且也影响工程的进度、造价。孔距应根据地层的地质条件, 对防渗性能的要求、高喷灌浆的施工方法和工艺、结构形式、孔深及其它因素综合考虑而定。

5高喷材料

高喷材料多采用水泥浆, 水泥为42.5或52.5普通硅酸盐水泥。三管法施工时, 多用纯水泥浆, 由于三管法施工, 先是高压气、水喷射, 而后是压力灌浆, 灌浆易被先喷入的水稀释, 所以使用的水灰比不应大于1:1的浓浆。

6机械设备的组成

6.1三管法所用主要设备:

7三管法旋喷所用劳力组织

8工艺和施工要点

8.1钻孔

8.1.1泥浆固壁回转 (或冲击) 钻进。造孔过程中做好充填堵漏, 使孔内泥浆保持正常循环, 返出孔外, 直至终孔。

8.1.2跟管钻进。边钻进边跟入套管, 直至终孔。

钻进时应注意保证钻机垂直, 偏斜率宜≤1%。

8.2下入喷射杆

8.2.1泥浆固壁的钻孔可以将喷射杆直接下入孔内, 直至孔底。

8.2.2跟管钻进的钻孔, 有两种情况:

a、拔管前在套管内注入密度大的塑性泥浆, 注满后, 起拔套管, 边起拔边注入, 使浆面长期保持与孔口齐平, 直至套管全部拔出, 而后再将喷射杆下入孔内直至孔底。

b、也可先在套管内下入管壁匀均的PVC塑管, 直到套管底部, 起护壁作用, 而后将套管全部拔出, 再将喷射杆下入到管底部。

8.2.3高喷施工

施工中所用技术参数因使用高喷的方法不同而不同。所用的灌浆压力不同, 提升速度也有差异。对各类地层而言, 若使用同一种施工方法则水压、气压、浆压的变化不大, 唯有提升速度变化较大, 是影响高喷质量的主要因素。一般情况下, 确定提升速度应注意下列几个问题:

a、因地层而异, 在砂层中提升速度可稍快, 砂卵 (砾) 石层中应放慢些, 含有大粒径 (40cm以上) 块石或块石比较集中的地层应更慢。

b、因分序而异。先序孔提升速度可稍慢, 后序孔相对来讲可稍快。

c、高喷施工中发现孔内返浆量减少时宜放慢提升速度。

9施工工艺

9.1墙体位置的确定

根据设计要求平整好场地, 要求场地内地下无障碍物, 对某些作业地基软, 不平整, 有可能引起整机翻倒引起的事故的地段, 一定要采取防范措施, 在平整场地上对墙体中心线进行测量定位。

9.2喷墙管理

应控制好掘进速度和灌浆压力、提升速度, 送气量的大小应使浆液成沸腾状为宜。灌浆阶段浆液不能发生离析和不允许发生断浆现象, 保证墙体均匀, 无夹心层, 若发生管道堵塞或因故短暂停机, 应迅速抢修。

10经济和社会效益

在堤坝防渗工程中, 与常规砼防渗墙相比, 可不同程度地降低工程造价, 具有开挖量小, 施工方便, 占地少, 对临近建筑物影响小等特点。