灌浆效果检测

灌浆效果检测（共6篇）

灌浆效果检测 篇1

1 概述

高速公路填方路基路面开裂大都是因为路基不均匀沉降引起的,施工单位一般采用灌浆的方法来对软弱路基加固,从而达到控制不均匀沉降的目的。但是对于如何判定注浆是否达到技术要求,以前是观测注浆压力泵车的压力表或观测注浆的外围是否有水泥浆液流出进行判定,这两种方法的人为因素较大,不能充分了解水泥浆在路基里的情况。自探地雷达引入到公路检测行业后,在多种检测项目中均得到广泛运用,路基注浆效果检测就是其中一项。一般情况下路基在注浆后一个星期,水泥浆液里的水份及遗留在路基中的注浆管就可以用探地雷达进行探测,帮助判定路基注浆效果,经过多次试验,探测效果明显。

2 探地雷达工作原理

探地雷达系统主要由主机、天线(1000MHz)(含光纤或电缆传输线)、显示器组成。天线部分一般包含发射机和接收机两部分,发射机发射高频电磁波信号到地下介质中,反射回来的信号被接收机接收,然后在接收机内通过A/D转换器把模拟信号转换成数字信号,通过传输线将信号传送到主机并储存起来供以后分析使用。

探地雷达类似探空雷达,通过发射天线以脉冲形式向地下发射高频电磁波。由于材料成分、结构及环境不同,不同介质的地球物理性质(如介电常数)存在较明显的差异,使雷达波在介质的分界面上产生反射,并被接收天线接收。电磁波在两种不同地球物理性质的介质的分界面会发生反射和折射,反射和折射能量的大小与界面上下介质的地球物理性质有关,反射波与入射波幅值比为反射系数,折射波与入射波幅值比为折射系数。

通常来说,在工程检测中使用的探地雷达天线的主频一般相对较高,遇到的介质多为无磁性,且以位移电流为主的介质,因此在计算电磁波在地下介质的传播速度时只需要考虑介电常数,便可得电磁波传播速度。填方路基中回填物大多为块石、粘土及低标号的混凝土,采用灌浆方式处理过的路段还有水泥浆及遗留在路基中的注浆管等物,其相对介电常数一般均有不同,因而其反射波的频率、振幅、相位也将不同,跟据发射和接收电磁波的前后变化就可以判断灌浆效果。

通过对灌浆路基的检测,可获得一系列的雷达检测数据,压制数据中的随机波和有规则的干扰波后能最大限度地提高雷达剖面的信噪比,提取电磁回波中的各种有用参数,用来解释不同介质的物理特征。

3 工程实例

该路段为云南省正在建设的某高速公路,开裂段为沿河路段,局部地段路基为河流改道后回填处理,因路基沉降不均匀,在施工转序前出现路基纵向开裂,绵延数十米,最大裂缝深度达5cm。经设计单位和建设指挥部讨论采取了向路基进行不同深度(4~9m深)预支钢管注浆的方法进行处理。受指挥部委托我单位对路基注浆的深度和注浆饱满度进行雷达探测,根据本次探测任务及现场实际情况,我们采用了100MHz天线。

3.1 雷达测线布设

路基幅宽11m,施工单位共布设了1O排注浆孔,孔间距1.5mx 1.5m,注浆深度为4m、6m、9m不等。所布设雷达测线错开未切割的金属注浆管。

3.2 注浆路基雷达探测剖面及结果解释

(1)为了保证探测的有效性和证明雷达波能穿透路基,在有涵洞分布的注浆路基上方进行了试验。经测量涵洞距路面10m左右,根据经验,雷达图像上出现明显的“双曲线”为空洞的这一特征,我们通过雷达图像在330ns附近可分辨出涵洞(见图1),据此证明雷达波能有效地穿透路基。(2)为证明探地雷达能很好地分辨出注浆路基与未注浆路基,可在注浆路基与未注浆路基分界处进行剖面试验。(3)通过了解施工单位对路基注浆后遗留竖向金属注浆管并未取出,探地雷达对未取出的金属管进行探测,可以为施工单位进行注浆提供有力的证据。为此我们在隧道里灯架下采集了一段受金属干扰的雷达波图像,目的是了解一下雷达波在钢管比较密集时的雷达图像。(4)通过上述探测的试验和论证,我们对路面进行了全断面探测,并最终对注浆深度、注浆密实度及注浆效果做出辨断。

有效性和证明雷达波能穿透路基,在有涵洞分布的注浆路基上方进行了试验。经测量涵洞距路面10m左右,根据经验,雷达图像上出现明显的“双曲线”为空洞的这一特征,我们通过雷达图像在330ns附近可分辨出涵洞(见图

提交成果后,指挥部通过打孔对成果进行复核,发现了大量密实的水泥块、探地雷达探测的注浆深度与实际开挖深度相吻合、存在一定量残留在路中的金属注浆管。

4 结论

(1)应用探地雷达对涵洞的探测可以反过来验证雷达波是否可以穿透要探测的路基,这种寻找参照物的方法对雷达数据采集的有效性十分必要。(2)探地雷达在工程检测中取得了很多成功,但是它不是"万能的",分析探测目标的结构十分必要,如在此次检测中证明了钢管的深度也就能反推施工单位是否按设计进行施工,对施工质量检测是一个有力的佐证。(3)在雷达数据采集过程中,干扰在所难免,除去人为可以控制的条件,选择一款屏蔽效果好的天线十分必要,本次工程检测所使用的MALA雷达天线屏蔽效果好,杂波少,给检测带来很多方便。

通过对公路注浆路基的雷达探测多次试验和开挖验证,表明探地雷达探测路基注浆具有很好的地球物理条件,可操作性强,对路面无损、判断快速、成果准确性较高。探地雷达作为工程检测的有效工具具有很好的推广性。

参考文献

[1]李大心.探地雷达方法与应用[M].北京:地质出版社,1994,12.

[2]徐伯勋,白旭滨,于常青.地震勘探信息技术提取、分析和预测[M].北京:地质出版社,2001,12

灌浆效果检测 篇2

高速铁路箱梁是一种全新的梁型, 技术要求高、施工工艺复杂, 必须采用新的施工方法及工艺来满足箱梁预制质量、耐久性等各方面的要求。因此经过多年探索, 认为针对施工中压浆工序采用真空辅助压浆工艺, 可满总箱梁结构的安全性和耐久性。其施工难点为预应力孔道的压浆密实度的保证, 本文正是结合真空辅助压浆的密实度检测过程来分析施工中的难点, 给出解决方案。

1 真空灌浆施工过程

马杖子锦承铁路跨线桥中共有35米箱梁184片, 为保证压浆密实饱满, 防止钢铰线锈蚀, 项目全部采用真空辅助灌浆法施工。选用HBV80型真空泵进行抽真空作业, JW180型搅拌机进行灰浆搅拌, HB3型压浆机灌浆。箱梁结构形式为腹板对称设计预应力束8束, 底板设计预应力束2束。压浆顺序为从箱梁底部向顶部孔道逐步灌浆的顺序。

2 真空辅助压浆密实度检测

运用PDCA循环, 解决真空辅助压浆质量控制的难题, 使孔道压浆密实饱满, 保证所生产箱梁的耐久性。为实现目标采用两次PDCA循环, 第一次PDCA循环采用真空辅助压浆代替传统普通压浆法, 使孔道压浆浆体密实100%, 保证箱梁耐久性, 保证各项施工指标满足验标要求。并进行现场调查, 对现场压浆施工情况进行了旁站, 对施工中影响孔道压浆密实度的主要因素做了调查研究, 分别从“人、机、料、法、环”五方面进行了全面分析, 找出影响各项施工质量指标的因果关系, 分门别类总结为:

1) 人员方面:责任心不强, 对标准掌握不熟, 操作不熟练, 用水量偏大;2) 机具方面:压浆短管易爆裂, 压浆短管与锚垫板、压浆机连接不好, 真空机完好率低, 压力表指示不准;3) 材料方面水泥、灌浆剂细度不合格, 水泥浆温度过高, 搅拌浆体表面气泡多;4) 施工方法:原材料计量不准确, 储浆方法不恰当, 判断出浆量是否饱满方法不确切;5) 环境因素影响:环境温度过高, 雨水多。

针对第一次PDCA循环中影响孔道压浆密实度这五种因素, 分别给与以下措施进行改善:

1) 配备专职机械操作维护人员加强施工机械、设备的日常保养与维修, 及时更换了老化的压浆机密封圈, 并配足了备用密封圈;压浆前试运转机械, 保证机械的完好;2) 做好现场施工协调, 统一现场管理, 选择温度合适的时间段施工作业。环境温度较高中午时段, 用现抽的井水 (实际温度约10℃) , 选取阴凉处, 拌制水泥浆, 降低浆温;3) 添置搅拌机作为储浆池, 协调施工顺序, 水泥浆随用随拌, 存放时间控制在20min以内, 以保证浆体流动度和均匀性;根据低水灰比掺和外加剂的水泥浆优越性及不易搅拌均匀的特点, 施工中采用边搅拌边投料的方法, 延长搅拌时间, 使得搅拌出的浆体均匀、表面无气泡;4) 理论配合比为水泥:灌浆剂:水=85:15:33, 现场每盘按300:52.94:116.47, 水泥300kg为6包, 灌浆剂为2包+2.94kg, 特制满装灌浆剂为2.94kg的铁桶, 用来乘装每盘的2.94kg。在搅拌第一盘之前, 用磅称称量116.47kg水后倒入搅拌机, 做好标记, 以指导下盘的投料, 便于施工又使原材料计量准确。每次压浆前用磅称复核标记的准确性;5) 梁体混凝土灌注前检查锚垫板压浆孔螺纹, 保证螺纹的完好。出浆端配备金属管并与三通连接, 出浆后关闭抽气阀, 打开排浆阀, 能直观的观察出浆情况, 真正做到待气泡完全排除后封闭压浆短管;进浆端配备夹芯胶管并用带阀门及螺纹的短铁管与锚垫板连接, 配备特制的卡子与压浆机连接稳固, 保证压浆通道的结实性。

通过以上措施的调整, 使得第一次PDCA循环高质量的达到了预期目的, 各种弊端有了明显的改善, 但仍然有不如意的地方:现状调查:经过第一次PDCA循环后, 各项施工指标全部保证, 不密实率降低为5.2%, 且多集中在上部孔道, 压浆端比出浆端不密实度要明显。

通过从“人、机、料、法、环”五方面进行了全面分析, 找出影响各项施工质量指标的因果关系, 主要为:抽真空顺序不对, 边抽真空边压浆, 压浆端空气未排尽就压浆;活塞式压浆机容易使浆体引进气泡;孔道内水泥浆体收缩, 致使孔道内出现空隙, 试验室试验结果表明, 浆体24h收缩率为0.17%, 收缩长度平均5.5cm。

通过以上分析, 进行了第二次PDCA循环, 目的是进一步保证孔道压浆体的密实度, 使最终的灌浆的密实度达到施工要求。给出以下对策,

措施1:购买螺旋式压浆机, 制定操作规程, 代替原有活塞式压浆机。配合现场拆解给作业人员讲解活塞式压浆机与螺旋式压浆机工作原理以及螺旋式压浆机的优越性, 并配备专门机械操作人员, 加强施工机械、设备的维修与保养。

措施2:把金属管均更换为高强度夹芯胶管, 压浆结束后把胶管尾端向上悬挂, 使得浆体收缩后胶管里的浆体流入管道, 消除由于浆体收缩引起的端头空隙。

措施3:真正理解真空辅助压浆的原理, 与传统压浆法的区别及先抽真空后压浆 (持续抽真空) 的特点, 在施工中严格施工顺序, 管道先抽真空, 达到设计真空度后方可进行压浆, 压浆过程中持续抽真空, 质检人员全过程旁站监督, 保证措施的实施。使得压浆端空气基本排除, 减少压浆端头的空隙。

通过两次PDCA循环, 经过检查孔道浆液密实性达到了施工质量要求, 密实度高达98.6%。证明了针对施工压浆的难点采取的各项对策是卓有成效的, 检测结果令人满意, 此方法可行值得推广。运用于解决施工中的技术难点, 是一项有效的措施。

3 结论

通过马杖子锦承铁路跨线桥35m箱梁真空辅助压浆法施工, 运用PDCA循环进行真空辅助压浆密实度检测, 施工, 使得施工质量达到施工要求。

参考文献

强透水坝基灌浆效果分析研究 篇3

坝基砂岩为巨厚的白垩系陆相沉积, 砂岩呈薄层、中厚—厚层沉积层理结构, 胶结程度普遍较差, 岩层整体产状近水平, 局部交错层理发育。岩体中没有构造断裂和褶皱, 岩石具有大孔隙、低密度、易扰动破坏、强渗透性和抗渗变能力较低等特性, 坝基岩体存在强渗流和渗透变形等工程地质问题。

为了改善坝基岩体的性能, 论证水泥灌浆方法在坝基岩体加固和防渗处理技术上的可行性, 了解坝基岩体的可灌性, 在基坑开挖至283.5 m (基岩开挖深度约12 m) 处进行灌浆试验。此次试验将固结灌浆与帷幕灌浆结合在一起进行。

1 坝基地质概况

灌浆试验场地布置于坝轴线上游约30 m处白垩系砂岩上, 岩石为弱胶结。

坝基工程岩体分为三大层。其中, K2i-3层分布高程为295～270 m, 为薄层砂岩, 水平向渗透性相对较强, 中等—强透水性, 胶结程度差;其顶部5～8 m为全、强风化岩体, 结构松散, 强度较低。K2i-2层分布高程为275～260 m, 为中、厚层砂岩, 中等—强透水性, 岩层垂直向透水性相对较弱, 其胶结程度、整体强度及完整性较好。K2i-1层分布高程为260～240 m以下, 沉积结构与K2i-3层类似, 岩体结构较为疏松, 属强透水性。

工程区地下水位高程290 m左右, 水文地质条件比较特殊。从坝址岩体含水介质看, 地下水主要为孔隙水和孔隙—层面节理裂隙水类型;主要有孔隙潜水、孔隙—层面节理裂隙潜水、局部存在弱承压水。坝基岩层水平方向上的渗透性强于垂直方向上的渗透性;坝基三大层在渗透性上也存在一定差异。砂岩孔隙发育, 不存在明显的相对隔水层, 岩体渗透性相对均匀。

2 灌浆工艺及主要技术要求

2.1 灌浆孔布置及孔深

场地基岩面上浇筑C20混凝土盖板, 厚0.6 m, 面积7 m×12 m。灌浆孔按3排布置, 共分4个序次进行施工, Ⅰ序孔2个 (1-1、1-2) , Ⅱ序孔2个 (2-1、2-2) , Ⅲ序孔3个 (3-1、3-2、3-3) , Ⅳ序孔3个 (4-1、4-2、4-3) , j-1、j-2 (4-1) 、j-3为检查孔, C-1为变形观测孔 (相互间位置如图1所示) 。后序灌浆钻孔同时作为前序灌浆钻孔的检查孔, 灌浆过程中同时采用钻孔压水试验和声波测试来检查灌浆效果。灌浆孔和检查孔孔深均为15 m。变形观测孔孔深25 m。

2.2 灌浆方式、试段长和灌浆压力

灌浆采用孔口封闭法自上而下分段灌浆。第1段长为3 m, 第2段长3 m, 第3段长5 m, 第4段长4 m。灌浆压力由上往下分别采用0.2, 0.4, 0.8 , 1.2 MPa。

灌浆施工顺序为:造孔—洗孔—压水试验—声波测试 (部分钻孔) —灌浆—待凝后重新钻开进入下一灌浆段。

2.3 灌浆材料和浆液浓度

灌浆材料采用刚果 (金) 卢卡拉水泥厂生产的波特兰Ⅱ型 (P·Ⅱ) R32.5水泥。比表面积4 532 cm2/g, 800 μm方孔筛筛余量小于3.8 %。

灌浆浆液浓度变换按由稀至浓的原则进行, 逐步改变水灰比。水灰比采用5∶1, 3∶1, 2∶1, 1∶1四个比级, 开灌水灰比采用5∶1。

2.4 灌浆结束标准

每个灌浆段在设计压力下注入率不大于1 L/min时, 继续灌注60 min后可结束本段灌浆, 如遇到特殊情况, 按照规范进行特殊措施处理。

3 灌浆成果分析

3.1 灌浆注入量分析

灌浆各序孔水泥注入量见表1。

从试验成果可以看出:Ⅰ序孔的单位注入量平均值为41.40 kg/m, Ⅱ～Ⅳ序孔的单位注入量比较接近, 平均值7.83～11.13 kg/m。说明Ⅰ序孔灌浆对后序孔灌浆有影响, 但随灌浆序次的增加, 前序孔灌浆对后序孔灌浆影响不明显, Ⅱ～Ⅳ序孔的灌浆单位注入量差别不大。主要原因在于试验场地开挖过程中岩体局部卸荷回弹, 导致了部分岩石破碎及层面裂隙的张开, 且层面裂隙的贯通性较好, 再加上混凝土盖板与基岩的接触面也是一个薄弱面, 导致Ⅰ序孔灌浆注入量较大。

3.2 灌浆效果检查

灌后岩体的透水率和波速检查成果见表2。

检查成果如下:

(1) 经过Ⅰ序孔灌浆, 对施工开挖扰动破碎岩体、卸荷裂隙、张开的层面裂隙、混凝土与基岩的接触面进行固结作用, 使得后序孔的单位注入量明显减小, 但Ⅱ～Ⅳ序次的灌浆孔单位注入量随灌浆序次没有递减的趋势。说明经过Ⅰ序孔灌浆可以达到提高岩体完整性的固结灌浆的目的。灌浆后岩体的纵波速度有小幅度提高, 由2 510 m/s提高到2 560 m/s左右。

(2) 从帷幕灌浆的效果看, 通过Ⅰ～Ⅳ序灌浆, 灌浆前和灌浆后岩体的透水率变化不明显。Ⅰ序孔灌浆前岩体的透水率为68～250 Lu, 平均值为100 Lu;Ⅰ～Ⅳ序灌浆后岩体的透水率有所降低, 为54～150 Lu, 平均值98 Lu。灌浆后岩体的渗透性和灌浆前均为中等—强透水性, 岩体的透水率降低不明显。说明坝基采用普通水泥进行帷幕灌浆未能达到降低坝基防渗目的。

(3) 从固结灌浆效果看, 固结灌浆孔距达到Ⅱ序孔距 (3.5～5 m) 为宜, 不宜过大。过密的孔距 (如Ⅲ序和Ⅳ序) 不但不能更多提高岩体的整体性, 相反, 还会对坝基天然岩体产生不利影响, 甚至造成破坏, 同时也造成工程量的浪费。本工程固结灌浆施工采用多排网格状布置 (孔排距2.5 m) , 从其整体效果看, 通过固结灌浆, 可以提高建基岩体的整体性和抗变形能力。因此固结灌浆设计布置方案采用了多排交错布置方式, 排与排之间钻孔互相交错, 孔深为3 m (建基面以下) 。考虑灌浆工作面高程低于环境地下水位 (建基面普遍比地下水位低13 m以上) , 存在十几米水头差等因素, 因此开灌压力尽量保持在不小于0.2 MPa, 考虑大坝的高度和岩石胶结程度, 固结灌浆最大压力不超过0.6 MPa。

3.3 灌浆地质特性分析

从灌浆试验过程看, 除Ⅰ序孔注入量稍高外, Ⅱ～Ⅳ序次的灌浆孔单位注入量变化不明显, 相应地, 岩体透水性也基本没有减弱的趋势, 岩体波速值变化甚微。其主要原因在于:英布鲁坝基砂岩属于一种孔隙介质 (孔隙率为25 %) , 岩体孔隙小, 普通水泥粒径偏大, 其浆液进入不了砂岩孔隙, 发生“吃水不吃浆”的现象。

坝基砂岩成岩程度较差, 为弱胶结, 虽然有沉积层面, 但表现出是原生结构面。由于岩体没有受外在构造等作用力的影响, 岩体中无破裂结构面, 层面在原位条件下通常只是表现为一种沉积韵律, 岩体完整性非常好, 在常规灌浆压力下, 其水泥浆液扩散范围有限, 灌后岩体的透水率和波速改变不明显。

本工程灌浆试验过程中的现象及其效果, 是受岩体条件制约的, 符合岩体结构特征。采用灌浆方法可以将浆液填充松动卸荷裂隙或破碎岩体中, 但不能将浆液填充到岩石的孔隙里。因此采用普通水泥进行固结灌浆是可行的, 但用其进行帷幕灌浆降低岩体透水性的效果不甚明显, 工程施工过程中最终决定取消灌浆帷幕, 采取增加铺盖长度延长渗径来减少坝基渗流量, 预防渗透破坏。

4 结 语

(1) 英布鲁坝基岩体属孔隙介质, 试验结果表明, 水泥浆液在完整砂岩岩体中扩散半径非常小, 以减小岩体透水性程度为目的的帷幕灌浆效果不明显, 坝基防渗帷幕采用普通水泥灌浆方法将不能达到防渗目的。

(2) 由于开挖卸荷回弹、地下水向基坑临空面渗流作用以及爆破等人为作用的因素影响, 坝基浅部岩体中破裂结构面和破碎带虽然不多, 但局部是存在的, 因此进行固结灌浆是必要的, 在强化浅部岩体完整性的同时, 也有利于提高浅部岩体防渗透变形能力。

(3) 从灌浆试验结果看, 固结灌浆孔孔距不宜过大。固结灌浆设计按2.5 m孔排距布置, 采用了多排交错布置方式, 排与排之间钻孔互相交错, 孔深为 (建基面以下) 3 m是适宜的。

(4) 从透水性角度看, 坝基岩体孔隙介质的透水性较强;从水泥灌浆的角度看, 坝基岩体为孔隙介质, 岩体中破裂结构面不发育, 岩体结构较紧密, 浆液扩散范围有限。试验结果表明, 灌浆浆液宜以稀浆为主, 因此, 根据试验结果确定固结灌浆开灌水灰比为3∶1, 并以3∶1或2∶1稀浆结束的施工方案是可行的。

(5) 由于坝基砂岩胶结差, 强度低, 固结灌浆须采用中等灌浆压力水平。灌浆最大压力应控制在1.2 MPa左右。

参考文献

[1] DL/T5148—2001水工建筑物水泥灌浆施工技术规范

基岩帷幕灌浆工艺的应用效果探讨 篇4

1 基岩帷幕灌浆工艺概述

基岩帷幕灌浆工艺通常是指通过在土层或岩体的孔隙或裂缝中灌入适当的浆液, 以期使之形成阻水幕实现扬压力的降低和渗漏量的减小, 即只需将设定范围内的裂缝经灌浆充填密实便可起到防渗效果[1]。

为进一步验证其应用效果, 在此以某水利工程为例加以探讨。已知, 该工程灌浆设计总量为2135.7m, 帷幕设计线长为168m。经地质勘探发现, 工程所在区域的基岩地层主要是由泥质砂岩、强风化泥岩、砂砾岩等构成, 且有着较大的渗透系数 (平均值处于5~17Lu之间) , 不利于水库蓄水, 必须进行加固处理。后经综合分析确定选用基岩帷幕灌浆工艺, 以期使其整体透水率降至3Lu以下。具体的施工方案见下文所述。

2 基岩帷幕灌浆工艺的实践应用

2.1 灌浆参数

基于质量标准、处理范围、灌浆方式、排拒和孔距等基本信息, 对试验大纲作了完善, 即利用2m、5m和5.5m对灌浆段作了分段处理, 其中第1段作为防渗墙的接触位置需要先施工, 随后依次施工后两段, 并对 (I、II) 和III序孔分别采用自上而下和自下而上的灌浆工艺[2];而距离为1m的单排孔开孔和终孔直径分别为91mm和75mm, 然后在0.2、0.4、0.6MPa灌浆压力下将纯水泥浆和硅酸盐水泥 (42.5R) 灌入孔隙中 (灌浆比级包括0.5:1、0.8:1、1:1、2:1和3:1) 。

2.2 施工流程

先借助液压回转钻机进行清水钻孔, 期间因地质复杂影响了钻进速度, 便选用了金刚石-复合片工艺, 同时严格检查钻孔质量, 最终将孔斜偏差和孔底偏差控制在了允许范围内;为便于后续施工, 在灌浆之前对钻孔进行了清洗 (80%的灌浆压力) , 直至回水为清净状态;在确定I、II、III序孔压水试验合格的基础上, 进行了集中制浆操作, 其中所用的搅拌时间不得低于3min;针对灌浆压力, 则根据灌浆段的不同作了严格控制, 其中第1、2、3段的I、II序孔压力分别为0.2、0.4和0.6MPa, 而III序孔压力分别为0.2、0.6和0.8MPa。为保险起见, 必须加强灌浆压力控制力度, 以期将浆体注入率控制在30L/min以下, 以防出现浆料浪费或孔内事故;再者是注意浆液的合理变换, 即根据由稀转浓的变换原则, 先保持灌浆压力不变, 发现吸浆量不变或均匀减小时均匀升高压力且保持水灰比不变, 待连续灌注1h以上或该级别浆液量超过300L时可灌注水灰比浓一级的浆液;但若无压力且浆液注入率在30L/min以上时, 也可进行越级灌注;待在特定压力下, 浆液的连续灌注时间和注入率分别满足90mim且小于等于1L/min和60min且小于等于0.4L/min时可停止灌注, 而自下而上灌注工艺的时间应分别减小60min和30min;待完成所有的帷幕钻孔灌浆且验收合格后选择合适工艺进行封孔。

此外, 由于该工程项目有着十分复杂的地质环境, 故在施工期间遇到了诸多困难, 如钻孔较慢、灌浆绕塞、抬动异常等。为确保安全而有序的施工, 采取了一定的处理措施, 如针对因钻孔扩径、孔壁不稳造成的灌浆饶塞问题, 经多次实验确定了最佳灌浆压力, 选用了专门的圆柱塞球和新型卡具, 以此获得了95%的止浆成功率。同时, 还综合利用低压漫灌、间歇灌浆、固结复灌、扫孔复灌、掺入速凝早强剂等技术手段解决了窜浆和抬动问题[3]。

2.3 效果分析

采用上述基岩帷幕灌浆工艺后, 所涉及的139个帷幕灌浆孔总灌注量、耗灰量、总进尺分别为44.29t、97.48t和2129.5m, 且I、II、III序孔之间的浆液灌注量呈现逐渐递减的呈现, 由此可知, 其灌浆效果相对显著。同时分析表1可以发现, 地层经过基岩帷幕灌浆后, 其渗透性明显降低。故该工艺方案合理可行。

3 结束语

总之, 随着建筑行业的不断发展, 施工技术和工艺方法也得到了长足进步, 其中基岩帷幕灌浆工艺由于在改善地质特性、增强抗渗能力等方面有着一定的优越性, 因而得以快速发展。但在应用过程中, 必须结合工程地质特点、水文环境等因素确定合适的施工工艺、技术参数、工序流程等, 以此尽可能的发挥效用, 保障施工质量。

摘要：大量兴建的土木工程创造了巨大的经济利益和社会效益, 但也不乏因地基抗渗性能较低而衍生的质量问题。受此影响, 基岩帷幕灌浆工艺逐渐发展起来。本文结合实例, 就基岩帷幕灌浆工艺的应用效果进行了探讨, 以供同行参考。

关键词：基岩帷幕灌浆,应用效果

参考文献

[1]李洪泉.帷幕灌浆工艺在复杂地质条件中的应用及效果分析[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2011 (09) :37-39.

[2]邱炳文.大坝基岩帷幕灌浆试验的基本内容和试验方法[J].西部探矿工程, 2010 (02) :08-09.

灌浆效果检测 篇5

控制性帷幕灌浆技术, 就是采用在地面上钻取注浆孔和地质探孔, 然后再向孔内注入水泥浆等浆液的方式, 通过注入的浆液将开挖断面以及四周一定范围内的岩缝嵌水挤出, 从而保证围岩的缝隙最终能够被已达到一定强度的浆液填充密实, 并与之形成完整统一的固结体, 即所谓的止水帷幕。根据各个工程的不同实际情况, 可以采用多种帷幕灌浆技术, 其中控制性帷幕灌浆效果尤佳。本文针对水利工程施工中坝基控制性帷幕灌浆技术的工艺流程、效果评价及其存在的问题和相应的对策进行了浅要地分析和探讨。

1 坝基控制性帷幕灌浆施工工艺流程

1.1 成孔

成孔是控制性帷幕灌浆施工中的第一道工序, 也是极为重要的一道工序。成孔的质量和进展情况将直接影响到整个控制性帷幕灌浆施工的质量和工期, 因此必须又快又好地进行。首先, 在安装钻架并摆放钻机的过程中, 应事先平整和清理场地, 并根据现场情况铺设地板和用方木搭设钻孔平台, 钻机安放要稳固、端正, 并且要保持钻机平台、钻杆和灌浆孔的三个中心点成一条线;其次, 在钻机安放完毕后, 应进行试机和试钻, 待明确钻机的动力、供水、供电等所有设备和系统均运行正常之后才进行钻进工作;再次, 在每次钻孔之前都要仔细检查所有的钻杆、钻具及其他钻进零部件, 严禁使用弯曲变形的钻杆和钻具, 各部位的接头一定要牢固并保持良好的同心度。另外值得注意的是, 由于金刚石钻进成孔的间隙较小, 钻头水口也较窄, 因此需要较大的泵压和泵量才能起到强制的冷却和冲洗作用。

1.2 缝隙冲洗和压水试验

控制性帷幕灌浆施工在成孔之后, 通过导管将大流量的高压水流从孔底一直向孔外冲洗, 并在此过程中不断地冲洗孔壁, 通过这样的单孔冲洗方式直至回水澄清之后, 继续再冲洗十分钟, 且要保证冲洗总时间不少于半个小时, 串通孔时间不少于2小时, 沉渣厚度不超过20cm。在一般情况下缝隙的冲洗压力设置为该段灌浆压力的八成。缝隙冲洗完成后必须进行压水试验, 压水试验通常采用单点法, 压力同样设置为该段灌浆压力的八成, 且不超过一兆帕。

1.3 灌浆施工

控制性帷幕灌浆施工通常采用自下而上的方式分段进行, 在规定的压力下, 当注入率不超过0.4L/min时, 必须继续灌注半个小时, 或不超过1L/min时, 则必须继续灌注一小时, 灌浆即可结束。而如果采用自上而下的方式分段进行时, 继续灌注的时间则需相应增加半个小时或一小时。在灌浆的施工过程中, 应当随时测量回浆和进浆的比重, 一旦回浆变浓, 立即换用与进浆相同配比的新浆液来进行灌注。而如果效果不明显, 则延续灌注半个小时之后即可停止灌注。

1.4 封孔

灌浆结束之后应采用置换和压力灌浆的封堵方法进行封孔。在全孔灌浆结束后, 采用0.5:1的水泥浆来置换出孔内的浆液并取出孔内的灌浆管, 然后再用同样配比的水泥浆采用最大灌浆压力进行纯压半个小时, 并认真做好灌浆记录。

2 坝基控制性帷幕灌浆防渗效果评价及问题对策

2.1 效果评价

作为岩土工程地质情况的重要评价指标, 超声波的纵波波速及其离散系数和完整性指数同样也是评价坝基控制性帷幕灌浆防渗效果的重要参数。控制性帷幕灌浆的防渗效果主要是按照帷幕灌浆施工完成之后超声波波速的提高程度和波速离散系数的降低程度来进行评价的。由于当前我国的有关规范还没有对控制性帷幕灌浆的坝基防渗效果给出具体的评价指标, 因此其超声波检查主要还是通过以往的工程经验与所施工的坝基工程的地质情况相结合, 从而大致确定一个超声波检查的参数指标, 以作为控制性帷幕灌浆对坝基防渗效果的评价标准。

2.2 漏浆

在灌浆施工过程中, 由于缝隙较多、灌浆压力较大, 通常会出现浆液注入率过大的现象, 其实往往是发生了大量的漏浆。对于大量漏浆的治理措施主要包括:通过低压甚至自流式的灌浆方式来降低灌浆压力, 直到缝隙逐渐充满浆液、并降低流动性之后再慢慢提高灌浆的压力;将进浆量限制在30L/min~40L/min以下, 并采用浓浆进行灌注, 直到进浆量明显减少之后再慢慢提高灌浆的压力;采用浓浆甚至可以在浆液中掺加砂料来进行灌注, 通过降低浆液的流动性, 再加上同时适当地降低灌浆的压力, 以此来限制浆液流动的范围, 保证浆液不至于流失过远, 直到单位吸浆量已经降低到了一定的程度之后, 再采用不掺粗料的正常浆液继续灌注并逐渐提高灌浆的压力;当出现岩层在长时间内一直大量进浆的现象, 还可以采用间歇灌浆的方式, 即每连续灌注一段时间就停止灌浆, 等浆液凝结一段时间再继续灌注。

2.3 灌浆中断

在灌浆施工过程中, 因为停电、浆液堵塞、输浆管破裂及机械故障等原因均会导致灌浆的中断。因此, 在灌浆施工之前及其过程之中做好预防措施是非常必要的。其预防措施主要包括:应采用的性能符合要求的输浆管材, 且在施工时应经常检查并确保其连接牢固、无破损和堵塞现象;应确保灌浆泵的性能能够满足施工的需要, 在最大的灌浆压力下能够持续地进行长时间的工作, 并在施工中注意做好保养工作, 在每次灌浆完成以后都要对灌浆泵进行认真地清洗;应对压力表进行及时校正, 确保符合要求;高压灌浆阀门、隔浆塞等部件同样应及时清洗;水电系统方面应做到定期检查和保养。而一旦发生灌浆的中断, 应立即采取措施尽量缩短中断的时间, 争取尽早复灌。

2.4 固管

在灌浆施工过程中, 当射浆管和孔壁由于浆液达到了凝结条件而胶结到一起的时候, 就会产生固管现象。固管产生的主要原二级管指示故障的大致原因, 这是维修中最有效的一种方法。近年来随着技术的发展, 兴起了新的接口诊断技术, JTAG边界扫描, 该规范提供了有效地检测引线间致密的电路板上零件的能力, 进一步完善了系统的自我诊断能力。

4结论

针对我国数控加工制造业的现状, 在对不少企业进行大量走访和调研的基础上, 同时总结了国内外制造企业成功实施车间管理的经验, 本文就一般制造企业车间作业生产管理的需要, 从数控机床管理、机床故障信息管理、车间调度管理等方面入手, 提出了数控车间机床管理系统的结构模式和总体框架, 为系统下一步的实现和开发做好了准备, 体现了系统开发的可行性和合理性。

参考文献

[1]曹永洁, 傅建中.数控机床误差检测及其误差补偿技术研究[J].制造技术与机床, 2009, 4:38-41.

[2]刘丽冰, 桑宏强, 陈英姝, 等.用于加工中心的在线检测新方法研究[J].新技术新工艺, 2010, 11:16-18.

(上接第123页)

因包括:浆液由于在压力的作用下损失了一部分水分, 并在循环过程中由于水泥水化放热和压力作用等原因导致其温度逐渐升高, 从而大大缩短了其凝结的时间;在孔内的环状间隙处或灌浆管、阀门等部位发生了水泥颗粒的沉积现象;由于射浆管下端过于贴近孔壁而导致浆液在循环过程中在射浆管口受阻并逐渐沉淀。

3结论

在坝基防渗处理等工程中, 其主要手段一直都是运用控制性帷幕灌浆技术, 因此, 控制性帷幕灌浆技术对于保证各类坝基的安全起着非比寻常的重要作用。

参考文献

[1]林加兴.山美水库大坝两岸防渗帷幕灌浆效果检测与评价[J].水利与建筑工程学报, 2010 (3) .

[2]曹天强, 仲崇江.水利工程施工中帷幕灌浆技术初探[J].黑龙江科技信息, 2009 (23) .

灌浆效果检测 篇6

紫坪铺水利枢纽工程位于岷江上游下段,为国家大(1)型水利枢纽工程,其永久主要建筑物按1000年一遇洪水标准设计,枢纽主要由挡水建筑物、泄洪建筑物、地面厂房及开关站组成。该工程以灌溉、城市供水为主,兼顾防洪、发电和成都市环保用水,是多目标开发、综合利用岷江水资源的水利工程。其中泄洪建筑物包括1号、2号泄洪排砂隧洞、溢洪道和冲砂放空隧洞。1号和2号泄洪排砂隧洞均为导流隧洞改建而成的深孔明流泄洪隧洞,作为主要的泄洪设施,1号、2号泄洪排砂隧洞对整个工程的安全运行起着十分重要的作用。受业主委托,我单位分别采用声波测试、弹模测试等综合物探方法对1号、2号泄洪排砂隧洞进行了检测。

1检测方法

1.1 声波测试

声波测试采用单孔单发双收装置,两接收换能器间隔20 cm,测点间隔20 cm,由发射换能器发射的超声波,经介质水沿孔中最佳路径传播,先后到达两接收换能器,通过仪器分别读取超声波到达时间T1,T2,计算出时差 Δt及波速Vp。

1.2 钻孔弹(变)模测试

钻孔弹模是一种在岩体深部和地下水位以下进行分段量测,用来确定深部岩体的变形特性及其弹性参数,且对岩体扰动很小的原位测试方法。其基本原理为:通过可移动的探头,对钻孔孔壁施加径向压力,测出岩体在压力作用下产生的变形量,根据岩体压力与变形关系曲线求出岩体的弹性模量、变形模量及各向异性参数等,用于对岩体进行分类评价及检查建筑物基础灌浆效果等。本次钻孔弹(变)模测试采用钻孔千斤顶法,测点间隔一般为1 m～2 m,通过测试岩体在不同压力下的变形计算岩体弹性模量和变形模量,如图1所示。

岩体变形参数按国际岩石力学学会测试方法专委会推荐公式计算:

E=K1·K2·r(ν·β)·H·D·ΔP/ΔD。

其中,E为变形模量或弹性模量,GPa,当以径向全变形ΔD0代入式中计算时为变形模量E0,当以径向弹性变形ΔDe代入式中计算时为弹性模量Ee;K1为变形标定系数;K2为三维效应系数;r(ν·β)为与泊松比ν及承压板接触角β有关的函数;H为油压系数;D为钻孔直径,mm;ΔP为计算压力,为测试压力与初始压力量之差,MPa;ΔD为钻孔岩体径向变形,mm。

2检测成果

自2003年8月～2005年5月,我单位在1号、2号泄洪排砂隧洞共完成声波测试51孔,计930.0 m,弹模测试51孔,计275点,并做了灌浆前后同孔声波测试和同点弹模测试。具体结果见表1,表2。

通过对比,可以发现灌浆前后声波平均波速、弹性模量有所提高,但灌浆效果是否具有显著性,如何做出令人信服的评价,下面我们应用数理统计中假设检验的方法进行分析说明。

3成果分析

3.1 假设检验的分析方法

先对声波检测进行分析:

设总体X包含灌浆后同一类围岩全体孔的平均波速,总体Y包含灌浆前同一类围岩全体孔的平均波速,X～N(μ1,σ2 ),Y～N(μ2,σ2 ),其中,μ1,μ2,σ2均未知,把同孔灌浆前后所测的平均波速分别作为X,Y的一个样本,即(X1,…,Xm),(Y1,…,Yn),设H0为灌浆后无明显效果,H1为灌浆后有显著效果,现在要检验H0 :μ1=μ2(H1:μ1≠μ2)。或者等价地检验:H0:μ1-μ2=0(H1:μ1-μ2≠0)。μ1与μ2的极大似然估计分别为$\overline{X}$,$\overline{Y}$,在θ=μ1-μ2的极大似然估计$\stackrel{⌢}{\theta }=\overline{X}-\overline{Y}$的基础上可以构造检验统计量:

${\rm T}=\frac{\overline{X}-\overline{Y}}{S{}_{\omega }\sqrt{\frac{1}{m}÷\frac{1}{n}}}$。

其中,$S{}_{\omega }^2=\frac{1}{m+n-2}[{\displaystyle \sum _{i=1}^m(}X{}_i-\overline{X}){}^2+{\displaystyle \sum _{i=1}^n(}Y{}_i-\overline{Y}){}^2$。

当μ1-μ2=0时,T～t(m+n-2),于是拒绝域可以表达成当$\frac{\left|\overline{X}-\overline{Y}\right|}{S{}_{\omega }\sqrt{\frac{1}{m}+\frac{1}{n}}}＞t{}_{1-\frac{\alpha }{2}}(m+n-2)$时拒绝H0,显著性水平α为做出判断犯第Ⅰ类错误的概率(第Ⅰ类错误为:当H0实际成立时,通过抽样出现拒绝H0的情况)。

代入数据,m=n=13。

$\overline{X}=4181$,$S{}_1^2={\displaystyle \sum _{i=1}^m(}X{}_i-\overline{X}){}^2=368660$。

$\overline{Y}=3795$,$S{}_2^2={\displaystyle \sum _{i=1}^n(}Y{}_i-\overline{Y}){}^2=613163$。

S${}_{\omega }^2$=40 909。

检验统计量T的观测值:

$t=\frac{\overline{X}-\overline{Y}}{S{}_{\omega }\sqrt{\frac{1}{m}+\frac{1}{n}}}=4.868$。

取α=0.01,查表t0.995(24)=2.797,t=4.868>2.797。

所以拒绝H0,接受H1,即认为灌浆后对提高声波平均波速有显著效果,显著性水平为0.01,具体到本文的含义为灌浆后无明显效果而判定有显著效果的概率为0.01。

同理:对弹性模量进行分析,得m=n=14。

$\overline{X}=13.43‚S{}_1^2=58.12,\overline{Y}=11.31,S{}_2^2=79.48$。

t=2.370,取α=0.05,查表t0.975(26)=2.056,t=2.370>2.056。

所以拒绝H0,接受H1,即认为灌浆后对提高弹性模量有显著效果。

3.2 假设检验前提的合理性

在前面分析中有一个前提,即假定两个正态总体的方差相等,σ${}_1^2$=σ${}_2^2$=σ2,但这种假定是否合理,现在让我们根据样本来验证这个方差齐性的假设。

即检验H0:σ${}_1^2$=σ${}_2^2$(H1:σ${}_1^2$≠σ${}_2^2$)。

等价地检验H0:$\frac{\sigma {}_1^2}{\sigma {}_2^2}=1({\rm H}{}_1$:$\frac{\sigma {}_1^2}{\sigma {}_2^2}\ne 1)$。

σ${}_1^2$,σ${}_2^2$的极大似然估计分别为:

$\stackrel{⌢}{\delta }{}_1^2=\frac{1}{m}{\displaystyle \sum _{i=1}^m(}X{}_i-\overline{X}){}^2$;

$\stackrel{⌢}{\delta }{}_2^2=\frac{1}{n}{\displaystyle \sum _{i=1}^n(}Y{}_i-\overline{Y}){}^2$。

在$\theta =\frac{\sigma {}_1^2}{\sigma {}_2^2}$的极大似然估计$\stackrel{⌢}{\theta }=\frac{\stackrel{\wedge }{{\displaystyle \sigma }}{}_1^2}{\stackrel{\wedge }{{\displaystyle \sigma }}{}_2^2}$的基础上构造检验统计量:

$F=\frac{S{}_1^2}{S{}_2^2}=\frac{m(n-1)\stackrel{\wedge }{{\displaystyle \sigma }}{}_1^2}{n(m-1)\stackrel{\wedge }{{\displaystyle \sigma }}{}_2^2}$。

当σ${}_1^2$=σ${}_2^2$时,F～F(m-1,n-1),拒绝域可以表达成当$\frac{S{}_1^2}{S{}_2^2}＜F{}_{\frac{\alpha }{2}}(m-1‚n-1)$或$\frac{S{}_1^2}{S{}_2^2}＞F{}_{1-\frac{\alpha }{2}}(m-1‚n-1)$时拒绝H0。

对于声波检测:

取显著性水平$\alpha =0.02‚F{}_{0.99}(12‚12)=4.16‚F{}_{0.01}(12‚12)=\frac{1}{4.16}=0.24$。

$0.24<\frac{S{}_1^2}{S{}_2^2}=0.60<4.16$。

对于弹模检测:

取显著性水平$\alpha =0.02‚F{}_{0.99}(14,14)=3.70‚F{}_{0.01}(14‚14)=\frac{1}{3.70}=0.27$。

$0.27<\frac{S{}_1^2}{S{}_2^2}=0.73<3.70$。

因此均不能拒绝H0,说明对声波平均波速和弹性模量作出的方差齐性的假定是合理的。

4结语

本文在分析过程中发现不同类围岩(如Ⅳ,Ⅴ)具有不同的正态分布,应分别进行分析,如果将不同类围岩作为一个总体,则可能由于不服从正态分布而出现错误的结果。在采集样本时,本文选取了同孔声波平均波速、同点弹性模量,但实际上如果选定的总体服从正态分布,也可以在灌浆前后选取不同的孔、点的测量值进行对比,这样就使对测试成果的分析更具有普遍性,同时对建筑物加固补强后的效果做出更合理、有说服力的评价。

参考文献

[1]刘金国,周智.概率论与数理统计[M].北京:中国科技出版社,2001.

[2]盛骤.概率论与数理统计[M].北京:高等教育出版社,2001.