发布时间:2022-09-21 02:13:01
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的灌浆技术论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
土木工程的地基施工过程一般要在60分钟到180分钟内完成,因此,对岩缝进行灌浆施工所需的水泥量有限。但是如果出现岩缝大量吸浆现象,就必须采取对应的解决措施,不然就算灌注再多的水泥浆也达不到预期的施工目标。为了解决这种情况,首先要进行限流,对单位时间内进入岩缝的砂浆体积进行限制,并且减缓灌注的速度,实现使灌注到岩缝的泥浆快速凝结的目的。其次,可以通过降压的方式来处理这个问题,这种方式是通过将灌浆的压力降低来使砂浆的流速减缓,使砂浆在较小的压力下进行自流,并在自流中逐渐凝结,当砂浆自流现象停止时可以适当增加压力,之后就可以采用一般的灌浆技术来进行灌浆施工。最后,可以进行多次灌浆,具体说来就是间歇性地对岩缝进行灌浆,每进行一次灌浆施工,都要隔一段固定的时间后再进行下一次灌浆,间隔时间一般不超过8小时,具体时间可以根据土工程要求来确定。
2灌浆施工技术在严重漏水情况下的应用
地基漏水在土木工程施工过程中是很常见的现象,但是如果是严重漏水现象,那么最可能的原因就是在施工过程中出现重大失误,严重漏水现象在岩溶地区施工中尤为常见。因此,在进行岩溶地区施工的时候,可以采取膜袋灌浆方法,但是在采用这种方法的时候,一定要注重膜袋的质量和选择,要选择高质量且耐磨性很强的膜袋,例如聚丙烯膜袋、尼龙膜袋等。灌浆过程中,将水泥浆装在膜袋中,水泥浆在膜袋中相互挤压就会使其水分降低,进而提高其凝结速度。此外,还要严格控制填充材料的砾石和泥浆配比,将水泥泥浆与砾石混合起来,这样才能达到更好的灌浆效果。在狭窄的地方要加大粒料的使用量,使其形成桥架,采用巧匠在中途阻塞住缝隙,进而堵死整个通道[2]。
3结语
(1)利用高压喷射法进行施工时
其主要是利用钻机来进行钻孔,当钻机达到要求的深度时,则利用高压泥浆泵的高压射流来对周围的土体结构进行破坏,同时再不断的将钻杆进行旋转提升,并在此过程中利用特殊喷嘴来向周围土体中高压喷射固化浆液,使其浆液与土体达到有效的固化,从而形成一定性能和正式成立的固结体,增加土体的强度和稳定性。
(2)固结体形成什么样的形状
这是与喷射流的移动方向有紧密联系的,因为在喷射过程中,通常会采用旋转、定向和摆动三种喷射方式,这样就会导致在旋喷情况下形成旋喷柱,这对于提高地基的抗剪强度,加固地基都具有良好的作用,而且可以对于地基土变形的情况有较好的改善作用,特别是当上部具有较大荷载时,具有良好的承载作用,不至于变形或是受到破坏。而利用定喷时固结体则会呈现壁状,而摆喷则会形成厚度较大的扇状,这对于地基的防渗作用都具有非常好的效果,可以有效的确保边坡的稳定性,进一步改善地基土的水力条件。
2高压喷射灌浆工艺
2.1原材料
在灌浆施工时,需要确保浆体达到良好的可泵性和保水性,所以通常都会在施工前对浆体进行必要的处理和养护,使其保持立方体的模型持续七天,然后还要对其进行抗压力度检查,确保其符合灌浆时对浆体的要求。同时在施工过程中,为了有效的避免浆体出现干缩的现象发生,则需要将矢量的膨化剂加入到浆液中,有效的改善浆体干缩情况的发生。
2.2定位技术
对喷灌位置的确定时需要利用定位技术进行,同时还要严格遵照施工图纸,对施工中各种参数进行充分的考虑,利用定位技术找准防渗墙的位置,还要错开固有的钢筋位置,并做好标记,等一切工作准备就绪后,检查后与符合标准要求,即可以进行钻孔作业。
2.3钻孔技术
在灌浆施工中,对钻孔有一定的限制。首先,不管是直孔,还是孔壁,都应该有较高的笔直性和足够的均匀度;其次,在施工中,需要有一个合理的程序,这就要求必须严格按照规范进行操作。例如灌浆流程要从前到后依次开展,需注意后一钻孔作为前一钻孔的检查孔,应借助压水实验来检查钻孔的吸水量,如果吸水量符合规定,后续孔的灌浆工作便可省去。此外,在灌浆施工开始前,需要做一些清理工作,将钻孔或裂隙中的岩粉彻底冲洗掉,以维持其干净性。常用冲击钻进行钻孔,按规定标准,钻头和钢筋的直径差应控制在5mm左右。
2.4插管
钻完孔后,按照设计好的深度将注浆管及时插入地层,此环节通常和钻孔是连在一起的,即每钻完一个孔,就须将喷射管插入,输送压缩空气,接着将浆泵打开,持续30s送浆,然后将钻杆拔出。插管时为避免喷射管的喷嘴被泥沙堵塞,可将插管和射水工作同时进行,如果压力过大,可能会出现射塌孔壁的情况,因此,水的压力尽量保持在1MPa以内。
2.5喷浆
喷浆要遵循自下而上的顺序,且需要结合土质、地下水等因素综合考虑,对喷浆的流量、压力及提升速度进行适当调整。有时需进行二次喷射,即在上次喷射形成的浆土混合物上进行喷射,喷射流遇到的阻力比上次喷射要小,二次喷射有利于增加固体的直径。喷浆完成后,对套筒、拉杆等进行清洗,以便下次使用。
2.6检查
灌浆工作结束后,要做的就是检查工作,必须对施工质量做一个严格且全面的检查,而且大概要维持一个月左右。比如说检验灌浆区的钻孔,就要做好压水实验,通过对岩心胶的观察来确定其施工质量是否符合规定要求。
3水利工程高压喷射灌浆施工中质量控制
3.1位置
首先必须按照指定的设计要求来布设防渗墙。那么,墙的厚度要和设计的要求一样,子距一般为2.0m、有效半径和摆角分别是1.8m和15°,另外,升速度一般为10cm/min。喷嘴型号为2mm,气嘴7mm,水压为29.4~34.3MPa,空气压735kPa。
3.2测压管的四周必须要用黄沙来做漏层
规定管口为2英寸的PVC管,管底1.1m高为透水部分,外用400g/m2土工布包裹。
3.3在水泥的使用材料上必须要经过严格的质量控制
需要专业的人员进行现场取样后特意地送往检测部门在进行检验复试,那么,需要往水泥材料里添加外用剂的时候,也必须经过试验后才能明确要掺进的量度。
3.4钻孔在经过严格的检验之后才能进行孔内和缝面冲洗
将孔口敞开用风和水一次进行清洗,将风(水)管插入孔底,风(水)反复冲洗,直至回清水后即可结束。
3.5灌浆
由于裂缝两边的混凝土在灌浆压力的作用之下会产生有害的变形,在进行灌浆施工时应布置好一起对裂缝进行监测,另外,在施工灌浆技术时的工序应保持先浅到深、一侧向另外一侧、右下至上来进行,另外,在灌浆施工结束的标准是单孔吸浆率趋于零之后,灌注20~30min,想要防止因为窜孔而破坏喷射注浆的固结体,就必须要分序进行喷射施工工艺。
4结束语
关键词:氯丁胶乳沥青稀浆封层路面维护
1前言
乳化沥青稀浆封层(简称稀浆封层)是近年迅速发展的路面维修施工技术,是用细粒式的级配石料或砂作骨料,以乳化沥青为粘结料,加填料和水冷拌后摊铺(用稀浆封层机)成沥青表处薄层。它具有施工快、密实度高、粘附力强、节省人力物力、无污染、延长施工季节、经济效益好等优点。稀浆封层混合料具有较好的流动性和渗透性,有利于填充和治愈路面的裂缝,对于提高路面平整度、抗滑与耐磨性、减少网裂、降低路面透水率有很好的作用。
稀浆封层不仅用于沥青路面,也可用于水泥混凝土路面。可以治理水泥路面细小裂缝,防止表面混凝土剥落,提高路面平整度和减少行车躁音等。在桥面采用稀浆封层养护,可以减轻桥面自重。稀浆封层是一种较理想的筑、养路施工方法,但是,随着近年铺筑稀浆封层实践的增加,认识到稀浆封层依靠单纯沥青做为结合料,铺筑后成型时间长、封闭交通养护困难,早期强度低,高温季节易软化,抵抗永久变形能力低,耐用性较差,不能满足大交通量和重车交通的要求。
为了让稀浆封层具有更好的路用效果,使稀浆封层能应用于大交通量的高等级公路,我们进行了氯丁胶乳(简称CRL)改性乳化沥青稀浆封层技术研究。通过大量室内试验和在邵武市境内沥青路面与水泥混凝土桥面上各铺一段约5400m2CRL改性乳化沥青稀浆封层。经过近一年的观测结果表明,CRL改性乳化沥青稀浆封层比普通乳化沥青稀浆封层具有耐磨性能好、施工封闭时间短、技术经济比值高等特点,并拥有普通稀浆封层具有的所有优点。本文介绍“氯丁胶乳改性乳化沥青稀浆封层研究”部分成果。
2CRL改性稀浆封层材料和配合比
CRL改性稀浆封层材料由CRL改性乳化沥青、骨料、填料和水组成,应按有关规定标准严格筛选和控制原材料质量。
2.1CRL改性乳化沥青
采用阳离子乳化沥青掺少量CRL,CRL掺配量经多种、多次试验,试验路采用干胶用量占沥青用量3.5%为宜。
2.1.1阳离子乳化沥青采用胜利100#沥青与邵武乳化剂厂出品的FLR—M慢裂型阳离子乳化剂和乳化机组等,按乳化沥青生产规程生产的改性阳离子沥青乳液,沥青∶水∶乳化剂的配比为60∶40∶0.5。
2.1.2CRL采用青岛橡胶厂产的氯丁胶乳,胶水比为40∶60。
2.1.3CRL改性乳化沥青的生产有内掺法和外掺法。
(1)内掺法:先将CRL、乳化剂、稳定剂等配制成水溶液,然后与热沥青同时进入胶体磨,生产出CRL改性乳化沥青。
(2)外掺法:先将沥青制成乳化沥青,后将乳化沥青与CRL进行机械混合。此法生产出的CRL改性乳化沥青不易存放,可现做现用。
2.1.4稳定剂主要采用聚乙稀醇,起增加乳化沥青稳定度等作用。
2.2骨料
骨料选择除了坚硬、耐磨、清洁和一定的天然级配外,还考虑到就地取材、经济实用。所以选用邵武富屯溪天然清水粗砂(85%)和附近工厂粉煤灰废料(15%)做为骨料。
2.3填料
一般可用水泥、石灰粉、粉煤灰等小于0.074mm粒径的粉料,这些粉料既可以填充空隙,提高封层的强度与耐磨性,又可以调整稀浆封层混合料的稠度与均匀性。我们选用425#硅酸盐水泥作填充料,用量是骨料重量的1%。
2.4水
采用饮用水,按配合比加入。
2.5稀浆封层结构骨料级配
经过多个料场、多种级配试验、试验路采用稀浆封层结构骨料级配如表1
稀浆封层结构骨料级配表1
筛孔尺寸
(mm)
通百分率率(%)
1#
粗砂
2#
粉煤灰
级配
3#级配
技术要求
10
100
100
100
100
5
78.92
94.7
88.32
70-90
2.5
61.88
90.74
66.8
45-70
1.25
47.23
89.18
49.18
28-50
0.63
20.76
87.91
28.0
19-34
0.315
2.53
73.35
14.4
12-25
0.15
0.63
64.28
10.38
7-18
0.074
0.2
30.35
4.86
5-15
注:3#=85%1#+15%2#
2.6CRL改性稀浆封层混合料配比
经配合比试验,CRL改性稀浆封层混合料配比如表2
CRL改性稀浆封层混合料配比表2
材料名称
骨料
CRL乳化沥青
填料
水
配比(%)
100
15-16
1
9-11
3CRL改性稀浆封层混合料试验
为了确定CRL改性稀浆封层混合料配合比,以及与普通稀浆封层混合料比较品质优劣,我们主要进行以下试验:
3.1稠度试验
为了测定稀浆封层混合料加水量,采用类似水泥混凝土坍落度试验方法,用规定的截锥筒,检测稀浆封层混合料坍落值。经试验,试验路稀浆封层混合料加水10%左右适宜。
3.2湿轮磨耗试验
该试验用于确定稀浆封层混合料中乳化沥青的合适用量,也用于检验沥青与骨料裹覆的耐磨强度。我们还做了CRL掺量不同、其他材料及配比相同的稀浆封层混合料湿轮磨耗试验,见表3。
稀浆封层混合料湿轮磨耗试验表3
编号
油石比(%)
胶油比(%)
磨耗值(g/m2)
1
9
780
2
9
2.5
534
3
9
3.0
356
4
9
3.5
290
备注
油石比:纯沥青与石料(骨料+填料)重量比
胶油比:CRL干胶量与纯沥青重量比
从表3可以看出,当其他条件(含试验条件)相同时,胶油比3.5%的稀浆封层混合料比不掺CRL的耐磨强度高两倍多。
3.3荷载车轮试验
该试验是检验稀浆封层混合料中沥青用量是否有过多现象,与湿轮磨耗试验一起制约稀浆封层混合料沥青含量。试验表明CRL改性稀浆封层混合料油石比9%左右为宜。
3.4初凝时间和粘结力试验
初凝时间试验用“纸墨迹法”测定稀浆封层混合料达到初凝所需的时间,可以相对比较稀浆封层混合料凝结时间的快慢;粘结力试验测定从稀浆封层摊铺到骨料上沥青膜完全粘结在一起,即到路面可开放交通的时间。我们做了同样配比的普通稀浆封层混合料和CRL改性稀浆封层混合料的初凝时间试验和粘结力试验,试验结果表明,胶油比3.5%的CRL改性稀浆封层混合料的初凝时间和开放交通时间均比普通稀浆封层混合料提早时间一倍以上。
4CRL改性稀浆封层施工及观测结果
为了验证CRL改性乳化沥青稀浆封层效果,我们在邵武境内省道水杉线K101+400-650沥青路面和邵武东关桥水泥桥面上共铺筑600m,计5400m2CRL改性乳化沥青稀浆封层试验路。该路段交通量3000辆/日以上,在治理老路面坑槽、啃边、沉陷等病害后,封层厚控制8mm左右,并在试验路前后铺了普通乳化沥青稀浆封层作为比较。
4.1改性稀浆封层机
改性乳化沥青稀浆封层要求机具拌和及分料能力强,能在短时间内将混合料拌匀并送到摊铺箱处。我们使用国产ZRLF—40加强型乳化沥青稀浆封层机进行试验路施工,该机动力99kW,辅机动力28kW,骨料仓容积4.0m3,乳化沥青箱、水箱、粉料箱容积各为1.68、1.22、0.12m3,混合料经双轴叶片式强制拌和后送入3m宽摊铺箱,箱内有两组三排液压螺旋分料器。该机拌和分散能力强,拌和效率高,可基本满足CRL改性乳化沥青稀浆封层施工的需要。
4.2CRL改性稀浆封层施工步骤
在试验路施工中,掺配CRL采用外掺法,即往稀浆封层机乳化沥青箱内掺配一定量的CRL并通过机械与乳化沥青拌匀后即开始施工,CRL改性乳化沥青稀浆封层其他施工步骤与普通乳化沥青稀浆封层施工步骤相同。主要施工步骤如下:
清扫老路面—————放样————
CRL计量掺配│──摊铺──养护──通行
封层机上料———————————
4.3试验路观测结果
(1)路面质量观测
试验路沥青路段老路面已超期服役,路面有大量的裂缝、麻面和部分松散、坑槽,东关桥水泥混凝土桥面严重麻面并有部分裂缝和断板、断角,铺筑CRL改性乳化沥青稀浆封层后路况良好(见表4)。经过近一年时间行车使用和雨季考验,普通稀浆封层比较路已出现部分反射裂缝和局部松散,而CRL改性乳化沥青稀浆封层试验路段仍然完好,只是水泥面板断角、断板处有反射裂缝。
施工前后路面质量检测情况表表4
试验
地点
平整度(mm)
渗水(mt/min)
施工后摩
擦系数
施工后构
造深度
施工前
施工后
施工前
施工后
沥青路段
9.2
5.0
4.6
0.6
51
0.5
东关桥面
8.3
5.5
0.6
55
0.6
规定值
不大于5mm
不大于5
47-50
0.4-0.6
(2)在夏天同样气候条件下,CRL改性乳化沥青稀浆封层施工后约1.5h可以开放交通,普通乳化沥青稀浆封层约3.5h后开放交通。
5结论
关键词:灌浆技术;桥梁隧道施工;应用分析
中图分类号: U445文献标识码:A
前言
近年来,随着国民经济水平的发展,各类等级公路的建设进行的如火如荼,这在很大程度中方便了人们的生产和生活,在公路施工的过程中,桥梁与隧道的建设是其中的重要组成部分,与公路路基相比而言,桥梁与隧道施工具有一定的特殊性,对于施工方法的要求也更高,如果未掌握好施工技术,很可能导致公路在投入使用后出现各种各样的质量问题,提高桥梁与隧道的施工质量也成为施工管理人员关注的重点问题,就现阶段来看,灌浆法作为公路桥梁隧道中常见的施工技术,能够很好的防止桥梁隧道中各类病害问题的产生,下面就具体介绍灌浆法的类别及其具体的应用要点。
一、灌浆技术相关介绍
1、灌浆技术又称为压力灌浆法,即利用压力将固结浆液通过钻孔注入建筑物裂隙与土体孔隙中,改善其物理力学性能的一个过程。灌浆在注入裂缝后,能够以渗透、填充和挤密的方式挤出岩石和土体裂缝中的空气和水分,这样就能够将原先松散的土体凝结成一个整体,达到提升其水稳性和强度的目的。就现阶段来看,灌浆法包括高压喷射灌浆与静压灌浆两种,高压喷射灌浆时利用钻机将注浆管钻进土层预定位置,再利用高压设备将高压流喷射出来,当速度快、能量大的高压喷射流超过土体结构强度时,土粒便会剥落,其他土粒会按照一定比例与浆液重新排列行为固结体,这样就可以达到加固桥梁的作用。静压灌浆方式与之相比能够很好的解决桥梁与隧道的加固问题,也能够解决土体防渗问题,技术难度也较小,因此,在公路桥梁隧道的施工过程中,静压灌浆方式的应用范围更加的广泛。
2、灌浆方法及应用范围
(1)对于工程大裂缝,其处理办法往往为填充灌浆,因受荷载力作用的影响,桥梁隧道及地下溶洞等工程往往因此发生地质坍塌事故。现阶段,在桥梁隧道工程施工中,填充灌浆法的应用最为普遍。填充灌浆法的施工工艺:孔位放样钻孔(判断脱空界面、观察钻孔时返水情况)安装灌浆头、试压;配制浆液灌浆结束单孔灌浆封孔饱压。
(2)对于隧道侧壁维修及桥梁地基加固施工,渗透灌浆法的应用最为普遍,实践证明,其施工效果也相对更好。渗透灌浆法施工方法:借助渗透手段,将浆液填充至孔隙裂缝及岩土地层,待其凝结成为整体,岩土层使用强度便大幅度增加。
(3)压密灌浆法主要被应用于隧道工程施工,其施工方法:借助高压注浆的方式,将浓度较大的浆液灌注入岩缝内,与此同时,灌浆管端应该产生浆泡,此时,浆液依托灌浆压力的作用而进入岩缝,压密灌浆法灌注的浆液主要呈现出条状或脉状胶结层。
(4)电工化学灌浆法主要被应用在桥梁基础加固工程中,其施工方法:选定所需加固的岩层将正负两极分别插入底层将带孔金属管与正极一端相连,用于灌浆将正极一端与电源正极相连将正极另一端与电源负极相连,以确保电渗方向与注入压力方向一致。电动化学灌浆法的作用在于降低通电区域中层含水量,并通过形成渗浆通道,以便降压沿着渗浆通道流入地层深处,并最终形成结层。
二、灌浆技术在公路桥梁隧道施工过程中的应用
1、灌浆方案的设计
灌浆需要按照地质勘察、方案选择、灌浆试验、设计计算、修改优化的过程进行,具体的设计内容要包括灌浆标准的确定、灌浆材料的选择、施工范围的确定、浆液影响半径的设置、钻孔的布置、灌浆效果的评估等等。在公路桥梁隧道的灌浆处理过程中,对于强度较低的底层可以使用压密灌浆的方式进行处理,对于硬质的土层可以使用劈裂灌浆的方式进行处理,对于砂砾层则可以使用渗透灌浆的方式进行处理,灌浆方式能够单独使用,也可以组合使用。在灌浆顺序的决定上,对于砂砾层较多的地层,一般使用分段式灌浆的方式来处理,对于软弱地层,也可以使用以上的处理方式。
(1)灌浆材料通常分为粒状浆材、无机化学浆材和有机化学浆材几类。在软土地基处理过程中,常用粒状浆材,而对于防渗、堵漏的加固工程,一般都要注入化学浆材。在浆材材料的配比设计方面,一般应该使用0.8:1-1:1水灰比的配合比浆液,对于浆液扩散半径的确定可以使用相应的计算公式来计算,如果地基较为复杂难以计算参数时,就要使用现场注浆试验的方式进行确定。
(2)在灌浆压力的确定方面,适度的灌浆压力能够有效提升土体强度、减少灌浆孔的数量,但是如果压力过大,就有可能破坏地基结构,为了解决这一问题,必须确定好地基的允许注浆压力。灌浆压力与地层强度、密度、初始应力等多种因素有关,往往难以预测到所有的因素,此时必须要使用现场灌浆试验的方式进行确定。一般情况下,灌浆压力的选择应该根据施工地区涂层埋深和性质进行确定,砂性土经验数值约为0.2到0.5MPa,粘性土经验数值约为0.2到0.3MPa,在由于环境因素、地基条件和灌浆目的不同难以确定参数的情况下,可以参考其他的施工工程进行确定。
2、在桥梁隧道中使用灌浆技术的一般要求
桥梁隧道施工中使用灌浆法是非常复杂的,以隧道施工为例,隧道工程使用灌浆技术需要注意很多问题,如果操作好了,就可以有效提升隧道质量,反之甚至会影响隧道的施工质量。在隧道施工中,总是会需要在同一个施工地点进行不同的灌浆施工。在进行注浆施工时,一般会先进行低压力注浆操作然后再进行高压力注浆操作。在实际操作中,要注意以下几点:
(1)当对隧道的衬砌部位进行灌浆施工时,一定要注意要首先进行回填灌浆工序,然后才能够对围岩进行灌浆施工,以达到固结效果。
(2)当施工的地方存在着帷幕灌浆或高压固绪灌浆工艺时,施工人员一定要先进行回填灌浆工序,然后才可以惊醒帷幕灌浆或高压固结灌浆。在这个过程中,一定要注意分层来搭设防渗帷幕。在完成水平的帷幕搭设后才能进行垂直帷幕的搭设。要避免为了赶工期,加快施工进度而不按施工顺序操作的情况出现。这样会对施工带来非常大的危害,也会造成材料的浪费,对施工是十分不利的。
(3)当隧道中需要使用钢板的衬砌时,一定要注意在完成混凝土浇筑施工环节后才能进行。也正因为如此,每一个施工环节都需要按照施工的顺序以及施工规定来严格施工。此外,当完成了钢板衬砌时,施工人员一定要注意在钢板上预先留下灌浆工程的作业孔洞,从而为接下来的施工打下基础。
(4)在对混凝土的衬砌以及围岩之间进行回填施工时,要保证在衬砌混凝土强度的百分之七十后才可以进行。在进行计算时,一定要在龄期的基础上进行。一般情况下,施工是在混凝土衬砌施工后14d进行。必要时,可以通过在衬砌混凝土中加入适量的早强剂来进行施工,这样就可以保证7d就达到28d的混凝土强度。施工单位一定要对衬砌混凝土的施工强度进行检验,保证其可以满足施工需要。
3、控制施工过程的质量
(1)严格控制钻孔之间的距离及钻孔排之间距离,孔位和终孔深的误差小于20mm。施钻之前,若发现会和其他管线冲突,要设法避开其他管线;若不能避开,上报监理并征得同意后,可移动孔位,并记录孔的实际位置。钻孔的倾斜度要符合要求。
(2)根据施工技术参数对施工现场进行控制,并记录好各项施工参数,如,高喷灌浆各项参数,浆液的材料和用量,以及故障的处理方法和结果。
(3)喷灌前要进行严格的试验和检查。并在孔口进行试喷,符合工程设计的要求之后再进行正式喷灌。
(4)为了保证高喷灌浆能够顺利的进入管中,终孔完成之后需要用新浆液置换干净孔内岩粉。
(5)高喷灌浆完成或因故造成喷灌短时间内中断时,要马上拔管进行清洗,避免浆液凝固造成无法拔管。
(6)由下而上进行高喷灌浆,当喷射注浆管的喷嘴抵达标高时,便可以进行喷射注浆。为了保障凝结体的密实度和灌浆的整体性,每次卸管喷射管后,其提升搭接长度要大于20cm。
(7)高喷灌浆过程如果没有冒浆现象,则可能是由于地层存在空隙出现漏浆,为此需要在空隙大的地段灌注大量的注浆,确保空隙填满。待正常冒浆后,再按建筑工程的设计要求提升速度。
三、结语
灌浆技术的应用在公路桥梁隧道施工中能够有效减少开挖工程量,同时,该种施工方式也不会受到天气因素的影响,操作方式相对简单,可以取得良好的社会效益,此外,经过造价比较,灌浆处理方式也有着一定的资金优势,值得在施工过程中进行推广。
参考文献:
[1]陈卓.灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用[期刊论文].交通标准化,2013,04(08)
[2]刘娟.公路桥梁混凝土施工质量控制[期刊论文].交通世界(建养.机械),2012(12)
关键词:水利水电 施工技术 灌浆施工
在水利水电的基础工程中,灌浆施工过程控制是一个复杂而系统的过程,涉及到很多方面。要作好灌浆过程的施工,首先要做好一系列的施工控制,并结合施工工艺技术,选取具体的参数、控制手段和方法,才能使灌浆这一隐蔽工程作到可控,从而达到预期的灌浆施工目的。因此,对水利水电工程灌浆的施工技术进行具有一定的实际意义。
一、灌浆施工在水利水电工程中的应用
水利水电枢纽担负着提供人民生活用水、农业灌溉水源等多重功能,并具有重要的防洪抗灾作用。我国的水利水电枢纽类型多、分布广,且以中小型为主、工程质量参差不齐。经过多年的建设和运行,目前国内适合用于建设河坝、水库的地基已经越来越少,必须通过地基加固处理技术使其达到水利水电工程施工的稳定性要求,同时,工程建筑物的老化也带来了严重的渗透问题,如不及时进行防渗处理,轻则降低水利水电枢纽的运行效益,重则可能导致严重的工程事故,对人民生命财产安全造成威胁。
作为水利水电工程中地基处理与防渗加固中最常见的技术措施,灌浆施工的质量直接决定着水利水电枢纽运行的可靠性及其功能与效益,必须得到相关施工人员的重视。然而水利水电工程施工因其地质、气候、功能类型等的不同具有相当大的差异,实际工程中技术关节复杂,影响因素较多,这就要求施工人员从整体上把握工程特点,选取合适的灌浆方法和手段,严格进行原材料把关,并进行合理的养护与验收工作,保证灌浆施工的质量。
二、水利水电工程灌浆施工技术
在实施水利水电工程之前,首先要做好地基的防水防渗工作,下面是对常用的灌浆施工
技术和方法做出的一点总结。
1、对于浆液材料的基本要求
常用的灌浆材料为水泥浆,由水泥、粉煤灰、水以及适量外加剂和其他材料组成。由浆体制成的立方体试件在标准条件下养护7天之后,如果能够承受5MPa以上强度压力则为合格。浆体作为灌浆的主要材料,应该具备良好的可泵性、和易性和保水性能,为了使浆体能够均匀布满板底空隙,浆体不能过于黏稠;同时浆体也不能太稀,过稀的浆体干燥以后收缩性大。在施工时,可以在浆体中掺加一定量的膨胀剂,达到防止浆体干缩的目的。浆体在注入预定部位时,必须要进行灌注,影响浆体可灌性的因素就是浆体的流动度,可灌性与浆体的流动度息息相关。在现行的规范中,并未对浆体的流动度做出具体的规定,目前大多根据预制梁板压浆的施工经验,以浆体在漏斗中全部自由流完的时间作为浆体的流动度。
2、不同工程条件下采取不同的灌浆方法
灌浆施工的方法很多,应根据不同工程特点加以选择,以坝体、坝基等的防渗处理为例,常见的灌浆方法包括适用与土坝或宽心坝坝体的劈裂式灌浆,适用于卵砾石层的防渗帷幕灌浆,以及对地质条件、机械设备要求较高的高压喷射灌浆等。而在水利水电工程的地基处理中,则应针对不同地基采用相应的措施:①对于正在冒水的地基应根据冒水量和冒水是否集中等条件进行判断,冒水量大的应在裂隙相交处钻若干深孔及浅孔,埋入孔口管将水引出,以麻刀、棉纱等封堵裂缝后以砂浆填槽,先用低压对浅孔灌浆,浆凝后再用高压对深孔灌浆;对冒水量小的,可通过U形槽以速凝砂浆对裂隙进行灌浆处理。②对于存在大吸浆量情况的地基,通常采取降压或自流式灌浆,在砂浆中加入速凝剂并提高其浓度,同时限制其注入率,或采取间歇方式关键,待凝一段时间后扫孔、复灌,复灌时争取在设计压力下结束灌浆。③针对特大漏水通道有水流作用或倾角较陡的大孔洞可使用稠水泥浆冲灌粗砂与砾石,或以浓浆冲灌级配粒料,在中途将缝隙堵住;而无水流作用或倾角较缓的裂隙,则可采用定量灌浆的方式,灌注混合浆液或稳定浆液。④在岩溶地段,地基应根据有无填充物进行处理。有填充物的情况下,可采用将带孔眼的钢管插入溶洞内的方法,以高压灌浆设备将水泥浆射入人造孔壁中,并籍高压水泥浆的劈裂作用,使水泥浆以条带状向土体中穿插,纵横交错形成网格包裹;在无填充物时,可直接回填高流态混凝土或扩大灌浆孔孔径,向孔内投入干净碎石后再灌入水泥砂浆。
三、 灌浆施工技术的质量控制
1 、 灌浆质量子系统控制
灌注能力、可塑性和强度特性均属于子系统的控制范畴之内,随着水利工程枢纽和设计施工要求的不同而变化,在此过程中,要坚持遵守一定的规范,这些规范包括劈裂定向定理、劈裂判别定理、吸渗反应定理等几个方面。劈裂定向定理要求采用劈裂灌浆方式进行灌浆 ,如果发生劈裂现象,一定会在载体中垂直主应力最小的平面上首先出现。尺寸效应定理主要是指导渗透灌浆过程中所用浆材颗粒的尺寸大小,在灌浆过程中,浆材颗粒的大小必须小于被灌注介质的缝隙宽度,或是小于被灌孔隙的直径。同时将灌注过程中浆材颗粒的累加效应考虑进来,在用粒状浆液进行灌注时,在考虑尺寸效应的影响外,还要考虑流变效应对于灌浆的影响。
2 、灌浆压力控制与质量控制
灌浆时通常采用一次升压法或是分段升压法两种方法进行灌浆压的控制。对于透水性小、裂隙发育不完善、并且裂隙周围的岩石坚硬、完整时,通常采用一次性升压方法,这种方法的关键是在灌浆时要在最短时间内使压力上升到标准压力的大小,在累计吸浆量达到一定程度后再调配浆液配合比,逐渐增大浆液浓度,以使单位吸浆量也随之减少,直到灌浆结束。
参考文献:
关键词:化学灌浆 无公害 环氧树脂 聚氨酯 丙烯酸盐 酸性水玻璃 化学灌浆泵
1 我国化学灌浆技术发展成绩
化学灌浆(ChemicalGrouting)是将一定的化学材料(无机或有机材料)配制成真溶液,用化学灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内,使其扩散、胶凝或固化,以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一项地基处理和混凝土修补技术.即化学灌浆是化学与工程相结合,应用化学科学和化学浆材解决地基和混凝土缺陷处理(加固补强、防渗堵漏),保证工程的顺利进行或借以提高工程质量的一项工程技术.随着化学灌浆技术的发展和进步,现己成为现代工程中颇具特色且不可或缺的一项先进技术
国外化学灌浆最初是适应于地基处理和采矿业发展的需求而发展起来的,其可靠性得到公认并被广泛采用至今己有80年以上的历史.我国的化学灌浆技术应用与研究起步较晚,但发展较快并有自已的独创.如果以1953年在佳木斯等地采用碱性水玻璃进行化学灌浆算起,也才只有50年的历史五十年来,我国在化学灌浆技术这个小领域取得了成绩[3],主要表现在以下方面:
(1) 化学灌浆从无到有,从小到大发展起来,已成为我国现代工程技术不可或缺的一个组成部分
(2) 国外有的常用化学灌浆浆材品种,我国基本上都已开发出来(如环氧[1]、甲凝、丙凝、丙烯酸盐、酸性和碱性水玻璃、水溶性、非水溶性和弹性聚氨酯、脲醛树脂、铬木素等)
(3) 化学灌浆浆材品种开发中还有一些独创.如甲凝、弹性聚氨酯,甲氰凝和环氧—聚氨酯,丙烯酸酯—聚氨酯等互穿网络灌浆材料
(4) 化学灌浆设备的研制开发已基本能适应和满足国内化灌工程的要求[8].如化学灌浆泵、灌浆阻塞器、密闭配输浆装置和各种封缝材料等.
(5) 化学灌浆技术已在国内水电(大坝、堤防、水库、电站)、建筑(地上、地下、人防)、交通(公路、铁路、隧道、桥梁、港口、机场)和采矿等四大部门得到推广应用
(6) 化学灌浆技术应用已解决了许多工程难题,取得良好的效益.以水利为例,如三峡[4]、葛洲坝、龙羊峡、丹江口、陈村、凤滩、万安等水利枢纽都是采用化学灌浆技术解决一些工程技术难题的典型例子
(7) 化学灌浆已从工程完建后的应用,发展到工程兴建前设计中就采用.如三峡化灌帷幕预计15000米,化灌加固地基预计3000米
(8 )化学灌浆技术在一些方面已具国际先进水平,如青海龙羊峡大坝采用中化798环氧浆材处理G4伟晶岩劈裂带和三峡大坝采用CW环氧浆材处理F1096软弱夹层及断层破碎带的水泥—化学复合灌浆技术均堪称国际上处理低渗透性软弱岩土地层的先进技术
(9) 化学灌浆理论上也有一些突破和创新[6][7].如浆液扩散半径的计算理论、浆液湿面粘接理论、减低浆液毒性的拮抗理论、浆液吸渗理论等
(10) 化学灌浆技术出版物取得丰收.自上世纪八十年代以来己出版专著十余部.包括水利学报、水利水电技术、岩土工程学报、岩石力学与工程学报、长江科学院院报在内的全国132家科技期刊都选登化学灌浆的研究论文.近5年选登的论文就有200余篇
以上十个方面成绩,足以说明我国化学灌浆技术的进步和发展水平.此外,全国研究化学灌浆技术的工程科技人员已成立了中国水利学会化学灌浆分会,现挂靠在长江科学院.追溯到1968年,学会己举行过16次学术交流活动,出版了7部论文集,这些学术活动对推动我国化学灌浆材料的研发和化学灌浆技术的发展起了很好的作用
2.化学灌浆技术近期发展展望
我国化学灌浆技术近期应在前50年的基础上更具活力的继续向前发展,而无公害、耐久性好、适应工程各种苛刻要求且价格低廉的化学灌浆浆材的开发、应用和推广;化学灌浆技术的研究、改进和提高;化学灌浆设备、仪器生产的定型化、系列化、成套化、标准化和环保化及产品质量的持续改进和提高等必然是其发展方向
2.1.无公害浆材的开发
(1) 无毒催化剂的研制.环氧树脂浆材粘接强度高、稳定性好,因此是固结灌浆最常用的浆材.该浆材毒副作用主要来自所采用的固化剂和溶剂.在过去的近20年中,对环氧浆材胺类固化剂的降低毒性研究己取得一些成果,国内生产出商品名为T31、810、X-89、CD等毒副作用较低的一批改性胺类固化剂,对环氧浆材的推广应用起了较好作用,今后还应朝这个方向继续努力
(2) 无溶剂型浆材的开发.环氧树脂一般粘度都较大,制成化灌浆材一般都要添加有机溶剂,但很多有机溶剂不但气味难闻,而且具有毒副作用(如糠醛),添加后往往会产生环境问题.因此,人们在研究无毒副作用环氧固化剂的同时,也展开了无溶剂型环氧浆材的研制.无溶剂型环氧浆材的研究将得益于环氧树脂工业的发展,国内一些化工厂生产的低分子量环氧树脂粘度仅为20-25mPa.s.,这对今后无溶剂环氧化灌浆材的发展开辟了较好的前景.除此之外,把丙烯酸酯等树脂开发成无溶型浆材己呈现出更加美好的前景,值得努力探索
(3) 水做介质的化灌浆材的研制.水做介质,不用有机溶剂,对化灌浆材的无公害化是很有益的.过去已开发了LW、HW等为数不多的水溶性聚氨酯浆材,今后对水溶性浆材应放开视野,相信在有机或无机水溶性浆材开发和应用上将会呈现出较为理想的进展
(4) 某些已有浆材改造的研究.1974年,日本曾因使用抗渗性好的丙凝化灌浆材污染水质,引起饮水中毒事件而宣布禁用丙凝.之后,具有丙凝相似性能的丙烯酸盐浆材得到发展,但其主要成分丙烯酸镁仍存在一定的毒副作用,而科技工作者采用拮抗原理,在丙烯酸盐浆材中加入钙盐和适量的某种拮抗剂,却使其毒副作用下降到仅为丙凝的1%,成为实际无毒浆材[12].这个例子说明,我们可以探索通过对己有的某些化灌浆材进行改造,降低毒性,达到可使用标准
2.2.对工程各种苛刻要求相适应的浆材开发
(1) 新型高亲润、高渗透性化灌浆材的研究.虽然目前我们已有了一些高渗性的化灌浆材,解决了不少工程难题,但所用溶剂和固化剂多半都有毒副作用,不适宜环境标准,对工程地基微细裂隙、断层破碎带和泥化夹层及混凝土微细裂隙的处理仍有探索新型高亲润、高渗透性、无毒副作用化灌浆材的必要.这很大程度取决于表面活性剂和活性稀释剂体系的研究改进
(2) 弹性化灌浆材的开发.在工程伸缩缝止水和混凝土活缝、变形缝补强灌浆中需要具有弹性的化灌浆材.过去虽说也有一些开发,但必竟质量还不够高.今后除应加强对已有弹性环氧和弹性聚氨酯等浆材提高质量和消除毒副作用方面的研究外,更为重要的则是加强对能赋于环氧树脂弹性的固化剂的开发研究[11],从而适应建设工程之急需
(3) 快速固结浆材的开发.这里指的是浆液粘度又低,固化物性能优异,且固化时间可控制在几十分钟或几小时以内的浆材的开发.采用低粘度环氧树脂或新型活性稀释剂和开发应用能促使环氧树脂快速固化的新型环氧固化剂应能解决此课题 2.3.耐久性浆材的开发
耐久性概念含意较广,它包括耐水、耐酸碱、耐候、耐紫外光、耐冻融和干湿循环、耐磨蚀、耐微生物作用(霉)等方面,耐久性浆材的开发可从以下几个方面去探索
(1) 通过对合成树脂的接枝或相嵌共聚合反应,使化灌浆材中所采用的树脂具备我们所要求的一些耐久性特性
(2) 注重互穿网络复合化灌浆材的研究.如己有的MU无溶剂浆材系丙烯酸酯--聚氨酯的复合[2]、PU/EP水下化灌浆材系聚氨酯—环氧树脂的复合[10],他们都是互穿网络复合化灌浆材.由于两类树脂复合及其互穿网络结构,这就赋予他们超越任何单一树脂组份的优良性能,值得深入研究
(3) 加入钠米材料对己有浆材进行改性.环氧树脂加进纳米材料改性的化灌浆材研究项目已获得水利部基金资助,从现己拿出的初步成果来看,该项研究将会提升环氧浆材包括耐久性在内的多方面性能
2.4.价格低廉的浆材开发
(1) 水玻璃浆材的改性.水玻璃浆材是化学灌浆史上最早使用的化学灌浆浆材,同时也是目前使用最广泛的化学灌浆浆材之一.究其原因除该浆材具有无毒、粘度小、可灌性好等优点外浆材价格较低是个重要因素.该浆材不足处为凝胶时间调节不够稳定、凝胶强度很低和凝胶稳定性较差,金属离子易脱溶等,现多半用在临时或半永久工程中.因此今后对其改性工作应着重在提高强度和耐久性方面做研究.加入某些活性物质进行改性是值得探索的方向
(2) 纸浆废液的无害化浆材开发.纸浆废液做成化灌浆材价格较低.将该废液中加铬类催化剂便可制得现称为铬木素的该浆材.因铬类催化剂中六价铬离子有毒,该浆材大家不敢用.故随后开发出多种无铬催化剂的高强木素浆材,今后应对其进行提高性能研究,以便推广应用
以上四条主要集中在无公害、多用途和耐久性浆材研究、开发上,至于浆材的定型化、系列化、标准化当然是化灌技术发展的必然要求,这里就不赘述
2.5.化灌技术的改进、提高和创新
已有化灌技术的总结、改进和提高研究.前已叙述了在过去的50年中,我国有包括水电等大量的建设工程应用过化学灌浆技术,有许多采用化灌解决工程难题的典型经验,其中有些已有初步总结,如复合灌浆技术等;有些则尚待总结,如化灌的密闭传输、自动记录、集中管理和实时监控技术等.不管过去有无总结,现有的化灌技术都需要从事化灌技术研究的专家、学者与有经验的工程技术人员相结合,在总结实践经验的基础上改进、提高,并能有所创新
2.6.化灌设备仪器的系列化、成套化、标准化和环保化
(1) 高性能化学灌浆泵的系列化、成套化和标准化.高性能化学灌浆泵是实施化灌作业的主要设备,国内有多家研究所和小企业能研制和开发,但都只能小批量生产或试生产.今后应定点、定型生产,并向产品的系列化、成套化、标准化方向发展,以方便推广应用化灌技术
(2) 化学灌浆自记仪的研制.化学灌浆自记仪的研制可有效地避免人工记录难免出现的一些差错,将对提高隐蔽工程中的化学灌浆质量起到很好的监控作用,并使化灌数据分析建立在可靠的基础之上.化学灌浆自记仪在技术原理上与己有的水泥灌浆自记仪有所不同,目前国内已有几套研制方案,但还未见样品问世,很需要加快研制步伐,以应工程化灌监理之急需
(3) 密闭式传输浆设备的研制.现己研制出的一些设备要满足环境标准要求,保证安全生产
(4) 现有产品提高质量研究.国内生产的一些化学灌浆设备仪器在加工精度和质量上与国外同类型产品还有一定差距.因此,在这方面我们会有大量改进和提高工作需要去做
2.7.化学灌浆行业标准、规程、规范的制订
化灌施工具有隐蔽性特徵,各行其道搞施工必将出现很多问题,甚至会形成工程隐患,值得我们高度警惕.然而我国至今还没有一部全国性行业标准和化灌施工规程、规范,这是很不正常的现象,应立即着手进行制订.希望政府相关部门能给于大力支持
论文摘要:本文结合京承高速公路某段高填土路基沉降工程治理,说明灌浆法的施工程序和方法,并介绍了本工程采用的一种新型的高水速凝材料,在压浆后1h内固结硬化的技术,通过对采用和未采用压浆技术的路段沉降观测对比研究,总结了该项技术的优点和取得的施工经验。
1.前言
高填方路堤由于施工和工程完成后在自然环境影响和汽车反复荷载的作用下,容易出现一些路基病害,引起路基的整体下沉和局部沉陷,边坡坍塌,影响公路的正常使用,降低了公路的评定等级。因此,为了正常发挥公路的使用功能,对于路基出现的沉降问题必须采取行之有效的措施,使路基处于良好的技术状态,工程中常采用的处置措施有:换土复填法、固化剂法、粉喷桩法和灌浆法。本文结合京承高速公路工程实践着重介绍灌浆法的加固方法和技术要点。
2.灌浆法的原理
灌浆法是利用液压、气压或电化学法原理,对下沉部分钻孔,孔深应穿透薄弱层,然后通过注浆管将浆液均匀的注入地层中,浆液以充填、渗透和挤等方式灌入填料的空隙,经人工控制一定时间后,浆液均匀地注入地层中,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结为一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定的“结石体”,防止或减弱路基的再下沉。
3.工程实践运用
京承高速公路为新建公路,线路全长47.3m。K54+730~K55+050处为高填方路堤,深度超过20m,本标段全长1700m,主路路基以填方为主,公路建成使用后,在K54+730处和K55+050处均发现路基明显沉降,为保证良好的通行必须采取措施进行治理,由于路基填方较高,填料为填石和土石混填,受压实条件的限制,后期沉降是不可避免的,针对工程实际情况、可操作性、经济性和处理效果分析,指挥部决定采用灌浆法进行路基加固。
3.1压浆材料介绍
一般工程中采用的水泥浆加添加剂,在实践中普遍存在凝固时间不宜控制、和易性差和体积干缩等弊病。本工程采用河北省交通科研所研制的高水速凝材料,该材料由A/B两种固体粉末材料组成,使用时与粉煤灰混合均匀加水搅拌,配合比为:高水材料:粉煤灰:水=1:3.5:3.5,A、B两种浆液单独放置24h以上不凝固,可以长距离、长时间输送、存放,易于施工;材料的凝结时间也可以调控,两种材料混合后,凝结时间可以控制在10~60min,早期强度高,2h后可达1.5Mpa以上;混合料凝固过程及凝固以后不收缩。这些优点非常适合压浆技术的实现,有效地保证了公路养护的效果。
3.2灌浆技术要点
(1)布孔
布孔原则:由于路基强度的要求,布孔要结合灌浆的特点、路基形态来考虑。既要充分发挥灌浆孔的效率,又能保证浆液灌充的路基加固范围,防止留下空白区和跑浆,布孔应视路基实际情况而定。布孔方法:依据原路基施工时的原始记录,估算路基孔隙率,通过试验测定灌浆量,然后确定钻孔数量。本工程采用梅花形布置压浆孔,孔间距3.0m。
(2)钻孔
钻孔时,为确保原路基不受破坏,成孔的孔径应尽量小,且必须采用干钻法,严禁加水,否则路堤受水浸泡,路基原结构受到破坏,造成不必要的经济损失,还会给注浆带来不必要的麻烦,钻孔深度视路基的高度和填料情况而定。
(3)灌浆
灌浆的主要技术要点是确定灌浆压力、浆液浓度和操作规程。灌浆时,灌浆压力是保证灌浆质量的重要因素。如果压力过小,浆液流不到预计范围内,扩散范围小易形成空白区;如果压力过大,则会损坏原路基结构,顶破路面或冲垮边坡,致使浆流沿路基薄弱部位冲出路基,达不到灌浆的目的,因此注浆压力应通过现场试验而定。表1为路基实施灌浆的数据表。
表1路基浆液数据表
孔号
孔深
压浆范围(m3)
压浆总量(t)
压浆材料体积(m3)
孔隙率(%)
1
5.7
44.4
6.75
4.74
10.67
2
6.0
46.7
6.00
4.74
10.67
3
5.6
43.6
4.5
3.16
7.24
4
5.1
39.7
6.8
4.77
12.01
4
5.0
38.9
6.00
4.21
10.81
5
5.1
39.7
8.25
5.79
14.57
6
5.0
38.9
6.00
4.21
10.81
7
6.1
47.5
9.00
6.32
13.29
8
5.3
41.3
6.00
4.21
10.20
9
5.5
42.8
4.5
3.16
7.37
10
7.4
57.6
5.25
3.68
6.39
11
6.2
48.3
6.00
4.21
8.72
12
6.1
47.5
4.5
3.16
6.65
13
5.1
39.7
8.25
5.79
14.57
14
6.3
49.1
8.15
5.72
11.65
15
5.5
42.8
4.5
3.16
7.37
16
5.5
42.8
6.00
4.21
9.83
17
5.0
38.9
6.00
4.21
10.81
18
6.1
47.5
4.5
3.16
6.
65
平均值
10.57
3.3灌浆效果
对沉降段实施灌浆加固技术后,该路段K54+730和K55+050处的沉降情况大为改善,沉降已不再发展,跳车现象也基本消除,为了反映灌浆的效果,特在灌浆处和附近未灌浆处设立沉降观测点,对路基的沉降进行观测,数据见表2、3。
表2压浆路面标高统计表
观测点位
通车初期路面标高
注浆前路面标高
注浆后路面标高
近期观测标高
2000.7
2004.7
2004.7
2005.7
1
-0.067
-0.001
2
-0.053
0.000
3
-0.087
-0.002
4
-0.078
-0.001
5
-0.097
-0.002
6
-0.088
-0.001
7
-0.049
-0.000
8
-0.055
-0.000
9
-0.046
-0.001
10
-0.035
-0.000
11
-0.068
-0.002
12
-0.079
-0.003
平均值
-0.0733
-0.00108
3未压浆路面标高统计表
观测点位
通车初期路面标高
2004.7路面标高
近期观测标高
2000.7
2004.7
2005.7
1
-0.057
-0.081
2
-0.063
-0.078
3
-0.077
-0.089
4
-0.088
-0.098
5
-0.087
-0.099
6
-0.098
-0.101
7
-0.059
-0.078
8
-0.045
-0.065
9
-0.056
-0.071
10
-0.045
-0.059
11
-0.066
-0.085
12
-0.074
-0.093
平均值
-0.06792
-0.0831
表2、3的观测数据表明,注浆后路面的沉降得到了很好的控制,一年后的累计沉降量不到2mm,而未实施注浆的路面沉降继续发展,累计沉降量已达83mm,对比结果说明灌浆法的加固效果明显。
4.结束语
采用高水速凝材料的压浆技术在京承高速公路工程中的运用取得了明显的效果,并取得了许多的施工经验。混合料需要一定的和易性,以方便施工,严格控制配比,以保证灌浆的混合料结硬后不能有多余水分,保证有一定的膨胀性。
参考文献
[1]交通部第二公路勘察设计院。公路设计手册。路基[S].北京:人民交通出版社,1997
[2]郭贵平等级公路养护技术与养护机械。[M]北京:人民交通出版社,2001
论文摘要:基础处理工程在水利水电工程建设中占有重要地位,是施工的重要环节。本文介绍了岩石基础灌浆技术及其分类,分析了灌浆所需要的材料。
水工建筑物的基础有两类:岩基和软基,其中软基包括土基与砂砾石地基。由于受地质构造变化及水文地质的影响,天然地基存在不同程度的缺陷,需要经过人工处理,才能作为水工建筑物的可靠地基。
水工建筑物的基础处理,就是采用特定的技术手段来减少或消除地基的某些天然缺陷,改善和提高地基的物理力学性能,使地基具有足够的强度、整体性、抗渗性及稳定性,以保证工程的安全可靠和正常运行。随着水利水电建设事业的发展,对基础处理的方法与技术提出了越来越高的要求。同时,地基处理属隐蔽工程,要根据水工建筑物对地基的要求,分析水文、地质条件,进行技术经济比较,选择技术可行、效果可靠、工期较短、经济合理的施工方案。
1 岩石基础灌浆
岩石基础灌浆(简称基岩灌浆),就是将某种具有流动性和胶凝性的浆液,按一定的配比要求,通过钻孔用灌浆设备压入岩层的(裂)隙中,经过硬化胶结后,形成结石,以提高基岩的强度与整体性,改善基岩的抗渗性。基岩灌浆处理要在分析研究基岩地质条件、建筑物类型和级别、承受水头、地基应力和变位等因素后选择确定。
灌浆技术除运用于大坝的基岩处理,还广泛应用于水下隧洞围岩固结、衬砌回填、超前支护、混凝土坝体接缝以及建(构)筑物补强、堵漏等方面。
2 基岩灌浆的分类
水工建筑物的岩石基础,一般需要分别进行帷幕灌浆、固结灌浆和接触灌浆处理。
2.1 帷幕灌浆
布置在靠近上游迎水面的坝基内,形成一道连续的防渗幕墙。其目的是减少坝基的渗流量,降低坝底渗透压力,保证基础的渗透稳定。帷幕灌浆的深度主要由作用水头及地质条件等确定,较之固结灌浆要深得多,有些工程的帷幕深度超过百米。在施工中,通常采用单孔灌浆,所使用的灌浆压力比较大。
帷幕灌浆一般安排在水库蓄水前完成,这样有利于保证灌浆的质量。由于帷幕灌浆的工程量较大,与坝体施工在时间安排上有矛盾,所以通常安排在坝体基础灌浆廊道内进行。这样既可实现坝体上升与基岩灌浆同步进行.也为灌浆施工具备了一定厚度的混凝土压重,有利于提高灌浆压力、保证灌浆质量。对于高坝的灌浆帷幕.常常要深入两岸坝肩较大范围的岩体中,一般需要在两岸分层开挖灌浆平洞。许多工程在坝基与两岸山体中所形成的地下灌浆帷幕.其面积较之可见的坝体挡水面要大得多。
2.2 固结灌浆
其目的是提高基岩的整体性与强度,并降低基础的透水性。当基岩地质条件较好时。一般可在坝基上、下游应力较大的部位布置固结灌浆孔;在地质条件较差而坝体较高的情况下,则需要对坝基进行全面的固结灌浆,甚至在坝基以外上、下游一定范围内也要进行固结灌浆。灌浆孔的深度一般为5~8m,也有深达15~40m的.各孔在平面上呈网格交错布置。通常采用群孔冲洗和群孔灌浆。
固结灌浆宜在一定厚度的坝体基层混凝土上进行,这样可以防止基岩表面冒浆,并采用较大的灌浆压力,提高灌浆效果,同时也兼顾坝体与基岩的接触灌浆。如果基岩比较坚硬、完整,为了加快施工速度.也可直接在基岩表面进行无混凝土压重的固结灌浆。在基层混凝土上进行钻孔灌浆,必须在相应部位混凝土的强度达到50%设计强度后,方可开始。或者先在岩基上钻孔,预埋灌浆管,待混凝土浇筑到一定厚度后再灌浆。
长江三峡工程的部分坝基固结灌浆采取了浇筑找平混凝土的方法,找平混凝土的强度等级与大坝基础混凝土相同.浇筑厚度一般为30~40cm,以填平低洼坑槽为主,待找平混凝土强度达到70%的设计强度后,开始固结灌浆作业。
黄河小浪底水利枢纽进水塔基岩进行的无盖重固结灌浆在基岩面上浇筑了30~40cm的垫层混凝土,在垫层混凝土的保护下.先进行表层3m的固结灌浆,在基岩面形成盖板后,再进行下部岩体灌浆。
二滩水电站拱坝坝基固结灌浆原则上由无盖重灌浆开始,至有盖重灌浆结束。无盖重灌浆在岩石裸露条件下施工,主要进行3m孔深以下岩体的灌浆,3m以上通过接管引至坝后集中地点,在浇筑坝体基础混凝土后再进行灌浆。同一地段的基岩灌浆必须按先固结灌浆后帷幕灌浆的顺序进行。 2.3 接触灌浆
其目的是加强坝体混凝土与坝基或岸肩之间的结合能力,提高坝体的抗滑稳定性。一般是通过混凝土钻孔压浆或预先在接触面上埋设灌浆盒及相应的管道系统,也可结合同结灌浆进行。接触灌浆应安排在坝体混凝土达到稳定温度以后进行,以防止混凝土收缩产生拉裂。
3 灌浆的材料
岩基灌浆的浆液,一般应该满足如下要求:
3.1 浆液在受灌的岩层中应具有良好的可灌性,即在一定的压力下,能灌入到裂隙、空隙或孔洞中,充填密实。
3.2 浆液硬化成结石后,应具有良好的防渗性能、必要的强度和黏结力。
3.3 为便于施工和增大浆液的扩散范围.浆液应具有良好的流动性。
3.4 浆液应具有较好的稳定性,析水率低
盐基灌浆以水泥灌浆最普遍。灌入基岩的水泥浆液,由水泥与水按一定配比制成,水泥浆液呈悬浮状态。水泥灌浆具有灌浆效果可靠、灌浆设备与工艺比较简单、材料成本低廉等优点。
水泥浆液所采用的水泥品种,应根据灌浆目的和环境水的侵蚀作用等因素确定。一般情况下,可采用标号不低于C45的普通硅酸盐水泥或硅酸盐大坝水泥,如有耐酸等要求,则选用抗硫酸盐水泥。矿渣水泥与火山灰质硅酸盐水泥由于其析水快、稳定性差、早期强度低等缺点,一般不宜使用。
水泥颗粒的细度对于灌浆的效果有较大影响。水泥颗粒越细,越能够灌入细微的裂隙中,水泥的水化作用也越完全。对于帷幕灌浆,对水泥细度的要求为通过80m方孔筛的筛余量不大于5%。灌浆用的水泥要符合质量标准,不得使用过期、结块或细度不合要求的水泥。
对于岩体裂隙宽度小于200m的地层,普通水泥制成的浆液一般难于灌入。为了提高水泥浆液的可灌性,自20世纪80年代以来,许多国家陆续研制出各粪超细水泥,并在工程中得到广泛采用。超细水泥颗粒的平均粒径约4m,比表面积8000cm2/g。它不仅具有良好的可灌性.同时在结石体强度、环保及价格等方面都具有优势,特别适合细微裂隙基岩的灌浆。
在水泥浆液中掺人一些外加剂(如速凝剂、减水剂、早强剂及稳定剂等)可以调节或改善水泥浆液的一些性能.满足工程对浆液的特定要求,提高灌浆效果。外加剂的种类及掺人量应通过试验确定。
在水泥浆液里掺人黏土、砂、粉煤灰,制成水泥黏土浆、水泥砂浆、水泥粉煤灰浆等,可用于注入量大、对结石强度要求不高的基岩灌浆。这主要是为了节省水泥、降低材料成本。砂砾石地基的灌浆主要是采用此类浆液。
当遇到一些特殊的地质条件,如断层、破碎带、细微裂隙等.采用普通水泥浆液难于达到工程要求时,也可采用化学灌浆,即灌注以环氧树脂、聚氨酯、甲凝类等高分子材料为基材制成的浆液。其材料成本比较高,灌浆工艺比较复杂。在基岩处理中,化学灌浆仪起辅助作用,一般是先进行水泥灌浆,再在其基础上进行化学灌浆,这样既可提高灌浆质量,也比较经济。
参考文献