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摘要:在进行水利工程施工过程中,通常会由于地质条件的因素而难以施工,以致于工程建设的工期长,质量差等。对于水利工程而言,影响其建筑物稳定性的最主要原因有三种:地基土质条件很差、土壤结构的承载力较弱,土壤的防渗性较差等。本文首先对高压喷射灌浆技术的原理进行了浅要分析,然后概述了高压喷射灌浆技术在水利工程中的应用,以及达到的防渗效果,以供大家参考。
关键词:高压喷射机理;防渗;效果
1前言
一直以来,水利工程渗水问题是其中的一个质量通病,我国为了能够解决这一渗水问题,不断探索,想要寻找一种既经济又实用、稳定性高的防渗方法。目前,在建设水利工程时,怎样对其进行基础防渗处理已成为人们重点关注的问题。如果地基的地质条件差、防渗性能弱是,那么此时水利工程就会因为水流的作用而不能充分发挥其作用,对于地基的危害也非常大。以下,我们主要介绍了高压喷射灌浆技术的基本原理以及在水利工程中的应用,以供同行参考。
2工艺原理
2.1冲切掺搅作用
所谓高喷技术就是通过高压射流的冲击来来对地基起到切割以及扰动作用,从而促使泥浆在射流的冲击作用之下大范围的扩散,然后填充到周围的土壤结构当中,此时泥浆在于土壤相搅和,最后逐渐硬化,从而形成一个土壤凝结体结构。这种方式能够提高防渗性能以及承载力,也改变了水利工程原有的土壤结构,使其具有较高的稳定性。
高喷凝结体是多种冈素综合作用的结果,高膻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
高压射流的冲击力能够使射流的距离增加,其强度也从最开始的快速度而逐渐递减,虽然对于土壤还有一定的冲击切割作用,但是对土壤还是会产生挤压力。当高压喷射完成之后,静压灌浆还在土壤中持续着,此时,这种就会对于周围的土壤结构产生一种渗透的作用,从而保证了凝结体与周围土壤结构的密实度与强度,而且有助于凝结体提高防渗能力。
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l,Ij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问孔隙渗入。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。
4高喷凝结体的结构布置形式
高喷形成的凝结体的形状与喷射的形式有关,喷射形式一般有旋噴、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)。
在进行防渗处理过程中,选择孔洞的距离是非常重要的,它有利于促使地下凝结体安全可靠的连接,加快工程施工的进度、降低其工程造价。在进行选择过程中,设计师应该结合工程的地质条件进行选择,另外,还需要将土层的防渗能力,高喷灌浆的结构形式等进行综合考虑,最后再确定孔距。
5高喷材料
高喷材料多采用水泥浆,水泥为42.5或52.5酱通硅酸盐水泥。三管法施工时,多用纯水泥浆,由于一: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 j: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泥浆固壤同转(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≤l%。
8.2下人喷射杆
8.2.1泥浆同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:
8、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rj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,直到套管底邬。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冈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、冈地层而异.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)块石或块白.比较集r}I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墙体佗胃的确定
根据设汁要求平整好场地,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
在进行喷射过程中,需要对喷射的速度、灌浆时的压力等进行综合考虑。通常情况下,等到泥浆变成沸腾状之后在决定送气量的大小。在进行灌浆的过程中,值得注意的是浆液应该进行持续灌浆的状态,不能够出现断浆的现象,这样才能够保证墙体的均匀。如果在过程中发现管道堵塞或者是机械故障等,应该及时对其进行维修,以保证工程顺利的进行。
10经济和社会效益
在对工程的堤坝进行防渗处理过程中,它能够有效的降低其工程造价,与普通的混凝土防渗墙相比,它具有施工方便、占地面积小等特点,并能够在不影响周围的建筑物的基础上进行快速的施工。
11结束语
通过上述,解决水利工程的渗透问题,采用高压喷射灌浆技术是可行的。它能够有效的提高水利工程堤坝的防渗抗灾能力,并且充分发挥其使用功能,延长水利工程的使用寿命,这在一定程度上保证了水利工程下游居民的生命财产安全,提高了其社会、经济、环境效益,实现了社会、经济的可持续发展。
参考文献
[1] 刘刚,史长莹. 高压喷射灌浆技术在水利工程防渗中的应用[J]. 山西建筑. 2009(08)
[2] 郭科善. 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(18)
关键词:高压喷射机理;防渗;效果
1前言
一直以来,水利工程渗水问题是其中的一个质量通病,我国为了能够解决这一渗水问题,不断探索,想要寻找一种既经济又实用、稳定性高的防渗方法。目前,在建设水利工程时,怎样对其进行基础防渗处理已成为人们重点关注的问题。如果地基的地质条件差、防渗性能弱是,那么此时水利工程就会因为水流的作用而不能充分发挥其作用,对于地基的危害也非常大。以下,我们主要介绍了高压喷射灌浆技术的基本原理以及在水利工程中的应用,以供同行参考。
2工艺原理
2.1冲切掺搅作用
所谓高喷技术就是通过高压射流的冲击来来对地基起到切割以及扰动作用,从而促使泥浆在射流的冲击作用之下大范围的扩散,然后填充到周围的土壤结构当中,此时泥浆在于土壤相搅和,最后逐渐硬化,从而形成一个土壤凝结体结构。这种方式能够提高防渗性能以及承载力,也改变了水利工程原有的土壤结构,使其具有较高的稳定性。
高喷凝结体是多种冈素综合作用的结果,高膻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
高压射流的冲击力能够使射流的距离增加,其强度也从最开始的快速度而逐渐递减,虽然对于土壤还有一定的冲击切割作用,但是对土壤还是会产生挤压力。当高压喷射完成之后,静压灌浆还在土壤中持续着,此时,这种就会对于周围的土壤结构产生一种渗透的作用,从而保证了凝结体与周围土壤结构的密实度与强度,而且有助于凝结体提高防渗能力。
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l,Ij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问孔隙渗入。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。
4高喷凝结体的结构布置形式
高喷形成的凝结体的形状与喷射的形式有关,喷射形式一般有旋噴、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)。
在进行防渗处理过程中,选择孔洞的距离是非常重要的,它有利于促使地下凝结体安全可靠的连接,加快工程施工的进度、降低其工程造价。在进行选择过程中,设计师应该结合工程的地质条件进行选择,另外,还需要将土层的防渗能力,高喷灌浆的结构形式等进行综合考虑,最后再确定孔距。
5高喷材料
高喷材料多采用水泥浆,水泥为42.5或52.5酱通硅酸盐水泥。三管法施工时,多用纯水泥浆,由于一: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 j: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泥浆固壤同转(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≤l%。
8.2下人喷射杆
8.2.1泥浆同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:
8、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rj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,直到套管底邬。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冈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、冈地层而异.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)块石或块白.比较集r}I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墙体佗胃的确定
根据设汁要求平整好场地,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
在进行喷射过程中,需要对喷射的速度、灌浆时的压力等进行综合考虑。通常情况下,等到泥浆变成沸腾状之后在决定送气量的大小。在进行灌浆的过程中,值得注意的是浆液应该进行持续灌浆的状态,不能够出现断浆的现象,这样才能够保证墙体的均匀。如果在过程中发现管道堵塞或者是机械故障等,应该及时对其进行维修,以保证工程顺利的进行。
10经济和社会效益
在对工程的堤坝进行防渗处理过程中,它能够有效的降低其工程造价,与普通的混凝土防渗墙相比,它具有施工方便、占地面积小等特点,并能够在不影响周围的建筑物的基础上进行快速的施工。
11结束语
通过上述,解决水利工程的渗透问题,采用高压喷射灌浆技术是可行的。它能够有效的提高水利工程堤坝的防渗抗灾能力,并且充分发挥其使用功能,延长水利工程的使用寿命,这在一定程度上保证了水利工程下游居民的生命财产安全,提高了其社会、经济、环境效益,实现了社会、经济的可持续发展。
参考文献
[1] 刘刚,史长莹. 高压喷射灌浆技术在水利工程防渗中的应用[J]. 山西建筑. 2009(08)
[2] 郭科善. 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(18)