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水利施工技术及灌浆施工研究

   2023-07-06 1999


摘要:水利工程是我国基础建设工程的重要构成部分,在国民经济建设与社会稳定等方面发挥着积极作用。在水利施工技术中,离不开灌浆施工技术。水利工程施工地质条件复杂,影响水利工程质量的因素较多,需要选用合理的施工技术。本文重点分析灌浆施工技术的应用,提出实现灌浆施工质量的保障措施,为水利工程整体质量的实现作出贡献。


关键字:水利施工技术;灌浆施工


水利工程是适当调配控制自然界中水资源并避免和防治水患。按照工程承担的任务不同,水利工程可分为防洪、供水、发电、农田水利等基础工程类型。水利工程是国民经济的基础产业之一,为了服务于社会的快速发展,发展和建设水利工程十分重要。水利工程作为基础工程之一,具有工程量大,所需投资多,工期和运营时间较长等特点。目前我国水利建设投资4345.1亿元计划已落实,水利工程受到国家重视,并在不断发展中[1]。灌浆施工技术在水利水电工程中的应用是十分广泛的,也是确保水利工程质量的关键技术之一。在灌浆技术应用环节,需要提前做好相应的准备工作,对灌浆施工技术的每一个环节进行严格控制,切实确保施工过程不出现质量问题与安全隐患,采取积极有效的举措,保障灌浆施工技术应用达到预期效果,为水利工程综合效益的实现打下基础。


1灌浆施工技术的认知


在水利工程施工作业时,所面临的水文环境、地质条件是较为复杂且多变的,通常情况下,天然地基难以满足水利工程的作业要求,为此,需要采取一定的技术手段进行处理,如灌浆施工技术。灌浆施工技术指的是按照一定配合比制备水泥浆液,应用钻孔强压等方式,将水泥浆液注入至岩石裂缝、建筑裂缝之中,在水泥浆液凝固后,可以增强地基的抗渗性、强度与承载能力等[2]。在灌浆施工技术使用过程中,为确保灌浆作业的顺利进行,需要科学把握灌浆材料,选择合适的灌浆方法,分析作业特征,编制合理的灌浆施工方案。在水利工程防渗、加固等作业中,灌浆施工技术的应用十分普遍。基于灌浆作业目的差异来分析,灌浆施工主要表现为帷幕灌浆、接触灌浆、固结灌浆、接缝灌浆与补强灌浆等。在地基防渗处理时,通常会应用帷幕灌浆,通过这种方式,在水利工程坝基内部生成防渗幕墙,从而阻隔坝体地下水渗透,减少坝体渗流问题,保障坝体安全。帷幕灌浆又分为多排孔帷幕灌浆与排孔灌浆两种,可以按照水利工程实际需求来选择,在考察实际需要的基础上,科学界定帷幕厚度、长度、轴线与深度等参数。在坝体与坝基之间出现裂缝时,可以采用接触灌浆技术,确保坝体、坝基之间可以实现无缝接触。基于所用材料的差异来分析,灌浆施工又分为沥青灌浆、黏土灌浆、化学灌浆与水泥灌浆等,其中水泥灌浆应用最为广泛。


2水利施工技术中的灌浆施工过程分析


2.1灌浆施工前的准备工作


在灌浆作业之前,需要完成一定的准备工作,为灌浆作业的顺利开展提供支持。如需要充分调查水利工程所在地的水文环境、地质条件与影响因素,并据此编制科学完善的施工方案。高度重视灌浆材料的质量问题,选择具备良好信誉、供应稳定的材料商。做好灌浆问题处置方案,针对可能出现的问题形成预案,保障灌浆作业的顺利开展。


2.2灌浆施工的具体步骤分析


2.1.1钻孔在水利工程施工中应用灌浆技术,第一步便是钻孔作业,钻孔要求垂直、稳定。在实际作业中,需要结合工程状况对钻孔区域进行合理划分,区域不同,对钻孔作业的要求也存在着一定差异。钻孔设备在钻孔过程中需要对孔洞的直径、深度与稳定性等进行有效控制。钻孔作业人员应按照规范要求科学作业,充分保证钻孔的质量。在钻孔操作环节,需要关注地基结构,关注水利工程的现实状况,科学选择应用钻机的型号,钻头的型号。当下,应用较多的便是金刚石、硬质合金钻头。在实际钻孔过程中,作业人员还需要关注环境的制约性因素,结合工程现实调整钻机位置[3]。若是钻孔的地层表现为砂砾石层,为保障作业稳定进行,可以引入泥浆同壁法等技术。


2.1.2冲洗在钻孔完成之后,便需要进入至钻孔冲洗作业环节,冲洗不当则会在一定程度上影响灌浆施工质量。在实践中,进行钻孔冲洗多选用的是高压水枪,这种装置的应用能够有效清洁孔洞,提高孔洞质量。但因为高压水枪的压力偏大,在冲洗过程中很可能会带来孔洞内壁开裂等问题,带来质量缺陷与安全问题。为此,在孔洞清理之前,需要进行一定的防护工作,合理控制冲洗压力。


2.13压水在完成冲洗作业之后,需要进行压水作业,在压水作业之前,施工人员需要全面分析与考察孔洞底层状况,对孔洞的各项参数进行分析,记录所有的孔洞数据,对孔洞渗透能力进行检验。


2.1.4灌浆在灌浆作业之前,需要在确保成孔质量的基础上,明确灌浆的顺序,选择合适的灌浆方法,确保灌浆作业稳定、有序、不间断。常用的灌浆作业表现为两种,即纯压力式灌浆与循环式灌浆。在水利施工技术中,应用最多的是循环式灌浆,这种灌浆方法的浆液流动性较强,灌浆品质与整体效果突出。这里的循环式灌浆又可以划分为两个内容,一个是孔内循环,另一个则是孔口循环。从作业机理的角度来把握,循环式灌浆是灌入浆液数量多于裂缝吸收浆液,剩余的浆液则会在动力驱动下,回到搅拌机内部。这种操作的实现,能够让浆液维持良好的流动状态,降低孔洞之中的颗粒沉淀,其成孔的质量也会更为优异。正是基于这种优势,人们在操作中往往会选择这类作业方式。分析纯工程技术ngineeringtechniqueE215压力式灌浆作业,其面向岩石裂缝、钻孔注入浆液,这种操作,是以压力促使浆液进入至孔隙之中,但其并不支持浆液循环,若是岩石裂缝本身较小,还会带来堵塞问题。


2.2.5封孔在灌浆作业完成后,需要进入至封孔阶段,高质量的封孔工作,也是保障灌浆施工水平的重要举措。在结束灌浆施工后,通常由质量检测人员与技术人员进行封孔,采取的方法主要为压力法。应用压力法封孔,不仅可以保障封孔的安全,还可以增强钻孔内部注入浆液的稳定性。封孔操作是十分关键,在这里对其步骤作详细阐述:第一,需要对灌浆质量进行深入检查。按照操作规范,以压水试验的方式进行分析。在灌浆孔总数中,选择不低于5%的孔进行压力试验,需要确保其合格率不低于80%。对于不合格孔段,分析其透水率,若在设计参数的50%以内,则允许进入封孔作业,若是超出该指标,则要求返工;第二,对灌浆孔进行质量观察,查看其是否存在泛浆、涌水等问题[4]。若存在,则需要按照问题的程度,静置一段时间灌浆孔;第三,在没有异常与问题的基础上,进行封孔操作。封孔作业应用浓浆进行,其水胶比具体是0.5:1。在操作过程中,还应引入干硬性预缩水泥等,针对孔口作压实、抹光处理。


3灌浆施工质量控制的举措


3.1对灌浆浆液浓度进行科学管控


在灌浆施工进行之前,施工作业人员需要考察所在地质、水文等状况,考察灌浆岩层缝隙吸浆状况,计算完成灌浆所需要的浆液量,并据此合理控制与调整浆液浓度。水利工程施工环境较为复杂、多变,在作业过程中需要及时优化、调整施工细节,浆液浓度也需要随实际需要进行调节。一般而言,浆液浓度值越低,浆液具备的流动性越好。但如果浆液浓度过低,则会导致浆液自身质量较差,且容易引起浆液扩散,增加灌浆面积,在浆液凝固、收缩过程中,也难以有效粘合岩石裂缝,坝基防渗性能偏低。若浆液浓度较高,则会影响浆液流动性,一些小裂缝难以充分填充,凝结时效果较好,可以增强坝基防渗性能、牢固水平与承载力,但成本较高,所需压力较高。为此,需要选择合适的浆液浓度,合理实现灌浆作业质量与效益。


3.2做好预案,高效应对突发问题


灌浆施工作业要求连续、不中断,但在实际作业过程中,可能会出现一些突发事故,影响灌浆作业顺利进行。为保障灌浆施工质量,作业人员需要提前做好施工预案,一旦出现突发问题,可以冷静地进行处理、应对。如灌浆作业发生意外,被迫中断,此时需要及时进行清洗钻孔等工作,做好扫孔作业,尽早恢复灌浆。在灌浆恢复之后,要求浆液配比、质量应高于或不低于之前灌浆浆液。如在作业中出现冒浆问题,则可以通过表面封堵、降低压力、控制流量、嵌缝、浓浆等措施进行处置。做好突发问题应对预案,可以确保施工人员在面对各种突发问题时沉着应对,及时解决施工问题,保障灌浆作业的有效进行。


3.3对灌浆压力进行科学控制


影响灌浆压力的因素较多,如水利工程的地质条件、打孔深度、应用的灌浆方法等。在灌浆之前,需要进行充分的压水测试,为灌浆压力参数的界定与选择提供科学依据。灌浆压力是影响灌浆质量的重要参数,如果灌浆压力取值过大,会引起岩石层与地面抬动,引起浆液扩散,影响灌浆效果。如压力取值过小,则难以确保浆液充分流动,浆液无法进入一些小裂缝,对整体灌浆的质量带来负面影响。为此,需要科学控制灌浆压力[5]。


3.4做好灌浆质量检测工作


灌浆作业是确保水利工程整体质量的重要举措,其隐蔽性较强,通常处在地下,难以进行灌浆质量检查与控制。为切实保证灌浆质量,作业人员可以对灌浆作业的各个环节进行质量控制,规范灌浆作业的每一个环节,做好材料、施工工艺控制,同时构建质量分析与检测体系,做好检测技术创新[6]。对于大钻孔灌浆,可以应用地震衰减系数、弹性波速等技术手段来辅助检测,对于小钻孔灌浆,可以通过孔内电视、钻孔相机等方式进行检测,切实确保灌浆质量。


4结束语


水利项目施工作为国民经济中一个重要的环节,对社会主义建设和国民经济增长起着重要的作用,然而水利项目施工的过程中,如果不做好必要的防护措施,必然会对环境造成影响,产生各种各样的环境污染问题,不利于社会经济的可持续发展,因此对于施工技术的要求会不断提高。在水利施工技术中,灌浆施工技术是十分常见的,也是确保水利工程坝基、坝体防渗性能、稳固性、承载力的重要技术。因水利工程施工地质条件较为复杂,为切实确保灌浆施工质量,需要提前做好施工准备,科学控制钻孔、冲洗、压水、灌浆、封孔等工作,科学控制灌浆压力与浆液浓度,做好预案,高效应对突发问题,同时加强检测,确保灌浆施工技术应用的综合效益。



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