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[摘 要]21世纪,灌浆工艺在水利工程施工中的广泛应用,技术不断提升,其地位日益突出,但其在施工与管理中仍存在着不少问题,值得深思与注意。本文主要从这两方面中常出现的问题以及解决对策进行分析与讨论。
[关键词]水利工程;灌浆施工;施工问题;管理问题;对策
中图分类号:TV51 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)45-0156-01
随着我国经济的快速发展,水利工程的施工技术不断提升,灌浆施工工艺运用已获得广泛的认可,它的重要性与关键性不容置疑,特别是在增强水利工程安全系数方面,体现了它非凡的价值。基于水利工程灌浆所处的自然条件的复杂性与灌浆工艺的重要性,下面就其进行研究。
1、水利工程灌浆施工中的问题与对策
1.1 灌浆方法
灌浆方法可分为纯压式和循环式两种,划分依据主要是浆液返回地面、能否重复利用。
循环式灌浆主要根据进浆与回浆浆液的比重差值,判断岩层吸浆情况。多用于水泥和粘土灌浆。而纯压式灌浆方法主要适用于吸浆量大,孔深不大于12到15m和有大的裂隙存在,及化学浆材都是稀溶液,中途沉淀情况比较少的情况下。
1.2 防渗控制
漏水问题在水利工程中很常见。一旦出现,不仅处理起来比较困难,而且维修成本高,为此处理好漏水问题对整个水利工程建设具有重大意义。在水利工程中,我们主要采用模袋灌浆法来进行,主要采用尼龙及聚丙烯等耐磨性强的材料,施工时,将模袋里的水分挤压掉,从而提高浆液的凝固速度,起到了很好的填充作用,从而减少了漏水问题出现的可能,加强了整个水利工程的防渗效果。
1.3 灌浆压力的控制
水利施工过程时,我们需要适当的增大灌浆压力,使浆液很好的被压入裂隙中,同时增大浆液的扩散半径,从而提高密实度和质量,从而起到很好的防渗效果;但是为了保证灌浆的质量,必须对灌浆压力进行合理控制,否则容易压力过大,造成裂缝的扩大,并且浆液可能会压出施工灌浆范围之外,对施工灌浆产生不利影响,从而影响到水利工程整体的防渗性与稳定性。
1.4 灌浆浆液的浓度控制
直接影响灌浆施工质量的是灌浆浆液的浓度,为此必须合理的控制浆液的浓度来保证灌浆的质量。通常情况下稀浆流动性好,但容易造成浆液扩散到施工范围之外,并且其凝固时收缩性大会造成水泥结石与岩石缝面的分离。相反浓度大的浆液在防渗、固结方面都比稀释浆液好,因为其收缩小,与缝面粘结好的优点。但是浓度大的浆液流动性差,灌浆时不容易灌进去。在施工灌浆过程中特别是要关注灌浆作业时钻孔的吸浆量,然后根据它的变化调节浆液浓度,它是确保整个灌浆质量的关键一步。
2、水利工程灌浆施工管理的问题与对策
2.1钻孔
根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DIJT5 148-2001的有关规定,灌浆孔必须进行斜测量,如果孔深大于60m,可以允许偏斜值根据实际情况合理选择,这个时候的孔距不宜扩大,并且对20m孔深范围内的偏差应进行严格控制。因为钻孔的质量直接影响灌浆的质量,所以在实际工作中,必须对钻孔进行严格的控制,否则会出现缺口,造成漏水通道,大大降低工程防渗效果。管理人员应严格按照规范对20m孔深范围内的偏差进行控制,如果没有特殊地质结构,通常可采取每钻10m就进行一次测量的频率,并且频率应随孔深的加大而适当的减小。如果深度大于10m,存在严重偏斜的问题,就应采用新的办法重新开孔,避免纠偏工作导致施工质量的降低。
2.2 冲洗
为保证灌浆质量,必须对岩层和孔洞进行冲洗以除掉岩粉。冲洗时为了不出现裂缝的扩张和岩层松动、变形的问题,必须将冲洗的压力控制在同孔段灌浆压力的80%左右。为将孔道内岩粉冲洗干净,可采用风、水联合冲洗等方法。冲洗岩层时,有单孔与群孔的冲洗两种方法。除了以上方法,还可以在冲洗液中加入适量的化学物质如Na2CO3、NaOH等,可促进泥质填充物的溶解,顺利实现冲洗工作。
2.3 对屏浆时间的过度追求
屏浆是指在灌浆工作符合结束条件的情况下,继续通过灌浆泵对灌浆孔施加压力,以促进浆液凝固和强度提升的行为;闭浆是指在灌浆工作结束后,继续保持孔段的封闭状态,避免浆液出现返流或溢出现象的行为。
大部分情况下,灌浆在凝固、帷幕灌浆达到标准时就可结束。如果采用封闭的自上而下灌浆,就需要进行30分钟的屏浆来保证灌浆后能继续钻进。所以,对应进行闭浆处理的部位,长期的屏浆毫无意义。
2.4 对于初始压力的忽略及过分强调结束压力
灌浆压力是灌浆施工质量控制中的一个重要指标。深孔灌浆多数采用理论计算与设计相结合的方式对压力进行确认,而多数浅孔灌浆采用的是实验结果,目标压力的确认还得与以往的经验结合起来。灌浆压力有初始、结束压力两部分组成,合理的选择初始压力对灌浆施工质量有重要作用。如果灌浆施工场地的地质条件比较差,吸浆量大,那么初始压力不宜过大,灌浆压力上升到稳定水平,流量小于30L/min后通过手动分级逐步提高压力,这样可避免出现劈裂现象,有效控制吸浆量,快速达到结束标准。如果施工场地的地质条件好,吸浆量小,那么应将初始压力快速增加到设计值,以免长期的低压力造成狭小裂缝内浆液流速和压力的减小,可在最大程度上消除水泥颗粒的凝结现象,让后续浆液更顺利进入裂隙,从而提高灌浆施工的质量。
2.5 对浆液密度的管控不力
浆液密度是指水泥浆液的密度。水泥泥浆应为其优廉的价格、耐久性和适应性强在水利工程中得到广泛应用。在早期施工中,水泥的水灰比多为8:1到5:1,但随着超细水泥的工厂化生产,多采用5:1、3:1的开灌比。
通常管理人员将主要注意力放在防止施工单位水泥用量减少方面,但是随着技术的不断进步,施工机械和人员的花费已大大超过水泥材料的费用,所以减料不在频繁而泥浆密度过大情况大大增加。主要原因是;①灌注较浓的浆液有利于缩短施工的时间。②制浆站的工作人员为迎合管理人员“防减料”心理故意增加浓度。无论何种理由,浓度较大浆液都容易导致浆液无法顺利进入到岩层细小裂隙中,从而影响到施工质量。所以管理人员应严格控制水灰比,如果出现流量变小的情况,要快速调整浆液密度,不能大意。
2.6内循环式灌浆的作用
国内有相当部分管理人员认为,在浆液扩散、裂隙填充方面,对比纯压式灌浆,循环式灌浆更具有优势。所以尽管相关规范中有“即可采用循环式灌浆,也可采用纯压式灌浆”的说明,但却得不到管理人员的认同。实际情况中,纯压式灌浆只在部分浅孔固结和回填灌浆中得到重视。
与纯压式灌浆相比,孔内循环式灌浆缺少工程实践和理论研究成果来证明这种方式可有效的提升施工质量,它还容易出现下面两个问题:①灌浆塞的最小直径约为50mm,对于孔内管道的设置,工作人员不得不扩大灌浆孔径或者缩小管路直径,这样满足不了固结灌浆大于38mm的要求;②回浆管路的直径小,所以在破碎岩层施工,碎屑较容易进入回浆管道造成堵塞,影响整体的施工。
在现行规范要求下,應用纯压式灌浆也存在一些困难。例如如果在吸浆量较小和不吸浆的情况下使用纯压式灌浆,很容易造成无法取出射浆管,浪费材料并且影响整体施工质量和速度。所以在实际施工中,还得根据具体实际,结合以往实践经验及设备来合理选择灌浆方式。
3、结语
水利工程灌浆工艺是一个非常复杂的工程,要保证灌浆施工质量,就必须结合工程实践,对灌浆施工技术和管理上进行深入分析研究,并根据实际情况进行施工技术和工艺上的科学调整,进而保证整个水利工程的质量,最终使灌浆工艺发挥最大的效果。
参考文献
[1]吴安良.水利工程施工[M].北京:水利电力出版社,1992(6).
[2]何素香.水库大坝的灌浆施工分析[J].黑龙江水利科技,2012,,4(09):115-116
[3]李德欣,陈东秀.坝基帷幕灌浆施工中应注意的问题[J].黑龙江水利科技,2004,32(04):76
作者简介
杜红霞,女,1973年6月生,山东省曹县人,本科学历,农田水利专业,菏泽市东鱼河管理处工程师。
[关键词]水利工程;灌浆施工;施工问题;管理问题;对策
中图分类号:TV51 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)45-0156-01
随着我国经济的快速发展,水利工程的施工技术不断提升,灌浆施工工艺运用已获得广泛的认可,它的重要性与关键性不容置疑,特别是在增强水利工程安全系数方面,体现了它非凡的价值。基于水利工程灌浆所处的自然条件的复杂性与灌浆工艺的重要性,下面就其进行研究。
1、水利工程灌浆施工中的问题与对策
1.1 灌浆方法
灌浆方法可分为纯压式和循环式两种,划分依据主要是浆液返回地面、能否重复利用。
循环式灌浆主要根据进浆与回浆浆液的比重差值,判断岩层吸浆情况。多用于水泥和粘土灌浆。而纯压式灌浆方法主要适用于吸浆量大,孔深不大于12到15m和有大的裂隙存在,及化学浆材都是稀溶液,中途沉淀情况比较少的情况下。
1.2 防渗控制
漏水问题在水利工程中很常见。一旦出现,不仅处理起来比较困难,而且维修成本高,为此处理好漏水问题对整个水利工程建设具有重大意义。在水利工程中,我们主要采用模袋灌浆法来进行,主要采用尼龙及聚丙烯等耐磨性强的材料,施工时,将模袋里的水分挤压掉,从而提高浆液的凝固速度,起到了很好的填充作用,从而减少了漏水问题出现的可能,加强了整个水利工程的防渗效果。
1.3 灌浆压力的控制
水利施工过程时,我们需要适当的增大灌浆压力,使浆液很好的被压入裂隙中,同时增大浆液的扩散半径,从而提高密实度和质量,从而起到很好的防渗效果;但是为了保证灌浆的质量,必须对灌浆压力进行合理控制,否则容易压力过大,造成裂缝的扩大,并且浆液可能会压出施工灌浆范围之外,对施工灌浆产生不利影响,从而影响到水利工程整体的防渗性与稳定性。
1.4 灌浆浆液的浓度控制
直接影响灌浆施工质量的是灌浆浆液的浓度,为此必须合理的控制浆液的浓度来保证灌浆的质量。通常情况下稀浆流动性好,但容易造成浆液扩散到施工范围之外,并且其凝固时收缩性大会造成水泥结石与岩石缝面的分离。相反浓度大的浆液在防渗、固结方面都比稀释浆液好,因为其收缩小,与缝面粘结好的优点。但是浓度大的浆液流动性差,灌浆时不容易灌进去。在施工灌浆过程中特别是要关注灌浆作业时钻孔的吸浆量,然后根据它的变化调节浆液浓度,它是确保整个灌浆质量的关键一步。
2、水利工程灌浆施工管理的问题与对策
2.1钻孔
根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DIJT5 148-2001的有关规定,灌浆孔必须进行斜测量,如果孔深大于60m,可以允许偏斜值根据实际情况合理选择,这个时候的孔距不宜扩大,并且对20m孔深范围内的偏差应进行严格控制。因为钻孔的质量直接影响灌浆的质量,所以在实际工作中,必须对钻孔进行严格的控制,否则会出现缺口,造成漏水通道,大大降低工程防渗效果。管理人员应严格按照规范对20m孔深范围内的偏差进行控制,如果没有特殊地质结构,通常可采取每钻10m就进行一次测量的频率,并且频率应随孔深的加大而适当的减小。如果深度大于10m,存在严重偏斜的问题,就应采用新的办法重新开孔,避免纠偏工作导致施工质量的降低。
2.2 冲洗
为保证灌浆质量,必须对岩层和孔洞进行冲洗以除掉岩粉。冲洗时为了不出现裂缝的扩张和岩层松动、变形的问题,必须将冲洗的压力控制在同孔段灌浆压力的80%左右。为将孔道内岩粉冲洗干净,可采用风、水联合冲洗等方法。冲洗岩层时,有单孔与群孔的冲洗两种方法。除了以上方法,还可以在冲洗液中加入适量的化学物质如Na2CO3、NaOH等,可促进泥质填充物的溶解,顺利实现冲洗工作。
2.3 对屏浆时间的过度追求
屏浆是指在灌浆工作符合结束条件的情况下,继续通过灌浆泵对灌浆孔施加压力,以促进浆液凝固和强度提升的行为;闭浆是指在灌浆工作结束后,继续保持孔段的封闭状态,避免浆液出现返流或溢出现象的行为。
大部分情况下,灌浆在凝固、帷幕灌浆达到标准时就可结束。如果采用封闭的自上而下灌浆,就需要进行30分钟的屏浆来保证灌浆后能继续钻进。所以,对应进行闭浆处理的部位,长期的屏浆毫无意义。
2.4 对于初始压力的忽略及过分强调结束压力
灌浆压力是灌浆施工质量控制中的一个重要指标。深孔灌浆多数采用理论计算与设计相结合的方式对压力进行确认,而多数浅孔灌浆采用的是实验结果,目标压力的确认还得与以往的经验结合起来。灌浆压力有初始、结束压力两部分组成,合理的选择初始压力对灌浆施工质量有重要作用。如果灌浆施工场地的地质条件比较差,吸浆量大,那么初始压力不宜过大,灌浆压力上升到稳定水平,流量小于30L/min后通过手动分级逐步提高压力,这样可避免出现劈裂现象,有效控制吸浆量,快速达到结束标准。如果施工场地的地质条件好,吸浆量小,那么应将初始压力快速增加到设计值,以免长期的低压力造成狭小裂缝内浆液流速和压力的减小,可在最大程度上消除水泥颗粒的凝结现象,让后续浆液更顺利进入裂隙,从而提高灌浆施工的质量。
2.5 对浆液密度的管控不力
浆液密度是指水泥浆液的密度。水泥泥浆应为其优廉的价格、耐久性和适应性强在水利工程中得到广泛应用。在早期施工中,水泥的水灰比多为8:1到5:1,但随着超细水泥的工厂化生产,多采用5:1、3:1的开灌比。
通常管理人员将主要注意力放在防止施工单位水泥用量减少方面,但是随着技术的不断进步,施工机械和人员的花费已大大超过水泥材料的费用,所以减料不在频繁而泥浆密度过大情况大大增加。主要原因是;①灌注较浓的浆液有利于缩短施工的时间。②制浆站的工作人员为迎合管理人员“防减料”心理故意增加浓度。无论何种理由,浓度较大浆液都容易导致浆液无法顺利进入到岩层细小裂隙中,从而影响到施工质量。所以管理人员应严格控制水灰比,如果出现流量变小的情况,要快速调整浆液密度,不能大意。
2.6内循环式灌浆的作用
国内有相当部分管理人员认为,在浆液扩散、裂隙填充方面,对比纯压式灌浆,循环式灌浆更具有优势。所以尽管相关规范中有“即可采用循环式灌浆,也可采用纯压式灌浆”的说明,但却得不到管理人员的认同。实际情况中,纯压式灌浆只在部分浅孔固结和回填灌浆中得到重视。
与纯压式灌浆相比,孔内循环式灌浆缺少工程实践和理论研究成果来证明这种方式可有效的提升施工质量,它还容易出现下面两个问题:①灌浆塞的最小直径约为50mm,对于孔内管道的设置,工作人员不得不扩大灌浆孔径或者缩小管路直径,这样满足不了固结灌浆大于38mm的要求;②回浆管路的直径小,所以在破碎岩层施工,碎屑较容易进入回浆管道造成堵塞,影响整体的施工。
在现行规范要求下,應用纯压式灌浆也存在一些困难。例如如果在吸浆量较小和不吸浆的情况下使用纯压式灌浆,很容易造成无法取出射浆管,浪费材料并且影响整体施工质量和速度。所以在实际施工中,还得根据具体实际,结合以往实践经验及设备来合理选择灌浆方式。
3、结语
水利工程灌浆工艺是一个非常复杂的工程,要保证灌浆施工质量,就必须结合工程实践,对灌浆施工技术和管理上进行深入分析研究,并根据实际情况进行施工技术和工艺上的科学调整,进而保证整个水利工程的质量,最终使灌浆工艺发挥最大的效果。
参考文献
[1]吴安良.水利工程施工[M].北京:水利电力出版社,1992(6).
[2]何素香.水库大坝的灌浆施工分析[J].黑龙江水利科技,2012,,4(09):115-116
[3]李德欣,陈东秀.坝基帷幕灌浆施工中应注意的问题[J].黑龙江水利科技,2004,32(04):76
作者简介
杜红霞,女,1973年6月生,山东省曹县人,本科学历,农田水利专业,菏泽市东鱼河管理处工程师。