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【摘 要】近年来,随着经济建设的发展以及科学技术的进步,水利工程得到进一步的发展,其中泵站是水利工程中不可缺少的重要部分,加强水利泵站质量管理很有必要,其中防渗漏是其质量的重要保障措施,本文主要就水利泵站工程施工中的高喷防渗墙施工技术要点以及质量控制措施进行了分析研究。
【关键词】水利泵站;高喷防渗墙技术;质量控制
引言
随着现代社会的不断发展和进步,水利泵站工程的重要作用是不可忽视的,水利泵站的功能如发电、蓄水、防洪、灌溉等,在很大程度上促进了水利工程的发展。水利泵站的关键部分由泵、电机和其他辅助设备组成,泵站准确的定位与精密的安装容不得半点忽视。尤其是防渗处理,一直以来都是水利泵站工程建设考虑的重点,一旦发生渗漏,泵站的稳定性将被破坏,接着可能就会倾倒坍塌,导致泵站无法正常运行。因此,本文主要就水利泵站工程施工中的高喷防渗墙技术进行了分析研究。
一、高喷防渗墙技术及其施工要求
高喷防渗墙是指在钻孔之后,利用专业仪器设备喷射高压射流,改变土体原有性能,最终形成一个高强度的防渗固体,有效防止渗漏现象。相比其他防渗技术,高喷防渗墙优势较明显,主要是成本低、工艺技术简单,加固质量好等。其大致流程为:(1)施工前保持场地干净整洁,应先清除杂物,确保各项所用设施设备安全到位,且处于正常状态;(2)根据实际要求制定相应的施工方案,按照图纸进行钻孔;(3)以一定的标准调配好泥浆混合物,当钻孔达到设计深度值时,将钻杆拔出;(4)然后置入喷射管进行高压喷射。以上各环节环环相扣,任何一环节出现质量问题,就可能会影响整个工程施工,最终导致失败。为保证施工质量,对高压喷防渗墙技术施工有着以下严格的要求:一是钻孔时要保持垂直,偏斜率不得超过1.5%;二是插入喷射管高压喷射时,应保证喷嘴不能堵塞。若出现异常,需立即停止工作;三是整个喷射过程连续完成,尽量不要停顿,如遇情况特殊,需清洗泵体和输浆管后方可恢复喷射【1】;四是泥浆性能直接影响着喷射效果,所以水灰比务必要符合设计要求;以上每一项施工操作都要做好同步记录。
二、水利泵站工程施工中的高喷防渗墙技术
本文以某水利泵站工程为例,该泵站建设面积为510m2,包括泵房和钢雨棚等构筑物。泵站基地东侧设置有专门的泵站出入口,且厂内有一条宽4m的道路相连,可满足消防要求。考虑到工程地基开挖量及难度较大,采用高喷防渗墙技术,对土体进行加固,以防日后渗漏现象的发生。防渗墙厚145mm,长120m。
1、準备工作
施工前,将围堰顶部进行平整,清除施工场地内地上垃圾及地下障碍物。沿围堰内侧挖排泥沟和排泥池,在围堰中部建立制浆站,占地面积100m2。制浆站内布置立式搅拌机、500L储浆桶、150型灌浆泵等设备。供浆管路沿防渗墙轴线外侧布置,用高压胶管引至各个灌浆作业点。浆液为纯水泥浆,采用42.5普通硅酸盐水泥和水拌制。施工用风由1台移动式电动空压机供给,供风管路采用中压胶管铺设,根据作业面随机铺设。施工用水由河道内通过潜水泵直接抽取。施工用电由1台250kW柴油发电机供给。风水管路与输浆管路并行布置。
2、钻孔
钻孔是施工的前期工作,与该技术应用所达到的效果密切相关。首先要根据图纸设计确定孔位位置,将误差控制在5CM以内;钻孔泥浆具有润滑、清洁、保护钻头不受损害等功能,所以对其规格有着严格限制。该工程主要采用膨润土,配以一定的粘土,按照1.2的比例进行混合搅拌。最终的泥浆混合物胶体率保持在90%以上,粘度和含砂量也符合要求。放置钻机时保证机械自身的平整,位置准确,钻头对准孔位中心。钻孔过程中要有详细记录,若桩端土层中发现有软弱层,及时报告给监理工程师。钻机需保持垂直,钻进速度由慢逐渐加快,孔斜率不得超过1%。因该工程的防渗墙是由旋喷桩搭接而成,钻孔分为两序进行。
3、制浆插管
使用IS-1000泥浆搅拌机,按照一适宜的配比调制灌注浆液,浆液质量必须合格,包括和易性、流动性等参数都要与设计要求相符。当钻孔钻至设计深度,并经检查许可后,可开始下放喷射管。先在地面上开展低压射水试验,确保喷嘴没有堵塞,然后高喷台车就位,将三重喷射管置入,直至放到孔底,依照相应的参数开始喷射注浆【2】。
4、高压喷射
钻孔验收合格后,高喷台车就位,就位时保证喷射管和钻孔同心。对地面试喷、检查设备运转正常、管路喷嘴畅通后下喷射管。下管过程中,浆、气嘴缠绕胶布进行保护,防止堵塞。当喷射管下至孔底后,先进行原地静喷,待孔口冒浆比重大于1.2g/cm3时,且风压力等施工技术指标均达到规范要求时,正常提升喷管和摆喷。提升速度为5~15cm/min,摆动角度35°,摆动速度为812次/min。
5、验收环节
高压旋喷墙完成且具有一定强度后,按要求挖掉高于设计墙顶高程质量较差的墙体。高喷墙墙体具有一定强度后进行质量检查,质量检查要按照施工图纸的要求选用开挖检查、钻孔取芯、动测桩法、标准贯入试验、荷载试验和压水试验等方法,具体检查方法、检查部位和检查数量按照监理人的指示确定。
三、加强水利泵站高压喷射施工技术质量的具体措施
1、加强施工前期准备工作
在施工准备时期,项目的管理人员必须要编写出合理的、科学的、完整的控制方案,对机具、设备、钻机等进行测试,对孔位和中心线的误差进行控制,对机械设备进行检查并备案,对原材料的质量进行检验和实验。其次,由于泵站施工完成之后具有较强的隐蔽性,不容易对性能和使用情况进行检查,因此必须在施工过程中进行严格的控制。在施工中的质量控制主要集中在钻孔与喷浆两方面上。
2、注重水泥浆液的配比以及环境控制
水泥浆液应进行严格过滤,防止在喷射过程中堵塞。严格按照制订的水灰比配制水泥浆,水泥浆液应随配随用,灰浆搅拌机同时不断搅拌,制备好的浆液不得离析,环境气温低于10℃时,不超过5h;环境气温超过10℃时,不超过3h,如超过有效时间按废浆处理。定期测试水灰比和水泥浆液密度,水灰比为0.6∶1~1∶1,浆液比重1.5~1.65g/cm3,当施工中浆液密度超出上述指标时,应立即停止喷注,并调整至上述范围内继续喷射【3】。 3、注重喷灌过程施工质量
喷灌过程中由专人观察记录气压、水压、水泥浆比重及浆压、提升速度、旋转速度等各技术参数,每30min记录一次,发现问题及时更正。因故停喷后恢复施工时将喷头下放至已喷墙体下0.3~0.5m处,采取重叠搭接喷射处理后再继续向上提升。停机超过3h时应对各管路进行清洗后继续施工。冒浆量过大(冒浆量大于注浆量20%)时应采取提高喷射压力,适当减小喷嘴孔径,加快提升和旋转速度等措施来减少冒浆量。在喷浆时重点控制项目为材料和制浆,水泥是浆体的主要成分,水泥必须要随用随配,并且严格控制比例,使用之前要先将水泥过筛,并用高速搅拌机进行超过30秒的搅拌。
4、有效防治漏浆现象
漏浆(孔口不回浆)时应在浆液中掺入速凝剂,缩短固结时间,使浆液在一定土层范围内凝固,同时在空隙地段增大注浆量,填满空隙后正常喷浆。堵塞时必须起管检查,同时用黏土浆或膨润土浆液把水泥浆置换出来,避免孔壁内形成水泥凝固层影响喷管效果。
5、加强质量检查
5.1探坑开挖检查
防渗墙成墙后,在不同地点、不同高程共挖探坑13个,探坑显示墙体厚度为17.5~36cm,墙体密实度、搭接情况良好,满足设计要求。
5.2钻孔取芯检查
钻孔取芯检查待防渗墙喷灌结束28d后进行。在不同部位共取样13组,送实验室进行试验,试验结果均满足设计指标要求。试验结果见表1。
结束语
综上所述,水利泵站中高压喷灌防渗施工技术在一定程度上促进了水利泵站质量与安全水平的提高,随着科学技术的发展,高压喷灌防渗施工技术也得到了进一步的发展,因此,在具体的水利泵站施工过程中,要注重高压喷灌防渗施工技术,进而提高整個泵站的施工质量,最终促进整个水利工程的发展和进步。
参考文献:
[1]刘俊艳.高喷防渗墙技术在泵站施工中的应用[J].中国新技术新产品,2012,21:110.
[2]秦世润.高喷灌浆在高喷防渗墙工程施工中的应用[J].科技情报开发与经济,2010,12:192-194.
[3]邹刚.高喷防渗墙技术在广西长洲水利枢纽外江围堰工程中的应用[J].四川水力发电,2006,S1:87-89+93.
【关键词】水利泵站;高喷防渗墙技术;质量控制
引言
随着现代社会的不断发展和进步,水利泵站工程的重要作用是不可忽视的,水利泵站的功能如发电、蓄水、防洪、灌溉等,在很大程度上促进了水利工程的发展。水利泵站的关键部分由泵、电机和其他辅助设备组成,泵站准确的定位与精密的安装容不得半点忽视。尤其是防渗处理,一直以来都是水利泵站工程建设考虑的重点,一旦发生渗漏,泵站的稳定性将被破坏,接着可能就会倾倒坍塌,导致泵站无法正常运行。因此,本文主要就水利泵站工程施工中的高喷防渗墙技术进行了分析研究。
一、高喷防渗墙技术及其施工要求
高喷防渗墙是指在钻孔之后,利用专业仪器设备喷射高压射流,改变土体原有性能,最终形成一个高强度的防渗固体,有效防止渗漏现象。相比其他防渗技术,高喷防渗墙优势较明显,主要是成本低、工艺技术简单,加固质量好等。其大致流程为:(1)施工前保持场地干净整洁,应先清除杂物,确保各项所用设施设备安全到位,且处于正常状态;(2)根据实际要求制定相应的施工方案,按照图纸进行钻孔;(3)以一定的标准调配好泥浆混合物,当钻孔达到设计深度值时,将钻杆拔出;(4)然后置入喷射管进行高压喷射。以上各环节环环相扣,任何一环节出现质量问题,就可能会影响整个工程施工,最终导致失败。为保证施工质量,对高压喷防渗墙技术施工有着以下严格的要求:一是钻孔时要保持垂直,偏斜率不得超过1.5%;二是插入喷射管高压喷射时,应保证喷嘴不能堵塞。若出现异常,需立即停止工作;三是整个喷射过程连续完成,尽量不要停顿,如遇情况特殊,需清洗泵体和输浆管后方可恢复喷射【1】;四是泥浆性能直接影响着喷射效果,所以水灰比务必要符合设计要求;以上每一项施工操作都要做好同步记录。
二、水利泵站工程施工中的高喷防渗墙技术
本文以某水利泵站工程为例,该泵站建设面积为510m2,包括泵房和钢雨棚等构筑物。泵站基地东侧设置有专门的泵站出入口,且厂内有一条宽4m的道路相连,可满足消防要求。考虑到工程地基开挖量及难度较大,采用高喷防渗墙技术,对土体进行加固,以防日后渗漏现象的发生。防渗墙厚145mm,长120m。
1、準备工作
施工前,将围堰顶部进行平整,清除施工场地内地上垃圾及地下障碍物。沿围堰内侧挖排泥沟和排泥池,在围堰中部建立制浆站,占地面积100m2。制浆站内布置立式搅拌机、500L储浆桶、150型灌浆泵等设备。供浆管路沿防渗墙轴线外侧布置,用高压胶管引至各个灌浆作业点。浆液为纯水泥浆,采用42.5普通硅酸盐水泥和水拌制。施工用风由1台移动式电动空压机供给,供风管路采用中压胶管铺设,根据作业面随机铺设。施工用水由河道内通过潜水泵直接抽取。施工用电由1台250kW柴油发电机供给。风水管路与输浆管路并行布置。
2、钻孔
钻孔是施工的前期工作,与该技术应用所达到的效果密切相关。首先要根据图纸设计确定孔位位置,将误差控制在5CM以内;钻孔泥浆具有润滑、清洁、保护钻头不受损害等功能,所以对其规格有着严格限制。该工程主要采用膨润土,配以一定的粘土,按照1.2的比例进行混合搅拌。最终的泥浆混合物胶体率保持在90%以上,粘度和含砂量也符合要求。放置钻机时保证机械自身的平整,位置准确,钻头对准孔位中心。钻孔过程中要有详细记录,若桩端土层中发现有软弱层,及时报告给监理工程师。钻机需保持垂直,钻进速度由慢逐渐加快,孔斜率不得超过1%。因该工程的防渗墙是由旋喷桩搭接而成,钻孔分为两序进行。
3、制浆插管
使用IS-1000泥浆搅拌机,按照一适宜的配比调制灌注浆液,浆液质量必须合格,包括和易性、流动性等参数都要与设计要求相符。当钻孔钻至设计深度,并经检查许可后,可开始下放喷射管。先在地面上开展低压射水试验,确保喷嘴没有堵塞,然后高喷台车就位,将三重喷射管置入,直至放到孔底,依照相应的参数开始喷射注浆【2】。
4、高压喷射
钻孔验收合格后,高喷台车就位,就位时保证喷射管和钻孔同心。对地面试喷、检查设备运转正常、管路喷嘴畅通后下喷射管。下管过程中,浆、气嘴缠绕胶布进行保护,防止堵塞。当喷射管下至孔底后,先进行原地静喷,待孔口冒浆比重大于1.2g/cm3时,且风压力等施工技术指标均达到规范要求时,正常提升喷管和摆喷。提升速度为5~15cm/min,摆动角度35°,摆动速度为812次/min。
5、验收环节
高压旋喷墙完成且具有一定强度后,按要求挖掉高于设计墙顶高程质量较差的墙体。高喷墙墙体具有一定强度后进行质量检查,质量检查要按照施工图纸的要求选用开挖检查、钻孔取芯、动测桩法、标准贯入试验、荷载试验和压水试验等方法,具体检查方法、检查部位和检查数量按照监理人的指示确定。
三、加强水利泵站高压喷射施工技术质量的具体措施
1、加强施工前期准备工作
在施工准备时期,项目的管理人员必须要编写出合理的、科学的、完整的控制方案,对机具、设备、钻机等进行测试,对孔位和中心线的误差进行控制,对机械设备进行检查并备案,对原材料的质量进行检验和实验。其次,由于泵站施工完成之后具有较强的隐蔽性,不容易对性能和使用情况进行检查,因此必须在施工过程中进行严格的控制。在施工中的质量控制主要集中在钻孔与喷浆两方面上。
2、注重水泥浆液的配比以及环境控制
水泥浆液应进行严格过滤,防止在喷射过程中堵塞。严格按照制订的水灰比配制水泥浆,水泥浆液应随配随用,灰浆搅拌机同时不断搅拌,制备好的浆液不得离析,环境气温低于10℃时,不超过5h;环境气温超过10℃时,不超过3h,如超过有效时间按废浆处理。定期测试水灰比和水泥浆液密度,水灰比为0.6∶1~1∶1,浆液比重1.5~1.65g/cm3,当施工中浆液密度超出上述指标时,应立即停止喷注,并调整至上述范围内继续喷射【3】。 3、注重喷灌过程施工质量
喷灌过程中由专人观察记录气压、水压、水泥浆比重及浆压、提升速度、旋转速度等各技术参数,每30min记录一次,发现问题及时更正。因故停喷后恢复施工时将喷头下放至已喷墙体下0.3~0.5m处,采取重叠搭接喷射处理后再继续向上提升。停机超过3h时应对各管路进行清洗后继续施工。冒浆量过大(冒浆量大于注浆量20%)时应采取提高喷射压力,适当减小喷嘴孔径,加快提升和旋转速度等措施来减少冒浆量。在喷浆时重点控制项目为材料和制浆,水泥是浆体的主要成分,水泥必须要随用随配,并且严格控制比例,使用之前要先将水泥过筛,并用高速搅拌机进行超过30秒的搅拌。
4、有效防治漏浆现象
漏浆(孔口不回浆)时应在浆液中掺入速凝剂,缩短固结时间,使浆液在一定土层范围内凝固,同时在空隙地段增大注浆量,填满空隙后正常喷浆。堵塞时必须起管检查,同时用黏土浆或膨润土浆液把水泥浆置换出来,避免孔壁内形成水泥凝固层影响喷管效果。
5、加强质量检查
5.1探坑开挖检查
防渗墙成墙后,在不同地点、不同高程共挖探坑13个,探坑显示墙体厚度为17.5~36cm,墙体密实度、搭接情况良好,满足设计要求。
5.2钻孔取芯检查
钻孔取芯检查待防渗墙喷灌结束28d后进行。在不同部位共取样13组,送实验室进行试验,试验结果均满足设计指标要求。试验结果见表1。
结束语
综上所述,水利泵站中高压喷灌防渗施工技术在一定程度上促进了水利泵站质量与安全水平的提高,随着科学技术的发展,高压喷灌防渗施工技术也得到了进一步的发展,因此,在具体的水利泵站施工过程中,要注重高压喷灌防渗施工技术,进而提高整個泵站的施工质量,最终促进整个水利工程的发展和进步。
参考文献:
[1]刘俊艳.高喷防渗墙技术在泵站施工中的应用[J].中国新技术新产品,2012,21:110.
[2]秦世润.高喷灌浆在高喷防渗墙工程施工中的应用[J].科技情报开发与经济,2010,12:192-194.
[3]邹刚.高喷防渗墙技术在广西长洲水利枢纽外江围堰工程中的应用[J].四川水力发电,2006,S1:87-89+93.