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序論:在您撰寫注漿技術論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
關鍵字:隧道巖溶涌水突泥全斷面注漿
1概述:
圓梁山隧道全長11068m,是新建鐵路渝懷線上最長的單線隧道,隧道主要穿越毛壩向斜和桐麻嶺背斜,其中毛壩向斜高壓富水區總長2200m,向斜翼部最大埋深780m,核部最小埋深550m。該段巖溶和巖溶水異常發育,巖溶、高壓富水是地質難題。根據設計資料,毛壩向斜段正常涌水量為55000m3/d,,最大涌水量83000m3/d,且洞身處存在4.6MPa的高靜水壓力。毛壩向斜高壓富水區大量排水將會引起地下水位大幅度下降,甚至可能被疏干,直接影響居民的生產、生活用水,也可能引起局部地面的塌陷或開裂。為了減少隧道修建對周圍環境的影響。針對圓梁山隧道高壓富水區采取了“注漿堵水,限量排放”的施工原則。
2開挖面超前地質探測及涌出物分析
為確保圓梁山隧道的安全優質、快速順利施工,有效地采取施工方案,選擇合理的注漿方法,在圓梁山隧道施工中采取了多種地質超前預測預報手段,如超前探水孔鉆探、紅外線、TSP地質雷達超前地質預測預報和地質素描等手段,通過對地質預報信息的綜合分析,可以比較準確地判明前方地質情況。
2.1探測過程
圓梁山隧道出口端平導掘進到毛壩向斜高壓富水區后,獨頭掘進達7133米,并在PDK355+058處開始進行反坡開挖,為了確保施工安全,每30m進行一次超前鉆孔,以探明前方地質情況,圓梁山隧道出口端平導開挖至PDK355+019時,于2003年6月27日6點開始在掌子面采用MKD-5S地質鉆機進行常規超前探測工作。超前探孔布置如圖1所示。
圖1探水孔橫斷面布置圖2注漿段地質情況示意
Fig.1Layoutofwater-exploringholesFig.2Geologicprofileofgroutingsegment
在探水孔施作過程中,探1#在整個鉆進過程中,巖粉為深灰色顆粒,有白色方解石顆粒,有刺激性氣體逸出;鉆至3m處為破碎巖層,寬度約0.2~0.3m,鉆孔內有水涌出,涌水量為20m3/h,充填有黃泥;8~40.6m巖粉為深灰色,較堅硬,局部有破碎灰巖,發生卡鉆。探2#有少量水,鉆進過程巖石破碎。探3#孔深30.20米,當探水孔鉆至15m處有0.3~0.5m巖溶管道,有巖溶水涌出,充填有泥砂和粘土,并含少量礫石,6月27日測得鉆孔涌水壓力為1.4MPa,全孔涌水量實測100m3/h左右。于2003年6月28日結束探孔。通過探孔情況和地質資料分析掌子面前方3m處有一寬度較小的破碎帶,在15m處發育一小型巖溶管道。由于泥砂太多及停電影響,同時洞外大量降雨,導致探3#孔涌水量及水壓急劇增大,7月5日涌水量增大到200m3/h左右,由于此處反坡開挖,抽水設施由于泥砂和停電的影響導致掌子面大量涌水不能抽出,引起掌子面淹沒。后加快抽水,將掌子面水用兩路Φ150mm鋼管引出,并在掌子面施作了模筑混凝土封閉掌子面,止漿墻厚2m,又因水大混凝土密封困難改為3m。掌子面穩定后又進行了TSP地質預測預報和紅外線超前探水等探測和驗證。根據以上地質預測預報成果可判定前方地質條件大致如圖2所示。
2.2涌出物分析
2003年6月29日現場采集涌出物并對涌出物進行篩分試驗,測試結果圖3、圖4示。
圖3涌出物成份比例圖4涌出物篩分曲線
Fig.3Proportionofgushed-outmaterialsFig.4Sievingcurveofgushed-outmaterials
由圖3、圖4來看:涌出物中粉砂、中砂占86%,而粗砂和礫石等占13.8%,礫石長約3~10mm,說明涌出物在巖溶管道中經過長期遷移和沖蝕作用下被磨圓和篩選,因而隧道斷面內巖溶管道或溶隙最大直徑大于10mm,涌出物累計篩余百分率曲線比較平緩,可見原地層充填物在未受到壓力水沖出前,其級配相當合理,呈較致密結構。從涌出物86%為中細砂可以看出,在巖溶形成過程中,由于地下水的溶蝕作用,泥砂被搬運填充在灰巖裂隙中,后經不斷溶蝕,逐漸形成巖溶管道。一旦超前鉆孔或隧道開挖揭穿巖溶管道容易發生涌水突泥。
2.3涌水量及水壓測試
在超前探測和注漿過程中對平導掌子面涌水量進行了測試和水壓測試如圖5、圖6所示。由圖5可見:在進行頂水注漿前平導掌子面處涌水量是急劇增大的,然后逐漸趨于穩定,最大涌水量200m3/h;由圖6可見:在封堵掌子面后涌水壓力不斷上升,最后穩定在2.4MPa。
圖5掌子面涌水量變化曲線圖6水壓力變化曲線
Fig.5CurveofwatersprayingonthefaceFig.6Curveofhydraulicpressure
3注漿設計及施工
3.1注漿方案的確立
根據超前探孔過程中涌水狀況,從安全性、經濟性考慮,結合該工程實際情況,針對前方出現的巖溶管道水,經過反復研究,制訂了“以堵為主”的施工原則,采用了“注漿堵水,封堵巖溶管道,加固破碎地帶”的施工方案。根據溶洞區工程及水文地質復雜,選用“深淺孔結合復式全斷面注漿”堵水措施。
3.2頂水注漿和小導管周邊注漿
根據二院要求及現場實際,在掌子面施作2.5~3m厚砼止漿墻,兩個探水孔的孔口管預埋入止漿墻,然后對其進行頂水注漿。由于砼止漿墻與開挖面周邊密封施做的不夠嚴密,導致頂水注漿時周遍跑漿嚴重,于是決定在止漿墻周邊進行小導管注漿。如圖7所示。
⑴小導管注漿管長L=3m,采用Φ32mm焊接鋼管。注漿管前端加工成圓錐狀并封死?;ü懿糠珠L2m,在花管段上間隔30mm~40mm,按梅花型布設Φ4~6mm的溢漿孔。管尾部分采用兩道Φ8mm的圓型鋼筋焊箍,其中一道用于纏上60cm左右的麻絲后用于止漿,另一道采用絲扣和注漿管連接。
⑵小導管沿隧道開挖輪廓線布置,略向外傾斜,外插角為50~100。
⑶注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿和HSC漿液,其配比為W:C=0.8:1,C:S=1:1,凝膠時間為30s~3min。超細水泥MC漿,其水灰比為1:1~0.6:1,HSC漿液水灰比為1:1~0.8:1,凝膠時間為30min~60min。
⑷注漿結束標準采用定壓結合定量的原則,注漿終壓為2~3MPa,單孔注漿量為0.2~0.4m3。
3.3超前預注漿加固
全斷面超前預注漿是在整個斷面上布孔,通過注漿形成截水帷幕,并加固周圍巖體,注漿加固范圍為隧道開挖面及開挖輪廓線外5.0m,注漿段長30m,即PDK354+020~9DK355+990。注漿設計如圖8、9所示。
⑴注漿孔采用MKD-5S型鉆機成孔。開始用大直徑鉆頭鉆進2m后安設φ108mm無縫鋼管作為孔口管。再改用φ90mm鉆頭鉆至15~30m。孔口管長度150cm,孔口處纏60cm的麻絲。并用HSC漿錨固。
⑵鉆孔深度以達到鉆入巖層2~3為原則,采用前進式分段鉆進和注漿工藝。
⑶在巖溶管道段注漿是以堵水加固為目的,在巖石破碎帶(少量水)注漿是以加固地層為目的。因此在漿液配置及單孔注漿順序上予以區別對待。
①用引水管將水引出后,封閉掌子面。注漿時關閉閥門,形成靜水壓力注漿。
②對破碎無水巖層,初始注漿可注入稀漿(1.5:1~1:1),因稀漿中的水泥顆粒在脈沖壓力的作用下對沖開及溝通裂隙能夠起到劑的作用,一旦裂隙沖開后即進入正常的雙液漿注漿。
③對于涌水量較大巖層,凝膠時間可適當縮短,使漿液進入地層后能較快凝固,避免漿液隨水流失,達到控制注漿的目的。
圖8超前預注漿孔位布置(單位:cm)圖9超前預注漿縱斷面布置(單位:cm)
Fig.8Crosssectionofadvancedpre-groutingholesFig.9Longitudinalsectionofadvancedpre-grouting
3.4注漿材料
注漿材料采用普通水泥單液漿或普通水泥—水玻璃雙液漿(CS)。
注漿孔無水時采用普通水泥單液漿,水灰比W:C=0.8:1~1:1;有水孔則采用單液水泥漿、普通水泥—水玻璃雙液漿(C—S漿)和超細水泥漿、HSC漿,根據水量大小選擇配比和漿液凝膠時間。涌水量小時,水泥C漿:水灰比W:C=1.:1~0.8:1,C:S=1:1~0.8:1,水玻璃S漿濃度30Be'??變人枯^大時,水灰比W:C=0.8:1~0.6:1,C:S=1:0.3~0.6,水玻璃S漿濃度35~40Be',當雙液注漿壓力上升到3MPa左右時,開始注入超細水泥(MC)或HSC漿,直到達到設計終壓7MPa。
3.5注漿工藝
采用前進式分段注漿工藝,鉆一段,注一段。分段長度根據鉆孔情況確定,若出現大的涌水或泥砂(Q>10m3/h)則按1~2m分段;若涌水涌泥(砂)較?。≦<10m3/h)或輕微卡鉆,則鉆孔注漿段長度可適當加大至3~5m。如無涌水涌泥(砂)和卡鉆的情況發生,則可采用全孔一次性注漿方式進行。以保證注漿質量和減少掃孔作業,增加作業時間和效率。
3.6注漿參數
注漿參數主要依據設計加固范圍和經驗選定,本段注漿縱向加固長度30m,主要參數如表1所示
表1注漿參數表
Table1Parametersofgrouting
參數名稱
全斷面深孔超前預注漿
備注
加固范圍
掌子面及開挖輪廓線外5m
鉆孔深度
15m~30m
漿液擴散半徑
2m
凝膠時間
30s~2min30s
普通水泥—水玻璃雙液漿
注漿速度
10~100L/min
注漿分段
巖層完整且有水3~5m、
巖層破碎且有水1~2m
根據鉆孔情況確定
注漿終壓
6~9MPa
單段注漿量
1.1~3.32m3/m
單段注漿量按Q=π·R2·L·n·α·β計算
參數取值n=0.1~0.3α=0.8β=1.1
3.7注漿順序
注漿順序原則上先施作短孔,再施作長孔,最后施作檢查孔。注漿孔順序按由外到內,從下往上分三序孔施工。三序孔的設計原則是水平方向上采取跳孔原則(Ⅰ序孔采取跳孔,Ⅱ序孔采取間隔跳孔,Ⅲ序孔為余下孔位),垂直方向上采取隔行跳排原則。同時結合涌水水源點位置和水流方向,按由有水孔到無水孔的順序施工,檢查孔施工順序待注漿孔注漿結束后視現場情況而定。
3.8注漿結束標準
采用定量定壓相結合方式進行注漿結束標準控制,當注漿量達到設計注漿量時,而注漿壓力不上升則調整漿液配比,縮短凝膠時間,并采取間歇注漿措施,控制注漿量?;蜃{壓力達到設計終壓,且注漿量達到設計注漿量的80%以上,即可結束注漿。
3.9效果檢查與補孔注漿
根據現場鉆孔所揭示的地質狀況,結合注漿過程中P-Q-t曲線分析,選擇可能出現的薄弱環節進行鉆孔檢查。檢查孔初步布設參見圖9。檢查孔應不坍孔、不涌砂,單孔涌水量應小于0.2L/m·min。若達不到效果則將檢查孔作為注漿孔進行注漿,注漿結束后再鉆檢查孔進行效果檢查,直至達到設計要求。必要時可取芯檢查。
①注漿技術在建筑工程施工中具有施工簡便、易于操作等特點,在環境適應方面具有較強的適應能力。主要應用于因施工附近環境及設施影響而無法進行順利施工的位置進行施工。②在建筑工程施工中具有較小的影響范圍,其加固效果也十分顯著。注漿施工技術的應用可以在極小范圍極限內對房屋建筑進行有效處理。③房屋工程施工中注漿技術相比其他技術在防水防滲方面更具有優勢,注漿技術主要是在混凝土縫內進行注漿作業,填充縫隙并確保其密實粘結。④混凝土注漿補強材料,具有良好的綜合力學性能及粘結性能,同時還具有較強的耐老化與無污染特點。在壓力作用下選用注漿法進行建筑工程施工,將具有流動性的粘接劑加入到被加固體內,這樣可以有效提高建筑材料的粘結效果及封密性。當選用環氧材料壓入到被加固體內時,還可以對鋼筋起到保護作用,增強其抗銹蝕能力,通常情況下,壓入相應材料后,建筑粘結強度都會遠遠大于混凝土材料的拉、剪應力,并且能起到環境保護等作用。注漿施工技術在建筑工程施工中俄大量應用,將對混凝土的固結性能進行最大限度地提升,并能有效延長建筑物的使用年限。
2建筑工程中注漿施工方式
2.1高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法就是通過鉆機和高壓水射流的方式,在裂痕內進行漿液噴射作業,對建筑物墻體變形情況進行有效改善,進而對建筑工程的穩定性進行大大提升。在建筑工程施工中,有多種高壓噴射方式,通常情況下分為單管、雙管、三管以及多管高壓噴射注漿,在淤泥、淤泥土質、碎石以及人工填土等工程中這種注漿技術應用的最多。在建筑工程注漿施工前,施工人員應詳細檢測施工現場的地質情況,嚴格遵循檢測結果對是否應用高壓噴射注漿技術進行準確確定。當建筑工程地質中沒有較多粗粒徑塊石或較多植物根莖,可以應用這種注漿技術。當地下水流較慢,有利于漿液迅速凝固時,應選用高壓噴射注漿技術。
2.2劈裂灌漿法通常情況下在建筑工程中應用劈裂灌漿技術主要通過專業機械設備來達到水泥漿自由流動的目的,這種注漿技術可以將實體裂縫空隙進行充分填充,進而對建筑工程的穩定性進行最大程度地提升。在建筑工程施工中劈裂灌漿技術具有較小的應用范圍,通常情況下,這種注漿技術都在建筑結構內部應用,這種技術在內部質量控制中具有良好效果,同時在整個施工過程中對建筑工程不會產生任何危害。在施工過程中劈裂灌漿技術的應用,應對樁底壓力、成孔垂直度及成孔深度加以重視,并與施工現場的具體情況緊密結合,只有這樣才能選擇與之相適應的注漿方式。隨著國民經濟發展速度的不斷提升,我國建筑工程行業也得到了極大的發展。為降低對建筑工程附近設施的影響,在建筑工程施工中普遍選用后注漿施工技術,也就是運用高壓灌漿管,當注漿樁混凝土凝結到相應施工要求時,將注漿管提前預埋,通過高壓灌漿泵對灌漿壓力進行有效平衡,在樁底將按照水灰比提前配置好的漿液注入其中,并將樁底沉渣及時清理干凈,選擇這種注漿方式能夠對樁的承載力進行有效提升,并利用壓實與加固方式將樁柱的變形程度降到最低,進而實現最佳灌漿效果。
3建筑工程施工中注漿施工技術的應用
3.1墻體注漿施工技術的應用在建筑工程房屋墻體施工中注漿主要應用于易產生裂縫的墻體。如建筑工程墻體出現滲漏等情況,應在樓板與墻體結構間進行鉆孔與管道預埋作業,隨后在孔內注入漿液,所選用的注漿材料其粘結能力必須要高,這樣才能對墻體的粘合能力與抗剪能力進行最大限度地增強,進而達到避免裂縫等問題出現在墻體的目的。在建筑工程施工中,門窗位置也極易產生裂縫、滲漏等情況,為確保建筑工程墻體施工質量,必須在門窗周圍進行鉆孔作業,注漿技術應重點應用于門窗框底位置。在施工過程中注漿材料的選用十分重要,因為施工人員選用的漿液混合物質量必須符合施工要求,結束注漿作業后,應將注漿樁管口及時封閉,并對漿液的干縮程度進行有效控制,防止滲漏情況的出現。在墻體滲漏狀況中,首先對滲漏墻體的部位進行準確定位,隨后在墻面上進行鉆孔注漿作業,對墻體空心磚的密實度進行有效改善,進而對外墻的抗滲透能力進行最大限度的提升,并實現墻體滲漏問題的有效控制。
3.2混凝土結構部位注漿施工技術的應用建筑工程施工中往往會出現混凝土結構裂縫等問題,注漿技術在建筑工程混凝土結構施工中主要應用滲漏等問題的處理。嚴格遵循混凝土結構滲漏位置的具體情況,進行孔位設置,對孔與孔之間的間距進行合理控制,通常情況下,將其間距控制在30cm-40cm的范圍內,將其鉆孔直徑控制在0.8mm-1.2mm的范圍內。建筑工程施工中,其孔深的多少要嚴格遵循建筑工程滲漏位置的具體狀況進行確定。在建筑工程注漿施工中普遍存在漿液干縮情況,基于此,應將環氧膠在漿液干縮位置的兩邊進行涂抹,進而達到密封的效果。
3.3室內注漿施工技術的應用注漿技術在室內施工主要應用于廚房、地下室及衛生間等位置,這些房間普遍存在較高濕度,相比其他使用功能的房間,這些房間產生滲漏的機率更大。注漿技術在地下室滲漏施工處理中,施工人員必須對鉆孔位置先進行清理,隨后通常高壓注漿及注漿填充作業,應修補滲漏部位,確保施工注漿位置都在一個平面內,防止注漿施工中填充不均勻情況的出現。特別是對鉆孔位置及角度的確定要加以重視,切割縫和混凝土表面不能出現垂直狀況,鉆孔深度應控制在超過200mm的范圍,將其間距在100mm-300mm的范圍進行有效控制。與此同時,施工人員必須將孔底的雜物及時清理干凈,防止裂縫出現在孔壁和孔口之間,進而對地下室滲漏問題進行有效處理。
4結束語
1.1高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法就是通過鉆機和高壓水射流的方式,在裂痕內進行漿液噴射作業,對建筑物墻體變形情況進行有效改善,進而對建筑工程的穩定性進行大大提升。在建筑工程施工中,有多種高壓噴射方式,通常情況下分為單管、雙管、三管以及多管高壓噴射注漿,在淤泥、淤泥土質、碎石以及人工填土等工程中這種注漿技術應用的最多。在建筑工程注漿施工前,施工人員應詳細檢測施工現場的地質情況,嚴格遵循檢測結果對是否應用高壓噴射注漿技術進行準確確定。當建筑工程地質中沒有較多粗粒徑塊石或較多植物根莖,可以應用這種注漿技術。當地下水流較慢,有利于漿液迅速凝固時,應選用高壓噴射注漿技術。
1.2劈裂灌漿法通常情況下在建筑工程中應用劈裂灌漿技術主要通過專業機械設備來達到水泥漿自由流動的目的,這種注漿技術可以將實體裂縫空隙進行充分填充,進而對建筑工程的穩定性進行最大程度地提升。在建筑工程施工中劈裂灌漿技術具有較小的應用范圍,通常情況下,這種注漿技術都在建筑結構內部應用,這種技術在內部質量控制中具有良好效果,同時在整個施工過程中對建筑工程不會產生任何危害。在施工過程中劈裂灌漿技術的應用,應對樁底壓力、成孔垂直度及成孔深度加以重視,并與施工現場的具體情況緊密結合,只有這樣才能選擇與之相適應的注漿方式。隨著國民經濟發展速度的不斷提升,我國建筑工程行業也得到了極大的發展。為降低對建筑工程附近設施的影響,在建筑工程施工中普遍選用后注漿施工技術,也就是運用高壓灌漿管,當注漿樁混凝土凝結到相應施工要求時,將注漿管提前預埋,通過高壓灌漿泵對灌漿壓力進行有效平衡,在樁底將按照水灰比提前配置好的漿液注入其中,并將樁底沉渣及時清理干凈,選擇這種注漿方式能夠對樁的承載力進行有效提升,并利用壓實與加固方式將樁柱的變形程度降到最低,進而實現最佳灌漿效果。
2建筑工程施工中注漿施工技術的應用
2.1墻體注漿施工技術的應用在建筑工程房屋墻體施工中注漿主要應用于易產生裂縫的墻體。如建筑工程墻體出現滲漏等情況,應在樓板與墻體結構間進行鉆孔與管道預埋作業,隨后在孔內注入漿液,所選用的注漿材料其粘結能力必須要高,這樣才能對墻體的粘合能力與抗剪能力進行最大限度地增強,進而達到避免裂縫等問題出現在墻體的目的。在建筑工程施工中,門窗位置也極易產生裂縫、滲漏等情況,為確保建筑工程墻體施工質量,必須在門窗周圍進行鉆孔作業,注漿技術應重點應用于門窗框底位置。在施工過程中注漿材料的選用十分重要,因為施工人員選用的漿液混合物質量必須符合施工要求,結束注漿作業后,應將注漿樁管口及時封閉,并對漿液的干縮程度進行有效控制,防止滲漏情況的出現。在墻體滲漏狀況中,首先對滲漏墻體的部位進行準確定位,隨后在墻面上進行鉆孔注漿作業,對墻體空心磚的密實度進行有效改善,進而對外墻的抗滲透能力進行最大限度的提升,并實現墻體滲漏問題的有效控制。
2.2混凝土結構部位注漿施工技術的應用建筑工程施工中往往會出現混凝土結構裂縫等問題,注漿技術在建筑工程混凝土結構施工中主要應用滲漏等問題的處理。嚴格遵循混凝土結構滲漏位置的具體情況,進行孔位設置,對孔與孔之間的間距進行合理控制,通常情況下,將其間距控制在30cm-40cm的范圍內,將其鉆孔直徑控制在0.8mm-1.2mm的范圍內。建筑工程施工中,其孔深的多少要嚴格遵循建筑工程滲漏位置的具體狀況進行確定。在建筑工程注漿施工中普遍存在漿液干縮情況,基于此,應將環氧膠在漿液干縮位置的兩邊進行涂抹,進而達到密封的效果。
2.3室內注漿施工技術的應用注漿技術在室內施工主要應用于廚房、地下室及衛生間等位置,這些房間普遍存在較高濕度,相比其他使用功能的房間,這些房間產生滲漏的機率更大。注漿技術在地下室滲漏施工處理中,施工人員必須對鉆孔位置先進行清理,隨后通常高壓注漿及注漿填充作業,應修補滲漏部位,確保施工注漿位置都在一個平面內,防止注漿施工中填充不均勻情況的出現。特別是對鉆孔位置及角度的確定要加以重視,切割縫和混凝土表面不能出現垂直狀況,鉆孔深度應控制在超過200mm的范圍,將其間距在100mm-300mm的范圍進行有效控制。與此同時,施工人員必須將孔底的雜物及時清理干凈,防止裂縫出現在孔壁和孔口之間,進而對地下室滲漏問題進行有效處理。
3結束語
隨著現在注漿技術的不斷進步及完善,其出現的技術種類越來越多及形式也相當豐富,可以將其分為靜壓注漿、高壓噴射。根據地質的條件、機理作用以及替代方式等,可將其分為噴射注漿、壓密注漿、劈裂注漿以及滲透注漿。在公路橋梁工程施工過程中,壓密注漿技術一般常被用于地基土的固結以及抬升建筑物中,則稠密的漿液在鉆孔的作用下注入土體之中,等到其位置出現球狀漿泡現象后,周圍土體中漿液將會通過擠壓、擴散進行滲透,這樣就使土體的密實性得到有效的加強,對于水利劈裂也起到一定的防護作用,這充分地表明了在含水量較多及透水性較差的軟弱土質中壓密注漿技術難以顯示出其效用。
2公路橋梁施工注漿技術中漿液材料分析
隨著國家對公路橋梁質量的重視,對原材料的控制及檢測越來越嚴格、規范。對于公路橋梁工程施工中注漿材料來說,按照材料的組成成分可以分為化學漿液、普通注漿漿液兩種漿液,它們之間存在的主要區別是漿液的組成成分不同,另外,這兩者在進行注漿滲透的速度方面對注漿的溫度要求也不一樣。就注漿材料而言,最后的選擇是由多種因素所決定的,在材料的選擇上,不僅要對整個注漿工程的成本大小進行考慮,而且還應該對工程的地質的條件進行考慮,這樣就能保證注漿漿液的質量。
3公路橋梁工程施工中注漿技術的要點
在公路橋梁工程施工中,注漿技術的實施就是為了保證土體的密實性,使整個工程的土體的強度得到了提高,將存在膨脹松弛的土體更好地粘結起來,在整體上使土體的承受力得到了提高。其公路橋梁工程施工的要點有:
3.1進行科學合理的注漿設計
在公路橋梁工程的施工過程中,將整個注漿設計概括為三個重要內容:①注漿漿液的比例。②注漿液的注漿壓力。③注漿液注漿的擴散半徑。
3.2注漿漿液的比例
對于公路橋梁工程施工來說,要依照工程中的實際情況,要求所注入的漿液強度不要過于太高,所需的水泥、粉煤塵的含量要保持科學合理的比例(3.5∶1左右),其中所含的水灰量要適中,并且漿液的流動性要順暢,使漿液的吸水性能控制在最低化。
3.3注漿液的注漿壓力
公路橋梁注漿的壓力相對于深部巖土的注漿壓力是比較小的,大致控制在0.8~1MPa之間為宜,整個注漿過程中要注意對于緣由地層的保護,對于地質構造相對復雜的地段,特別要控制好注漿的壓力,不能破壞原有的地層結構,施工單位應根據實際條件選擇合適的注漿方法,如果條件容許最好采用靜壓力注漿方法。
3.4注漿液注漿的擴散半徑
在公路橋梁工程施工中,由于每段的地質構造不一樣,所以,需要的注漿區域也是不一樣的。對于較好的地質條件來說,所需要的注漿半徑小,與之相反的是地質條件較差,則所需要的注漿半徑就會大,這是根據施工中的地質條件所決定。
3.5注漿鉆孔位置的設置
在公路橋梁工程施工中,注漿鉆孔位置的設置對整個工程施工有著重要的作用。針對注漿鉆孔位置的設置問題,施工單位要對工地的地質進行考察。還要考慮到漿液擴散半徑的因素,對注漿鉆孔的位置進行科學合理地定位,對鉆孔之間的間距要進行合理的設計。
4結語
在現代工程施工中,特別是在礦山類、隧道建設類等方面,對于滲水問題大部分是借助于注漿法來解決的。在礦山井巷工程的施工前期要對地面進行預注漿工作,這樣做的目的就是在地面形成嚴密封閉的隔水層,阻擋水分的滲入,改善施工的環境,為礦山井巷工程的建設創造良好的條件,保證工程快速安全地進行施工。我國的預注漿技術,特別是地面預注漿技術有悠久的應用經驗,在20世紀50年代,我國就開始把預注漿技術應用于礦山、煤礦、隧道等開采工程中,對工程施工有很大的促進作用。到目前為止,地面預注漿技術已取得了較為成熟的發展,注漿孔由以前的10多個、20多個逐漸減少到了個位數;注漿深度也從以前的50~200m增加到了750m;在注漿所需的各種設備方面,也不斷得到了完善發展。另外,在定向深井注漿技術上也取得了突破性進展,進一步推動了我國注漿技術向更高的方向發展,實現了注漿與挖掘的同步進行,上部掘進與下部注漿的平行化作業,從而為注漿技術的廣泛應用奠定了基礎。從我國注漿技術的發展狀況來看,現在我國的預注漿技術大多采用的是以水泥作為注漿材料,在注漿工藝方面,采用的是分段下行的方式。這樣一來,就會出現比較突出的兩個問題,即施工工期長和施工成本高:第一,施工工期長,因為每一注漿孔段都需要多次的進行注漿,對下塞、壓水、注漿、體塞、掃孔、養護等各個工序多次重復出現,而且掃孔程序耗時較多,造成鉆機臺月鉆注的效率僅為100m孔/月;第二,施工成本高,以水泥為材料進行注漿,對水泥的需求量增多,如果采用的是立井井筒的施工方式,那么根據我國地面預注漿的高度規定,平均每米井筒水泥注入量為8~14t,最高的話可以達到30t,再加上分段下行方式的施工工藝,耗費的時間較長,從而增加了注漿的施工成本。
2 預注漿施工方案的具體設計
2.1 注漿孔數及排列方式的確定
鉆注漿孔的功能一方面具有注漿的作用,另一方面還能夠起到提前探測水層的效果。在礦山井巷工程施工中,對于地質的挖掘鉆孔工作,可能會在鉆孔的過程中遇到地質水層,給施工帶來影響,這樣可以借助于探水孔的作用來進一步地探明水層的涌水量、涌水壓力巖層破碎程度以及巖層的類型等等,然后對這些探測的最終結果數據進行科學的分析,進而制定出所需要注水泥漿的具體參數,保證施工的合理性。在具體的施工中,要根據所要鉆孔的直徑、注漿孔之間的距離等確定為6個注漿孔數,各個注漿孔之間的距離為2.3cm、注漿孔的直徑為90mm。在布孔方式上,采用徑向傾斜鉆孔方式,具體的偏距設置為3.0m,傾角為5°。
2.2 注漿參數的具體制定
第一,注漿的段高方面。注漿段高的最終確定是要在地質水層的具體厚度、最佳的注漿深度以及最佳的鉆孔深度三方面綜合分析的基礎上來完成的。在礦山井巷工程中,事前的勘察準備工作,可以對富含水層的具置進行確定,在鉆進深度達到一定深度時會出現多段的斷裂破碎帶,而此處就是富含水層。從施工的安全角度來考慮,要安全穩定地穿過這段區間,就要把整個注漿的長度設置為與此深度相匹配的長度,注漿孔要穿過含水層底板以下最合適的距離才可以保證順利通過。第二,注漿壓力。注漿壓力的作用是能夠保證將預注漿用于壓實擴散和充塞,壓力一般高于靜水的壓力。在具體的施工時,要對地下水的壓力、水層的深度等方面綜合考慮,將注漿壓力設置為靜水壓力的兩倍大小。第三,預注漿的配料比例以及使用范圍的確定。在礦山井巷工程中,要根據地質含水層的涌水量壓力以及地質條件等狀況,最終確定出注漿范圍的大?。辉谂淞戏矫?,因為預注漿所需的材料為普通硅酸鹽水泥和水玻璃,因此,在配比方面要嚴格按照各個材料的實際所需,運用科學的方法計算出每種配料的合理配比。第四,預注漿的擴散范圍。對于預注漿的擴散范圍,要根據施工所處的地質條件和環境以及施工操作的特點,從而確定出最佳的擴散半徑。
2.3 注漿工藝環節的注意點
第一,工程所需的注漿孔在進行注漿工作之前,要對注漿孔進行細致徹底的清洗工作,保證注漿孔的清潔干凈,從而避免在注漿過程中出現問題,提高注漿質量。第二,在進行注漿時,要根據施工所需合理地確定注漿比例,嚴格遵循相關規定,不能盲目配比,確保施工質量。第三,在注漿工作完成后,進行注漿設備拆除時,要保證注漿壓力的合理,在壓力適當的時候進行拆除,以防止因為壓力過大造成對施工人員的傷害。第四,在施工中,要貫徹安全生產的意識,嚴格要求施工人員規范化操作,在配漿的過程中佩戴好防護工具,保障人身安全。
2.4 對注漿結果的鑒定
在注漿循環后,要在注漿最薄弱的環節打檢驗孔洞,以便于對結果的綜合評價,檢驗孔洞的深度不能過淺,也不能太深,要根據實際情況進行確定,來檢測檢驗孔是否存在漏水的現象,與此同時,還要配合對水壓的測試,確定出最終的注漿結果。
3 預注漿技術的發展方向
3.1 加大理論研究力度
從當前預注漿技術的應用來看,應該把注漿的漿液與裂隙之間的作用、施工的地質環境構成、地層水文條件的影響等作為重點內容研究,探索出內在的規律,從而為施工中注漿的具體參數提供依據。
3.2 施工技術的不斷更新,全方位地提高施工的高效性
對技術的創新,要加大資金的投入力度,積極引進先進的設備和技術,從工程施工的全過程考慮,促使工程施工向著高效、節能、環保的方向發展。礦山井巷工程是一項復雜的工程,需要運用到各種相關技術,有一定的施工難度,因此,加大技術創新不僅僅是內在的需求,更是客觀上的必然。例如:高壓無級調速注漿泵的引入,加上對注漿過程監測的信息化系統開發等,都是技術創新的體現,對工程施工都有極大的促進作用,從而使施工的高效性得到了保證。
3.3 加強行業交流,優勢互補
預注漿技術的應用,在很多的工序上與其他相類似的技術有著極為相似的地方,可以充分地學習交流,有針對性、選擇性地為我所用。例如:注漿造孔流程,可以充分地借鑒石油系統中先進的鉆探技術,然后根據自身實際加以綜合利用,創新出適合自己發展的技術。
3.4 廣泛應用到各領域中
由于預注漿技術的綜合性較強,具有很大的擴展范圍,除了在礦山井巷工程中的運用,還可以適用于交通建筑、水利工程、煤礦開采等行業中。
4 結語
1.1注漿技術概述
注漿技術當前在我國各個建筑施工中幾乎都可以看到其身影,尤其是在一些混凝土工程中幾乎都少不了注漿技術的應用,比如一些市政工程、路橋工程、房屋建筑工程中都可能用到注漿技術,但是其最為常用的一個方面還是在混凝土裂縫的修補上,一旦混凝土施工過程中或者在后期出現了裂縫造成了滲漏現象,我們都可以采取注漿技術來進行修補。具體到房屋建筑中來看的話,很多地方都有可能發生滲漏現象,比如廚房、衛生間、地下室等都會發生滲漏的可能,而這時候就是注漿技術大顯身手的時候。具體到注漿技術的應用過程中還是存在很多問題需要我們注意的,比如在最初材料的選擇上就需要我們根據工程的性質進行有針對性的選擇,而在具體的施工過程中需要我們注意的內容就更多了,只有注意了這些施工的細節才能夠最大程度的確保工程施工的質量。
1.2注漿施工獨有的施工特點
注漿施工技術相對于其他的一些填補結構裂縫的技術來看的話其施工特點和優勢還是比較明顯的,具體來看主要表現在以下三個方面:(1)可操作性強,注漿施工技術的應用范圍極廣,其對于施工環境的要求并不高,因此在任何環境下都可以進行注漿技術的應用,尤其是其和施工場地也不存在明顯的關系,對場地的要求不高;(2)效果好,采用注漿施工技術來進行施工裂縫的修補效果是極為明顯的,它一方面能夠在很大程度上提高修補表面的強度,另一方面又不會對原有的工程表面造成破壞,在很大程度上確保了工程的完整性;(3)環保性能優越,這也是當前我國較為提倡的一點,其對于周圍環境的污染較小,減少了對于環境的破壞。
2注漿施工技術在房屋建筑中的應用
2.1如何在施工前挑選施工材料
施工材料的選擇對于施工質量來說至關重要,這一點對于注漿施工技術來說也是如此,因此,在注漿施工前我們應該恰當地選擇合適的注漿材料。在材料的選擇上我們首先看中的就是其快速凝固的性能,一般只有能夠快速凝固的材料才能夠在最大程度上確保注漿的效果,這也是我們選擇材料的一個主要標準,此外,我們還應該關注材料在環保指標上是否存在超標現象,選擇對環境污染較小的材料也是材料選擇的一個主要指標,就當前現狀來看,我們常用的主要材料是一些無污染的化學材料以及水泥漿等。
2.2墻體裂縫的注漿填補方法
墻體裂縫是房屋建筑施工中常見的一種問題,針對這種問題我們采用注漿施工技術能夠起到很好的效果,但是就墻體裂縫而言還是存在著很大的不同,尤其是針對不同類型的墻體裂縫我們應該采取不同的注漿處理辦法才能夠在最大程度上提高注漿效果。一般說來,墻體裂縫的操作流程都是首先進行鉆孔,然后埋設一定的管道,最后進行漿體的灌注,這時對于材料的要球不僅僅需要其能夠快速凝固還應該具備較強的粘結力,注漿完成后還需要進行封閉處理,尤其是要注意水泥漿可能在施工中會產生干縮現象,這也是需要我們處理的一個主要問題。
2.3對基、樁、柱等結構部位的注漿處理
基、樁、柱等結構部位對于房屋非常重要,它起到了支撐作用,如果出現了問題,一定要及時排查,及時補救,在對結構部位進行處理時,首先要找到病因,可以從房屋的設計、還有施工的過程、房屋的管理使用過程依次進行認真的檢查,找到病害部位后,以病害部位為參照點,找到鉆孔的孔位,兩個孔之間的距離在35cm左右,鉆孔的深度根據病害決定,干燥的縫隙表面在離縫隙兩邊的4cm左右處,涂上環氧膠來進行密閉處理,以免注漿時漿液流出,如果是潮濕的縫隙,就沿著縫隙開槽,槽寬在2.5cm左右,槽深也在2.5cm左右,縫隙一定要小心處理,在清洗鉆孔和槽內后,壓上早強水泥封槽和埋管,將干縫內注入低粘度的環氧樹脂類材料,固化時間要在14h左右,然后進行及時的填筑,這樣才能起到相應的粘結作用。用于濕縫中的環氧材料,要具有親水性和排水性,從而進行固結補強。一定要注意:注漿時,如果注漿液只有部分發生的作用,起到了效果,并沒有全部起到粘連效果,這就說明注漿失敗了,要進行重復的注漿。
2.4廚房和衛生間出現裂縫的注漿填補工藝
在房屋建筑中廚房和衛生間是出現裂縫并且發生滲漏的重點場所,在這里發生滲漏的話會嚴重的影響到人們的正常生活,因此,需要進行及時的填補,事實證明,在廚房和衛生間采取注漿填補技術能夠起到很好的效果,其主要的施工流程就是先在磚縫上開一個小道,然后注入環氧漿,并且要注意進行多次注漿,確保施工的效果。
2.5地下室發生滲漏的補救方法
地下室發生滲漏也是我們比較不愿意見到的一種裂縫危害,但是地下室滲漏卻是常見的一種病害,因此,針對這一現象我們需要及時的采取注漿施工技術進行彌補,首先我們需要找出裂縫位置,然后清理裂縫內的一些雜物,清理完成后進行高壓注漿,注漿完成后再針對注漿過程中可能產生的一些滲漏點進行后期的修補和完善。
3結束語
1玉鐵鐵路工程簡介與路基注漿加固技術施工要求
1.1玉鐵鐵路簡介玉鐵鐵路工程北起黎湛鐵路玉林站,終到鐵山港,整體歷程約為132km。由2009年12月28日施工,共通過21座隧道。其中,A路段主要經過風化巖層等復雜地貌,具有施工難度大、技術水平要求高等特點。
1.2路機注漿加固技術施工要求1)設計加固深度與范圍。A路段加固范圍主要為風化巖層區域,孔間距為1.5m,孔深分為2m、4m兩種形式。采用先外后內的注漿順序,形成“帷幕”;行“隔行跳打”施工工藝,先排為主、后排補注,避免出現冒漿、跑漿等現象[1]。2)施工設備。簡單統計在A路段施工中的施工設備情況見表1。
2鉆孔與注漿
2.1主要注漿材料主要采用P.042.5袋裝水泥,根據相關標準進行水泥采購、入場與儲存管理,保證水泥質量滿足A路段施工建設的實際要求。水泥漿水灰比為1∶0.9。
2.2施工工藝A路段路基注漿加固工藝具體流程見圖1。圖1A路段路基注漿加固工藝流程
2.3主要施工工序在A路段施工過程中,其施工方法主要有以下幾點。1)準備注漿、鉆機設備。根據測量點位,當鉆機準備就緒后,將鉆機平穩安放,將水平鉆頭水平角度調整為垂直(參照鉆機水平角度);注意注漿機、制漿機及其配套設施安置,固定注漿管線,通常情況下,注漿管線的長度應為(40±10)m,長度過長容易增加壓力損失?,F場準備拌合設備與材料,如粉煤灰、水玻璃等。2)鉆孔施工方法。采用200型盤式鉆孔機旋轉鉆進,使用50mm鉆頭,并依靠48普管護壁。整個鉆孔過程嚴格采用干鉆法,切忌在鉆孔過程中加水[2]。3)漿液配置。按照上文分析合理配比水漿泥。根據制漿機容量取水;根據水灰比例選取相應重量的水泥,開啟制漿機后邊攪拌邊添加水泥。通常情況下,攪拌時間可控制在(5±2)min(漿液無大范圍沉淀即可),攪拌結束后將水泥漿置入儲漿桶。水泥漿置入儲漿桶后要不斷進行人工攪拌,避免漿液沉淀。在A路段施工中,主要水泥漿配置原料為水、P.042.5水泥。先加水,后添加水泥與外加劑,拌合(15±5)min。水泥漿流過過濾篩后應過濾2~3邊,再存入漿液池。4)注入壓力。注漿壓力與土質強度、重度有關,而這部分數值難以確定,因此在A路段施工中根據傳統施工經驗,將注漿壓力控制為0.4MPa。5)終孔標準。采用壓力-流量雙控的方法控制注漿量,當注漿壓力達到設計注漿壓力并穩定時基本原則(穩定時間為4min)。注漿壓力大于2倍設計壓力并無法注漿可終孔。個別注漿孔注漿量偏大應停止注漿,分析注漿量偏大的原因后繼續注漿。6)注漿結束封孔。注漿結束后,應立即拔出套管并用水泥將漿孔封堵。清洗制漿機、注漿泵后,移至下一處并施工。7)注漿效果檢查。①注漿結束后,與物探結果資料進行對比,結合漿孔縫合效果,判斷注漿效果。②注漿前后,對比鉆孔注水實驗單位吸水量,正常條件下,注漿后單位吸水量應略小于注漿前(約為5%),且未發現漏水現象。③鉆孔效果檢查,采取抽樣檢測方法,選取4%的注漿孔,根據芯漿情況判斷注漿效果[3]。
3施工注意事項與常見問題處理
3.1施工注意事項在A路段施工時,為提高施工質量,主要進行以下幾方面控制:①施工之前正確判斷管溝具置。②在高壓線下施工過程中,鉆探機根據具體施工條件進行相應改裝,并重視保護高壓線路。③注漿孔應采取跳孔施鉆的方式,切忌出現鉆完全部注漿孔在注漿的情況,避免孔位串漿。注漿流程應按照“自路基坡腳向線路中心”的順序,先兩側注漿再中間注漿,保證注漿質量。④注漿鉆孔的孔位移動距離為0.5±0.1m,大于這個范圍時必須進行處理。⑤注漿過程中,要重視地面觀測記錄;記錄鉆孔與注漿流程。⑥注漿過程應加強技術指導和基礎數據統計工作,為日后進行數據分析提供具有參考價值的資料。⑦注漿過程中應加強環境保護,及時處理漿液廢棄物。例如,在整理好場坪后,應在注漿場坪四周修建排水設施,保證污水能及時。⑧注漿結束后及時采用水泥砂漿、C15混凝土將注漿孔封填,并飽滿至孔口[4]。
3.2路基注漿加固技術常見問題處理1)在A路段施工中,主要出現以下幾點問題:①在注漿孔定位中,鉆機受施工場地的影響,回轉半徑變小,定位速度減慢;同時鉆塔較大,增加鉆孔難度,經常出現鉆孔偏離的現象。面對這一問題時,在鉆孔過程中要盡量靠近最初的設計位置,對一些容易出現偏差的地形可進行簡單加工后在進行處理。②由于A路段鉆孔地層雜質較多,若鉆孔振動較大可引發塌孔等現象,因此在施工過程中借助PVC管護孔,可有效避免塌孔等現象。③在注入漿液時,容易出現攪拌漿液不均勻與儲漿桶內漿液沉淀現象,因此必須要緊抓攪拌環節,避免沉淀現象發生。④在注漿孔裂縫處理中,要不斷觀察裂縫變化問題,及時調整注漿壓力值,必要時可停止注漿。2)要特別注意是注漿流程的連續性,若受外力因素而中斷可采取一下措施進行處理:①應盡快恢復注漿,若注漿間隔時間過長應沖洗鉆孔再進行注漿(若無法沖洗,應清理鉆孔后再注漿)。②恢復注漿時,應繼續使用同級水泥漿(注漿率與中斷前相近即可),使用中斷前同級水泥漿灌注最佳,注漿率與中斷前相比減少較少則應使用加濃漿液灌注。③注漿后,若注漿率低于中斷前且在短時間內停止吸漿,必須立即采取補救措施。例如,可增加相鄰孔注漿壓力或適當增加注漿孔數量。
3.3施工質量控制與檢驗方法1)分期、分批供應符合設計要求的水泥與外加劑等材料,在每次原材料供給之前應及時檢查驗收,并做好管理、發放工作。水泥與中砂等施工材料必須接受檢驗,試驗師檢驗合格后,方可用于施工。2)注漿后,對比鉆孔注水實驗單位吸水量,正常條件下,注漿后單位吸水量應略小于注漿前(約為5%),且無法發現漏水現象,若發現漏水情況,應立即進行處理。
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