水利水电施工中的高压喷射灌浆技术

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年40卷5期   作者:王琼芝
[导读] 作为我国经济社会发展之中的重要基础设施之一

        王琼芝
        广西振鸿宇水电建筑有限责任公司
        【摘要】:作为我国经济社会发展之中的重要基础设施之一,水利工程的建设与发展对于我国经济的持续稳定发展而言有着十分重要的作用。高压喷射灌浆技术作为水利水电工程施工中的一项重要技术,其能够在很大程度上降低工程施工成本,并且对于工程施工质量的提高意义匪浅。在本文中,首先围绕高压喷射灌浆技术进行了一定的概述,并在此基础上,对该项技术在水利水电施工中的运用展开探索,仅供参考。
【关键词】:水利水电;高压喷射灌浆技术;应用

1.引言
        在现如今的水利工程施工中,高压喷射灌浆技术应用得越来越多,其在整个工程施工期间有着十分重要的作用。所以,对水利水电施工中高压喷射灌浆技术进行研究与分析,对于整个工程施工而言有着十分重要的现实意义。
2.高压喷射灌浆技术概述
2.1原理分析
        在水利水电工程施工中,对高压喷射灌浆技术进行应用期间,具体是对高压水或高压浆液进行利用来对相关地层开展射流切割搅拌,在地层之中将水泥浆、复合浆液射入到其中,促使凝结体得以重新形成。如此,对于原有地层结构能够达到加固的目的,并且能够促使地基承载力及抗渗透能力得以切实提升。在施工期间,所涉及到的设备大体涵盖了凿孔设备、钻机等等。实际施工过程中,将喷头注浆管下放到预定的地层深度,并对高压水泵进行充分利用射入已经预制好的浆液。在此期间,射入的浆液可达10到25Mpa,方能达到深层土体的破坏与冲击作用。由于射流过程速度比较快、能量比较大,所以,对于原有地层的土粒来说,能够起到剥落的作用。在这其中,颗粒相对来说比较小的土粒会随着浆液冒出地面,对于剩余的一些颗粒比较大的土粒来说,在重力、冲击力、离心力等的影响之下,随浆体搅拌,并且经过重新的排列组合,促使新的凝结体得以形成。
2.2运用优势
        在对水利水电工程进行施工建设期间,科学合理的应用该项技术,能够将其优势充分体现出来:(1)高压喷射灌浆技术工序及操作相对简单,主要是通过对施工地方的土地进行钻孔来实现;(2)对水泥浆的凝结性进行充分利用,无论其处于何种状态,体积有多大,都可对高压喷射进行应用,只需对喷射的压力及其速度进行合理调节与控制即可;(3)从整体上来说,该技术所需要用到的材料来源是十分广泛的,能够在一定程度上促使企业施工成本得以节约;(4)在技术应用期间,产生的噪音是非常小的,所以不会对周边人们的生活产生影响。
2.3作用
        将高压喷射灌浆技术应用于水利水电工程施工之中,其作用是非常大的。一方面,在对该项技术进行应用期间,充分混合水泥浆与土石,之后硬化,施工期间,高压射流会有较强的冲击效果产生,能够促进土层填充作业的开展,对于地基承载力的提高有着十分重要的作用,并且这些材料在凝结以后,在工程防渗透性方面能够达到良好的辅助性效果。另一方面,由于该项技术中,喷射的强度与射流距离之间的关系是反比例的,所以,在喷射完成以后,在静态压强之下进行灌浆作业效果良好,能够促使土体防渗漏能力得以切实提高。
3.水利水电施工中高压喷射灌浆技术的应用
3.1准备阶段
        在对喷射灌浆作业进行开始前,需调查好施工所在地的地质情况及施工条件,在切实准备好各项资料的前提下,对施工组织设计工作进行开展。并且,还需要重视相关工作人员的培训,加强与监理部门的沟通协调,科学划分好工程单元。在完成施工组织工作以后,与设计需求相结合来对施工现场的各项准备工作进行开展,其中涉及到场地的平整、原材料准备、水电系统布置以及相关机械设备的安装与调试等等。
3.2制浆与设备的试运行
        所谓制浆作业,涉及到两个环节,即浆液配置、浆液控制。其中,浆液配置是与工程项目的具体要求相结合,科学合理的调整不同原材料的配置比例,促使所配置好的浆液能够与工程项目的要求相符合,确保工程施工达到良好的效果。浆液控制主要是经过简单的试验,在对浆液量进行确保的基础上,促使浆液水灰比能够达到最佳的比例,尽可能地降低冒浆量。所谓的设备试运行,是通过对试验材料进行小面积的试验,对设备在不同参数设置下的喷射注浆效果进行检查,从而确保取得良好的成效。
3.3钻孔技术
        在高压喷射灌浆技术应用于水利水电工程施工过程中,对于施工人员来说,需要对施工现场的环节进行充分地掌握与了解,如此能够将潜在的威胁进行切实解决。第一,对钻孔技术进行应用,能够使内部泥浆达到可循环的目的。同时,在对高压喷射灌浆技术进行应用期间,应对该项技术进行科学合理的应用,促使钻孔能够与该技术的有关规范相符合。通常来说,实际钻孔位置与设计孔的位置相差应控制在50mm左右,并且随着钻孔的逐渐深入,应实时测量水平状况,确保钻孔施工角度能够与实际规范相符合。第二,由于钻孔质量与后面水泥浆的凝结性与否有着重要的关系,因此,需对孔间的距离进行合理把控,不断提升水利水电工程施工质量,与实际施工的土地质量相结合,并根据施工期间可能会发生的多种问题,对最佳施工技术进行选用。
3.4下入喷射杆
        对于泥浆固壁钻孔来说,在实际施工期间,可以在钻孔中直接下入喷射杆,促使喷射杆能够直接抵达孔底。对于跟管钻进形式的钻孔来说,在下入喷射杆期间,可以对以下两种方式进行应用:第一,先不拔管,在管套内直接浇筑泥浆,在注满泥浆以后再拔管,在拔管期间,需要在管内继续注入泥浆,钻孔内的泥浆高度需保持不变。在管套完全拔出后,才可将喷射杆下入到管底。

第二,可以先在管套中下入有着均匀管壁的PVC塑料保护管,可以按照以下几个步骤开展:(1)在管套没有拔出前,在管套中下入PVC管;(2)拔出管套;(3)完全拔出管套以后,将喷射杆下入到管底。
3.5高压喷射施工
        在高压喷射施工开展期间,在确定施工参数的时候,应该与工程施工的实际情况相结合,切勿长期使用同一个参数,更是需要避免存在照葫芦画瓢、思维僵化的问题。从某种意义上来说,各个技术参数之间的关联性是比较强的,所以施工期间需要给予足够的重视力度。例如,灌浆压力基于喷射杆提升的速度影响是比较大的。在对喷射杆提升速度进行确定的时候,需要对下列几方面内容进行注意:第一,对土层因素进行充分考虑,由于不同土层的性质也是各不相同的,因此,在高压喷射施工期间需综合考虑所有的情况,之后采取科学合理的措施来开展施工作业。例如,在砂层施工期间,可对喷射杆的提升速度进行合理地提高,而在砂砾层或者是砂卵层施工的时候,就应针对喷射杆的提升速度采取合理的减缓措施。第二,对施工顺序进行充分考虑,先序孔需对喷砂杆的提升速度适当的减慢,而后序孔可以对喷射杆的提升速度进行适当地加快。此外,在实际施工期间,还需要控制好进浆量,在实际制浆期间还需要对水泥的用量进行切实控制好,使浆液的浓度得以保证,并严格控制好进水量,如此才能够在实际施工期间对进浆量进行有效地控制。
4.高压喷射灌浆施工期间存在问题的处理措施
4.1冒浆问题的处理
        在高压喷射灌浆施工技术应用期间,势必会产生冒浆问题。与我国有关技术标准相结合,冒浆量与灌浆量的占比应为20%,在此情况下,就能够使工程施工得以正常开展。假如超过上述范围的话,或者没有产生冒浆问题,就需要采取停机措施,安排专业技术人员来对其原因进行检查与分析。在碰到该问题的时候,相关工作人员可从喷枪压力与喷嘴直径等方面着手,其解决方案相对来说是较为简单的。
4.2灌浆面凸起与灌浆柱断开
        在灌浆量过多的情况下,由于底部灌浆面超出楼底平面,浆液的超出量比收缩率要高,由此会致使灌浆面凸起的问题发生,对后期工程的正常施工产生不利影响。对此,可以对二次灌注与回灌的方式进行充分利用,在对灌浆管道进行拆卸期间,停顿部位不能超过10cm,以确保灌浆柱之间的结合质量得以切实提高。
4.3固结体不垂直
        造成该问题的主要原因,是由于前期施工期间钻孔位置不垂直引起的。为了能够使该问题得以有效处理,不仅要求施工人员在设计施工期间要严格按照相关技术规范来进行,在后期施工期间还需要对相应的技术手段进行采取,从而使固结体能够尽可能地维持在垂直的状态下。
4.4压力突然下降
        在高压喷射灌浆施工期间,应时刻注意喷射灌浆的压力,这对于喷射质量的保证有着十分重要的作用。一般来说,高压喷射灌浆压力的突然下降,有可能是因为高压泵自身距离或者是其运行状态等因素造成的。在对其运行状态稳定性进行保证的基础上,我国有关标准要求高压泵与喷嘴之间的距离应控制在50m以内,超出这个范围,浆体在管道中的压力损耗就会呈现增加的趋势,从而造成喷嘴部位的压力出现明显不足的问题。
4.5高压喷射灌浆施工质量的检验方式
        通常来说,在对高压喷射灌浆施工质量进行检验期间,主要有两种方式,即室内检验与注水检验。其检验项目涉及到样芯的实时抗渗、抗压检验等等,从而使整体的施工质量能够与国家有关标准相符合。
5.对高压喷射灌浆技术运用水准进行提高的几点建议
5.1对现场技术人员的施工意识进行提高,切实落实好技术管理内容
        对于水利水电工程施工单位来说,在开展相关施工作业期间,应该对具有较高专业素质与能力的工作人员进行选用。比如说,在防渗施工作业开展期间,需要对有着较高技术能力且实践动手能力强的人员进行选用,尽可能地确保施工安全。之后,施工管理人员要与施工期间潜在的危险相结合来进行探究。除此之外,对于管理人员来说,需要对实际施工期间所应用技术的监督力度进行加大,对每项技术的应用过程进行严格地监管,避免工程施工期间产生质量方面的问题。在此期间,还需要注意的是,对于施工单位来说应对有关工作人员的培训工作给予足够的重视力度,采取定期培训的方式,引导相关工作人员积极参与其中,促使其技术能力得以不断提升,确保高压喷射灌浆技术的施工能够与有关规范要求相符合,避免施工期间产生意外风险。
5.2对安全管理技术制度进行制定与完善,促使各项技术流程得以顺利开展
        现阶段,在水利水电工程施工单位之中,相应的技术管理体系相对来说仍然是比较薄弱的,因此,施工单位需要积极主动地完善安全管理技术制度,将技术管理的有关责任落实到个人,确保实际高压喷射灌浆技术的应用达到良好的效果。在实际实施期间,水利水电工程施工单位应该严格落实施工项目的技术责任与相关的管理责任,并且将每一项内容在每个施工部门中进行明确,促使后续工程施工的安全性得以切实保证。同时,与高压喷射灌浆技术的重点相结合,对安全管理技术的有关内容进行明确,确保每项技术的实施得以更加的顺利、有序。
6.结语
        总而言之,随着我国经济社会发展水平的不断提高,因高压喷射灌浆技术自身所具有的优势,其在水利水电工程施工之中得到了越来越多的应用。近几年来,更是涌现出越来越多的新兴技术与设备,对于高压喷射灌浆技术应用范围的扩大方面有着十分重要的促进意义。在实际应用该项技术期间,有关工作人员应该针对重点环节对相应的管控工作进行做好,促使其施工质量能够与规定要求相符合,尽可能地降低施工期间安全事故的发生几率,在节约施工成本的同时,实现水利水电工程的健康发展。

【参考文献】
[1]杨运昌.水利工程中高压喷射灌浆施工技术探究[J].商品与质量,2018(50):126.
[2]杜国强.水利水电工程施工中高压喷射灌浆技术[J].居舍,2018(33):48
[3]蒋国勇.水利水电施工中的高压喷射灌浆技术[J].科技展望,2015(35):93-94.
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