水利水电工程基础灌浆中特殊地层的灌浆方法
摘要
关键词
水利水电工程;基础灌浆;特殊地层;灌浆方法
正文
一、水利水电工程基础灌浆意义
(一)预防渗漏
渗漏是指在水利水电工程中,由于施工不当或基础材料质量不合格引起的水或电的泄漏现象。如果不及时进行灌浆修补,渗漏问题将会引发严重后果,如地基沉降、结构破坏等。因此,进行基础灌浆可以有效填充基础缝隙,提高基础的密实性和稳定性,防止渗漏的发生,确保水利水电工程的安全运行。
(二)填充密实
基础灌浆能够填充土壤空隙,增加土壤密实度,提高土壤的承载力和抗渗透能力,从而提高水利水电工程的稳定性和安全性。此外,灌浆还能够加固地基,减少地基沉降,保持工程的平稳运行。基础灌浆还能够防止土壤流失和地基松动,降低地质灾害的风险。
(三)黏合固化
开展水利水电工程基础灌浆作业时,施工单位需要将水泥与不同灌浆材料进行均匀混合,使用后会与地层内的黏土物质生成反应,构成类岩体材料,进而将地层内的大块岩石、缝隙完全黏合、填充,从根本上提升地层承载性与稳定性。
二、水利水电工程基础灌浆中特殊地层的灌浆方法
(一)岩溶地区
开展水利水电工程基础灌浆作业过程中,岩溶区域具有较高处理难度,也未能形成具有针对性、完整性的处理技术体系。大部分施工单位会结合以往施工经验,或采取相似类型的灌浆方法对其进行处理。从基础施工角度来说,可将岩溶区域的灌浆方式划分为含有填充物的基础施工、无填充物的基础施工两种。经过对比实践可以看出,在实际开展灌浆作业过程中,应严格要求施工过程,并依据岩溶区域实际情况对施工方式灵活调整[1]。第一,如果施工单位选用高压灌浆技术对岩溶区域开展基础灌浆施工,应保障填充物压实性与密实性。处理岩溶区域基础部分时,施工单位可选择不冲洗高压水泥灌浆技术,保障工程整体稳定性与防渗性。这种方式可在实际施工中,将水泥塑造成条状,并将其持续渗透进土壤内。通过这种施工技术,可改变水泥浆,使其称为网状,从根本上提升工程基础结构稳固性与坚实度。第二,施工单位为应对岩溶区域存在的灌浆问题,可采用高压旋喷灌浆技术。应用这种技术时,可使用机械钻机钻入地下,结合特殊形状的辅助喷嘴,高压泵可将水泥浆全部涌入地下。但在实际喷射水泥浆过程中,会使原本的土层结构出现变化。并且,在该过程中,高压钻机头部会处于持续快速运行状态,钻头内涌出的水泥浆能与受到破坏的土层形成疾速交互,使两种不同物质快速融合。水泥凝固后,岩溶区域也会构成具有较高稳定性的结构,进而实现地基基础优化效果。第三,使用基础灌浆技术。一般来说,若岩溶深度大于50m,施工单位便可将这种情况称作深层岩溶,实际开展水利水电工程基础灌浆施工过程中,不得使用传统高压旋喷技术,应融合多种灌浆技术才可降低施工难度。例如,施工单位可先使用普通灌浆技术处理深层岩溶周边部位,深层岩溶内会缓慢流入水泥浆,内部填充物会受到一定挤压,这种挤压力较高,加快填充物与水泥浆的结合速度,经过硬化后,便会形成稳定、紧密结构。第四,基础灌浆基础。相比于深层岩溶区域来说,浅层岩溶区域自身深度较浅,施工单位可使用简单的灌浆技术对其进行处理。具体来说,需要首先将浅层岩溶区域内的砂土去除干净,使用水泥砂浆对其进行替换[2],结合回灌方式做好地基基础。第五,双浆液罐浆技术。这种技术属于化学灌浆模式,实际操作过程中,施工单位需要在不同浆液光蛋内注入水玻璃等速溶剂与水泥浆液,之后再在混合器内均匀融合。通过混合后,未凝结之前便可流入孔底。为从根本上提升工程防渗性能,施工单位需要积极开展浆液扩散距离控制,防止扩散范围过于广泛或过小,才可降低材料消耗、产生更强的防渗体作用。
(二)基于承压水条件的灌浆方法
进行灌浆处理之前,需要分析渗透水的压力源,并确定灌浆的目标压力。通常情况下,灌浆压力应大于渗透水的压力,以确保灌浆材料能够充分注入孔洞中,不会造成浪费。同时,也要注意避免灌浆压力过高,影响地层的稳定性。为了准确计算渗透水压力,实际的灌浆压力应等于或大于稳定渗透水压力与灌浆要求压力的总和。采取基于承压水条件的灌浆方法过程中,应做好以下处理:第一,常规灌浆处理。施工单位应确保工程区域达到所设定的灌浆标准后,保持水泥浆的浓度不变,或者使用稀浆进行继续灌注,保持压力稳定,持续数小时。同时要关注可能发生的浆液回流情况。第二,封闭灌浆处理,当灌浆达到一定程度时,及时停止灌浆,关闭回浆管和进浆管阀门。在一定时间内,注入的水泥浆受到较大压力作用,随着时间推移,水泥浆会凝结。然后重新打开阀门,如果仍然有渗水现象,重新进行上述步骤,直到不再有渗水情况为止。第三,确认灌浆合格后,可以使用浓度更高的水泥浆进行注入。如果回浆浓度能够与灌注所用的水泥浆浓度相等,可以保持持续灌注约30分钟[3],然后关闭回浆管和进浆管阀门。如果上述方法未能达到预期效果,建议采用化学灌浆的方式。需要注意的是,这并不意味着其他灌浆方法没有应用价值。即使使用化学灌浆,仍然需要采用前述方法减小注入速率,达到一定程度后再进行化学灌浆处理。一段时间后,化学溶液会凝结为稳定固体,填满缝隙,使整体结构更加紧实,同时封堵原本的渗水通道。
(三)吸浆加大情况下的灌浆方法
进行岩缝灌浆处理时,水泥损耗较少,单位面积的水泥消耗量可控制在120~220kg/m之间。对于常规的吸浆岩缝,可以采用类似常规灌浆的施工方法。然而,如果已经明显出现岩缝吸浆情况,仅使用水泥浆进行灌注既会增加水泥材料的消耗,还会导致灌浆孔洞不断吸收浆液,难以达到饱和状态,因此必须采取特殊方法应对。导致吸浆问题发生的原因多种多样,根本原因与地质条件密切相关,使得灌注后的水泥浆液会沿着地质脉络逐渐流失,还可能从灌浆周边区域溢出。针对这些问题,可以采取以下几类方法进行治理:第一,限流措施。施工单位要合理控制一定时间内向岩缝内灌注的砂浆体积,可以将灌浆速度控制在10-15L/min单位内。这种方式可减缓灌注后砂浆的流动速度,保障砂浆沉淀与凝结效果。第二,降压处理。通过调控灌浆压力,限制砂浆的流动速率,采用较小的压力稳定和调控砂浆的流动状态。砂浆不断凝结时,逐渐增加压力,然后按照常规的灌浆工序进行持续灌浆处理。需要注意的是,所用砂浆应具有较高的稠度,适量混入氯化钙、水玻璃等物质,以加快凝结速度。第三,分多次灌浆。完成一次灌浆后,等待一段时间再进行下一次灌浆。中间等待的时间长短应根据工程施工的实际需求进行调整。为避免浆液性质发生较大变化影响最终灌浆质量,将灌浆时间控制在不超过八小时范围内即可。
结语:为提高水利水电工程基础灌浆技术应用效果,施工单位在选择和应用特殊地层的灌浆方法时,需要充分考虑地层性质、施工条件和目标要求。施工前需进行详细的地质勘察和分析,确保选用合适的灌浆方法,并进行施工前后的监测和评估,以保证灌浆效果和工程质量。
参考文献:
[1]廖兴智.水利水电工程基础灌浆中特殊地层的灌浆方法[J].水上安全,2023(05):19-21.
[2]薛界民.水利水电工程基础灌浆中特殊地层的灌浆方法[J].农业灾害研究,2023,13(04):154-156.
[3]文敏.水利工程特殊地层灌浆预加固施工技术[J].珠江水运,2022(21):92-94.
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