水工建筑物防滲加固施工技術(shù)簡要介紹

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多年來水工建筑物防滲加固問題一直是水利工程施工當(dāng)中施工中尤為重要的環(huán)節(jié)，當(dāng)基礎(chǔ)土質(zhì)較差，滲透性較強(qiáng)時，在水流的作用下對基礎(chǔ)的危害很大。因此防滲加固工程便成了水工建筑施工中不可忽視的部分。本文簡要介紹幾種防滲加固技術(shù)。

高壓噴射灌漿技術(shù)

在堤壩防滲工程中，高壓噴射灌漿技術(shù)與常規(guī)砼防滲墻相比，可不同程度地降低工程造價，具有開挖量小，施工方便，占地少，對臨近建筑物影響小等特點。此項技術(shù)很大程度地提高了江、河、湖、庫、渠的堤壩防滲抗災(zāi)能力，減輕防洪壓力，對保障人民生命財產(chǎn)安全以及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展將起到積極的作用，其社會效益是十分明顯的。

1、高壓噴射灌漿施工工藝

施工中所用技術(shù)參數(shù)因使用高噴的方法不同而不同。所用的灌漿壓力不同，提升速度也有差異。對各類地層而言，若使用同一種施工方法則水壓、氣壓、漿壓的變化不大，唯有提升速度變化較大，是影響高噴質(zhì)量的主要因素。一般情況下，確定提升速度應(yīng)注意下列幾個問題：因地層而異，在砂層中提升速度可稍快，砂卵（礫）石層中應(yīng)放慢些，含有大粒徑（40cm以上）塊石或塊石比較集中的地層應(yīng)更慢；因分序而異。先序孔提升速度可稍慢，后序孔相對來講可稍快；高噴施工中發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)返漿量減少時宜放慢提升速度。

高壓噴射注漿法所形成的固結(jié)體形狀與噴射流移動方向有關(guān)，一般分為旋轉(zhuǎn)噴射（簡稱旋噴），定向噴射（簡稱定噴）和擺動噴射（簡稱擺噴）三種形式，如下圖。

（高壓噴射注漿法的三種噴法）

旋噴法形成圓形固結(jié)物，施工時，噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)并提升，固結(jié)體呈圓柱狀；定噴法形成片狀固結(jié)物，施工時，噴嘴一面噴射一面提升，噴射方向固定不變，固結(jié)體形如板狀或壁狀；擺噴法形成扇形固結(jié)物，施工時，噴嘴一面噴射一面提升，噴射的方向呈較小角度來回擺動，固結(jié)體形如較厚墻狀。

定噴及擺噴兩種方法通常用于基坑防滲，改善地基土的水流性質(zhì)和穩(wěn)定邊坡等工程，加固地基主要用旋噴法，旋噴法施工后，在地基中形成的圓柱體稱為旋噴樁。

旋噴樁施工時采用單獨噴出水泥漿的工藝，稱為單管法；采用同時噴出高壓空氣與水泥漿的工藝，稱為二重管法；采用同時噴出高壓水、高壓空氣及水泥漿的工藝，稱為三重管法(下圖)。

（三重管旋噴樁）

旋噴樁的施工工藝流程為：布孔放樣→鉆機(jī)就位→鉆孔→插管→噴射注漿→拔管及沖洗。具體如下：

1）布孔放樣。根據(jù)設(shè)計圖紙和說明書進(jìn)行孔位放樣，采用跳孔噴漿的方法。

2）鉆孔將鉆機(jī)就位、鉆孔。鉆頭準(zhǔn)確定位居中，鉆孔位置與設(shè)計位置偏差小于10cm。鉆架矯正擺平，鉆桿垂直，傾斜度小于等于1.5%，開始鉆孔，鉆孔過程中要經(jīng)常注意鉆桿偏斜情況，及時矯正。鉆孔孔口采用套管保護(hù)。

3）制備漿液。利用攪拌機(jī)，將水與42.5普通硅酸鹽水泥按1：1的水灰比充分?jǐn)嚢杈鶆?，制備水泥漿液，隨時拌制隨時噴注。

4）插管、噴漿。旋噴機(jī)具就位，校正機(jī)架水平度和噴主管的垂直度，灌注管插入高噴孔前采用中等壓力試噴，以檢查噴射和灌漿系統(tǒng)是否暢通，然后用卷揚機(jī)將灌注管插入鉆孔設(shè)計深度，開始噴射灌漿作業(yè)，按成樁實驗確定提升速度，和旋轉(zhuǎn)速度，邊提升噴灌管邊旋轉(zhuǎn)，待噴管達(dá)到設(shè)計長度范圍內(nèi)停止噴漿，將灌注管提出空口，在鉆孔內(nèi)進(jìn)行靜壓灌漿，防止固結(jié)體形成凹形。

5）移動機(jī)架和沖洗管路。灌注完畢，拔出注漿管，移動機(jī)架，沖洗管路器具，開始下一個孔的施工。

鉆機(jī)與高壓注漿泵的距離不宜過遠(yuǎn)。鉆孔的位置與設(shè)計位置的偏差不得大于50mm。實際孔位、孔深和每個鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及與工程地質(zhì)報告不符等情況均應(yīng)做詳細(xì)記錄。

當(dāng)注漿管貫入土中，噴嘴達(dá)到設(shè)計標(biāo)高時，即可噴射注漿。在噴射注漿參數(shù)達(dá)到規(guī)定值后，隨即分別按旋噴、定噴或擺噴的工藝要求，提升注漿管，由上至下噴射注漿。注漿管分段提升的搭接長度不得小于100mm。對需要擴(kuò)大加固范圍或提高強(qiáng)度的工程，可采取復(fù)噴措施，即先噴一遍清水再噴一遍或兩遍水泥漿。在高壓噴射注漿過程中出現(xiàn)壓力驟然下降、上升或大量冒漿等異常情況時，應(yīng)查明產(chǎn)生的原因并及時采取措施。

當(dāng)高壓噴射注漿完畢，應(yīng)迅速拔出注漿管。為防止?jié){液凝固收縮影響樁頂高程，必要時可在原孔位采用冒漿回灌或第二次注漿等措施。當(dāng)處理既有建筑地基時，應(yīng)采取速凝漿液或大間距隔孔旋噴和冒漿回灌等措施，以防旋噴過程中地基產(chǎn)生附加變形和地基與基礎(chǔ)間出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，影響被加固建筑及鄰近建筑。同時，應(yīng)對建筑物進(jìn)行沉降觀測。  

一般灌漿治漏加固技術(shù)

1、灌漿治漏加固技術(shù)簡介

1 壩體、壩基帷幕灌漿；主要充填漏洞和縫隙，防滲裁漏，通過灌漿加固，形成防滲體。此方法適用于漿砌石重力壩。

2 壩上游面固結(jié)灌漿；堵塞漏洞和縫隙，加固補強(qiáng)壩體和提高防滲性能，以進(jìn)一步提高壩體的承載能力和完整性。

3 壩下游面追蹤固結(jié)灌漿；在下游壩面有漏水或溶蝕物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注漿管進(jìn)行灌漿，以堵塞漏水通道和壩體空洞、裂縫，加固壩體，增加壩面穩(wěn)定性和抗沖刷能力。這種反向灌漿工藝，非常適合拱壩和支墩壩工程，對重力壩工程只有搞清揚壓力并設(shè)排水孔也可采用。采用這種方法時最好是壩前無水。

4 壩面重新剔勾縫；剔縫后，用高標(biāo)號水泥砂漿、干硬性預(yù)縮水泥砂漿或用防水材料配制高標(biāo)號水泥砂漿勾縫，提高壩面防滲漏能力及壩體穩(wěn)定性、整體性和抗凍融、抗風(fēng)浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追蹤”灌漿治漏加固法。

2、灌漿治漏加固技術(shù)布孔和造孔應(yīng)遵循的原則

1 帷幕灌漿布孔，在漏水壩段沿壩頂中心線，以孔距3m、孔徑50mm或75mm為宜，或根據(jù)試驗確定孔距。孔深鉆至漏水部位以下1m——2m，如接觸帶或基巖漏水，鉆孔可鉆至不透水基巖以下lm——2m。造孔可一次性造孔，也可分序造孔，破碎地帶上下分段造孔、分段海漿，同時在漿體凝固5-7天后，再繼續(xù)向下鉆孔，以防止卡鉆、埋鉆事故發(fā)生。壩體與基巖接觸部位和壩基灌漿，也可采取在上游壩腳打斜孔或垂直孔灌漿堵漏，但造孔前應(yīng)先清基，在壩腳澆筑0．3m一0．5m厚混凝土，待凝固后再打孔。垂直或傾角小于5。的帷幕灌漿孔，其孔向的偏差值不得大于規(guī)定值。

2 壩上游固結(jié)灌漿布孔；在漏水部位呈“梅花”型，鉆孔間距和排距l(xiāng)m——3m為宜，根據(jù)漏水情況確定，鉆孔位置選在砌石“了”縫中；在裂縫部位，可沿裂縫每lm布設(shè)一孔?？讖綖?2mm，孔深0．7m——1．5m，根據(jù)壩體實際情況確定。

3 壩下游面追蹤固結(jié)淄漿布孔；在裂縫部位沿縫隙每1m布一孔；在其它滲水部位，按照“梅花”型布孔，排距和孔距2m——3m為宜，布孔位置在?“T”縫中，也可適當(dāng)加密布孔?？咨詈涂讖酵瑝紊嫌蚊妗?/p>

3、施工要求

1 先放空水庫或?qū)焖唤抵凉酀{部位以下，再灌漿施工，并做好灌漿各項記錄。

2 洗孔；灌漿前應(yīng)對孔壁、孔底及裂縫進(jìn)行沖洗，采用風(fēng)水聯(lián)合沖洗方法，水壓力不大于本段灌漿壓力的75％，時間以孔深淺確定，直到回清水為止。

3 維幕灌漿；①采用孔內(nèi)循環(huán)法，自上而下或自下而上分段灌漿，最后全孔灌注。分段灌漿時，要在遭漿段以上Oo5m處加膠塞封堵。通過論證，也可采用小口徑鉆孔孔口封閉灌漿法；⑨壩體內(nèi)灌漿長度，一船5nt左右較好，孔深不超過8m時，可全孔一次性灌注；⑧灌漿壓力按設(shè)計控制，但要低于抬動試驗極限壓力，一般控制在0．2MPa——0．4MPa。

4 壩面固結(jié)和追蹤灌漿；①在孔內(nèi)預(yù)埋注漿管，孔口管周圍用干硬性水泥砂漿填堵，采用內(nèi)徑20mm鋼管，長50cm，插入孔內(nèi)40cm，外露5Cm“10Cm，管頭要加工絲扣，以便與輸漿管連接；⑦采取一組四孔并聯(lián)灌漿法，也可單孔或兩孔一起灌注。對壩后漏水處重點孔位要采取單孔重點灌漿。灌漿壓力按設(shè)計控制，一般采用0．2MPa——0．25MPa。

5 漿液的濃度；灌漿時應(yīng)遵循由稀到濃的原則，根據(jù)壓水試驗逐級改濃。壩體當(dāng)注入漿量大于30L／min時，可越級變濃。當(dāng)某一級漿液灌注400L以上，而灌漿壓力和吸漿量均無明顯改變時，可改濃一級漿液灌注。漿液水灰比一般采用重量比8：1、5：1、3：1、2：1、1．5：1、1：1、0，8：1、0．6：1、0．5：1九個級別。根據(jù)設(shè)計，必要時還可摻和粉煤灰、砂于、石英粉、鋁粉等。在灌漿過程中，漿液要每隔一小時測定一次比重。

6 灌漿時要分2-3序灌注，同時一定要進(jìn)行復(fù)灌。在設(shè)計壓力下，當(dāng)吸漿量不大于O．4L／mio時，再續(xù)灌30分鐘即可結(jié)束。

7 灌漿孔封孔；帷幕灌漿時，豎孔封孔采．用機(jī)械導(dǎo)管法，用1：2水泥砂漿從孔底向上逐漸提升封填密實；壩面固結(jié)灌漿水平孔封孔，采用低水灰比1：2水泥砂漿人工填堵?lián)v實。封填材料最好用膨脹水泥砂漿。

截滲墻技術(shù)

截滲墻為臨河截滲。其作用是加固堤防，降低大堤浸潤線出逸點，確保大堤安全。

截滲墻技術(shù)分為兩種：一種是水泥土截滲墻其造價最低；一種是混凝土截滲墻，其造價較水泥土截滲墻略高。混凝土截滲墻是在地面上進(jìn)行開槽（造孔）施工，在地基中以泥漿固壁，開鑿成槽形孔或連鎖樁柱孔，回填防滲材料，筑成具有防滲性能的地下連續(xù)墻。水泥土攪拌樁截滲技術(shù)是利用多頭小直徑深層攪拌機(jī)具把水泥漿噴入土體并攪拌形成水泥土，以水泥為固化劑，固化劑和土體之間發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，使土體固結(jié)成具有良好整體性、穩(wěn)定性、不透水性，并具有一定強(qiáng)度的水泥土截滲墻，以達(dá)到截滲的目的。

優(yōu)點：工程造價低，占地少，施工進(jìn)度快。

缺點：截滲墻為地下隱蔽工程，施工工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高，特別是在地基土層復(fù)雜時，施工中容易出現(xiàn)意想不到的問題，造成施工中斷。混凝土截滲墻還容易出現(xiàn)槽壁坍塌、漏漿、墻體接縫有泥皮夾層、墻體槽間橫向傾斜等技術(shù)難題，還有待于進(jìn)一步分析研究。

鉆孔 漿液 水泥

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