第一篇:各種灌漿的水灰比總結
各種灌漿的水灰比總結
帷幕灌漿的水灰比
1.普通水泥:5:
1、3:
1、2:
1、1:
1、0.8:
1、0.5:1。
2.細水泥:2:
1、1:
1、0.6:1?;?:
1、0.8:
1、0.6:1。壩基固結灌漿的水灰比
1.3:
1、2:
1、1:
1、0.6:1(0.5:1)。
2.2:
1、1:
1、0.8:
1、0.6:1(0.5:1)《推薦使用該比級》。隧洞灌漿
1.回填灌漿的水灰比0.6:1或0.5:1。
2.固結灌漿的水灰比同壩基固結灌漿的水灰比比級。
3.鋼襯接觸灌漿的水灰比8:
1、0.6:1(0.5:1。混凝土壩接縫灌漿的水灰比
2:
1、1:
1、0.6:1(0.5:1)。
岸坡接觸灌漿的水灰比
3:
1、1:
1、0.6:1.
第二篇:灌漿材料
淺談灌漿或注漿材料在道路維修中的研究和應用
摘要:灌漿材料或注漿材料在壓力作用下注入地層、巖石或構筑物的縫隙、孔洞中,達到增加承載能力、防止滲漏及提高構筑物整體性能的流體材料。漿液凝結后可充填裂縫,使灌注后的土層、巖層等的力學性能得以改善,因此在公路或路基修補領域顯示出極好的應用價值,已成為近年來國內外學者研究的熱點方向之一。本文主要介紹了國內各種灌漿材料或注漿材料的應用現狀和存在的問題以及今后的發展趨勢。
關鍵字:灌漿或注漿材料;公路或路基;修補;力學性能;應用價值;
1.前言
隨著高速公路交通流量的迅速增加、汽車荷重的增大以及使用年限的增加,路面病害日益顯現,其中以路面唧漿病害尤為嚴重。在重輪載的頻繁作用下,基層由于塑性變形累積而同面層脫離接觸,水分沿接縫下滲而聚集在脫空的空隙內,在輪載作用下積水成為有壓水并同基層內浸濕的細料攪混成懸漿液,沿接縫縫隙濺出,即為“唧漿”。水分和路面荷載是導致唧漿病害的主要原因。路面病害的產生不僅影響行車的舒適性及安全性,而且裂縫的擴展和滲水使道路損壞程度逐漸加重。因此,加強對高速公路路面病害的治理是至關重要的。導致高速公路路面病害的根本原因在于地基在動力荷載的作用下失穩和震陷,僅僅修復破損的路面并不能使病害得到根治,修復后的路面使用一段時間后,等病害會再次出現,因此必須對軟弱的地基進行加固。灌漿法(或稱注漿法)是常用的地基處理方法,在修補道路、橋梁、隧道、地下建筑、水工建筑等工程中顯示出極好的應用價值。灌漿法是指根據液壓、氣壓或電化學原理,通過注漿管把漿液均勻地注入地層中,漿液以填充、滲透和擠密等方式,趕走土顆粒問或巖石裂隙中的水分和空氣后占據其位置,經人工控制一定時間后,漿液將原來松散的土?;蛄严赌z結成一個整體,形成一個結構新、強度大、防水性能好和化學穩定性良好的“結石體”。選用合適的灌漿材料對地基進行灌漿加固,可大大提高地基的承載能力和使用耐久性,有望從根本上解決高速公路路面唧漿等病害。
2.灌漿材料分類 2.1 分類
材料可分為固粒灌漿材料和化學灌漿材料兩大類。2.2 固粒灌漿材料
由固體顆粒和水組成的懸浮液。它取材方便,造價低,施工簡單,并具有較好的防滲或固結能力,但其所能灌填的縫隙寬度卻受其固體顆粒的細度限制。固粒灌漿材料有粘土漿、水泥漿、水泥粘土漿和水泥粉煤灰漿4種。
① 粘土漿。使用最早的灌漿材料。粘土的顆粒細,透水性小,制成的漿液穩定性好,價格低廉,但其結石強度和粘結力都很低,抗滲壓的能力也弱,僅用于低水頭的臨時性防滲工程中。
② 水泥漿。目前使用最多的灌漿材料。它的膠結性能好,結石強度高,施工也比較方便,適于灌填寬度大于0.15毫米的縫隙或滲透系數大于1米/日的巖層。對具有寬大縫隙的巖石或構筑物、地下水流速大或耗漿量很大的巖層灌漿時,常在水泥漿中摻入砂子,以減少漿體結硬時的收縮變形,增加粘結力和減少流失。水泥漿在各種灌漿材料中使用最廣,多用于巖石、基礎或構筑物的加固及防滲堵漏、堤壩的接縫處理、后張法預應力混凝土的孔道灌漿以及制作壓漿混凝土等。
③ 水泥粘土漿。綜合了水泥漿的結石強度高和粘土漿的漿液穩定性好、價格便宜等優點,使用范圍比較廣,并可根據不同要求選擇不同的水泥-粘土配合比。
④ 水泥粉煤灰漿。粉煤灰的顆粒細,與水泥等膠凝材料共同制成的漿液穩定性和流動性都較好,在灌漿工程中的應用日趨廣泛。
為了改善固粒灌漿材料的性能,有時還摻用塑化劑、促凝劑等外加劑。
2.3 化學灌漿材料
由化學藥劑制成的流動性好的液體。用它能灌入比較細微的縫隙,還能根據需要調節凝結時間?;瘜W灌漿材料分無機及有機兩種:無機灌漿材料以硅酸鈉為主要原料,稱硅化用灌漿材料;有機灌漿材料以各種高分子材料為主要原料,目前常用的有硅酸鈉、環氧樹脂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺及聚氨酯等幾種。
① 硅化用灌漿材料。以硅酸鈉(水玻璃)為主要原料的化學漿液。有雙液法和單液法兩種灌注方法:雙液法是將硅酸鈉和氯化鈣兩種溶液先后壓入,化合后結石強度較高,但由于所用硅酸鹽溶液的粘度比較大,一般用于滲透系數為2~80米/日的砂質土的加固及防滲;單液法采用比較稀的硅酸鈉溶液,其粘度和強度都較低,一般用于黃土或黃土類砂質土的加固。
② 環氧樹脂灌漿材料。以環氧樹脂為主體,加入一定比例的固化劑、稀釋劑、增韌劑等混合而成。環氧樹脂硬化后粘結力強,收縮小,穩定性好,是結構混凝土的主要補強材料。一些強度要求高的重要結構物,多采用環氧樹脂灌漿。近年來,也能用于漏水裂縫的處理。
③ 甲基丙烯酸甲酯堵漏漿液。簡稱甲凝,是以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯為主要原料,加入過氧化苯甲酰、二甲基苯胺和對甲苯亞磺酸等組成的一種低粘度灌漿材料。其粘度比水低,滲透力很強,可灌入0.05~0.1毫米的細微裂隙,聚合后強度和粘結力都很高,可用于大壩、油管、船塢和基礎等混凝土的補強和堵漏。
④ 丙烯酰胺堵漏漿液。簡稱丙凝。它以丙烯酰胺為基料,以甲醛、過硫酸胺、三乙醇胺、硫酸亞鐵、鐵氰化鉀等為助劑。使用時,將氧化劑和其他材料分別配制成兩種溶液,按一定比例同時進行灌注。丙凝漿液的粘度很低,能灌到水泥漿所不能到達的縫隙,然后在縫隙中聚合,變成凝膠體而堵塞滲漏通道。但是,丙凝聚合體的強度很低,可以摻加一定量的脲醛樹脂,配成強度較高的丙凝灌漿材料。主要用于防滲堵漏工程。
⑤ 聚氨酯灌漿材料。簡稱氰凝,是由異氰酸酯、聚醚和促進劑等配制而成。采用單液灌注,遇水后立即生成不溶于水的凝膠體并同時放出氣體,使漿液膨脹,再次向四周滲透,即具有二次滲透的能力。氰凝最后形成的聚合體的抗滲性強,結石強度高,目前用于地下工程的滲漏縫處理。
3.各類灌漿材料在公路或路基中的應用 3.1 水泥基灌漿材料
水泥基灌漿材料在2008年8月1日起實施的GB/T50448.2008水泥基灌漿材料應用技術規范中定義為:“一種由水泥、集料(或不含集料)、外加劑和礦物摻
和料等原材料,經工業化生產的具有合理級分的干混料。加水拌合后具有可灌注的流動性、微膨脹、高的早期和后期強度、不泌水等性能。”從定義中我們可以看出水泥基灌漿材料的基本組成:水泥、外加劑、礦物摻和料、集料(砂子)等。
3.2 水泥基灌漿材料的工程應用
隨著經濟的飛速發展,建筑工程日益向功能多樣化、大型化、高層超高層化方向發展,如地鐵、隧道、高速公路各類工程日益增多,地基加固、結構補強、設備基礎加固等相應的配套工程也日益增多。水泥基灌漿材料以其自身優良的性能在灌漿材料中扮演著重要的角色,因此應用越來越廣泛。下面介紹中國礦業大學(北京)混凝土與環境材料研究所研究和濟南大學材料科學與工程學院各開發的幾種水泥基灌漿材料。
3.2.1 RGM.HSL快速搶修材料
RGM.HSL快速搶修材料具有固化迅速、超早強、性能優異的快速搶修材料。2小時抗壓強度>30MPa,1天抗壓強度>50MPa,有效地克服了傳統修補材料固化慢,修補完工后需要長時間的養護缺點,在公路破損灌漿修補,機場跑道維護、礦井坑道搶修等方面應用廣泛,具有良好的經濟效益和社會效益。應用領域
l、機場跑道搶修。在不關閉機場的情況下進行,保證了戰備和訓練的正常進行,為空軍及時搶修機場提供一種新材料
2、公路、道路混凝土路面等的快速修補。超早強,快速通車,避免施工造成交通堵塞。
3、礦井坑道等的快速修補,快速恢復生產作業,提高經濟效益。
4、各種補強,如橋基加固和整體化滑模施工的修補等。
5、應用于隧道工程的止水堵漏:用于隧道襯砌、漏水整治;搶修排水管道接頭漏水等。
6、大型設備和精密設備地腳螺栓與機座快速灌注;鋼結構與基礎固結的二次灌注。
7、低溫條件的少量工程施工等。
3.2.2 RGM.HSL高強自流平無收縮灌漿料
RGM.HSL高強自流平無收縮灌漿料是為滿足大型高精度進口設備儀器安裝
以及大面
積地面自動找平的需要,替代國外同類材料的產品。RGM.HSL高強自流平無收縮灌漿料由
高強膠結成分、超塑化組分、膨脹組分、優選高強微集料改型組分以及一些微量改型組分以
適當比例共同粉磨而成。其與水反應生成大量膨脹結晶礦物水化硫鋁酸鈣,以此實現材料自
身的無收縮;同時該材料有大的流動性,早期和后期高強度。技術性能,1.凝結時間:初凝>2小時,終凝<10小時。2.泌水率:不泌水 3.流動度:大于240ram 4.粘結強度:圓鋼>6MPa;螺紋鋼<13MPa 5.抗滲性能:抗滲壓力1.5MPa時平均滲水高度0.2cm 應用領域:大型設備和精密設備地腳螺栓與機座二次灌注;鋼結構(如鋼鐵、鋼架、鋼
柱等)與基礎固接的二次灌注;后張法預應力鋼筋灌漿; 預制混凝土構件接縫、鐵路公路
道橋橋墩、梁柱及其它結構物加固;橋梁、地鐵、隧道、地下工程施工縫嵌固。
3.2.3 聚合物水泥基灌漿材料(PCGM)
針對縫寬小于3 mm的水泥混凝土路面裂縫修補進行研究,選用醋酸乙烯酯—乙烯共(VAE)乳液、快硬硫鋁酸鹽水泥及適量外加劑制備了聚合物水泥基灌漿材料(PCGM),利用VAE乳液優良的黏結性能和快硬硫鋁酸鹽水泥早強快硬、微膨脹、抗硫酸鹽腐蝕、防水性能好等優點來改善灌漿材料的工作性能、黏結性能、收縮性、抗滲性等。
1.VAE乳液可以明顯改善水泥基灌漿材濟南大學李國忠,張水研究得出:○料的可灌性,對縫寬3 mm的水泥混凝土裂縫,在聚灰比為10%時。漿體的可灌深2.聚合物在界度達到最大值(130 ram),與空白試樣相比,提高了51.16%.○面處形成的聯結橋及柔性界面層改善了界面結構,有效提高了水泥基灌漿材料的黏結性能.在聚灰比為10%時,灌漿材料的黏結性能最好,與空白試樣相比.其3.聚28 d的彎折黏結強度增大了32.41%,剪切黏結強度增大了122.92%。○合物顆粒的填充作用及成膜特性提高了材料的密實度和強度,有效阻斷了材料內部與外界聯系的通道,降低了材料的收縮率,提高了材料的抗滲能力.當聚灰比為10%時,材料的抗滲性最好且收縮率較小。
3.2.4 超細水泥基灌漿材料
日本率先生產出了Mc一500超細水泥,可以注入到滲透系數為3.75 x10-4cm/s細砂層;另一種是濕磨水泥(WMC):水泥比表面積提高到l 270m2/kg,平均粒徑3um。目前中、日、德、法、瑞士等國均能生產出比表面積800~1 600m2/kg的超細水泥,最大粒徑小于20um,平均粒徑小于5um。目前該類材料主要是硅酸鹽系列超細水泥或者在該類超細水泥中加高效減水劑、膨脹劑等改性制成的改性漿材,品種單一,沒有形成系列產品,以適用于各種灌漿條件的需要。超細水泥可灌性和穩定性大大提高,但流動性能變化大,灌漿阻力大,超細粉磨能耗高。這些缺點限制了其廣泛推廣使用。3.3 有機灌漿材料 3.3.1 環氧樹脂灌漿材料
環氧樹脂是用得最多的補強灌漿材料,具有粘接力高、在常溫下可固化、固化后收縮小、有很高的機械強度和耐熱性、穩定性好等優點。但環氧樹脂在常溫下粘度較大,不能滿足可灌性要求,因此必須加入稀釋劑稀釋。我國目前廣泛采用的是糠醛一丙酮活性稀釋劑,以降低環氧樹脂的粘度。這種漿材在混凝土工業中的應用范圍非常廣泛,特別適用于混凝土細微裂縫與軟弱巖基的灌漿加固處理,對裂縫有較好的粘接性,并能恢復其結構的完整。
包銀鴻等人通過使用糠醛一丙酮稀釋劑體系,研制出了HK—KGlO灌漿材料。該灌漿材料不但粘接強度及抗壓強度高,而且粘度低(在25℃時低于20 mPa·s),可灌性好,在一些房屋裂縫處理中,漿液依靠重力作用自流進行修補。但該材料是油性的,不能用于潮濕及水下建筑的修補,且稀釋劑糠醛有中等毒性,不利于施工人員身體健康和環境保護。
魏濤等人以糠醛、丙酮為環氧樹脂的活性稀釋劑,選用無毒的可在低溫和水
中固化的CD固化劑,研制出能灌入細微裂縫,在干燥、潮濕和水中都能很好固化且毒性低的CW灌漿材料。該灌漿材料粘度低,可操作時間長(凝膠時間26 h~65 h),因此主要用于處理斷層和混凝土微細裂縫,如三峽工程F215斷層破碎帶的加固處理,湖北江漢航線新城船閘上下閘首裂縫處理等。
3.3.2 聚氨酯類灌漿材料
聚氨酯化學灌漿材料是以異氰酸酯和多元醇為主劑的一類灌漿材料,可分為水溶性(親水性)和油溶性(疏水性)兩大類。遇水后能迅速反應,產生二氧化碳使體積膨脹,增加了固結體積比,且產生了較大的膨脹壓力,促使漿液二次擴散,從而加大了擴散范圍。聚氨酯灌漿材料粘度低,可滲入0.05 mm的細微裂縫,并且對巖石、粘土等有化學粘結性能將地基中潮濕松散的粘土粘結在一起。目前,聚氨酯灌漿材料主要用于巖石裂縫修補、地基加固、大壩裂縫防滲修補以及隧道、煤礦等地下建筑軟弱頂板的加固和封堵滲漏水。聚氨酯灌漿材料成功應用于煤礦頂板加固已有40年歷史。聚氨酯灌漿材料最早用于地基加固是19世紀60年代由德國礦業研究公司提出的,1971年經過商業介紹后成為德國標準加固法引。隨著1977年Roklok粘接體系的引入,聚氨酯加固法在美國開始普及。另外,由于聚氨酯中游離異氰酸根能與水迅速反應固結,因此聚氨酯是封堵高壓大流量用水的首選材料。
陳忠達、張登良選取了單組份水溶性聚氨酯Hw作為混凝土路面修補材料,可灌性好,凝膠時間為數分鐘至數十分鐘,能在潮濕表面粘接。但該材料固化8小時濕粘接強度才達到2.93 MPa~3.65 MPa,這并不能滿足高速公路兩小時以內達到承載能力的要求,且力學性能不高,難以滿足承受路面長期動載荷作用及不均勻受力的要求,使用耐久性差。
專利CNl01220203A中提出一種聚氨酯灌漿材料及制備方法。首先制備端羥基聚氨酯預聚體,然后制備親水性聚氨酯預聚體,最后加入稀釋劑、催化劑等制備成聚氨酯單液灌漿材料。該灌漿材料施工簡單,操作方便,主要用于自來水管道等的堵水。
葉躍忠等人提出一種環氧樹脂與聚氨酯復合灌漿材料的制備方法。首先將多異氰酸酯MDI和TDI、聚醚N210、N303、N505和少量稀釋劑糠醛丙酮混合后加入環氧樹脂E一
44、E一51,加熱至60℃~90℃恒溫2小時,合成預聚體。冷卻后加
入固化劑T一
31、二月桂酸二丁基錫、增塑劑、稀釋劑糠醛丙酮,三個月齡期時測得平均抗壓強度和平均粘結強度。實驗結果表明,改性后的聚氨酯灌漿材料的抗壓及粘接強度有較大提高,抗壓強度可達67.3MPa,粘結強度可達6.1 MPa。該灌漿材料主要用于修補建筑物裂縫以及堵漏。
3.3.3 丙烯酰胺類灌漿材料
丙烯酰胺類漿材(國內簡稱丙凝)是以丙烯酰胺為主劑,配以其他藥劑制成的防滲堵水灌漿材料。丙烯酰胺漿液及凝膠體的主要特點有:可灌性極佳;漿液的凝固時間可以在幾秒到幾小時內方便又準確地調節控制。但丙烯酰胺類漿材最大的缺點是漿液有一定的毒性。現已開發出第二代產品一無毒的丙烯酸鹽灌漿材料。
東北工學院的專利CN 87101523A中提出一種用于礦山、建筑等工程領域以防滲及松散、松軟巖體加固為目的的注漿材料。該注漿材料以尿素、丙烯酸為主劑,以過硫酸銨和N(N為亞甲基雙丙烯酰胺)分別作為引發劑和交聯劑,乙二胺作為促凝劑。該漿料黏度低,近似于水,通過調整乙二胺用量,凝膠時間可在幾十秒到數小時內調節,純漿體的固結強度大于lO kg/cm2(O.98 MPa)。原料中丙烯酸有毒性,但丙烯酸與其它組分起化學反應后沒有毒性。
丙烯酰胺漿材除了有一定毒性外,該注漿材料固結強度較低,僅為4 kg/cm2~5 kg/cm2,因此目前僅用于防滲工程。
3.3.4 不飽和酯類灌漿材料
用于水泥混凝土路面裂縫修補的不飽和酯類灌漿材料主要有兩類阻:其一為氰基丙烯酸酯膠粘劑,主要成分是口一氰基丙烯酸酯,通過增稠劑和增塑劑等改善工作性能和抗沖擊性能,其特點是粘度低、固化時間短、透明性好、膠結強度高、氣密性好,不足之處是價格較高、抗沖擊性能較差;另一類為(甲基)丙烯酸酯樹脂膠粘劑,甲基丙烯酸樹脂具有三維交聯結構,所以耐熱性、耐水性、耐介質以及耐大氣老化性能都較好,收縮率低,強度高。因(甲基)丙烯酸酯樹脂膠粘劑粘度較其它有機高分子材料低,常與水泥復合成樹脂改性混凝土對寬裂縫進行修補,(甲基)丙烯酸酯樹脂膠粘劑制備工藝復雜,為了調節固化產物的結構性能,需要摻人大量的外加劑。用于地基加固的不飽和脂類灌漿材料主要有尿素甲醛樹脂和尿素樹脂類灌漿材料。
李曉朝等用甲基丙烯酸甲脂(MMA)和引發劑、增塑劑等合成甲基丙烯酸甲脂(MMA)混凝土修補材料的高分子聚合物。該材料可以承受一定的荷載和變形,可用于一般工程修補。但它與混凝土粘接強度不是很高(2.0MPa~3.0 MPa),粘接性能有待進一步提高。
賓斌等人通過乙醇封端的二異氰酸酯,對乙烯基酯樹脂進行改性,在其側鏈上接上強極性的氨酯鍵,合成了一種新型改性乙烯基酯樹脂水下灌漿材料。灌漿材料作為水下修補材料,黏度低于100mPa·S,其粘接抗拉強度達3 MPa,固結體抗壓強度高于100 MPa,固化時間在幾十分鐘到幾個小時可控,可以快速對水下混凝土基體細小裂縫進行修復補強。
尿素甲醛樹脂和尿素樹脂類灌漿材料只有在酸性條件下才能固化,因此在堿性環境下不能使用,并且酸性物質對環境有污染。
3.3.5 木質素類
木質素類漿材是以紙漿廢液為主劑,加入一定量的固化劑所組成的漿液。木質素漿材目前包括鉻木質素及硫木質素漿材兩種。這主要是因為現在僅有重鉻酸鈉和過硫酸銨兩種固化劑能使紙漿廢液固化。
木質素類漿液雖然成本較低,但其毒性很大,因此在使用范圍上受到限制。3.3.6 硅酸鹽類
硅酸鹽(水玻璃)灌漿是一種最為古老的灌漿工藝,是當前主要的化學漿材,它占目前使用的化學漿液的90%以上。由于其無毒、價廉和可灌性好等優點。因此歐美國家根據技術經濟指標,依舊將硅酸鹽漿材列在所有化學漿材的首位。水玻璃(Na2OnSiO2)在酸性固化劑作用下,可產生凝膠。
中科院廣州化學所的專利CN8610719A中提出一種水玻璃灌漿材料的制備方法。該灌漿材料以有機材料醋酸乙酯作為凝固劑,并通過添加尿素和十二烷基磺酸鈉,解決了醋酸乙酯親水性差的問題,使水玻璃漿液形成均勻的凝膠。由于使用了有機材料醋酸乙酯做凝固劑,與過去使用無機材料如氯化鈣、鋁酸鈉作凝固劑的水玻璃灌漿材料相比,粘度更低,抗壓強度更高。凝膠時間可在30秒至60分鐘內調節,漿液抗壓強度30 kg/cm2~40 kg/cm2(2.94 MPa~3.92 MPa)。該灌漿材料屬于土壤加固劑,主要用于堵水加固施工。比水泥具有更好的可灌性且凝膠時間可調,因此廣泛用于某些水泥灌漿不能解決的工程問題。
3.4有機-無機復合灌漿材料
發展有機一無機復合灌漿材料的最終目的是要疊加有機、無機材料的優點,使兩類材料的優勢互補。日本在1993~1995年間在使用化學添加劑增加固結體強度方面就已經取得了巨大的進步,如取得了用水玻璃和有機酸結合的高滲透性灌漿材料,從異氰酸脂殘余物中提取土壤固化劑,用尿醛樹脂與乙二醛結合提高黏結力,用聚丙烯材料提高耐久性和強度等多項專利。1994年美國國家森林局推出了EN一1土壤固化劑。該固化劑能將土壤中的礦物質和土壤分子分解,使其重新結晶,生成新的化學鍵,能有效地固結土層。
魏濤等人們將水泥和化學灌漿材料復合,通過對復合漿材的蠕變性、漿材固結體與裂(孔)隙壁面黏聚力以及漿材固結體抗擠出穩定性的分析研究,選擇改性濕磨水泥和中化-798改性環氧樹脂漿材組成復合材料,在三峽工程F215斷層帶進行復合灌漿處理并取得成功。
鄧敬森的專利CN 1358904A中提到一種用于加固地基的化學灌漿材料。漿料的主料為水泥漿料和水玻璃,按體積比1:(O.5~0.8)混合,并加入適量的穩定劑、催化劑、耐久劑,漿液固結時間為12~80秒,注漿完成后用速凝環氧樹脂砂漿封堵灌注孔。該漿料固結時間短,解決了水泥等灌漿材料凝固時間長、需要較長時間養護、且固結中析出的水會導致路面進一步沉陷甚至擾動原有完好地基的問題。但水泥一水玻璃復合灌漿材料的主要缺點是固結強度不高,且使用耐久性較差。
何遠航,張榮輝們采用水性環氧樹脂乳液改性乳化瀝青。改性乳化瀝青比普通乳化瀝青粘結能力有顯著提高,能很好地與基層粘結。由于水性環氧樹脂本身具有很好的防水功能,因此,改性乳化瀝青具有更好的防水能力。改性乳化瀝青主要應用于道路路面裂縫、稀漿封層、透層和粘層以及石屑罩面修補等工程。
鐘世云等總結道:與純水泥漿體相比,聚合物改性水泥漿體可灌性得到了明顯的改善。在水泥漿體黏度相同的情況下,聚合物改性水泥漿可以灌人更深的縫隙,且與老混凝土的黏結性能得到很大的改善。鐵道部科學研究院生產的ZV混凝土修補膠,是以高分子共聚物為基本原料,摻加適量的改性劑、有機助劑配制而成,具有無毒、無味、無腐蝕、不燃、耐酸堿等特點,它與水泥配置成的聚合物水泥漿或砂漿,能封閉混凝土表面微裂縫,填充修補混凝。
4.存在問題
目前我國研制的化學灌漿材料品種較多,但大多是應用在大型水利工程防滲加固、混凝土建筑物裂縫修補以及巖基加固中。這些灌漿材料具有良好的耐水性、耐老化性能,但對路面這類受動載荷作用且受力不均勻的工程而言,目前研究報道較少。
(1)用于道路修補的灌漿材料不多,且大多只針對路面缺陷的修補,無法解決由于基礎軟弱、不穩定或者存在脫空而導致的公路路面開裂、唧漿等病害,因此即使已經修復的路面也還會出現重復性的破壞。
(2)用于地基加固的主要是水泥類無機材料、水泥-水玻璃等有機-無機復合灌漿材料、以及聚氨酯和脲醛樹脂類有機材料。這些灌漿材料均存在不足之處:含有水泥類無機材料的漿液一般都是懸濁液,顆粒粒徑較大,滲透性較差,不宜灌注有細微裂縫的地基,因此在應用上有局限性。而脲醛樹脂類灌漿材料只有在酸性條件下才能固化,在堿性環境下不能使用,可是酸性物質對環境又存在污染,不宜使用。目前所用的聚氨酯灌漿材料主要是通過灌注后與水反應發泡固化,或是添加氟氯烴化合物作為發泡劑固化。前者需要在有大量水的條件下才能發泡固化,應用上有局限性;而后者會破壞大氣中的臭氧層。
(3)環氧樹脂常溫下粘度較大,若作為地基加固用灌漿材料,必須加入稀釋劑稀釋以滿足可灌性要求。而目前使用的稀釋劑大多為糠醛丙酮,其中糠醛有中等毒性,對施工人員和環境都有一定危害;且環氧樹脂和固化劑價格較貴,需要灌注量較大,成本相對較高。
5.發展趨勢
針對目前灌漿材料研究和應用中存在的重要問題,灌漿材料今后發展的趨勢主要為:
(1)水性環氧樹脂具有環保和力學性能優良的特點,因此將會成為這一領域的主流產品。開發出低粘度的環氧樹脂和具有快速固化和在潮濕表面粘結的高性能的水性環氧固化劑用于地基加固將成為今后研究的熱點。
(2)臭氧消耗潛值(ODP)為零的聚氨酯發泡劑的研究。與水性環氧樹脂相比,聚氨酯灌漿材料同樣能起到填充和潮濕粘結的作用,并且比環氧樹脂固化速度快得多,只要數秒到數十秒就能固化,固化反應中發泡膨脹,膨脹率大,不僅能節約成本,還能抬升下沉的路面,是目前最有應用前景的路基加固用灌漿材料。開發出臭氧消耗潛值(0DP)為零的
發泡劑替代對臭氧層有破壞作用的氟氯烴化合物用于聚氨酯灌漿材料將具有很廣闊的前景,也將會帶來顯著的經濟和社會效益。
(3)環氧-聚氨酯復合灌漿材料的研究。通過環氧樹脂接枝改性聚氨酯,綜合環氧樹脂優良的力學性能和聚氨酯具有發泡膨脹性的優點,制備一種既能發泡,又能改善聚氨酯粘結性的環氧-聚氨酯復合灌漿材料,并且相比環氧灌漿材料而言成本低,將成為目前地基修補材料的替代品。
6.個人啟發
6.1 道路修補的灌漿材料不多,且大多只針對路面缺陷的修補,無法解決由于基礎軟弱、不穩定或者存在脫空而導致的公路路面開裂、唧漿等病害。對路面這類受載荷作用且受力不均勻的工程而言,道路修補的灌漿材料在公路或路基中有很大的發展前景。特別傳統的水泥基灌漿材料,通過改變不同組分的摻量,就可以配置出性能優良適合實際工程需要的灌漿材料。當然具體工作還要復雜的多,要經過大量試驗,針對不同性能要求選用不同的水泥,外加劑,砂子級配,礦物摻合料,粉煤灰,必要時需要同有機組分復合,為提高材料的可灌性需要采用超細水泥等等。
6.2 由于目前我國研制的化學灌漿材料但對路面這類受動載荷作用且受力不均勻的工程而言研究較少,所以著手于這反面的研究很有應用價值。
第三篇:帷幕灌漿施工
帷幕灌漿施工工藝及效果分析
一、設計與施工工藝
灌漿工程原設計帷幕灌漿孔23個,總孔深739.8m,孔徑90㎜~110㎜,孔距3m,排距3m。
二、施工機械設備與灌漿材料
XY-2型與150型鉆機6臺,SNS型與250/50型灌漿泵3臺,潛水泵6臺,水箱2臺,卷揚機1臺,200L高速雙層灰漿攪拌機2臺,17m3柴移式空壓機1臺,50KW柴油發電機1臺,JZC-350型砼攪拌機1臺。
灌漿所用水泥為山丹水泥化工(集團)有限責任公司生產的“鐵騎牌”袋裝新鮮無污染的425#普通硅酸鹽水泥。灌漿用水為干凈無雜質的水庫蓄水。
三、帷幕灌漿施工工法
帷幕灌漿施工工藝流程:自上而下鉆進→鉆孔沖洗→簡易壓水試驗(單點法)→分段灌漿→壓力封孔
㈠鉆孔 帷幕灌漿造孔采用XY-2型或150型液壓回轉式鉆機,施工前期采用硬質合金鉆頭、鋼砂鉆頭、金剛石鉆頭鉆進,因地質情況復雜,鉆進速度緩慢,后采用風動式潛孔錘鉆進。開孔之前嚴格按照圖紙要求布設孔位。鉆孔位置與設計位置的偏差不大于10cm。
鉆進結束等待灌漿時或灌漿結束等待鉆孔時,孔口均堵塞,妥善保護。開孔孔徑Φ130㎜,灌漿孔徑Φ91㎜,終孔孔徑不小于Φ75㎜。
在造孔過程中嚴格控制孔斜,發現孔斜超過規范要求時,及時糾正。其孔底偏差不得大于表1規定的數值。按偏差小于2.5%孔深控制;
3、頂角大于5。的斜孔,根據實際情況適當放寬。
㈡洗孔灌漿孔均采用壓力水進行沖洗,直至回水清凈時為止,沖洗壓力為灌漿壓力的80%,該值大于1Mpa時,采用1Mpa。㈢壓水試驗帷幕灌漿孔采用自上而下做壓水試驗,壓水段與本段灌漿段長相同,壓力為灌漿壓力的80%,最大壓力1Mpa。㈣制漿 灌漿所用漿液由固定制漿站集中制漿,制漿采用雙層立式高速攪拌機攪拌,攪拌時間不小于2min。
㈤灌漿 鉆孔灌漿均采用兩序孔分序進行。根據設計要求,固結灌漿采用自下而上栓塞分段灌漿法,帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法,灌漿方式為循環式灌漿。灌漿段長度5m~6m,特殊情況下適當縮減或加長。射漿管距孔底小于50cm。
㈥灌漿壓力 帷幕灌漿壓力分為8級,逐段升壓,分別為0.7Mpa、1Mpa、1.5Mpa、2.0Mpa、2.5Mpa、2.5Mpa、2.5Mpa、3.0Mpa。根據規范要求,灌漿開始后10min范圍內達到設計壓力,當吸漿量過大時,壓力適當降低。
㈦漿液變換 灌漿漿液水灰比采用5:
1、3:
1、2:
1、1:
1、0.8:
1、0.6:1六個比級。漿液先稀后濃,逐級變換。
當灌漿壓力保持不變,注入率持續減少時或當注入率不變而壓力持續升高時,沒有改變水灰比。
當某一級漿液的注入量已達300L以上或灌注時間已達1小時,而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時,改濃一級進行。
當某一級漿液注入量大于30L/min時,根據具體情況越級變濃。
㈧灌漿結束標準 在規定的壓力下,當單位注入率不大于0.4L/min時,繼續灌注60min或注入率不大于1L/min時繼續灌注90min即可結束。
㈨封孔 灌漿孔封孔均采用壓力灌漿封孔法。
㈩特殊情況處理 灌漿過程中,出現冒漿、漏漿時,根據具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進行處理。
灌漿過程中回漿變濃,換用相同水灰比的新漿進行灌注,若繼續吸水不吸漿時,延續灌注30min時,停止灌漿。
機械故障處理:縮孔卡鉆,應以預防為主,改進鉆具,將大鉆頭改為卡桿鉆頭,也可用倒鏈或打倒錘將桿拔出;灌漿泵不吸漿,應檢查泵漿管是否漏氣和堵塞,前者應更換易損件,后者應疏通管道,嚴格泥漿過篩,提高漿液質量;壓力表讀數增大不進漿,說明輸漿管堵塞,應先用水沖洗管路,同時嚴格泥漿過篩,保證漿液的合理指標;應采用有保護裝置的壓力表,以防失靈,發現壓力表
失靈,應立即更新;注漿管堵塞,應將其提起,用稀漿沖開;注漿管拔管困難。由于不及時拔管,漿液會把注漿管凝住而增加拔管困難,應當及時拔管。
四、灌漿效果分析
㈠灌漿成果 完成帷幕灌漿23孔,總進尺739.85m,水泥注入總量241t。灌漿成果見表2,單位注入量比較見表2。
由上統計表看出,本工程帷幕灌漿I序孔與II序孔之間單位注入量遞減明顯,左壩肩遞減率分別為87.1%、82.6%,右壩肩遞減率分別為50.65%、44.8%,灌漿效果明顯。各次序孔單位注入量頻率曲線見圖
一、圖二。
㈡透水率比較 本工程左壩肩第一排I序孔共做壓水試驗
15段,平均透水率16.1Lu,II序孔共做壓水試驗17段,平均透水率6.1Lu,第二排I序孔共做壓水試驗10段,平均透水率14.2Lu,II序孔共做壓水試驗6段,平均透水率5.85Lu;右壩肩第一排I序孔共做壓水試驗18段,平均透水率25.2Lu,II序孔共做壓水試驗18段,平均透水率16.5Lu,第二排I序孔共做壓水試驗9段,平均透水率8.8Lu,II序孔共做壓水試驗12段,平均透水率7.7Lu。透水率遞減明顯, 各次序孔透水率頻率曲線見圖
三、圖四。
五、結語
對在施工過程式中發現的新情況,新問題,施工與設計、地質密切配合,共同尋找發生問題的原因,研究行之有效的處理措
施,根據實際情況的變化不斷修改設計,既節約了成本,又使灌漿效果不斷提高,在灌漿過程中始終用壓水試驗的透水率Lu值對灌漿效果進行嚴密地監測與控制,使灌漿效果提高有了保障。經過一年運行的觀察,兩壩肩在高水位無滲漏現象,實踐證明帷幕灌漿是成功、有效的。
第四篇:水工隧洞回填灌漿施工技術總結
水工隧洞回填灌漿施工技術總結
【摘 要】 水工隧洞回填灌漿施工,隧洞回填灌漿施工方法、工藝流程、受力情況及特殊情況的處理方法。
【關鍵詞】
水工隧洞 施工方案 回填灌漿 補救措施
1、工程概況
青海省湟水北干渠扶貧灌溉一期工程位于湟水流域(黃河一級支流)湟水河北岸,地理位置介于東經103°30′~102°48′,北緯36°20′~37°12′,是一項以鄉鎮農牧業和農業灌溉為主兼顧生態建設用水的大(2)型水利工程。我公司施工的隧洞位于平均海拔為2970m的互助縣曹家村,全長1548.1米,斷面尺寸為2.8m×3.05m,襯砌砼標號為C20,水位比降1/1200。隧洞表層為15-41m的黃土,其下為沖擊砂礫石層,厚度大于20m,結構中密-密實,為強透水層,允許承載力[R]=0.5-0.65Mpa,洞線處在黃土與砂礫石的接觸面上,成洞條件極差,采用邊開挖邊支護邊襯砌,為防止因滲漏產生接觸流失,從而造成隧洞破壞,必須采取嚴格的防滲措施,另外處于高壓下的隧洞洞內各種缺陷對于結構的受力極為不利,為彌補這一缺陷,采用回填灌漿以提高圍巖承載力,改善圍巖和混凝土的受力條件。
2、回填灌漿施工
2.1、概述
隧洞側墻與頂拱完成后,頂拱砼與拱頂圍巖出現空隙,采用回填灌漿填充,灌漿按圓拱30 o、60o和頂拱的三個一字排列,排距1m。
2.2、施工方案
回填灌漿在襯砌砼達70%設計強度后進行,施工時嚴格按照設計要求進行,孔深、孔距、排距進行定位測量、鉆孔、灌漿。
2.3、回填灌漿
回填灌漿主要用于隧洞混凝土襯砌層的背后,尤其在分布有斷層、巖溶洞穴的地方,由于施工困難,多會遺留下較大空隙,為使混凝土層與圍巖緊密結合,改善受力條件,有針對性的對較大空隙進行灌漿。
隧洞混凝土施工中由于采用的是先澆筑底部1/4,再澆筑上部混凝土的工序,因此底部和兩側的混凝土相對比較密實,而頂部的混凝土由于自重的原因,始終和上部隧洞巖石形成一定的空隙,無法結合緊密。因此也是回填灌漿主要解決的問題。
3、隧洞灌漿工程施工方法 3.1、鉆孔
鉆孔前先根據設計,標出孔位,按順序統一標號,用YT-28型鑿巖機鉆孔,孔徑不小于38mm,孔深進入巖石10cm,如有報廢,則用C20砼砂漿填實。
3.2、灌漿分區、分序
頂拱回填灌漿分成區段進行,每區段長度不宜大于3個襯砌段?;靥罟酀{采用預埋管注漿法,施工由較低的一段開始,向較高的一段推進。同一區段內的同一次序孔可全部或部分鉆出后,再進行灌漿。灌漿分一序孔和二序孔兩個序孔進行,二序孔包括頂孔。一序孔灌漿結束48小時后進行二序孔灌漿。低處孔灌漿時,高處孔可用于排氣、排水。當高處孔排出濃漿后,可將低處孔堵塞,改從高處孔灌漿,依次類推直至結束。同時做好灌漿記錄以作為停灌的依據。
3.3、回填灌漿施工工藝流程
測定灌漿孔位置(襯砌時按要求預埋的鋼管)→鉆孔→檢查洗孔→灌漿→質量檢查→補灌→驗收封孔?;靥罟酀{采用風鉆從預埋管中鉆孔,孔應深入圍巖10cm,并測記砼厚度和空腔尺寸。
3.4、灌漿設備和壓力
回填灌漿為純壓式灌漿,純壓式灌漿是指漿液進入孔液后不能再返回灌漿來,除被底層空隙吸收以外,剩余的便留在孔中。采用QZJ-50型注漿泵灌注水泥漿,注漿管采用高壓膠管,注漿泵灌漿管管口端設壓力表控制灌漿壓力,灌漿壓力為0.3-0.5Mpa,在設計壓力下灌漿孔停止吸漿后,延續灌注10min,即可結束該孔的灌漿。
3.5、灌漿材料制備
回填灌漿采用42.5#普通硅酸鹽水泥,一序孔灌注水灰比為0.5(0.6):1的水泥漿,二序孔灌注水灰比為1:1和0.5(0.6):1兩個比級的水泥漿。因施工不便或其他原因造成較大空腔和空隙部位用水泥砂漿或高流態混泥土灌注,水泥砂漿的摻砂量不宜大于水泥重量的200%。
3.6、質量檢查、封孔
回填灌漿質量檢查在該部分結束7天或28天后進行,檢查孔布置在頂拱中心線、脫空較大、串漿孔集中以及灌漿情況有異常的部位。
質量檢查孔采用鉆孔灌漿法,鉆孔成型后,向孔內注入水灰比為2:1的水泥漿液,在規定壓力下,初始10分鐘內注入量不超過10升,則認為合格。檢查數量為灌漿孔總數的5%。
灌漿孔灌漿結束和檢查孔檢查結束后,頂孔和有泛漿孔必須采用閉漿、待凝等措施,然后用壓力灌漿封孔,其它孔使用水泥砂漿人工封堵,孔口壓光抹平,水泥砂漿標號和混凝土標號相同。
3.7、特殊情況處理
在回填灌漿之前,將砼襯砌的施工縫、裂縫等采用嵌縫表面封堵方法進行堵漏處理,在注漿過程中,如發現冒漿、漏漿,還采取濃漿液、低壓、、限流、限量、間歇灌漿等方法進行處理。遇有圍巖塌陷、超挖較大等情況時,制定特殊灌漿措施,并報送監理人審批。
灌漿工作必須連續進行,若因故中斷,可按下述原則進行處理:若因停水停電或機械故障中斷,應及早恢復灌漿,中斷時間超過30min/次,應立即沖洗鉆孔,而后恢復灌漿,恢復灌漿應使用最稀漿液。若無法沖洗或沖洗無效,則應進行掃孔,而后恢復灌漿?;謴凸酀{時,應使用開罐比級的水泥漿進行灌注。如注入率與中斷前的相近,即可改用中斷前比級的水泥漿繼續灌注;如注入率較中斷前的減少較多,則將相應逐級加濃繼續灌注?;謴凸酀{后,如注入率較中斷前的減少很多,且在短時間內吸漿,應采取補救措施。
孔內有涌水的灌漿孔段,在灌漿前應測記涌水量,根據涌水情況,可選下列措施綜合處理:①高的灌漿壓力;②濃漿結束;③屏漿;④閉漿;⑤純壓式灌漿;⑥速凝漿液;⑦待凝;⑧壓力灌漿封孔。
灌漿孔注入量大,灌漿難于結束時,可選用下列措施處理:①低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿;②漿液中參加速凝劑;③灌注穩定漿液或混合漿液。
參考文獻:
[1] DL/T 5148-2001 水工建筑物水泥灌漿施工技術規范.[2] DL/T 5150-2001 水工混凝土試驗規程.
第五篇:錐探灌漿方案
4.錐探灌漿施工方案 4.1施工準備 4.1.1技術準備
針對黃河北大堤存在的實際情況,在項目公司工程技術處、B代表處和第六駐地辦監理工程師的領導和指導下,我部中心試驗室已對大堤堤身及坡腳壓實情況進行了現場測試,并將有關問題作了匯報;
為了工作能順利展開,我部組織有關人員詳細進行了圖紙會審,并與黃委會及新鄉、原陽河務部門多次溝通和榷商,達成了對大堤進行壓漿加固的初步意見(詳見附件)。4.1.2機械設備
根據以前的施工經驗,結合本項目的實際情況,我部計劃投入錐探灌漿機械6套(河南黃河河務局生產的ZK24型鉆機)及人工鉆孔鋼釬若干,灑水車一輛等。4.1.3人員組織及進場情況
開工前我部已對參加施工人員進行了業務培訓和技術交底,并對人員進行了合理組織和分工。本項目計劃投入現場管理人員8-10人,技術人員4人,職工100人左右。4.2錐探鉆漿基本原理
利用泥漿(或水泥漿)具有一定的流動性等特點,通過探錐按照一定的排距成孔,將泥漿填充結構物內部的裂縫、洞穴、腐朽的秸料、樁木、樹根等,使其形成一個整體,達到固結和整體受力的狀態。4.3施工方案
錐探灌漿法施工工藝為:造孔→制漿→灌漿→封孔。4.3.1造孔
4.3.1.1孔位布置與孔深確定
造孔有機械造孔和人工造孔兩種。本次兩種方法共用。鉆機考慮采用河南黃河河務局生產的ZK24型鉆機及人工鉆孔鋼釬(鉆桿采用φ42mm),鉆孔前先根據堤防存在問題的性質及嚴重程度,緊緊依照設計圖紙的要求布設灌漿堤段的范圍,然后在大堤方向布孔。灌漿的排距和間距(取決于堤段重要程度、隱患性質、灌漿壓力等因素)以設計圖紙為準(一般都采用密錐灌漿的形式,其排距為1.5—2.0m,每排孔距為1.0—1.5m,相鄰兩排錐孔呈梅花形排列,即第二排的孔位應在第一排兩孔中間的相對位置上)。
錐孔的深度也應以設計為準,初次灌漿及屬于普通加固性質的堤防,錐孔宜打入堤基以下0.5—1.0m。
4.3.1.2人工打錐造孔
人工打錐造孔使用工具為碳素工具鋼六方22、23、24型鋼釬,一般最長為10米。在布孔位置挖小型方坑后灌滿水,通過人工上下反復拔插鋼釬鉆進,直至達到設計深度。一般每組4人,一臺班可打孔750米。
人工打錐造孔,費時費力,工效較低,但適應堤坡等機械不易到達的部位,最大的優點是人工可以通過手感,準確發現孔洞等隱患的深度。4.3.13機械打錐造孔
目前國內使用的打錐機械種類較多,其中,河南黃河河務局研究的ZK24型錐孔機在黃河系統被廣泛應用。
ZK24型錐孔機所使用的錐桿為碳素工具鋼六方24、22、23或六方25螺桿,錐孔深度一般為10米。錐孔速度快時為每小時75-90個孔,慢時為55-70個孔。該機使用的動力設備為15馬力柴油機,設計進錐力為近23KN,實際可達26KN。
ZK24型錐孔機的造孔方法是:將錐孔機定位后,錐桿由擠壓輪夾緊,轉動擠壓輪便將錐桿壓入堤內。當土質松軟時,可用快速進錐;當土質堅硬、擠壓輪打滑時,可通過調整彈簧組增加擠壓力,改為慢速進錐。如錐頭遇到石塊等硬物時,安全離合器便發出“咔咔”響聲,操作人員便停止進錐。錐桿進深由指針顯示,達計劃深度后,便改換擠壓輪轉動方向,將錐桿提起,移至下一孔位。
機械打錐機具有錐孔深、速度快、效率高等優點。主要缺點是進尺過程不易發現隱患,機具比較笨重。不少打錐機在堤坡上打孔還有一定困難。4.3.2拌漿
錐探灌漿是將土料加水后用機械攪拌成泥漿,通過壓力灌漿機加壓灌入錐孔,壓進縫穴,析出水分,從而使堤身內部的縫穴隱患為泥土充填,達到處理隱患的目的。為了使泥漿更快更多地進入隱患縫穴,滿足灌漿要求,需要對所用泥漿規定標準,然后按照標準進行拌漿。4.3.2.1泥漿的主要指標及計算方法
泥漿的主要指標是泥漿濃度和顆粒粒徑。泥漿濃度大,充填縫穴快,干后收縮小,但是泥漿濃度過大了,流動性差,細小縫隙不易充填。土料顆料細,懸浮性好,流動性大,便于施工和灌細小縫隙,但是析水性差,透水性弱,收縮性大;土料顆粒粗,析水性好,透水性強,收縮性小,但是懸浮性差,易于沉淀,流動性差,灌入細小縫隙困難,所以泥漿濃度和土料顆粒大小對灌漿質量有很大的影響。在施工中應根據隱患性質、機具條件來選擇土料,配制泥漿。一般隱患用收縮性小、析水性差、透水性弱、懸浮性好的泥漿,寬縫、大洞隱患用濃度大、收縮性小的泥漿,窄縫、小洞隱患用濃度小、流動性大的泥漿。
測定泥漿比重通常用兩種方法。一種是用比重法,把比重計直接插入穩定的泥漿中,觀察泥漿液面在比重計玻璃管上的刻度,即可直接讀出泥漿的比重;另一種方法是用1000ml的量杯,盛滿泥漿,稱其重量,減去量杯重,其數值即為泥漿比重。
泥漿土粒的大小通常從土料選擇上來解決,灌漿用土原則上是就近取土,以節約投資。為滿足灌漿要求,在取土時應對土料加以選擇。根據各地的實踐經驗,灌漿所用的土料以無雜質的中粒質砂壤土(即兩合土)為宜,這是泥漿比重配制為1.4—1.6,常能滿足灌漿要求。4.3.2.2泥漿的拌制
拌漿時先將計算出的土、水按重量稱好,稱水重時應考慮土的含水量。然后將水土倒入筒內,待土料浸濕初粉后,用攪棍攪拌,用笊籬清除雜質和大的土塊,便可使用。
機械拌漿有立式拌漿和臥式拌漿兩種。立式拌漿是在拌漿坑或拌漿筒上安裝一拌漿器拌漿。拌漿坑是在堤頂上就地挖成的坑,拌漿筒是用鋼板焊成圓柱形筒,直徑1.2m,深0.8m。拌漿器由兩根橫梁支架在拌漿筒或坑上,拌漿器的豎軸下端安裝若干根攪棒,上端安一皮帶輪與動力機相連如圖2-2所求。
臥式拌漿器與立式拌漿器的結構原理相似。區別是拌漿筒斜臥,拌漿攪棒直接交叉安裝在主軸上。拌漿筒高的一頭頂部有加水加土口,低的一端底部有出漿嘴。
機械拌漿的方法是:邊加水、邊加土、邊攪拌。拌好后的泥漿放入儲蓄池內存放。機械拌漿速度快、效率高、質量好,再加上結構簡單,已普遍得到使用。4.3.3灌漿
灌漿是錐探灌漿施工中的重要環節,需要對灌漿壓力、操作方法、勞力組合問題處理、復灌遍數等方面全部掌握,才能保持灌漿工程的質量。
灌漿是用灌漿機通過管道抽吸儲漿池或灌漿筒內泥漿,加壓后由出漿管輸入錐孔。4.3.3.1灌漿機及管道 灌漿機又稱泥漿泵。灌漿機常用的有BW250/50型三缸泵和HB-15單缸泵以及PN離心泵等多種型式,均屬國家定型產品。
大型灌漿工程輸送泥漿管道分輸漿干管、支管、灌漿管(或進漿管)、插孔管四種。其中,干管一般用鋼管、尼龍管或直徑51—76mm五層膠布管;支管一般用直徑32mm四層膠布管,長10-30m;插管一般用上節直徑30mmm,下節直徑25mm的焊接鋼管,管長1m左右,距離管頂以下20cm處焊有一橫管,以便操作。4.3.3.2灌漿(1)灌漿壓力
灌漿壓力對灌漿質量影響很大,壓力小了灌不密實,壓力過大使堤頂遭受破壞。堤防灌漿壓力一般控制在98Kpa。(2)灌漿操作
先將插管插入灌漿孔0.4—0.8m,用手把插管周圍砸實封嚴,開始向孔內灌漿,待孔內空氣排出后再行封嚴,這時,壓力灌漿才算正式開始,記下灌漿時間。
在灌漿過程中要不斷檢查各管進漿情況,檢查的方法是看、摸、聽。就是先看膠管是否有蠕動現象,有蠕動現象表示進漿迅速。如看不出蠕動現象,再用手拿起摸一摸,如膠管有振動感,表明時漿仍很順利。如果膠管沒有振動感,且較輕軟,這是可把膠管放到耳朵附近聽一聽,是否有嗤嗤聲表示在進漿,如果沒有這種聲音,即表示在常壓下不進漿,這時需將其他一根或兩根灌漿管折死,以便增壓,使其繼續進漿。當增壓10分鐘后仍不進漿時,表示錐孔已灌滿,應停止增壓拔管換孔,同時記下時間。如進漿時間超過30分鐘,應計算進漿量。計算進漿量的方法是用單位時間的進漿量乘以進漿時間,單位時間進漿量是用灌漿機每分鐘出漿量除以出漿管的根數求得。一般泥漿泵每分鐘出漿量為0.03m3。錐探灌漿施工工藝流程圖如下:
錐探灌漿施工工藝流程圖
4.4.4在鉆進過程中采用稀濃度的泥漿,保證孔口壓力大于0.5kgf/cm2,待鉆孔鉆到設計孔深后,用泥漿泵向孔內注滿泥漿,提出鉆桿移到下一個孔施工。在整個施工過程中,由專人負責各灌漿孔的復灌及封孔工作,每一個孔復灌3次不吃漿時即進行封孔。
根據設計要求,采用分序鉆孔施工,先施工I序孔,再施工II序孔,最后施工III序孔。
5.質量保證體系及保證質量措施 5.1質量保證體系
建立三檢(自檢、抽檢、交接檢)質量體系,由項目經理負責,項目總工主抓,質檢部具體實施的質量管理體系;建立專職質檢工程師制度,落實責任到人。5.2保證質量措施
5.2.1在灌漿中應先對導孔和第一序孔輪灌,使用“少灌多得”的方法。開始時先用流動性稍大的稀漿灌注后逐漸加大到規定的泥漿濃度,繼續灌注。復灌時采用濃度較大的泥漿,待第一序孔灌漿結束后,再進行第二序孔灌漿,第二序孔灌漿結束后,再進行第三序孔灌漿。每次最大灌漿量按設計要求控制,每孔灌漿次數通過試驗確定,一般為3-5次。
5.2.2對吸漿量大的灌漿孔限制每次吸漿量,延長灌漿戎,堤防灌漿用小注入量,排量大的泵可同時灌注多孔。若已知洞穴很大,適量增加灌漿量和提高漿液稠度。5.2.3兩次灌漿間隔時間不少于5天。
5.2.4孔口壓力控制在4.9*10-Pa(0.5kgf/cm2)左右。最大灌漿壓力由施工前試驗確定。5.2.5每孔每次平均灌漿量,以孔深計,每米孔深控制在0.5—1.0m3,每孔灌漿次數應在3次以上。
5.2.6為減少堤身出現裂縫和冒漿,應先灌迎水側臨水排孔,再灌背水側排孔,最后灌中間排孔。
5.2.7錐孔應當天錐,當天灌,防止孔眼擱置時間長,孔隙堵塞,影響灌漿效果。5.2.8每孔灌漿時,必須一次連續灌滿。
5.2.9終孔標準:當漿液升至孔口,經連續復灌3次不再吃漿時,即可終止灌漿。
5.2.10封孔:當每孔灌完后,待孔周圍泥漿不再流動時,將孔內漿液取出,掃孔到底,用直徑2-3cm、含水量適中的粘土球分層回填搗實。
6.安全生產、文明施工及環境保護措施 6.1成立以項目經理、項目總工為核心的文明施工領導小組、安全生產與環境保護領導小組,質檢部中心試驗室等有關部門定期不定期進行檢查;
6.2建立專職檢查員制度,落實責任到人。開展文明施工競賽,針對施工中易出現安全隱患的工序,加強預防。