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        水利工程中灌漿施工技術(shù)探索

        2012-12-28 12:26:25劉鋒
        關(guān)鍵詞:原漿水玻璃水泥砂漿

        劉鋒

        (湖南明誠(chéng)水利水電工程有限公司,湖南 益陽(yáng) 413000)

        灌漿按其作用可分為帷幕灌漿、固結(jié)灌漿、回填灌漿、接觸灌漿、接縫灌漿、補(bǔ)強(qiáng)灌漿和裂縫灌漿等;按灌漿材料可分為水泥灌漿、黏土灌漿、瀝青灌漿及化學(xué)材料灌漿等。

        1 灌漿材料與灌注漿液

        灌漿工程中所用的漿液是由主劑 (原材料)、溶劑(水或其他溶劑)及各種外加劑混合而成。通常所說(shuō)的灌漿材料,是指漿液中所用的主劑。根據(jù)所制成的漿液狀態(tài)的不同,灌漿材料可分為兩類:一類是粒狀灌漿材料,所制的漿液其固體顆?;旧咸幱诜稚⒌膽腋顟B(tài),為懸濁液;另一類是化學(xué)灌漿材料,所制成的漿液是真溶液。

        1.1 灌漿材料

        水泥。灌漿工程使用哪一種規(guī)格和品牌的水泥,要依據(jù)灌漿所需要達(dá)到的要求以及周圍腐蝕強(qiáng)度的大小來(lái)決定。通常,一般的硅酸鹽以及大壩水泥就能滿足需要,如果要酸性較強(qiáng)的情況,也可特別注意選擇有抗酸能力的水泥,確定實(shí)際標(biāo)準(zhǔn),并獲得監(jiān)理工程人員許可。

        回填灌漿、帷幕灌漿和固結(jié)灌漿水泥強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于32.5 MPa,壩體接縫灌漿不應(yīng)低于42.5 MPa.

        帷幕灌漿和壩體接縫灌漿對(duì)水泥細(xì)度的要求為通過(guò)80μm方孔篩的篩余量不宜大于5%;當(dāng)壩體接縫張開(kāi)度小于0.5 mm時(shí),對(duì)水泥細(xì)度的要求為通過(guò)71μm方孔篩的篩余量不宜大于2%。

        水泥一定要符合生產(chǎn)和使用條件,過(guò)期或者受潮放置的水泥杜絕續(xù)用。如果水泥質(zhì)地較細(xì),要注意降低存放時(shí)間,杜絕受潮。

        1.2.黏土和膨潤(rùn)土

        黏土。粘土容易和水結(jié)合,容易分散,如果想塑造,其穩(wěn)定情況也比較可靠。

        膨潤(rùn)土。水泥中摻入適量膨潤(rùn)土,其量控制在水泥的2%到3%這個(gè)范圍,能夠達(dá)到穩(wěn)定的效果,進(jìn)而漿液的形狀更加可靠,析水的情況受到控制,私粒成分大于40%,液限大于等于100,確定其塑性能力在30以上,50以下。

        1.3 其他材料

        用以灌注大裂隙和溶洞時(shí),經(jīng)常用水泥砂漿或水泥貓土砂漿。根據(jù)灌漿需要,可在水泥漿液中加入下列外加劑:速凝劑,如水玻璃、氯化鈣、三乙醇胺等;減水劑,如萘系高效減水劑、木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑等;穩(wěn)定劑,如膨潤(rùn)土及其他高塑性黏土等;其他外加劑。能夠和水相溶的添加劑,使用時(shí)注意在水的溶液形式時(shí)填入,主成分與添加劑的配合形式和配合數(shù)量也要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)定結(jié)果以及當(dāng)場(chǎng)的局部試驗(yàn)來(lái)最終決定。

        灌注漿液

        水泥漿

        純水泥漿液的攪拌時(shí)間,使用普通攪拌機(jī)時(shí),應(yīng)不少于3 min;使用高速攪拌機(jī)時(shí),宜不少于30s,漿液在使用前應(yīng)過(guò)篩,自制備至用完的時(shí)間宜少于4h。水泥漿的配比一般為水:水泥=10:1~10:0.5。

        黏土漿

        黏土漿有兩種配制方法:第一,把一定數(shù)量的水和土綜合起來(lái),通過(guò)一定的攪拌過(guò)程得到需要的漿液。第二,把粘土根據(jù)配合得到具有實(shí)際濃度的原漿,將這部分原漿和水組成的漿液混合起來(lái)。

        一般情況下原漿的配制按以下程序進(jìn)行:

        浸泡崩解。把粘土浸入水中,發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng),變成泥。

        拌制黏土原漿。完成浸水過(guò)程并發(fā)生變化的泥通過(guò)泥漿攪拌裝置,通過(guò)水的添加,形成濃度過(guò)關(guān)的粘土原漿。

        水泥黏土漿

        由于水泥、粘土各有其優(yōu)缺點(diǎn),將其混合在很大程度上可互補(bǔ)其缺點(diǎn),成為良好的灌注漿液。水泥與黏土的比例一般為1:1~1:4,水與干料的比例一般為3:1~1:1,由于材料品種、性能及其作用不同.正確的配比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

        水泥砂槳及水泥黏土砂槳

        水泥砂漿。在縫隙較大,地下,溶洞環(huán)境或者巖石條件,對(duì)灌漿的要求較為特殊,通常使用水泥砂漿的辦法,這種灌注溶液粘稠度較大,不會(huì)無(wú)辜浪費(fèi),并且粘合力較大,一旦成型,持久性較強(qiáng),滲漏情況能得到很好控制,在這種成分中,水的含量最好小于水泥,不然容易發(fā)生沙子沉積。為了使沉積較好控制,可添加少量膨潤(rùn)土、塑化劑、粉煤灰等。

        水泥黏土砂漿。水泥砂漿中的成分水泥是形成凝固,加強(qiáng)硬度的重要成分,而粘土能夠輔助穩(wěn)定,而沙子起到填充效果,想要完成水泥砂漿的制作,通常沙子成分要最后形成。

        水泥水玻璃漿

        水泥漿中加入水玻璃,有兩種作用:一是將水玻璃作為速凝劑,促使?jié){液凝結(jié);二是作為漿液的組成成分。水玻璃與水泥漿中的氫氧化鈣起作用,生成具有一定強(qiáng)度的凝膠體~水化硅酸鈣。水泥漿隨水玻璃的加入量的增加而凝結(jié)時(shí)間逐漸縮短,當(dāng)超過(guò)一定比值后,凝結(jié)時(shí)間隨水玻璃加入量的增加轉(zhuǎn)變?yōu)橹饾u延長(zhǎng)。

        2 灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

        2.1 灌漿施工技術(shù)在巖溶地區(qū)的應(yīng)用

        在巖溶地域完成工作有兩種分別,一個(gè)是巖溶不存在填充物完成的工作,另一個(gè)是具備填充物,這兩類工作通常如果有填充物的地方,技術(shù)性的需求更強(qiáng)。

        使用高壓灌漿技術(shù)對(duì)巖溶地區(qū)實(shí)施基礎(chǔ)灌漿。如果填充物想達(dá)到最好效果,通常在此特征的地方會(huì)特殊強(qiáng)調(diào)選擇高壓水泥灌漿,能夠達(dá)到更穩(wěn)定,更防水的效果,此外,高壓灌漿辦法水泥進(jìn)入到土結(jié)構(gòu)時(shí)的形狀通常是條形的,而在進(jìn)入到土地之后,水泥逐漸相互結(jié)合,變成能夠相互扶持的網(wǎng)的狀態(tài),所以,這種辦法下的地基更能抗擊劈裂,這樣一來(lái)土的穩(wěn)定性得到很好提升。

        使用高壓旋噴灌漿技術(shù)對(duì)巖溶地區(qū)實(shí)施基礎(chǔ)灌漿。高壓旋噴灌漿技術(shù)是依靠機(jī)械鉆機(jī)能深入地下的特點(diǎn),在鉆機(jī)的頭部安裝特殊的噴嘴,利用高壓泵將水泥漿從鉆機(jī)頭部的特殊噴嘴噴射出去,在噴射水泥漿的過(guò)程中對(duì)原有的土層進(jìn)行了破壞,與此同時(shí),高壓鉆機(jī)的頭部一邊向上提出,一邊高速旋轉(zhuǎn),使得噴射出的水泥漿能與被破壞的土層形成混合攪拌物,待水泥攪拌物凝固了之后就會(huì)在巖溶地區(qū)形成一個(gè)比較結(jié)實(shí)的柱體,從而加固了工程的地基。

        使用基礎(chǔ)灌漿技術(shù)對(duì)淺層含巖溶地區(qū)實(shí)施基礎(chǔ)灌漿。淺層地區(qū)的巖溶水平程度也不算太深,要把沙土清理之后,用水泥砂漿完成從前地區(qū)的回灌工作,使灌注達(dá)到相應(yīng)效果。

        2.2 針對(duì)吸漿加大的水利工程的灌注方法

        對(duì)于巖縫灌漿工作,可能發(fā)生吸漿的問(wèn)題,巖縫成為一個(gè)無(wú)底洞,再多的水泥漿也不可保證填充完整,這時(shí)一味灌注已經(jīng)不能解決問(wèn)題,要采取別的方法。

        速度的限制。放慢流入巖縫的速度,使單位時(shí)間通過(guò)的體積有所下降,通常,把速度控制在一分鐘10升到15升左右,限制速度是為了降低流動(dòng)的速度,當(dāng)速度降低之后,凝結(jié)則更容易發(fā)生,泥漿更利于沉淀。

        降低壓力,完成處理,這種方法與上述所說(shuō)的方法雖然控制的因素不同,但都為了降低速度,維持緩慢流動(dòng)的情態(tài),速度的下降給了砂漿凝固的機(jī)會(huì),而流動(dòng)停止時(shí)再加大壓力,根據(jù)一般的工作辦法完成灌漿,可達(dá)到同樣效果。

        多次灌漿,這種灌漿工藝使得灌漿過(guò)程有一個(gè)緩沖,每次灌漿中間停一小會(huì)兒,然后再開(kāi)始灌注,這種灌注辦法持續(xù)進(jìn)行,具體停滯多久時(shí)間需要根據(jù)縫隙大小,工程進(jìn)度來(lái)確定,但通常灌注時(shí)間要控制在8小時(shí)以內(nèi)。

        結(jié)語(yǔ)

        時(shí)間在變,遇到的實(shí)際情況在發(fā)生變化,也要根據(jù)具體需要來(lái)選擇、創(chuàng)新、完善施工辦法,使最令人滿意的工程出現(xiàn)。

        [1]鐘漢華.城市水利工程施工技術(shù) .2008

        [2]鐘漢華.水利水電工程施工技術(shù) .2004

        [3]何佩德.小型水利工程施工 .1995

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