摘要:高壓噴射灌漿施工技術廣泛應用在水工建筑物的地基加固及地基防滲工程中。在砂卵石地層(含漂石)采取高壓噴射灌漿進行地基加固、防滲處理,常用的回轉鉆鉆孔易塌孔、難以成孔,影響了高壓噴射灌漿防滲墻質量及施工進度。
關鍵詞:噴射灌漿;PVC管;靜壓回灌
中圖分類號:TV543 文獻標識碼:A文章編號:1674-0432(2012)-09-0274-1
1 工法特點
高噴造孔時利用跟管鉆進保護已鉆成孔道,有效地解決砂卵石地層(含漂石)中鉆孔易塌孔、難以成孔等問題。當造孔鉆至有效設計深度拔出鉆桿后,利用開孔PVC管進行護壁,有效地解決了拔出套管直至噴射灌漿完成孔壁的坍塌問題。噴射灌漿時,開孔的PVC管在高壓水的作用下可被擊穿破碎(壓力20~40MPa時),不影響高噴灌漿成墻質量。
2 適用范圍
砂卵石地層跟管鉆進PVC管護壁成孔高噴灌漿施工工法,適用于水工建筑物地基為砂卵石地層(含漂石)的加固及防滲工程中;砂卵石地層跟管鉆進PVC管護壁成孔高噴灌漿施工工法,適用于三重管法的各種結構形式的高噴灌漿水泥防滲墻。
3 工藝原理
3.1 施工工藝原理 高噴灌漿跟管鉆進PVC管護壁成孔技術在鉆孔時利用跟進的套管進行護壁,避免鉆孔時孔壁坍塌;在拔出套管至噴射灌漿完成時間段內,利用特制PVC管放入已完成鉆孔中進行護壁,避免了孔壁坍塌。
3.2 操作原理 高噴造孔在砂卵石地層(含漂石)施工,利用風動沖擊偏心跟管鉆具配套管靴及套管進行鉆孔施工。鉆進時偏心鉆頭在套管靴下部,鉆頭在風動作用下正循環(huán)作業(yè)鉆出比套管外徑大的鉆孔,鉆具同時錘擊套管靴,使套管與鉆孔同步跟進,保護已鉆成型孔,避免了孔壁坍塌。鉆孔施工完成后,偏心鉆具反轉收縮拔出,完成開孔PVC管(薄壁、質脆、易碎)的安放,拔出套管利用開孔PVC管進行護壁,直至噴射灌漿完成,避免了孔壁坍塌問題。噴射灌漿時,利用高壓水作用擊穿特制PVC管(壓力20~40MPa時),不影響高噴灌漿防滲墻質量。
4 施工工藝流程及操作要點
工藝流程為:場地平整、測定孔位、鉆機就位、套管跟進鉆孔、下PVC管、拔套管、高噴臺車就位、下噴射管、噴射與提升、靜壓回灌、沖洗、移機等工序。施工準備:根據現場情況,建好現場施工用的臨時設施、施工設備和材料,如供水、供電線路、鉆機、鉆桿、套管及PVC管等檢查及準備。測量定孔位:定孔位,用竹簽或鋼筋固定,標孔號、序號,妥善保護,對全部鉆孔統(tǒng)一編號。軸線上的每一拐點設一固定標志樁。
4.1 護壁成孔
(1)利用風動沖擊偏心跟管鉆具配套管靴及套管進行鉆孔施工。鉆進時偏心鉆頭在套管靴下部,鉆頭在風動作用下正循環(huán)作業(yè)鉆出比套管外徑大的鉆孔,鉆具同時錘擊套管靴,使套管與鉆孔同步跟進,保護已鉆成型孔。(2)開鉆前,將連接好的潛孔及鉆頭放入帶有套管靴的套管內,讓偏心鉆頭伸出套管靴,輕壓正轉張開偏心鉆頭。(3)鉆進時,輕壓慢鉆,隨時觀察鉆機的工作情況,詳盡記錄鉆孔時間、孔序、孔深、地層變化等情況,及時發(fā)現問題并糾正,鉆至設計有效深度。(4)工作氣壓控制在0.45~0.7MPa,根據鉆孔深淺,需滿足潛孔沖擊器的正常工作,壓力不易過大;根據地層性質及設備功能參數等控制轉速,一般選為20~40r/min范圍內。(5)觀察套管跟進及孔內排粉、排渣情況,每鉆進0.5~1m,稍提起鉆具,強力吹孔排渣一次。加接鉆桿的同時需加接套管。(6)為保證鉆頭齒刃能與巖石緊密接觸,克服沖擊器的反彈力,為有效地傳遞來自沖擊器的沖擊力,一般在1.5~4KN。施加在潛孔錘上的軸壓根據地層不同加以選擇:較堅硬巖層為3~4kN,較軟地層為1.5~3kN。(7)鉆進結束或需要更換中心鉆具時,先清除孔底殘渣。鉆頭輕壓孔底,鉆頭反轉收攏。中心鉆具緩慢向上提動,如上升較順利,則說明鉆頭已順利收攏。否則再次清孔,鉆頭收攏后緩慢上提。
4.2 放入開孔PVC管進行護壁 (1)鉆至設計有效深度后,拔出鉆桿。
(2)開孔PVC管孔徑大于噴射管外徑20mm,施工前應進行擊穿試驗。
(3)使用鋼鋸把每節(jié)開孔PVC排水管的一側端頭鋸出不小于45度角的尖頭,PVC管孔口相連時,將鋸有尖頭的一端插入另一根未鋸尖頭的一端,使PVC排水管相連準確、牢固,然后使用膠帶纏繞裹緊連接處(普通透明膠帶即可)。
(4)把提前制備好的開孔PVC管連續(xù)放入鉆孔內進行護壁。當鉆孔深度比較深(超過6m時),制備好的開孔PVC管不易整根放入鉆孔內,操作人員需在孔口位置邊下放PVC管邊進行連接,開孔PVC管相接要仔細、牢固、嚴密。
4.3 拔套管
(1)采用拔管器拔管(拔管順利時也可使用鉆機配合拔管),套管拔出后,清洗堆放整齊,可重復使用。(2)拔管時,盡量減少振動,一次起拔一根,起拔要小心勻速。(3)套管起拔完成后,孔口使用廢棄水泥袋進行堵塞、覆蓋,并作好標記,以防止成孔內進入異物。
5 高噴灌漿操作要點
5.1 下噴射管 鉆孔經驗收合格后,即可進行高噴臺車就位,噴射管對準孔口中心,連接好風、水、漿、電等設施,并接通管線,檢查各類泵和輸出送管路上有壓力表是否完好。
5.2 制漿要求 (1)高噴灌漿漿液使用水泥漿。宜采用普通硅酸鹽水泥,嚴禁使用過期的和受潮結塊水泥,水泥強度及質量需滿足設計及GB175規(guī)范要求。(2)高噴灌漿用水應符合DL/T5144混凝土拌和用水要求。(3)當需要減緩水泥漿液沉淀速度、保持良好的可噴性及提高漿液的穩(wěn)定性時,可在其內加入3%~5%水泥重量的膨潤土和3%~5%膨潤土重量的碳酸鈉。膨潤土和碳酸鈉添加料先在容器內稀釋攪拌均勻,然后倒入水泥漿液內再攪拌均勻。稀釋膨潤土和碳酸鈉的用水量應計入總用水量內,膨潤土和碳酸鈉重量應計入總用灰量內。(4)當需要提高墻體的抗?jié)B性能時,可在水泥漿液中摻入2%~4%水泥重量的水玻璃。砂卵石地層地下水流動性一般都比較大,可在水泥漿液中加入2%~4%水泥重量水玻璃速凝劑。
5.3 噴射灌漿
(1)噴漿作業(yè)前,應進行地面試噴,并調好擺噴角度,下管過程中可用薄膠帶包裹噴嘴以防堵塞。(2)地面試噴壓力達到規(guī)定值時,檢查高壓射流壓力、噴嘴形狀和直徑、高壓管路和高壓泵系統(tǒng)工作是否正常。檢查供氣、水和供漿系統(tǒng)及管路是否暢通。
作者簡介:蔣丹丹(1984-),女,畢業(yè)于長春工程學院,就職于吉林省鑫磊建設集團公主嶺分公司。