有关水利工程施工中高压喷射灌浆技术概论.doc

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1、最新【精品】范文 参考文献 专业论文有关水利工程施工中高压喷射灌浆技术概论有关水利工程施工中高压喷射灌浆技术概论 摘 要: 高压喷射灌浆技术是一项先进的防渗技术。具有施工速度快、成本低、结体强度大等特点。该技术在很大程度上提高了水工建筑体的防渗抗灾能力，对工程安全起到积极作用。本文集中介绍了高压喷射灌浆技术的分类及技术优势的基础上,重点介绍了高压喷射灌浆的机理、施工技术等内容。 关键词: 高压喷射灌浆；水利工程；施工技术 中图分类号： U445.55+2 文献标识码： A 文章编号： 前 言 高压喷射灌浆可以简称为“高喷灌浆”或者是“高喷”，它是一种采用高压水或高压浆液形成高速喷射流束，冲击、

2、切割、破碎地层土体，并以水泥基质浆液填充、掺混其中，形成桩柱或板墙状凝结体，用以提高地基防渗或承载能力的施工技术。本文仅从以下几个方面进行简要的分析论述。 1 高压喷射灌浆技术的分类 高压喷射灌浆可以根据所用管道数量的多少分为单管、双管、三管以及多管等几种基本的方法。顾名思义，单管法就是用单一的管路，双管法是用二重管或二列管，三管法是用三重管或三列管，多管法即使用多重管。他们不仅在所用管路的数量上有差别，而且所需介质也有不同。越是管路少的，所需的介质也越简单，越多越复杂。比如说单管法的介质只需要水泥的基质浆液即可，而双管法的介质则是水或水泥基质浆液，或是压缩的空气和水泥基质浆液。而三管法的介质

3、则是以上三种物质的混合物，并且他们的换置法也有区别。 2 高压喷射灌浆技术的优点 与其他技术相比，高压喷射灌浆不但工期短、价格低廉，而且工艺简单无公害，效果也十分明显。主要表现在以下几个方面： 可应用的范围广、适应的深度大。高压喷射灌浆技术所能处理的基础深度已达80m左右，而且还能适应所有的第4系地层。 可灌性和可控性好。高压喷射灌浆只要是在高压射流能破坏的地层的情况下都可以使用，因此，具有很强的可灌性。同时，这项技术还可以借助高压射流的机理，通过一系列的冲切掺搅等作用进行空间的填充和调整, 固结体形状易于控制，具有很好的可控性。 机动灵活。这是高压喷射灌浆技术的最大优点。它可以直接在地基的某

4、一深度建造符合设计要求的防渗体，而不需要对地基进行开挖。 连接稳固。高压喷射灌浆板墙的自身防渗体和周围的构筑物可以实现很好的、可靠稳固的连接。 高压喷射灌浆技术还具有较好的耐久性，不但设备简单、料源广阔，而且浆液集中、流失也比较少，同时管理也很方便。 3 高压喷射灌浆的机理 3.1 高压喷射灌浆的原理 3.1.1 冲切、掺搅的作用 高压喷射灌浆技术主要是借助于高压进行射流，主要是这几种工作的结合：“冲、切”“掺、搅”。“冲、切”即就是通过冲击和切割这种动作强烈的扰动，使浆液在自己所能冲射的范围之内扩散、充斥到四周的土层里。“掺、搅”即为掺混搅合。它是在前者的基础上，使各种浆液与土石粒充分地掺混

5、搅合在一起，并使其在硬化之后形成凝结体，以达到改变原来地层的结构和组合方式，并起到防渗的作用。 3.1.2 升扬、置换的作用 高喷在施工的时候，水、气和浆液是从喷嘴中喷射出来的。压缩的空气，不仅能给水和浆液形成一个包气层，使得他们能够射入离地层比较远的距离并且破坏地层结构，而且还将经过第一个作用后的土石碎屑和地层中的其他物质颗粒进行升扬作用，使得一部分细小颗粒随着浆液通过孔壁流出地面，通过水泥浆液的置换与剩下的颗粒搅拌混合凝固的功能。 3.1.3 挤压、渗透作用 高喷射流强度是和它的射流距离成反比的。射流距离越大，高喷射流的强度衰减也比较快速，至射流束末端，能量衰减很大，不能再去冲切地层，但它

6、还是会对有效射程边界的地层产生一定的挤压作用，并使部分浆液进入土粒之间的空隙。与此同时，在喷射结束之后，静压灌浆还是在进行着，这样不仅可以使周围的土体与凝结体更加紧密地结合，它的防渗功能也大大增强了。 3.1.4 位移、握裹作用 地层中那些体积比较小的块石，在能量强大的喷射作用下，再加上第2道工序的作用后，浆液最终会填满石块周围的空隙并产生握裹作用，形成连续的紧实的凝结体。如果遇到强大的冲击力，那些块石将会随之产生一定的松动和位移，浆液则会很快地充斥到四周的空隙中。 3.1.5 水楔效应 单喷射流充满土层时，由于喷射流的反作用力，产生水楔，喷射流在垂直喷射流轴线的方向上，楔入土体的裂隙或薄弱部

7、分中，这时喷射流的动压变为静压，使土体剥落，加宽裂隙。 3.2 凝结体的性能 高压喷射灌浆所形成的凝结体并不是特别规则，它与喷射的形式是有关联的，它的材料多是采用42.5 或52.5 的普通硅酸盐水泥。水利工程建筑物的地基在实施高喷施工时，对其防渗性和稳定性要求很高。而凝结体的防渗性能又主要取决于地层的组成成分和颗粒级配、施工方法、施工工艺以及浆液材料等等。 3.3 高喷凝结体的结构布置形式 为了保证高喷防渗墙的连续性，使各孔的凝结体在有效范围内牢固地连接在一起，重点在于如何选择结构布置形式和孔与孔之间的距离。高压喷射所形成的凝结体的喷射形式一般有旋喷、摆喷、定喷3种。喷射时不同的方法会形成不

8、同的形状。比如说，如果在提升的时候进行旋转，那么凝结体的形状就是圆柱体；如果是一边提升一边摆动，那么形成的凝结体的形状则为哑铃状；但是若只提升和定向喷射，则会形成板状的造型。在目前的水利工程建设中，一些大型的水工建筑物及堤防工程大多数都采用旋喷，中小型水工建筑物基本采用摆喷形式。 4 高压喷射灌浆技术的施工工艺 4.1 墙体位置的确定 在施工之前，应平整施工现场，按照图纸设计来布置灌浆轴线和孔位。认真检查各个地段是否平整，在有可能会发生事故的地方，采取措施进行控制，要在平整场地上对墙体中心线进行测量定位。同时要准备好包括高压泵、钻机等在内的机器设备。 4.2 喷灌管理 在这个阶段，一定要保证掘

9、进的速度和灌浆的压力、送气量的大小等，杜绝断浆现象的发生。要保证墙体均匀，如遇到管道堵塞等问题，应立即抢修；同时要做好质量检测工作，要准确、真实地记录检测的结果，并需要专门人员负责此事项。 4.3 钻孔 1）泥浆固壁回转（或冲击）钻进。在造孔的过程中，要做好各方面的充填堵漏工作，使孔内泥浆既能保持正常的循环，又能返出孔外，直到终孔，并使孔内充满泥浆，防止塌孔。 2）跟管钻进。在钻进的时候，应当注意保持钻机的垂直度，其偏斜率不得大于1%。并且是要一边钻进一边跟入套管，直至终孔。泥浆固壁的钻孔可以将喷射杆直接下入孔内，直至孔底；而套管跟进的钻孔在下入喷射杆后，需要拔出套管，才方便下一步工序的进行。

10、 4.4 高压喷射灌浆施工 在施工时所用的各技术参数都是有所区别的，可依据使用的高喷方法的不同而进行适当的改变，并且他们的提升速度也存在着不同之处，因为提升速度是影响高喷质量的主要因素。具体到工程施工中，其施工技术参数一般都通过进行现场灌浆试验来确定。一般情况下，在不同的地层类型下使用同一种施工方法时，它的水压、水流量、提升速度、浆压、浆流量等参数会有不同，而气压、气流量则变化不大。在确定提升的速度时，含粘粒比较多、比较密实的地层，其提升速度要慢一些，在比较松散的粉土、粉沙、沙砾层中可适当加快。同时还应注意，在高喷施工中发现孔内返浆量减少时也适宜放慢提升速度，防止喷体中出现夹层和断层。先序孔其提升速度可稍慢，后序孔相对来说是可以稍快一点的。 5 结语 高压喷射灌浆技术作为水工建筑物地基处理中常用和重要的工程措施，在软弱地质条件下进行加固、防渗效果良好。随着高压旋喷桩技术的广泛应用和发展，以及人们对其理论的研究和工程实践的不断积累，高压旋喷桩的施工技术会得到不断提高。-最新【精品】范文