2010-10-08 16:12 來源于網絡 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
近幾年來,隨著高噴理論、工藝方法及設備條件的不斷改進和完善,在含大顆粒的砂卵石層中構筑連續(xù)的高噴截滲墻已不是一件難事,成功的工程實例也日益增多。但也不容否認,目前在此類地層中所采取的施工工藝方法仍不盡完善,尚存在一些缺點和不足之處。如施工時與之配套的鉆孔設備,工藝落后,在砂卵石層中的鉆進工效基低,工期的延誤現(xiàn)象繁多,項目工程的工期履約率難以保證;構成的截滲墻體連續(xù)性及密實性差,墻體質量缺陷較多,在有些工程中,截滲墻體甚至無法達到設計預期的防滲要求。
如何在砂卵石層中優(yōu)質、快捷的構筑高噴截滲墻呢?作者結合以往眾多的工程實踐,將一些施工經驗歸納如下:
一、施工前應進行必要的現(xiàn)場試驗,以完善施工設計
1.根據(jù)試驗,確定合理的墻體結構形式。高噴截滲墻的結構形式主要分為兩擺結合、旋擺結合及兩旋結合,在同等條件下,各自具有不同的優(yōu)缺點。通過對施工效果及工程造價等因素的綜合考慮,實驗時宜選旋擺結合的結構形式。
根據(jù)設計要求,若最終采用兩擺結合的施工方案時,為了減少鉆孔偏斜對墻體搭接效果的影響,其板墻搭接方式的選擇宜遵循如下原則:(1)采用折線搭接;(2)噴射中線與防滲軸線的最佳夾角為25°~30°。
2.確定施工參數(shù)。由于被處理對象地質條件各異,既使同類地層其卵石粒徑大小、級配、含泥量多少、孔隙度等地層參數(shù)也各不相同,所以說高噴施工參數(shù)的選擇不能完全照搬其他同類工程應通過現(xiàn)場實驗決定。這是成功構筑高噴截滲墻的關鍵。
二、用風動潛孔跟管鉆進技術,提高在砂卵石層中的鉆孔效率
風動潛孔跟管鉆進技術源于國外的Odex工法,它不僅使用了潛孔錘造孔,同時解決了套管跟進問題,與國內傳統(tǒng)的泥漿護壁回轉鉆進和沖擊鉆進的方法相比,其具有鉆進效率高(5倍~8倍)、鉆孔質量好、孔內事故少等優(yōu)點。是一種施鉆砂卵石層較為理想的方法。根據(jù)以往的施工經驗,具體施工時也應注意如下幾點:
1.不可盲目追求鉆孔進尺。在砂卵石層使用潛孔錘造孔時,鉆進效率高,這時不可盲目加大給進壓力以追求進尺,應隨時注意孔口上返巖屑情況,及時調整鉆壓及其他鉆進參數(shù),防止因巖屑產生過多來不及返出而造成人為卡鉆事故,影響鉆孔工效。
鉆進過程中若遇較大粒徑的塊石體時,且不可強行跟進,應采用搗、打相結合的方法,防止套管卡死在孔內,造成廢孔。在實際施工時,鉆進參數(shù)可參考如下:
(1)鉆速:控制在15~25r/min之間,一般情況下不宜用高轉速,轉速太高會導致偏心鉆頭加速磨損及鉆桿脫扣。
。2)鉆壓:一般鉆壓控制在15~20KN,進尺太快,應降壓鉆進,施于沖擊器的鉆壓最低以沖擊器工作時不產生反跳為宜。
。3)風壓:一般不應超過1.0Mpa,以滿足沖擊器工作壓力為準。
(4)風量:一般有8m3/min既可,在特殊情況下,如處理事故,強風吹孔時,應能達到10m3/min。
2.深孔(孔深>15m)鉆進時,新舊套管不宜混用。
在施工中,為了減少管材消耗,節(jié)約工程成本,護壁套管往往都是多批次、無定期的疲勞使用,部分舊套管的外壁及絲扣在使用過程中已受到不同程度的磨損,在進行深孔鉆進時,隨著鉆孔深度的增加,套管外壁所承受的磨擦阻力及管體底部受到的沖擊拉力也隨之增大,若新舊套管混用,在孔內發(fā)生脫絲及斷管的機率也會增大,將極大影響成孔效率。
3.嚴格控制鉆孔偏斜。在高噴施工中,鉆孔偏斜是影響墻體可靠搭接的關鍵因素。施工時可采用如下措施以防止鉆孔發(fā)生偏斜:(1)鉆機就位后,應墊穩(wěn)及調整鉆機,使開孔鉆具始終保持在鉛錘狀態(tài)。 (2)開孔鉆具應采用大一級鉆具,在鉆至卵石層后要反復上下活動,避免回填土中的礫石造成鉆孔偏斜。(3)下入跟進套管并用水平尺反復校對垂直度,如明顯有偏斜,則拔出后填入砂礫石料而后重新在原處開孔。(4)鉆進中發(fā)現(xiàn)套管有偏斜現(xiàn)象,應全部拔出重新開孔。(5)進口跟管鉆機(如SM-400),應啟用自動糾偏系統(tǒng)。
4.把握好兩序孔間的施工間隔。按分序加密的原則,高噴孔多分為兩序孔施工。在前一次序孔高噴施工結束后,合理確定下一次序孔的開孔時間尤為重要。若開孔時間過早,鉆孔時釋放入地層內的高能量的壓縮空氣,極可能會破壞前一次序孔已形成的但強度尚很低的水泥墻體,若開孔時間過晚,原以擴散到孔周圍的水泥漿體已具有了較高的凝結強度,將會增加跟管鉆進的難度。一般以6~12天為宜。
5.采用帶徑向條縫的特制PVC塑料管護壁。砂卵石層一般漏失量較大,若采用傳統(tǒng)的泥漿護壁工藝,需用大量的塑性漿液,護孔成本高,且噴孔時,由于漿液的串冒,塌孔嚴重,成孔率低。采用此類特制的PVC管護壁,護孔效果好,且此管在高壓射流束的強力沖擊作用下極易破壞,不會影響噴射質量。
三、高壓噴射灌漿施工要點
1.合理進行回漿利用;貪{利用就是在噴漿的同時把孔內返出的漿液進行回收、凈化,然后根據(jù)回漿比重再次配漿灌注,這樣可大大減少漿材的用量,降低工程成本。但在粉細顆;蚰噘|含量較高的層段,凈化系統(tǒng)對混在漿液中的泥質及粉細砂的凈化分離效果是很差的,凈化后的漿液其實是泥質、水泥及粉細砂組成的混合漿液,回漿比重的測讀不能真實反映水泥的含量,若直接按此讀數(shù)配制漿液將難以保證施工質量。因此在此層段不宜進行回漿利用。
2.不應忽視孔口補漿工作?卓谘a漿既是在噴漿結束后,通過送漿管路及時向孔內補充地層漏失的漿液。它是噴漿的最后一道工序,也是平時施工中易被忽視的一道工序。此道工序做的好壞在密實、漏漿小的地層(如砂層、土層)中影響不大,但在砂卵石層中,由于地層的透水性很強漏漿較為嚴重,其將直接關系著上部墻體成墻的好壞。所以在噴漿結束后,應安排專人在孔口內補充濃漿,直至漿面不下降為止。
3.返漿不正常的處理。在設備及施工參數(shù)均正常的情況下,孔口返漿不正常主要有兩種原因,一是地層漏漿,二是相鄰孔串漿。施工時對于孔口返漿不正常的孔段根據(jù)實際情況我們采用不同措施進行處理:(1)孔口不返漿:停提靜噴;降低水壓,但漿壓、風壓、進漿量不變,可孔口加砂或摻加速凝劑;可提動噴管5cm以防止卡管;上述措施返漿后,將水壓及其他參數(shù)調整正常,再正常提升。(2)有返漿,但不正常的孔段,采取間歇提升的方法,返漿正常后,正常噴射。(3)本孔不返漿,而鄰孔返漿時,各參數(shù)不變,正常提升。(4)針對有些含砂量很小的卵礫石層,也可采用在套管中預先灌入黏土砂漿的方法以解決地層的漏漿問題。
四、通過鉆噴施工進一步認識地層,以指導后續(xù)施工
1.風動潛孔跟管鉆進過程中認識地層。(1)根據(jù)孔內上返巖屑的顆粒,可以了解地層中卵石磨圓性的好壞、含砂量的多少及地層的大致分層情況。(2)根據(jù)孔口返水顏色的變化,可以了解地層含泥量的大小。(3)地層中若存在大的塊石體時,跟管鉆進速度會變慢,且成孔后起拔套管的難度加大。(4)滲透性好的地層,在Ⅰ序孔鉆噴結束后,Ⅱ序孔的水泥結石較多,鉆進速度也會變慢,鉆材消耗嚴重。
2.高噴施工過程中認識地層。(1)孔口不返漿、漏漿嚴重或相鄰孔串漿的孔段,表明該處地層空洞大、孔隙高、滲透性好。(2)噴孔時卡管、埋管現(xiàn)象較多的孔段,表明該處地層松散、塌孔嚴重。(3)Ⅰ序孔噴漿后,若相鄰孔漏漿現(xiàn)象減少,孔口返漿趨于正常,則表明Ⅰ序孔施工已在一定程度上達到充填地層空隙改善地層的效果。
參考文獻:《水利水電施工技術》
《水工混凝土施工驗收規(guī)范》
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