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砂卵石層中高噴截滲墻幾點認(rèn)識

2010-10-08 16:12  來源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯】

  近幾年來,隨著高噴理論、工藝方法及設(shè)備條件的不斷改進(jìn)和完善,在含大顆粒的砂卵石層中構(gòu)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(rèn),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(shè)備,工藝落后,在砂卵石層中的鉆進(jìn)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(gòu)成的截滲墻體連續(xù)性及密實性差,墻體質(zhì)量缺陷較多,在有些工程中,截滲墻體甚至無法達(dá)到設(shè)計預(yù)期的防滲要求。

  如何在砂卵石層中優(yōu)質(zhì)、快捷的構(gòu)筑高噴截滲墻呢?作者結(jié)合以往眾多的工程實踐,將一些施工經(jīng)驗歸納如下:

  一、施工前應(yīng)進(jìn)行必要的現(xiàn)場試驗,以完善施工設(shè)計

  1.根據(jù)試驗,確定合理的墻體結(jié)構(gòu)形式。高噴截滲墻的結(jié)構(gòu)形式主要分為兩擺結(jié)合、旋擺結(jié)合及兩旋結(jié)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(jié)合的結(jié)構(gòu)形式。

  根據(jù)設(shè)計要求,若最終采用兩擺結(jié)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(zhì)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(yīng)通過現(xiàn)場實驗決定。這是成功構(gòu)筑高噴截滲墻的關(guān)鍵。

  二、用風(fēng)動潛孔跟管鉆進(jìn)技術(shù),提高在砂卵石層中的鉆孔效率

  風(fēng)動潛孔跟管鉆進(jìn)技術(shù)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(jìn)問題,與國內(nèi)傳統(tǒng)的泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和沖擊鉆進(jìn)的方法相比,其具有鉆進(jìn)效率高(5倍~8倍)、鉆孔質(zhì)量好、孔內(nèi)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(jīng)驗,具體施工時也應(yīng)注意如下幾點:

  1.不可盲目追求鉆孔進(jìn)尺。在砂卵石層使用潛孔錘造孔時,鉆進(jìn)效率高,這時不可盲目加大給進(jìn)壓力以追求進(jìn)尺,應(yīng)隨時注意孔口上返巖屑情況,及時調(diào)整鉆壓及其他鉆進(jìn)參數(shù),防止因巖屑產(chǎn)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(jìn)過程中若遇較大粒徑的塊石體時,且不可強(qiáng)行跟進(jìn),應(yīng)采用搗、打相結(jié)合的方法,防止套管卡死在孔內(nèi),造成廢孔。在實際施工時,鉆進(jìn)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(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速太高會導(dǎo)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(jìn)尺太快,應(yīng)降壓鉆進(jìn),施于沖擊器的鉆壓最低以沖擊器工作時不產(chǎn)生反跳為宜。

 。3)風(fēng)壓:一般不應(yīng)超過1.0Mpa,以滿足沖擊器工作壓力為準(zhǔn)。

 。4)風(fēng)量:一般有8m3/min既可,在特殊情況下,如處理事故,強(qiáng)風(fēng)吹孔時,應(yīng)能達(dá)到10m3/min。

  2.深孔(孔深>15m)鉆進(jìn)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(hù)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(jìn)行深孔鉆進(jìn)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(nèi)發(fā)生脫絲及斷管的機(jī)率也會增大,將極大影響成孔效率。

  3.嚴(yán)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(guān)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(jī)就位后,應(yīng)墊穩(wěn)及調(diào)整鉆機(jī),使開孔鉆具始終保持在鉛錘狀態(tài)。 (2)開孔鉆具應(yīng)采用大一級鉆具,在鉆至卵石層后要反復(fù)上下活動,避免回填土中的礫石造成鉆孔偏斜。(3)下入跟進(jìn)套管并用水平尺反復(fù)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(jìn)中發(fā)現(xiàn)套管有偏斜現(xiàn)象,應(yīng)全部拔出重新開孔。(5)進(jìn)口跟管鉆機(jī)(如SM-400),應(yīng)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(jié)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(nèi)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(qiáng)度尚很低的水泥墻體,若開孔時間過晚,原以擴(kuò)散到孔周圍的水泥漿體已具有了較高的凝結(jié)強(qiáng)度,將會增加跟管鉆進(jìn)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(hù)壁。砂卵石層一般漏失量較大,若采用傳統(tǒng)的泥漿護(hù)壁工藝,需用大量的塑性漿液,護(hù)孔成本高,且噴孔時,由于漿液的串冒,塌孔嚴(yán)重,成孔率低。采用此類特制的PVC管護(hù)壁,護(hù)孔效果好,且此管在高壓射流束的強(qiáng)力沖擊作用下極易破壞,不會影響噴射質(zhì)量。

  三、高壓噴射灌漿施工要點

  1.合理進(jìn)行回漿利用;貪{利用就是在噴漿的同時把孔內(nèi)返出的漿液進(jìn)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(xì)顆;蚰噘|(zhì)含量較高的層段,凈化系統(tǒng)對混在漿液中的泥質(zhì)及粉細(xì)砂的凈化分離效果是很差的,凈化后的漿液其實是泥質(zhì)、水泥及粉細(xì)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(zhì)量。因此在此層段不宜進(jìn)行回漿利用。

  2.不應(yīng)忽視孔口補(bǔ)漿工作?卓谘a(bǔ)漿既是在噴漿結(jié)束后,通過送漿管路及時向孔內(nèi)補(bǔ)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(qiáng)漏漿較為嚴(yán)重,其將直接關(guān)系著上部墻體成墻的好壞。所以在噴漿結(jié)束后,應(yīng)安排專人在孔口內(nèi)補(bǔ)充濃漿,直至漿面不下降為止。

  3.返漿不正常的處理。在設(shè)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(jìn)行處理:(1)孔口不返漿:停提靜噴;降低水壓,但漿壓、風(fēng)壓、進(jìn)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(diào)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(yù)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(jìn)一步認(rèn)識地層,以指導(dǎo)后續(xù)施工

  1.風(fēng)動潛孔跟管鉆進(jìn)過程中認(rèn)識地層。(1)根據(jù)孔內(nèi)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(jìn)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(jié)束后,Ⅱ序孔的水泥結(jié)石較多,鉆進(jìn)速度也會變慢,鉆材消耗嚴(yán)重。

  2.高噴施工過程中認(rèn)識地層。(1)孔口不返漿、漏漿嚴(yán)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(yán)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(dá)到充填地層空隙改善地層的效果。

  參考文獻(xiàn):《水利水電施工技術(shù)》

  《水工混凝土施工驗收規(guī)范

延伸閱讀:卵石 施工 設(shè)計
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