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摘要:我国诸多河道工程的堤坝都很容易发生漏水、渗水等问题,这些问题的存在不仅会导致基础结构的强度显著下降,也会使一些断裂部位的填充物发生变形,长此以往,必定会引发十分严重的后果。因此,有必要加强对河道堤防的防渗加固处理。高喷灌浆技术作为当前在河道堤防防渗加固中应用比较广泛的技术之一,应当对其应用效果引起高度重视。本文笔者就针对高喷灌浆在河道堤防防渗加固中的应用进行了分析和研究。
关键词:高喷灌浆;河道堤防;防渗加固;应用
现阶段,高压喷射灌浆技术在我国诸多工程领域的应用都非常广泛,其不仅能有效提升工程建设的整体质量,同时还能实现建筑地基强度的进一步增强,防止工程出现沉陷等问题,此外,高喷灌浆技术在堤坝防渗工程、地下工程建设中的应用也是十分常见的。对于高喷灌浆技术在河道堤防防渗加固工程中的应用来说,首先必须制定科学合理的防渗方案,采取适当的施工工艺,并在施工过程中加强对高喷灌浆技术的有效控制,这样才能达到较好的防渗加固效果。
一、高喷灌浆法的概述
(一)高喷灌浆法的工艺原理
高压喷射灌浆技术主要是借助压缩空气对高压喷射水流的包裹,使水流在喷射过程中对土体产生较大的冲击力,并利用低压灌浆泵灌注进一定的浆液,使浆液随着气射流、高压水被带入,与被搅动的土体形成一种混合型的固体物,进而实现对原始土体结构的改造,并以墙体、矮桩等形式呈现,最终达到提升基础结构整体承载性能或以及防渗的目标。在实际应用高喷灌浆技术的时候,应当注重对旋喷柱直径的合理控制,一般情况下,采用50-70厘米的直径最佳。
(二)高喷灌浆法的功能
高压喷射灌浆法在实际运用中的主要功效包括以下几个方面:第一是压密功效,高压喷射流在对土体进行切割的时候,往往会在破碎土体的周围产生一些压力,这些压力直接作用于土层,可实现对土层的压实,从而使高喷桩周边结构的抗压强度得到有效提升。第二是渗透固结与填充功效,在高压喷射灌浆技术应用过程中所采用的高压浆液,可对土体结构中存在的缝隙进行填充和析水固结,此外,还可与砂层相结合形成固结物。第三是置换功效,置换法又被称作三重管高喷法,其高速度的喷射水流不仅能实现对土体的分割,还能借助压缩空气把一些已经切割完成的土颗粒排到灌浆孔之外,当土颗粒完全排出之后,剩下的空间可利用浆液进行填补。第四是混合搅拌功效,当操作人员在提升以及转动钻杆的时候,喷射流后方会出现缝隙,由于受到喷射压力的作用,会促使土颗粒朝着和喷嘴移动的相反方向不断移动,最终与浆液搅拌在一起,形成一种混合的固体物。
(三)高喷灌浆法的主要类型
根据喷射介质的差异性,可将高喷灌浆技术划分为三管法、二管法与单管法三类,当前实践中应用较为频繁的是三管法,所谓三管法,指的就是分别对浆、气、水三种介质进行运输的灌浆管,在应用三管法的时候,可将周边环绕的气流以及高压水射流进行同时喷射,从而实现对土体结构的冲击破坏,在高压水流喷嘴的周边可添加圆筒形式的空气流,达到气、水同时喷射的目标,降低周边物质和喷射水流之间的相互摩擦,同时还能避免水流出现早期雾化现象,使水射流的冲击分割效果得以增强。当喷嘴在一边上升一边喷射的过程中,会在地基结构中产生负压区域,随着高压浆液对空隙的不断填充,将会使地基结构中产生具有较高强度和较大直径的固结物。
二、高喷灌浆在河道堤防防渗加固中的应用分析
(一)应用范围
高喷灌浆法由于其特殊的技术优势,在堤防防渗加固工程中得到了十分广泛的应用,且备受好评,通过高喷灌浆技术而形成的防渗墙不仅具有较强的抗渗功能,而且还能有效降低变形等问题的出现几率。当前,该技术已经成为我国河道堤防防渗加固工程中不可或缺的关键技术之一。有关统计结果显示,现阶段高喷灌浆技术已经在珠江、淮河、海河、黄河等诸多流域实现了有效应用,并取得了诸多成功实例,其所加固的地层类型主要涉及到碎石土、沙土、粉土、粘性土以及淤泥等,同时还包括透水地基等,在防渗墙的相互衔接上,高喷灌浆技术的应用效果也十分显著。不同工程项目中,高喷灌浆技术的工艺参数存在较大区别,应按照当地的地质特点和设计方案中的相关指标来确定施工工艺。
(二)施工的主要工序
1、钻孔
钻孔工作的开展主要是为了把喷射注浆管放入预先设计好的土层之中,在选择钻孔方法的时候,施工人员应当全方位考虑当地的地质条件、加固深度要求、设备状况等,若遇到坚硬度较高的土层类型,则最好选择地质钻机来开展钻孔工作,通常来说,如果选择的是三重管或二重管施工方法,也应当采用钻机进行钻孔。
2、插管
待钻孔工作结束之后,施工人员应当在第一时间把喷射注浆管放入到设计方案中所要求的深度位置,一般来说,钻孔和插管工作应当合为一体开展,在实际插管的过程中,为了避免喷嘴被泥沙堵塞,应在进行插管的同时开展射水工作,但是应注重对压力的控制,最好将压力控制在1兆帕以下,这样才能降低孔壁塌陷等问题的发生几率。
3、喷浆
插管工作完成之后,接下来就是进行喷浆,施工人员应当按照从下往上的顺序开展喷射工作,在喷浆的过程中,工作人员应时刻关注浆液的初步凝结时间、灌浆压力大小、注浆量及喷嘴上升速度等多方面的参数,确保这些工艺参数与设计标准相符,同时还必须及时记录好相关情况,以便在绘制作业曲线的时候进行参考。
4、冲洗
喷浆工序完毕之后,施工人员必须将注浆管等各种机械器具清洗到位,避免机械零部件内、管内出现水泥浆等残留物质。一般来说,应当用水代替浆液,在地面上开展喷射工作,这样才能确保软管、注浆管等内部的浆液完全被排出去。
(三)施工过程中的注意事项
在进行高喷灌浆施工的时候,应当注意下列几点:第一,注浆量以及喷射压力应当按照工程的实际需求进行合理控制,同时,还必须控制好喷嘴的移动方向和移动速度。第二,一旦发现注浆量不够的情况,应当在第一时间利用复喷技术来加以处理。若出现冒浆量偏大的情况,则应当适当减小喷嘴的直径,并对旋转速度、提升速度等进行适当提升。第三,在防渗加固施工环节如果遇到灌浆深度偏大的情况,则应当对浆液流量及压力进行增加,也可适当减小旋转速度,这样才能确保固结体的各方面性能指标均满足规定标准。
结语:
综上所述,河道堤防工程对我国现代经济社会的发展来说意义重大,从大量的工程实践中不难发现,绝大部分堤防工程在实际施工的过程中都经常出现渗漏现象,这就对堤防的防渗加固提出了较高的要求。因此,施工人员必须在工程施工的过程中运用适当的防渗加固处理技术,如比较常见的高喷灌浆技术,但要确保该技术的应用质量,就必须配备高素质的施工团队,严格控制各项施工工序,并掌握好相关注意事项,这样才能确保高喷灌浆技术在河道堤防防渗加固施工中发挥出应有的作用。
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