水利泵站施工中高喷防渗墙技术浅析

2018-09-23 06:48刘邦俊
陕西水利 2018年5期
关键词:防渗墙泵站水利

高 健,刘邦俊

(南京市水利规划设计院股份有限公司,江苏 南京 210000)

泵站作为输配水工程的水头动力来源,关乎整个工程的安全运行以及经济社会效益的发挥。工程基础的渗漏问题是危及泵站安全运行的最大隐患,因此,采取必要的工程措施做好防渗处理十分必要。高喷防渗墙技术作为泵站常用的防渗措施具有施工简单,防渗效果好等优点。因此有必要对高喷防渗墙技术做系统的分析,以便推广应用。

1 高喷防渗墙技术

高喷防渗墙技术是指在普通钻孔切割地面土体结构的操作基础上,向钻孔中喷射高压射流从而改变其原有性能,之后在钻孔中加入适量的混合浆液并使土体和浆液融合,凝固后形成高强度、高质量的防渗体系[1]。与其他技术相比,高喷防渗墙技术简单易行、成本低廉,且防渗效果极佳,是水利泵站工程中的首选防渗技术[2]。

1.1 准备工作

水利泵站是水利工程中重要的工程项目,必须建立系统化管理体系、科学施工。施工前需做好各方面的准备工作。具体如下:(1)确定工程建设的施工地点,精准掌握施工地点的具体情况,及时清理场地的杂物,确保场地平整。防止场地因素影响施工过程防渗性能的不达标。(2)确保施工所用的机械设备、原材料等齐全,并检查符合规格要求,以便工程顺利进行。(3)确保施工队伍的专业程度,要求每一位施工人员都具备良好的职业素养和专业技能。(4)施工前进行高喷试验,分析试验获得的相关数据,制定科学的施工方案,预测并避免可能发生的意外。

1.2 技术要点

利用高喷防渗墙技术进行水利泵站工程施工时,应先做好上述的准备工作。然后在施工过程中注意以下要点:一是仔细研究施工图纸,并确保施工所用的压力、流速等数据符合相关规定。检查管道的清洁程度和密封性,尤其要确保软管接头处的牢固性,良好的密封性是确保灌浆质量的关键。二是在需要垂直施工的部分,保持一定的偏斜率,国内施工通常选用低于1.5%的偏斜率,不仅有利于降低施工难度,还能提高工程质量。三是基础钻孔打好后,喷射高压射流时,应随时监控管道情况,严格避免堵塞的发生,确保喷射过程顺利进行。四是在高压射流喷射时,尽量使喷管连续地旋转与提升,减少拆卸和重装操作,能够节约人力、节省工时。五是在搅拌喷浆的过程中,调和水灰比,并将搅拌好的水泥进行妥善储存,防止产生沉淀,影响水泥质量。

高喷防渗墙技术中最为关键的操作是高压喷射注浆过程,应需要严格控制注浆质量、气压等因素,实时监控工程过程,出现意外时及时采取相关措施止损。例如当遇到冒浆量瞬时降低等意外情况时,立即停止注浆操作,停止数小时以上,及时清理输浆管道,清理干净后方可重新进行喷射。

1.3 泵站施工中的质量控制措施

高喷射防渗技术进行泵站施工的中,须对施工质量进行全方位、有力的控制。制定系统性的施工方案,不仅是实现质量控制的前提,同时还能保证其科学性和合理性。施工前的准备,首先要明确施工方案,对所用到的机械设备、原材料等进行预先测试并备案,排除一切可能发生的机械隐患。由于泵站施工工程自身的特点(一般在地下),工程具有一定的隐蔽性,后期性能和使用情况的排检登记工作难度很大,因此在施工过程中进行严格的控制是非常关键的[3]。施工过程中实现质量控制,需要工程管理者把主要精力放在钻孔与喷浆两大操作上,钻孔是高喷防渗墙技术的基础,决定工程的命脉,且能够直接影响到泵站的防渗情况,因此必须充分重视钻孔质量;钻孔使用的泥浆决定着钻孔的质量,除了润滑作用和清洁污垢外,还能起到保护钻头的作用,对泥浆质量必须进行严格把关。粘度在17 s~20 s之间的泥浆润滑效果最好,采用优质硼润土作为主要原料,同时采用优质粘土作为辅料,且二者比重应控制在1.2~1.3之间,除此之外还要保证胶体率高于90%,砂含量大于4%等。喷浆时应重点控制材料质量和制浆操作,水泥是浆体的主要成分,必须采用高质量水泥[4]。由于水泥易沉淀、干结,所以必须要现用现配,使用前要过筛,确保无大颗粒。

2 工程实例分析

2.1 工程概述

某泵站工程横跨自然河道,地下水资源较为丰富。工程选址经过有关部门推算批准,符合周边水利工程要求,总建设面积约5000 m2,高喷防渗墙长约1.2 km,防渗墙的面积约为1.2万m2,高喷防渗墙的厚度为145 mm,孔间距为130 cm,夹角为25°,高喷段地质主要为含泥质中细砂、含泥质粉细砂等。

2.2 施工准备

动工之前,进行高喷试验,通过试验得到相关数据,见表1。

表1 高喷试验相关数据

按照上表设置实验条件,1组为试验组,2组为对照组。确保其他条件不变的情况下,1组中的几个关键数据(浆压、气压、转速)在合理范围内变化,先后进行高喷实验。实验后,通过对比2组与1组实验所得的防渗墙的防渗效果、高喷设备的状态等,评估具体方案的优劣。最终确定的高喷操作的具体参数,见表2。

表2 实际高喷操作所用的参数

通过以上数据可以掌握施工地点的具体情况,对施工过程中的具体方案进行修改或完善,确保工程质量。

2.3 施工方法与过程

本泵站高喷防渗墙施工采用三重管法进行,技术参数、条件全部依照上表中的对照1组进行调整。施工时根据此工程的实际计算与最初的设计要求,安装钻机并确保钻机与设计好的孔位对准。在进行钻机造孔作业时,先鉴别桩端土,依据土质判断该孔位是否合理。如果发现漏水、薄弱层等不良现象,要及时停止操作,进一步确定是否换孔。喷射管下放到设计深度的过程中,要保证同时低压输送水、气、浆,尽可能使喷射管和其他三者同时达到指定深度。喷射管达到设计深度后,应按照设计要求逐渐提高喷射管的高度,从底部到顶部的顺序射流。注射开始后,应时刻留意灌浆压力、风量、流量、提升速度等参数的变化,并将这些数据进行详细记录,施工完成后绘制出工艺曲线存档。当喷射管重新回到原有高度后,同时停止水、气、浆的输入,最后提出喷射管。当注入完成后,将管内滞留物排干净,用清水冲洗备用。

施工结束后,对施工质量进行了全面检查,首先考虑可能存在质量缺陷的施工部位,然后进行开挖检查,对于表面均匀平整、搭接轮廓分明的施工部位,可以直接视为合格。

经检查,此次水利泵站工程施工中的高喷防渗墙符合标准,防渗能力可以满足工程的要求,施工结束后高喷设备状态良好,视为合格。

3 结束语

综上,高喷防渗技术具有施工简单、成本低廉等优点,且防渗效果极佳,已被广泛应用在水利泵站施工的防渗中。随着科技水平的不断提高与进步,高喷技术也不断改进和发展,高喷防渗墙技术将会在水利水电工程中起到越来越重要的作用。

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