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水利工程建设中灌浆施工技术应用探究

2024-08-20 11:12:00来源:中华建筑报网作者:王奋发责任编辑:xmt01

  水利工程项目的施工相对复杂且系统性较强。对于部分工程项目而言,水工建筑物本身地基较弱,难以满足部分施工工艺或建筑物的性能要求,此时人们会对工程地基进行加固处理,灌浆工程便是解决地基问题的重要加固方法。在实施灌浆工程时,施工人员需要针对工程具体情况,分析不同灌浆技术的类型、特点和用途,确定具体的灌浆施工技术,并做好相关养护、验收工作,确保灌浆施工后水利工程建筑物地基的承载力、防渗漏性等功能得到加强。积极探究灌浆施工技术的基本原理、技术类型与实际应用情况,能够进一步明确水利工程建设中灌浆施工的重要作用。

  灌浆施工技术实质上是一种通过液压、气压等方法,将一些可以凝固的浆液注入地基岩土的技术,浆液固化后会充满土体的裂隙或孔洞,从而使得原本软弱、裂隙多的地基发生改变,提升了地基的强度、抗渗性能,形成更强的防护地基。根据浆液类型,灌浆施工技术可分为水泥灌浆、化学灌浆、黏土灌浆等类型,如水泥灌浆选用具有良好耐久性、胶结性的硅酸盐水泥作为灌浆液,可被灌入细小的裂缝中,或与砂石、煤灰等一起拌匀来灌入较大的裂隙中。化学灌浆则采用高分子化学溶液作为灌浆液,如环氧树脂、聚氨酯、水玻璃等,有着良好的防渗、堵漏功能,但这种材料多带有化学毒性,容易对环境造成污染,因此实际应用较少。黏土灌浆则选用具有强粘结力的粘土,通过浸泡、搅拌、筛滤后,与水泥一起拌制而成,并用于帷幕灌浆施工。

  根据灌浆目的,灌浆施工技术则可分为帷幕灌浆、裂缝灌浆、基础灌浆、回填灌浆、固结灌浆等多种。由于灌浆施工技术有着施工简单、作用强大、适用范围广的特点,其应用十分广泛,在水利工程项目建设中,这些技术的应用也尤为常见,具体应用场景有以下几种。

  第一,水利工程地基灌浆施工技术。由于水利工程项目的地基抗渗性弱,需要通过灌浆来改善地基岩土体的透水性,现今主要利用帷幕灌浆、固结灌浆等技术对地基进行加固处理。其中帷幕灌浆施工后,浆液会固结形成紧密的帷幕,来防止水体渗透,增强地基的不透水性。在实际施工中,这一技术常见于地基开挖过程,尤其在大型坝基或地下构筑物开挖时,施工人员可根据地基的地质情况,确定灌浆所需孔位数目、孔距、压力等具体数据,再进行打孔与灌浆操作,其中灌浆顶部应与混凝土闸底板相连接,底部则与不透水岩层相连接,待浆液固结后,便会形成紧密的灌浆帷幕,能有效防止钢板桩、坝基渗水问题的出现,减少地下水对水工建筑物所造成的伤害。需注意的是,钻孔灌浆的顺序与时间尤为重要,施工人员应按照全孔分段法进行施工,并在施工完成后进行试验,确保灌浆质量合格。固结灌浆与上述施工操作较为类似,都需经过打孔灌浆来实现,但固结灌浆要求其孔洞深度保持在5m以上,部分地质甚至应保持15m以上,且根据不同基岩类型,施工人员需在基岩表面浇筑不同厚度的混凝土后,再进行固结灌浆。

  第二,水利工程岩溶地区的灌浆施工技术。在岩溶地区,基础灌浆施工技术较常采用,这是因为岩溶地区性质较为复杂,目前还未有成型技术予以采用,因此施工人员只能采取基础灌浆技术对岩溶地区进行基础施工处理,以达到改善地基性质的目的。在实际施工中,基础灌浆施工技术的要求取决于岩溶深度与大小,如对于深度达50m以上的深层岩溶区,采用普通灌浆方法进行处理即可,施工人员灌注浆液后,岩溶其他物质与浆液之间存在排斥力,会加速原有岩溶体与水泥浆结合、固化,可有效增强岩溶地基的强度。而对于浅层岩溶区来说,可采取高压灌浆技术、高压旋喷灌装技术来进行基础灌浆,通过高压喷射的方法能够加速水泥浆在岩溶区土壤中的渗透,并通过钻头搅拌将水泥浆与岩溶土层相混合,使得地基更为结实、稳固,从而提升水利工程地基的稳定性、抗劈裂性与抗渗性。

  第三,水利工程边坡护岸灌浆施工技术。水利工程边坡、护岸或泄水隧道、溢洪道等建筑物与水流的接触更为频繁,很容易因水体侵蚀产生裂缝,且不同建筑物之间的接缝处也容易干裂,导致水利工程出现渗漏,影响工程运行质量与使用寿命。针对此类问题,裂缝灌浆技术、接缝灌浆技术、接触灌浆技术等常被应用来进行加固处理,实现修复已建水工建筑物裂缝的目标。如针对边坡、护岸等水工建筑物裂缝,施工人员可采取裂缝灌浆技术,将速凝剂与水泥浆混合后灌注入裂缝中,起到防渗控漏的作用。部分裂缝还应采取爆破加灌浆的施工技术,对渗漏部位结构进行重构。对于坝体、隧道之间的接缝,可采取接缝灌浆施工技术,通过钻孔或预埋管道、灌浆盒的手段,将浆液灌注入接触面,其固结后,使得不同结构体能够紧密连接起来,如此可以强化接缝处混凝土的粘结力,避免接缝处出生拉裂现象。这种方法也被广泛应用于水利工程周边路基、桥墩、桥索支座处的加固处理。接触灌浆技术则常被用于坝体与地基、岸坡之间加强其结合力与防渗能力,从而提高水利工程坝体的稳定性与整体性。

  灌浆施工技术在水利工程建设中的应用十分常见且重要,能够有效提高工程地基的承载力、水工建筑物的结构稳定性,从而优化水利工程性能与延长其使用寿命。但在地势复杂的地区,灌浆施工技术的应用具有一定的难度,施工人员需要根据实际施工条件来精确配比灌浆液,并采取合适的施工手段。随着施工技术、材料的进步,灌浆施工技术在水利工程中发挥的作用将更加突出,未来水利工程项目质量也将更加优异。(作者王奋发 单位:宝鸡市凤翔区横水河灌溉管理处)

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