探討水利水電鉆探與灌漿技術

時間:2022-01-23 03:22:22

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探討水利水電鉆探與灌漿技術

一、水利水電工程常規鉆探灌漿技術原則

水利水電工程中的鉆探施工環節和采礦、采煤、石油勘探等鉆探施工均有所不同。水利水電中的鉆探施工側重于需要準確無誤地分析出水利水電建筑物下的土石,巖層的特性與狀況,確定地下巖層的劃分位置,評定地下巖層的穩定性等。而采礦、采煤、石油勘探等鉆探施工側重于勘探目的和鉆進工藝等方面。對水利水電的鉆探需要對不同層位原狀樣進行各種物理力學和水文地質的測試,對地層的穩定性、區域的穩定性和地層的滲透性都需要做出合理的評定,這樣才能對水利水電建筑物的安全性做出合理的施工預案,從而設定切合實際的工程造價。水利水電鉆探施工中,必須要對作業環境進行一個全方位、多角度的了解,查明覆蓋層的地質組成和厚度等情況,以利于制定合理的施工方案,確保鉆探施工的順利進行。

二、水利水電灌漿漿液材料

灌漿通常使用水和水泥、粉煤灰和外加劑等混合成的漿液。標準情況下,漿體制成的立方體試件,在標準情況下養護一周,并將亞強度控制在5兆帕以上。同時,漿體在施工中由于其具有優良的可泵性、保水性以至于漿體密度高不能很均勻地鋪滿板底的空隙。由于在現行灌漿施工規范中并未對此做出明文規定,我們可以與預制梁板壓漿的施工經驗進行對照,做水泥漿稠度實驗漏斗,把漿體全部自由流完的時間當作流動度從而得到挖制。在同標準條件下,進行不同水灰比和材料配比之間的試件強度和流動度結果,在水泥凈漿中不摻減水劑,使得其流動性都優越于同條件F粉煤灰水泥漿體。因此,對沒有減水劑的水泥石,它的流動度應大于等于16s,而摻有減水劑的漿體中其流動度最大不超過26s。當然施工中漿體的流動度不能過小,控制在20~30s之間最合適,否則會出現泌水現象。

三、水利水電鉆探與灌漿技術方法

1.水利水電鉆探技術

根管清水鋼粒鉆進方法在施工過程中使用鋼粒的沖擊破壞巖土層的結構,再用清水充當清洗液沖洗,鉆探時套管要不斷跟進前端,以保護鉆探截面的完整性,對巖土層的取樣由專門的卡料結構完成,清水作為沖洗液有利有弊,清水價格低廉,容易制備而且能對鉆頭前端工作部分進行水冷,以降低鉆頭前端產生的高溫,但是清水同時也容易破壞卡料結構獲取的巖土層試樣,造成難以對水利水電工程施工環境的地質情況做一個準確的判斷和分析,即使通過提取返回清洗液中的巖土殘渣進行一定程度的補救,但是仍然難以對巖土地貌具體分布做一個判斷。鋼粒鉆進時,沖洗液量的大小也要準確控制,過大造成鉆探前端難以迅速推進,過小不利于提取巖土試樣。

2.水利水電施工中灌漿技術方法分析

近幾年我國的灌漿施工技術得到長足發展,其環保、耐久性好、可以應用于各種苛刻的施工環境,并且灌漿施工成本低。在灌漿材料方面,現在也是品種多元化、應用面廣。灌漿施工技術方面的研究也不斷的改進和創新,在灌漿設備、儀器方面我們現在實現了產能化、固定形式化、系列化、成套化、標準化和環保化,其設備不僅能適應各種施工場合,其效率也相當高。水利水電灌漿施工技術一般有:混凝土灌漿技術、誘導灌漿技術。混凝土灌漿技術是最先被用于水利水電建筑壩體的堵漏和加固。隨著灌漿技術的日益革新,混凝土灌漿技術也日新月異,我們將混凝土的防水抗震的特性應用得更好,所以在水利水電工程中混凝土灌漿技術的重要性是不可改變的,其前景更加廣闊,全國范圍內已有多個成功應用混凝土灌漿工藝建筑大壩和水利工程的先例。誘導灌漿技術是一項新興的施工技術,它的工藝流程比較特殊,其主要是依據電化學的原理對施工中利用阻力或是利用漿液的成分和溫度等因素來對水利水電中的中巖層的側壓力和控制漿液的流動范圍,從而對水利水電工程建筑物進行加固。

四、討論灌漿施工中應注意的事項

在水利水電工程中,灌漿施工環節重中之重,此環節的質量要求極高,關鍵控制點多。在此施工環節我們必須注意:灌漿施工方案是否適合;操作技術人員是否在施工過程中監督到位;工程進度是否合理等。控制灌漿工藝質量的關鍵點在于:依據工程預案對施工現場進行實際勘探,根據勘探情況制定合理的灌漿工藝技術,包括選擇漿材,參考施工環境的溫度分布、地質分布等,力爭使灌漿工藝最大程度地契合工程特點。

(1)采用劈裂灌漿方式進行灌漿時,劈裂現象

必然會首先發生在載體中垂直最小主應力的平面上。

(2)劈裂灌漿方式一般是應用數值法和曲線法

相結合來確定灌漿載體中發生的水力劈裂性質。當流量與水頭呈線性關系時,水在裂隙中呈層流狀態,灌漿載體中未發生水力劈裂;流量與水頭呈平方根函數時,滲流呈紊流狀態,可能裂隙中發生了阻塞或裂隙中的充填料被壓密;當流量的增長高于水流的增長時,表明滲流斷面已被擴大,這是由于載體劈裂、裂隙充填物被沖走或裂隙變形等原因所致。

五、結語

在水利水電的工程中,鉆探和灌漿是兩個重中之重的工程施工環節,鉆探與灌漿的好壞直接影響水利水電工程的工程質量。在鉆探過程中,我們第一步要做的是了解施工地點的土石巖層結構,有時候我們還必須對土石巖層結構取樣分析后,再制定相關的鉆探施工方案,這樣保鉆探工作才得以保障。在灌漿系統的成本控制中,運用最優化手段解決費用開銷問題,這對于工程監理來說是一個非常重要的環節,施工策略的總體目標是使灌漿效益最大化,但是縮減費用并不是盲目減少開支,而是削減不必要的支出,我們需要科學規范的管理。

本文作者:郭莉潔工作單位:中國葛洲壩集團三峽分公司