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高喷防渗墙技术在官棠泵站工程中的应用

2023-07-31邱利梅

河南水利与南水北调 2023年6期
关键词:防渗墙泵站浆液

邱利梅

(佛山市禅城区骐升市政投资建设有限公司,广东 佛山 528000)

1 工程概述

文章以某市区西江产业新城官棠泵站建设工程为例,该工程位于西江干堤十三围外滩处,堤前式设置泵房的布置方案,工程规模为中型,工程等别为Ⅲ等,主要水工建筑物级别3级,由内涌引水箱涵、内涌穿堤箱涵、内涌引水池、清污闸、进水前池、泵房等组成。泵房配1600ZL—6型立式轴流泵3台,配3台1 000 kW电动机,总装机容量3 000 kW,泵站设计排涝流量为25 m3/s,防洪水闸自排设计排涝流量为70.96 m3/s。此工程基坑南北向长约220 m,东西向长约47 m,基坑临近西江主航道,两侧民房较多,且基坑周围狭窄,主堤上重车荷载较多。考虑该工程实际条件和地基开挖难度,决定采取垂直支护措施和高喷防渗墙技术,有效加固土体,预防后期运行中出现渗漏现象。

2 高喷防渗墙技术施工要点

在使用高喷防渗墙技术前,必须建立科学、系统功能化的施工管理体系,做好各方面准备工作。首先,做好场地整理工作。准确掌握施工场地具体情况,及时清理场地杂物和垃圾,维持施工区域整洁,将设备材料按照要求规范摆放,确保场地平整;着重检查所有材料和设备,确保东西齐全,符合标准要求,为泵站基坑高喷防渗墙施工顺利开展做好保障。其次,做好施工准备工作。严格按照施工图纸、设计图纸要求完成钻孔作业,孔洞深度及大小应当达到设计参数。施工前进行高喷实验,实验获得相关参数,如流速、压力、相应施工材料掺入量等,检查管道清洁度和密闭度制定合理施工方案,预测可能发现的施工风险和危害程度,制定对防御应急措施,将各类安全风险、质量隐患扼杀在萌芽阶段。最后,重视喷射施工。在高压射流喷射时,尽量减少拆卸和重装操作,尽可能使喷灌作业连续旋转与提升;期间,要时刻监控管道情况,避免堵塞发生;垂直施工时保持1.50%的偏斜率,最大化节约人力工时,降低施工难度。

3 高喷防渗墙技术应用策略

3.1 施工准备阶段

施工前应做好各项准备工作,包括场地、人员、机械设备、材料等,建立专业管理技术团队,准备好土建施工作业团队、钻探高喷作业团队、安检作业团队、质检团队等,确保人人持证上岗,具备夯实专业知识和技能、职业操守素养高,确保施工顺利开展。施工单位还要根据施工方案要求,设置好工人宿舍、工人活动室、工地饭堂、水泥棚、材料堆放区、设备临时停放区、排水沟等临时设施,严格检查钻盘钻机、空压机、泥浆搅拌机、发电机、挖掘机、推土机、垂直吊装塔机等设备,确保进场各类设备处于最佳运行状态。同时,施工前要进行高喷实验段,设置实验组和对照组,从孔深、水灰比、水压、气压等试验技术参数入手,采用控制变量法重复多次开展高喷实验。实验后检查比对防渗墙防渗效果、高喷射设备状态,评估多种施工方案优劣,选择最适宜的施工方案和高喷参数(见表1)。

表1 高喷操作具体参数表

3.2 规范开展各项施工工艺流程

3.2.1 钻孔

在保障施工区域地面平整基础上,利用GPS定位全站仪辅助确定灌浆轴线控制点,将孔位间隔控制在50 cm,可以借助钢尺测量间距,将误差控制在5 cm内。实施钻孔时,先锁定钻孔点,利用钻孔机钻孔(斜率<1%),钻孔深度在弱透水层1 m位置左右,钻孔速度应保持先慢后快,钻机始终保持处置状态。此工程建设以膨胀土应用为主,按照2∶1的比例加入适量黏土,均匀搅拌,待混合物胶体超过90%、黏度及含沙量均符合标准后,进行后续施工。在钻机使用过程中,应确保钻头与孔位中心一致,详细记录钻孔过程,若桩端土层中未发现软弱层,需及时与监理工程师联系。

3.2.2 制浆插管

在此项目中,该环节主要使用泥浆搅拌机,按照一定比例调整灌注浆液,确保浆液和易性、流动性等参数均达标,浆液质量满足设计要求。当钻孔钻至设计深度时,检查钻孔质量,下放喷射管。为确保喷射注浆质量达标,可在地面进行低压射水实验,确保喷嘴不会出现堵塞,然后将高喷台车移动至指定位置,合理摆放三重喷射管后下放至孔底,调整设备参数后开始喷射注浆工作。

3.2.3 高压喷射注浆

此工程项目采用三重管法进行施工,施工各项参数按照表1进行调整。高压喷射注浆中,将喷射管下放至孔洞设计深度时,需要确保水、气、浆同步低压输送,使喷射管与其他三管同时达到指定位置。喷射管达到后,按照设计要求调整参数,按照从底部到顶部的顺序逐步射流。先进行静喷,待冒浆比重超1.20 g/cm3后停止注浆,确保施工质量达到预期后再按照5~15 cm/min 的提升速度逐渐注浆。灌浆期间,为保障施工连续性,每次拆卸喷管后还要实施复喷,继而保障施工质量。值得注意的是,在高压喷射注浆期间,施工人员需要时刻关注灌浆压力、流量、风量、提升速度等参数,详细记录后绘制成工艺曲线存档,便于后续检查复核。注浆完成后,需要多次重复清晰喷射管线,确保管道内无异物、滞留物存在,避免管道堵塞情况出现。

3.3 做好施工质量控制和检验

施工结束后,对水利泵站施工质量进行全面检查,具体检查步骤如下:第一,开挖检查,主要针对可能存在质量缺陷的位置,若施工部位表面均匀平整、搭接轮廓清晰,可直接视为合格;对存疑部位,利用开挖技术检测防渗墙均匀性和搭接长度标准型,确保高喷板墙分布均匀,搭接密度合格,渗水量<10-6cm3/s;第二,依照地层差异检查孔洞设计合理性,监理人员需深入工地施工现场,监督管理跟踪施工全过程,施工作业人员钻孔期间,还需要检验桩端土质量,若未达标及时上报监理进行处理,保障施工质量;第三,施工期间严格控制各项技术参数,确保在规定范围内,施工配料也要按照行业规定选择性价比最高的材料,依照比重计完成配料测试,继而将水灰比控制在合理范围内。施工期间,施工人员要做好各项施工数据记录工作,确保记录数据全面、完整、准确,并将资料交由监理人员确认,为保障水利泵站施工质量和运行质量打好基础,促进水利工程建设各项工作顺利开展。

4 施工注意事项

在高喷防渗墙技术实践应用前景,需要严格控制作业过程细节问题,避免因某个细节、环节控制不当出现问题,导致工程质量问题出现。具体应加强以下几点施工管控:①摆喷角度,喷浆前按照预设标准,细心调整各类管道及喷嘴角度,确保管道及喷嘴使用通畅。②土体碎裂,泥浆喷射浆液会对周围土体造成损害,重复高压喷射会加速土体破裂速度,加重破坏程度,需要采取相应措施预防,避免对工程造成损害。③调浆,严格控制浆液比例,重复多次试验调整,确保水灰比适宜,浆液密度在1%以下,若超过这一密度,需要立即停止喷射作业,重新调整水灰比。④升扬置换,高压喷射过程中较强压力会使水柱周围产生水雾,延缓水流冲击速度,为保障工程顺利实施,在项目开展期间,需要适当提高切割长度,使切割尾部水、气、浆液等处于沸腾状态实现升扬,继而将地层和留存颗粒带出,提高地层整体稳定性。

5 结语

综上所述,水利泵站工程建设中,高喷防渗墙技术发挥十分重要的作用,但该技术在具体使用中,对钻孔、喷浆等工序要求较高,一旦施工把控不严,容易引发各种施工质量问题。因此,文章结合工程案例,从施工准备阶段、施工流程把控、施工质量控制和检验等方面展开探究,并就施工细节提出几点注意事项,进一步加深人们对该技术的了解程度,从而有利于水利泵站施工质量的提升。

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