時間:2023-03-07 15:04:57
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網為您精選了8篇灌漿技術論文,愿這些內容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
1.1混凝土灌漿
水利電力工程中,混凝土的體積往往較大,因此在施工中難免會出現裂縫,此時就需要進行灌漿技術對其進行修復,嵌縫技術就是一種常見的技術形式,其可以對混凝土裂縫進行修復。沿著裂縫開槽,在槽內嵌入塑性材料或者剛性防水材料等,達到封閉裂縫的效果。常用的塑性材料包括聚氯乙烯膠、塑性油膏等等,剛性的封閉材料則包括聚合水泥砂漿等。混凝土裂縫的灌漿技術則常用環(huán)氧灌漿技術,就是將環(huán)氧樹脂灌漿材料進行灌注,環(huán)氧注漿的材料往往選擇鄰苯二甲酸二丁酯、乙二胺等等。
1.2孔口封閉灌漿技術
該技術是一種自上而下的灌漿技術,也可稱之為循環(huán)灌漿技術??卓诜忾]灌漿技術適應最大壓力>3MP的帷幕灌漿工程項目,小于其參考值的帷幕工程則需要選擇性應用。利用孔口封閉灌漿技術應注意一下幾個要點,如鉆孔的直徑控制,應<60mm;孔口管道必須進行牢固的嵌入,買入到巖層的深度按照灌漿的壓力所定,最大的灌漿壓力則控制在5MPa以內,最大壓力時嵌入巖層的深度應>2m;灌漿應選擇循環(huán)式施工,自上而下的灌注,分階段進行;孔口管道分為多個灌漿段,應盡量選擇較短的分段發(fā)方式,壓力增加應盡量快速,段長和相應的灌漿壓力應進行事前試驗;灌漿過程中應經常性的活動灌漿管,回漿管應保證15L/min的回流量,防止灌漿管道出現凝結。
1.3大吸漿灌漿技術
應用中主要是控制灌漿的壓力和流量,通常利用低壓或者自流的方式對裂縫進行灌漿,泥漿流動性降低后在逐步升高壓力,以此增加灌漿量。同時限制灌漿的流量,采用低流量配合壓力,減少灌漿在裂縫中的流動速度,使得泥漿沉淀,灌注量降低后再增加壓力,提高灌漿量,直至完成灌漿。
2水利電力工程大壩施工中灌漿技術的應用
水利電力工程對質量要求較高,在水利電力工程的大壩工程中有多種灌漿技術被應用,但是應根據實際的情況選擇不同的技術措施,不同的灌漿技術也有著不同的作用效果。具體情況如下:
2.1吸漿量較大的灌注措施
在水利電力施工中,大壩的施工需要灌漿作業(yè)在很短的時間內完成施工,但是因為地質和限制的因素,使得泥漿不能很快的凝結,此時泥漿沖基礎底部滲出,導致灌漿效果不佳。此時應進行低壓灌漿觀察泥漿的流動情況,選擇逐步增加的方式進行灌漿。也可選擇方法限制吸漿的情況,加速泥漿的流動情況。然后提高泥漿的黏度從而控制流動性,降低泥漿流速而保證凝結。進行灌漿的過程中應考慮對泥漿的組份進行調整,同調節(jié)灰水比和外加劑填入的方式來控制泥漿的凝固速度,人為控制泥漿流動性。在水利電力大壩工程的施工中,也可采用灌注間歇砂漿和砂漿的方式來提高灌漿的施工質量,灌漿過程中,灌漿間隔控制在2~6h,最后泥漿凝固后達到一定的強度后,掃孔和復灌等。
2.2漏水通道灌漿
水利電力大壩工程因為受到地質環(huán)境的影響,往往存在不可控的問題,施工過程中環(huán)境復雜且地質改變的情況時有發(fā)生,在施工中容易出現漏水的情況,影響灌漿的質量。針對這個問題應采用一些外部干擾的措施,如爆理,利用爆破方式破壞漏水結構,再在漏水的位置采用灌漿的方式進行控制。但是這樣的處措施往往不能達到工程質量要求。增加了工程成本以及難度。所以在實際的工程中可以采用以下措施進行控制,利用模袋灌漿,一般選擇尼龍和聚丙烯為材料的袋子,進行堵漏并灌漿;利用填充級別的配料,在漏水的地方進行處理,利用大粒徑的砂石進行灌漿;利用雙漿灌漿技術,將水泥漿和速凝劑分別從兩個管道進行灌注,使其進入到混合器,混合后再進入灌注的區(qū)域,這樣可以增加防滲漏的效果,對漏水點進行控制。
2.3接縫灌漿技術
水利電力大壩的工程中,壩體填筑的工作是一項重要的施工項目,在施工中其將直接影響到整體質量。壩體建設中首先應合理的規(guī)劃工作量,選擇工藝和施工方案使之適應項目需求。對壩體施工的工作量進行分配與組織。灌漿施工也應按照壩體施工的需求進行選擇與實施。根據壩體情況準備建筑材料和場地等,根據作業(yè)時間來控制材料質量,避免土料熱量的流失等,提高施工的效率和質量。在水利水電壩體施工中灌漿技術主要是針對接縫處理,是一種主要的技術措施。通常選擇盒式灌漿、騎縫灌漿、重復灌漿等。在施工中3種灌注方式可以進行重復使用,根據不同的灌漿特征以及工程情況配合使用。盒式灌漿因為灌漿的質量較高,回漿管的管路不易阻塞等優(yōu)勢,在壩體接縫灌漿選擇中被普遍認可。但是系統(tǒng)消耗的管材相對多,其成本使其受到限制。重復式灌漿系統(tǒng)布置方式主要因為不堵塞管道而能進行重復施工。騎縫灌漿管理系統(tǒng)因為其擴散模式的灌漿形式較為流暢,并且壓力分布平均,管路不易阻塞。水利電力大壩的接縫施工通常壓力在0.2MPa左右,在壩體灌漿前應進行分析與計算,保證灌漿的順利開展,必須保接縫灌漿的開張度與泥漿粒徑的比例,理想的開度為1~3mm,在灌漿中應控制開度的擴張。
3結語
灌漿技術對公路的加固力量起著不可或缺的作用,這其中的技術原理更是需要從業(yè)人員必須掌握的。我們生活的地球的大地上,大地里面有一層叫做地下層,而這一部分的土質相對而言比較不夠集中,這時我們就需要運用到鉆孔這門技術把漿液加固在土質當中,而且必須要漿孔外張開,相似圓柱集合的形狀,并擠壓周圍的土使之充填到鉆孔里,另外,要將緊靠漿體的土體破壞和剪切掉,使之形成塑性變形區(qū),而距離漿體較遠的土體區(qū)域則發(fā)生了彈性變形,能夠提高鉆孔周圍土體的密度。在進行灌漿的過程中,土體裂縫會隨之發(fā)展而擴大,漿液因此能夠慢慢滲透到地下層,樁柱體和壓密的地基同形成了復合地基,一起作用來控制沉降,提高公路的承載力。
2灌漿施工
2.1按照技術人員設計的圖紙進行實施
而其中的CAD圖紙要經過監(jiān)理人員的審查,監(jiān)理人員審查通過才可以進行實施,所以,技術人員的對技術的掌握以及對圖紙設計的合理性就顯得尤為重要,按照技術人員已經通過審核的圖紙進行定孔放樣,之后可以開始利用鉆機來實施成孔鉆進,同樣要經過合格的檢驗才可以能開始灌注漿液的步驟。
2.2強度控制和施工控制
現行規(guī)范中并未對道路注漿做明確規(guī)定,若是簽合同時,只要在合同條款內規(guī)定對方必須遵循《公路橋涵施工技術規(guī)范》,并且要求注漿后道路彎沉值符合設計要求就行了,關于注漿材料流動度的要求是在《規(guī)范》的附錄,灌漿后,應在7d齡期后,再次測量主點彎沉值和副點彎沉值。當主點或差異彎沉值均低于設計要求值時,可認為灌漿效果已經達到,灌漿完成后,雜填土的承載力標準值必須達到130kPa;淤泥或淤質土的承載力標準值保持在80kPa—100kPa;粉細砂的承載力標準值要大于110kPa;復合地基承載力標準值不能小于130kPa。
2.3灌漿孔的設計和布孔
布孔的形式主要有騎縫和斜孔兩種,操作時應根據實際情況和需要加以選擇,甚至在必要時可兩者兼用。如果表面縫的縫隙不深,一般不提倡打孔,而是在縫面或漏水集中的地方采用粘貼灌漿嘴的方法,或者也可采用騎縫鉆孔;如果表面縫的縫隙較深,并且裂縫的走向非常不規(guī)則,以做到全部“騎縫”,這時可以采用斜孔加以輔助;騎縫灌漿的方法一般用在深度比較大的裂縫中,沿著裂縫表面將混凝土鑿成“V”形槽。在一般的情況下,打孔的實際方法應該可以根據施工條件的不同來決定。
2.4灌漿過程控制
灌漿的過程需要做到嚴密謹慎,做到絲毫未差才可以算是達到效果而且管理負責人員又進行系統(tǒng)的分工進行實施,各個技術崗位要明確時間和任務的工作量,盡量在成手人員下完成灌漿,新的員工要求老員工指導下完成灌漿,灌漿的流程也必須全面和具體,操作如下:對灌漿的檢查務必全面有效,無論是叢技術還是速度方面,使機器能夠正常有效的工作以便更好完成任務;在灌漿過程中,首先要進行灌漿方式的選擇,根據裂縫的程度及情況進行選擇。一般情況下,垂直灌漿方式應用在垂直的裂縫上,水平情況下則先采用由一個方向向另一個方向灌漿的方式。如果出現大范圍的滲漏現象應該進行優(yōu)先灌漿。
2.5灌漿結束的標準
如何確定灌漿是否達到飽和也是最后一步的實施,嚴格的把控標準是整個工程前提。在吸漿量和預先估計的漿液用量已經相差不多,并且吸漿量逐漸減小到0.01L/min,壓力也比較穩(wěn)定的情況下,再繼續(xù)灌注3-5min就可以結束灌漿。
2.6灌漿質量的控制與檢驗
公路施工過程中最重要的部分無非是鉆灌漿孔以及灌漿的部分,而無論是鉆灌漿孔還是灌漿的部分,要求的質量檢測員做到一絲不茍,有效地完成質量合格的檢測,檢查鉆孔孔位的偏差度、孔徑大小和灌段的長度也是必要的實施程序,材料的檢驗也要全部達標才方可使用,各個工程以及路段試行也都需要進行審批,在灌漿過程中應該考慮灌漿所受壓力、灌漿孔體積大小、灌漿量進行掌握,并按照相應的比例進行調配。
3灌漿施工技術要點
3.1鉆孔方式
鉆孔工作的前提是將孔頭與孔艷相對應吻合,用力鉆入。如果是在雜填土中鉆進,孔壁不穩(wěn)時可以下入導管護壁;鉆孔進行到一定深度后,到達淤泥或淤泥質土和粉、細砂時,可以下入導管護壁,再利用撈砂筒的取砂成孔方法鉆到粘性土層。
3.2安放灌漿管
灌漿管實施安放的時候,一定要嚴密謹慎的進行,以確保灌漿能夠正常的實施,孔口封堵灌漿管的長度一定要在合理范圍之內,花管孔徑要下封,這一點也是非常的重要,要達到15%的孔隙率;為了避免流砂涌進花管阻礙灌漿的正常進行,可以在花管外壁包扎一層軟橡皮,促進灌漿順利灌入。在成孔達到預定深度后,再把灌漿管下放到位,并在孔中水穩(wěn)層的底部放入水泥袋,使得灌漿管被完整包裹并接觸孔壁,最后分層投入粘土確保夯實到孔口。
3.3灌漿方法
地腳螺栓錨固工藝要求如下:清理空洞→清除孔內積水→調整及固定螺栓(清除螺栓表面油污及鐵銹)→澆注(拌和高強無收縮灌漿料)→養(yǎng)護→安裝設備。地腳螺栓成孔時,螺栓孔的水平偏差不得大于5mm,垂直度偏差不得大于5°。螺栓孔壁應粗糙,應將孔內清理干凈,不得有浮灰、油污等雜物,灌漿前用水浸泡8~12h,清除孔內積水。當環(huán)境溫度低于5℃時應采取措施預熱,溫度保持在10℃以上。將拌和好的自密實混凝土灌入螺栓孔內時,可根據需要調整螺栓位置。灌漿過程中嚴禁振搗,可適當插搗,灌漿結束后不得再次調整螺栓。
4結語
水利工程建設常常會遇到巖溶地段,這樣的地段在處理上必須要格外注意,一旦處理不當,就會給工程的安全埋下隱患,除了灌漿處理技術,目前尚沒有特別好的處理方法。在對巖溶地區(qū)進行基礎施工時,要先對所在地段進行詳細的勘察,根據施工情況、地質特點、巖溶深淺、分布情況等進行全方位的了解,然后制定相應的技術方案,對于巖溶地區(qū)的基礎施工,一般分為有填充物和沒有填充物。在進行基礎處理時,一般采用不沖洗高壓水泥灌漿,這種方式能大大提高基礎的穩(wěn)定性、抗?jié)B性,也可以采用使水泥漿液以條帶狀向土體中穿插,凝結后,會形成網絡包裹進而提高地基的穩(wěn)固性能。高壓噴漿技術主要是利用高壓噴嘴,通過灌漿管不斷鉆進,把噴嘴送到指定位置,水泥噴漿強大的壓力會把原有土層破壞,水泥漿液會和被破壞的土層泥土進行充分混合相融,凝固后形成一個結實的柱體結構,這樣會使巖溶地區(qū)的基礎變得穩(wěn)定堅固。高壓灌漿技術在處理巖溶地段的地基應用較為普遍,效果不錯。
2淺層巖溶地區(qū)和深層巖溶地區(qū)的基礎灌漿
對于淺層巖溶地段,因為巖溶埋藏的不是很深,可以利用機械先把填充物全部挖掘出來,然后再用水泥進行回填,完成灌漿,此種地段的灌漿基本都在露天完成,施工相對容易一些,工序也較簡單。對于埋層較深的巖溶,在灌漿時,一般不適合用高壓噴灌漿技術,因為水泥漿進入深層巖溶時,會對里面的填產物充生排斥,然后形成固化,對進一步灌漿造成阻礙,使得灌漿面不大,影響基礎的穩(wěn)定,多數采用鉆孔注漿技術進行處理。
3大吸漿量情況的灌注在基礎灌漿
作業(yè)時,常常會遇到大量吸漿的情況,使灌漿作用不能在預計施工作業(yè)時間內完成。通常的巖縫灌漿在1~3個小時內都會結束,對于水泥漿量的消耗也都正常。但遇到大吸漿情況,這樣的地層結構會使?jié){量消耗很大,因為灌進地層的水泥漿會從別的地方涌出,使灌漿時間延長。遇到這種情況,一定要做好相應的處理,采用妥善的解決方案,首先要進行限流,控制注漿的速度,減少注漿量,使?jié){液的流動速度變慢然后慢慢凝結,但一直要保持灌漿結束的最終要求才能結束。再有就是采用降低壓力或者是自流的方法進行施工處置,等到泥漿全部都凝結之后,可以采取多次灌漿的方法,在進行基礎灌漿施工時,可以適當將灌漿壓力降低,在灌漿凝固之后,沒有別的原因可按設計壓力進行灌漿。
4嚴重漏水的情況下灌漿施工
水利施工過程中選址十分關鍵,但因地形地貌的不同,一些工程所處位置不得不面對復雜的地基情況,由于各種原因,常常會遇到漏水的情況,這時施工條件變得困難,如不采取有效的方案,會出現跑漿現象,消耗大量的漿液,延長灌漿時間,使成本增加。這時可采取充填級配料處理方法和采用模袋灌漿的方法進行施工,兩種方法都各有優(yōu)點,可以根據具體的情況適當采用。模袋變形能力強,適應環(huán)境形狀的變化,有效堵塞溶洞,另外也較耐磨,而且漿液定形凝固后強度增強。充填級配料的時候如果使用礫石的效果不好,也可利用粘稠度較高的水泥沖灌級配料,水泥沖灌級配料的材料和數量應該靈活掌握。
4.1充填級配料處理方法這種方法就是用粘稠狀的水泥漿,直接灌入砂礫中,水泥漿與砂礫結合而形成堅固的凝結體,從而增強地基的抗?jié)B性能及穩(wěn)固性。在灌注時,要注意礫石的直徑,一般都是呈逐漸變大的趨勢。對于灌入量要進行細致、準確的判斷,避免浪費填料,填料可以是水泥漿,也可以是水泥、粗砂、礫石等混合物,實踐證明,混合物充填是相對自然的,灌后會產生反過濾層,把一些裂縫有效堵住,同時使水利工程的抗?jié)B水性能得到提高。
4.2模袋灌漿處理方法在水利工程建設中,常常使用模袋灌漿,利用聚酯、尼龍等材質制成模袋,在袋中進行灌漿,這些特殊材質具有較高的耐磨性,可以根據需要設計成不同形狀的模袋,在灌漿階段應用,由于模袋具有一定的透性,漿中的水分能夠滲出,但漿中的顆粒存在于漿中,所以袋中能保留顆粒。使水灰比得到降低,所以一方面能縮短水泥漿的凝固時間,另一方面,凝固后的強度也大大提升,提高灌漿的質量。
5結語
將灌漿施工技術應用到水利水電施工中,是因為大壩的建造并不僅像房屋建造那么簡單,其受到地質構造影響的同時還受到了水文地質的影響。而且作為大壩地基的構造不可能完美無缺,通常這些地基都存在一定的缺陷,因此要通過人工處理才能將該地基建造為適合大壩施工的堅固地基,在對地基的處理過程中需要灌漿技術的應用。灌漿技術的應用可以大大提高地基的抗震性、抗?jié)B性及穩(wěn)定性,其主要應用就是通過將配比好的漿液注入裂縫之中,待漿液凝固硬化,就可以達到預期的效果。帷幕灌漿、接縫灌漿、高壓噴射灌漿、固結灌漿等為灌漿的主要方法,通過這些方法可以達到水利壩體或其他防滲工程的有效加固、防滲、堵漏等。而在這些方法中最為普遍的是帷幕灌漿,帷幕灌漿最顯著的特點是防滲,因此帷幕灌漿也是水利工程地基防滲的主要方法之一。以三峽大壩為例,通過帷幕灌漿技術,就可以保證其地基防滲透,帷幕灌漿可以在大壩的地基內部形成多個連續(xù)防滲透的幕墻,從而保證大壩地基不受水的侵蝕與滲透。
2大壩的主要灌漿技術
2.1鉆孔施工技術
在大壩的灌漿施工過程中,要將泥漿灌入就必須有灌漿孔,因此對于灌漿孔的要求十分嚴苛。由于灌漿孔是灌漿施工的基礎組成部分,各個灌漿孔的橫截面大小應當保持一致,且要保證各個灌漿孔都是與水平面垂直的正直狀態(tài)。
2.2裂縫施工灌漿技術
我國在水利水電施工過程中不斷突破已有技術,學習西方先進技術,引進裂縫施工灌漿技術,并在近幾年運用中結合自身的特點不斷改進,因此該項技術不僅在大壩中得到大量應用,還在大梁的建設、工業(yè)廠房的建設、吊車的施工輔助等方面起到作用。
2.3無塞灌漿施工技術
無塞灌漿技術之所以能有效提高施工質量節(jié)省施工時間有兩個原因:其一是該項技術能省略等待泥漿凝固的過程;其二是無塞灌漿技術可以防止灌漿過程中出現堵塞現象而引發(fā)的施工漏水,避免了施工過程中因為施工不當而造成返工浪費時間,無塞灌漿技術的應用可以提高施工效率,節(jié)省施工時間。
3大壩灌漿施工的質量管理措施
3.1內部質量管理
(1)完善內部監(jiān)督體制。首先就應當對整個施工流程進行監(jiān)督和控制,各項施工流程應當按照順序進行,各部分要符合施工要求后才能開始施工,對于未達到施工標準的應當進行改制達到標準后再進行施工。其次就是設置監(jiān)督責任制小組,各小組成員對整個施工環(huán)境及人員進行監(jiān)督與考核,對施工規(guī)范程度依次考核。(2)質量的控制和管理。在進行內部質量管理時,除了要對內部質量監(jiān)督外,還應對質量進行控制和管理,其有效性對工程的質量起著決定性的作用。
3.2外部質量管理
(1)外部監(jiān)督體制。質量監(jiān)督單位應加強其監(jiān)督力度,除了不斷完善監(jiān)督設備外還應完善各監(jiān)督人員的配備。質量監(jiān)督單位應當對已有的監(jiān)督設備定期檢查,保證設備檢測的準確性,另外對于已經報廢或破損的設備應進行維修或者丟棄,購置新的精確性高的設備。(2)監(jiān)測人員專業(yè)知識。質量監(jiān)督部門的監(jiān)測人員應當具備相應的專業(yè)知識,這樣才能從多方位監(jiān)測,因此質量監(jiān)督部門應當對監(jiān)測人員進行專業(yè)知識和技能的培訓,提高工作人員的監(jiān)督方法和管理理念,并對培訓的結果定期考核。質量監(jiān)測人員專業(yè)水平的提高,才能更好的對大壩灌漿施工質量進行監(jiān)測。
3.3質量檢查分析
經過了內部與外部共同質量管理后,大壩的工作人員應當對質量管理監(jiān)測所得的數據進行采集和考查,對各項數據進行分析,得出的資料與圖表要展開研究和總結,進一步完善和更正施工圖紙。最后的質量檢查分析步驟是必不可少的,在進行質量管理之后必然會有相應的數據產生,這些數據又為整個施工過程帶來新的改變。
4結束語
(1)混凝土裂縫灌漿施工技術在水利水電工程基礎建筑施工中的應用。混凝土裂縫灌漿施工技術是現代水利水電工程基礎施工中最常用的技術之一,其原理是結合施工的實際需求,保證灌漿工程不僅能夠有效的擋住泥土的壓力,又能夠有效的提高基礎工程的防滲性能,更好的對水利水電工程的基礎進行加固。該項基礎灌漿技術最初應用在建筑物中,隨著近幾年的不斷發(fā)展和完善,逐漸的在水利水電工程基礎施工中得到廣泛的應用,尤其是環(huán)氧灌漿施工技術在混凝土裂縫修復過程中的應用,具有良好的經濟性。水利水電基礎施工在采用混凝土裂縫灌漿施工技術時應該注意以下幾個方面:其一,掌握混凝土裂縫灌漿的原理,采用混凝土裂縫灌漿施工技術時,主要是利用灌漿機械直接把水溶性的聚氨酯化學灌漿材料注入到混凝土裂縫中,該種漿液遇到裂縫中的水分之后能夠迅速的分散、乳化、膨脹以及固結,以此起到補強、堵漏、防滲的效果;其二,選用合理的灌漿材料,采用該項灌漿施工技術時,應該采用合適的灌漿材料,例如采用具有水溶性的水泥、水玻璃、丙烯鹽酸、丙烯酰胺、聚氨酯等;其三,根據裂縫的類型采用相應的灌漿處理技術,例如針對網狀裂縫,應該開鑿V型槽,然后選用環(huán)氧樹脂水泥進行灌漿,保證其完全的嵌入到裂縫中,以此保證其和混凝土結構形成一個整體。
(2)無塞灌漿施工技術在水利水電工程基礎建筑施工中的應用。無塞灌漿施工技術同樣是水利水電工程基礎建筑施工中最常見的技術之一,其原理是采用自上而下灌漿的方式,這樣不僅能夠進行循環(huán)的灌漿,而且不需要等待凝固就能夠節(jié)能型下一道工序的施工,因此該項灌漿技術被廣泛的應用在現代水利水電工程基礎建筑施工中。水利水電工程基礎建筑施工在采用無塞灌漿施工技術時應該注意以下幾個方面:①鉆孔施工,在進行鉆孔施工的過程中,鉆孔的長度應該控制在150cm-250cm之間,寬度應該控制在75mm左右,當鉆孔施工結束之后,應該用水將孔內的殘渣清除干凈,當孔干燥之后進行灌漿施工;②漿液的制備,無塞灌漿施工技術采用的漿液通常是由水、粉煤灰、水泥以及外加劑等混合制成的,在進行漿液拌合施工的過程中,應該嚴格的控制漿液的含水量,通常狀況下,漿液的含水量控制在30%左右,當漿液制成之后還應該進行養(yǎng)護,以此保證漿液的保水性、可泵性以及和易性;③選擇注漿管,無塞灌漿施工采用的注漿管通常為無縫鋼管或者鉆桿,然后將內壁和注漿管之間的空隙當作回漿管,用于灌漿的循環(huán);④灌漿施工,當準備好上述所有的工序之后進行灌裝施工,將回漿管插入之后進行灌漿,然后通過回漿管進行循環(huán)灌漿;⑤提鉆施工,灌漿施工采用分段施工的方式,當一段灌漿施工完成之后,應該提鉆并更換鉆具進行下一個灌漿段的灌漿施工,在該過程中不需要等待漿液的凝固,能夠有效的縮短施工時間,同時還能夠提高灌漿施工的質量,致使其被廣泛的應用在水利水電工程基礎建筑施工中。
(3)誘導灌漿施工技術在水利水電工程基礎建筑施工中的應用。誘導灌漿施工技術同樣是水利水電工程基礎建筑施工最常采用的技術之一。誘導灌漿施工技術的原理表現為:在施工的過程中,根據水利水電工程基礎建筑施工現場的具體狀況以及相關的要求,創(chuàng)造條件設計不但能夠擋住泥土側壓力,又能夠起到防滲漏作用的灌漿帳幕工程,同時設計控制漿液流動的防護工程,這樣既能夠控制灌漿施工的質量,又能夠有效的對水利水電基礎工程進行加固,該項技術在水利水電工程基礎建筑施工中得到非常廣泛的應用,并且隨著實踐應用和發(fā)展,還開發(fā)了許多全新的誘導灌漿技術,例如電滲化學灌漿施工技術等。
二、水利水電工程基礎建筑灌漿施工控制的有效措施
(1)工程費用控制措施?;A灌漿施工費用控制的最終目標是做到凈效益最大化,盡可能的降低是灌漿施工和其他工序的費用,同時盡可能的降低負效益。因此,應該根據施工現場的具體狀況以及自然規(guī)律,綜合考慮施工控制工藝以及方法,對整個灌漿系統(tǒng)進行合理的設計,同時結合最優(yōu)化原則,盡可能的減少負效益,尋找最理想的運用方法,有效的控制工程費用。
(2)環(huán)境效益控制措施。水利水電工程的環(huán)境效益控制措施應該重點考慮以下幾種因素:控制生產和生活污染物、有害氣體、施工飄塵、污染帶等的排放,防止對地下水、環(huán)境等造成影響;控制施工機械、爆破、運輸等機械的噪聲,避免對周邊居民造成影響;在施工的過程中應該盡可能少的破壞周邊植被景觀,同時還應該考慮水利水電工程建成后長期對鄰近建筑以及人類健康造成的影響。
(3)質量控制措施。灌漿質量要素包括灌入能力、強度以及可塑性,質量控制目標應該根據水利水電工程的性質以及設計施工要求而定,控制措施主要表現為:首先,根據吸滲反應定理、劈裂判別定理、劈裂定向定理等制定相應的質量控制目標;其次,根據制定的質量控制目標選擇合適的灌漿材料,然后預測與協(xié)調材料性質、地質條件以及施工技術三者的關系;再者,當灌漿施工結束之后的28天內,重視后期的養(yǎng)護工作,全面的重視施工過程的質量控制,認真的做好壓水試驗,試驗結果表明施工質量合格之后才算過關。
三、結語
地基的建設對于一個建筑工程來說是非常關鍵的基礎,其質量的好壞關乎著整體的建設。而在這個過程中,最常采用的就是基礎灌漿技術。它在地基建設中有廣泛的應用,給施工人員帶來很大的便捷。但是在運用這項技術時,它要求的施工條件是非常嚴格的,場地要要保持防水、抗震,從而使得基礎灌漿技術正常運行。本文主要對基礎灌漿施工技術以及它在水利工程中如何應用進行探討分析,促進這項技術不斷地發(fā)展。
關鍵詞:
基礎灌漿施工技術;水利工程;應用
隨著經濟的高速發(fā)展,近年來,我國對水利工程的建設越來越重視,水利項目的發(fā)展也逐漸加快了腳步。但是由于技術和發(fā)展時間的限制,導致建筑方的施工難度不斷增加。要想在國內找到符合水利項目的地基類型是十分困難的一件事,大多數地基都是為了建筑樓房所設計的,與水利項目的建設不能很好地融合。該項技術的出現正好很大地解決了地基不符的問題??墒乔疤釛l件是施工場地的防滲處理要做好,不然很可能降低產生的效果。
1灌漿施工技術的類型
(1)帷幕灌漿技術。所謂的帷幕灌漿技術主要是被運用在上游迎水面的大壩內部,能更好地降低內部的滲透率,使得地更加穩(wěn)定和牢固。根據當地的地質條件來選擇帷幕灌漿的深度,一般來說,帷幕灌漿都比固結灌漿的深度多很多,有些甚至達到百米以上。但是其缺點是操作難度比其它施工技術難。(2)固結灌漿技術。通常這種技術布置在巖石地質較好的地方,對大壩的基部進行全面的固結灌漿,使其保持穩(wěn)定的狀態(tài)。如果一些地區(qū)的土質不好,且壩體的高度過高,這無形之中增加了固結灌漿的難度大。一般灌漿孔的深度大約在5~8米之間,還有小部分的深度可能相對來說會更深一點,大概在15~40米左右,深淺不一的孔在各個層面上相互交錯,營造出一種立體的效果。然后在此基礎上,增加基巖的牢固性和抗壓性。牢固性是固結灌漿技術最大的特點,它能夠使得地基穩(wěn)固持久。(3)接觸灌漿技術。接觸灌漿技術就是指用混凝土來聯(lián)結壩基與兩岸之間的縫隙,從而使得壩體更加穩(wěn)定,能夠經受得起大水的沖擊。首先,用混凝土鉆孔壓漿,等到壩體與兩岸之間的混凝土達到指定的溫度時,再對其施行接觸灌漿的步驟。這項技術利用了物理的性質來很好地實現穩(wěn)固的目標。(4)壩基巖石灌漿技術。壩基巖石灌漿技術最重要的就是操作流程的先后順序,嚴格遵守操作的步驟,否則容易導致產生的效果不如預期。第一步,按照科學比例,將膠凝性漿液與流動性漿液混合;第二步,利用灌漿設備將其打入巖層;第三步,待漿液硬化形成結石后,在表面涂上一層保護膜,加強基巖的防水性能。
2基礎灌漿施工技術在巖溶地域的主要應用
許多巖溶地區(qū)的地質條件相差甚遠,有些甚至達到截然不同的地步。這種情況使得水利工程在施工時需要克服很大的困難。傳統(tǒng)的施工主要是以經驗豐富的技術人員的判斷為主,先是派技術人員對地形進行勘察,再根據實際情況作出水利工程的整體設計圖。但是這種做法有一定的局限性存在。往往實踐過程與理論還是有一些差距的,許多情況都難以預料。因此,在巖溶地區(qū)進行水利項目的建設時,要從多方位地考慮問題。一方面,要按照實際的地域條件來挑選最適合的基礎施工技術。另一方面,考慮當地的巖層質量來預測灌漿的深度。通常來說,巖溶地區(qū)所采取的施工技術一般分為高壓灌漿技術、高壓旋噴灌漿技術以及基礎灌漿技術。(1)對高壓灌漿的研究。高壓灌漿技術最大的特點就是能夠使填充物變得更加牢固、不容易分散。巖溶地區(qū)地土質、天氣條件本身就不是很好,利用這種技術可以很好地改善地質條件,使得水利工程的地基能夠更加緊密、堅固。如果運用傳統(tǒng)的施工技術,滲水的現象很容易出現,嚴重的話可能造成壩體倒塌的結果。但是現代的高壓灌漿技術能夠使土壤凝結成網狀,與土壤很好地融合在一起,減少空隙的存在,從而降低滲流率。(2)對高壓旋噴灌漿的研究。許多施工人員對高壓旋噴灌漿技術可能不是很了解,它是比較新的一種施工技術。它的主要工作原理就是利用機械從地表向地下鉆一個很深的洞,再將按比例調配好的水泥漿用帶有噴嘴的鉆機噴到底部,高速旋轉的氣流先破壞原有土層,再讓松散的土層與高溫的水泥漿進行混合攪勻,最終形成一個牢固的地基。(3)對基礎灌漿的研究?;A灌漿技術對于普通的施工人員來說并不陌生,它在水利項目中有很廣泛地應用。這項技術的操作步驟簡單,并且產生的效果也相當不錯。當水利項目在淺層巖溶地區(qū)施工時,先把原有的泥沙挖出,直至土層看起來相當嚴實,然后再將混凝土漿液注入其中,使其填充到地表,從而完成對水利項目地基的建造。這種方法不僅實際操作簡單,而且施工成本相對較低,很適合在水利項目中應用。當項目建設在深層巖溶地區(qū)時,一般是將泥沙挖凈,再利用兩種填充物相互擠壓,相互反應的化學性質來形成一個堅實的地基。
3應對吸漿量大的水利工程采取的灌注方法
(1)限流方法。在限制的時間內將規(guī)定的漿液灌入到巖縫就是限流措施的主要內容。正常情況下,灌漿的速度要達到10~17L/min,這個區(qū)間內的速度不會太快也不會太慢,有利于砂漿進行有層次的沉淀、凝結。限流的主要目的就是讓砂漿能夠有充分的時間與土壤進行凝結,從而達到牢固的效果。(2)降壓處理法。降壓處理法是指利用降低灌漿壓力的方法來減少漿液的流動速率,只要讓漿液保持自流的狀態(tài)即可。降低壓力能夠讓漿液有足夠的時間來進行凝結的過程,但如果巖縫中的溫度多低導致漿液不能順利流入孔中,可以采取適當地加壓,使其保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)。(3)多次灌漿法。多次灌漿法是所有方法中最沒有技術含量同時也是最簡單的一種施工方法。它主要就是對灌漿的時間進行嚴格的控制,每一次灌漿都要保持在一定的時間內,每次灌漿的間隔也要規(guī)定在同一個時間段,具體的間隔時間是根據實際情況來確定的,通常是小于等于8個小時。
4應對水利工程出現嚴重漏水情況采取的灌漿施工技術
(1)模袋灌漿法。這項技術主要的優(yōu)勢就是耐磨。其在水利防水工程施工中應用時,先是選用大小合適的模袋,再往里填充水泥砂漿,讓模袋與模袋進行擠壓,從而將砂漿中蘊含的大量水分去掉,最終模袋要保持其中只有水泥和土才是正確的。因為只有這樣,才能降低袋中的含漿量,更快地使砂漿凝固。袋中的沙土由于模袋的阻擋也不易流失,可以對漏水的地方起到堵塞的作用,從而解決水利工程的漏水問題。(2)填充配料法。通常作為填充配料的材料有水泥、砂礫以及細碎的石子等等。它們的獲取成本低,但同時又能起到有效的作用。填充配料法在各個施工工程里都是屬于十分常見的方法。一般情況下,是將多種配料進行混合來進行填充。如果僅僅是用一種配料來填充的話,實際效果會與預期效果相差甚遠。如:在大壩出現嚴重漏水時,采用填充配料措施,但是單單用礫石來阻擋,可能對于一時來說能起到作用,但是時間一長,隨著水流通過的越多,礫石就會被沖刷得越厲害,致使產生的空隙也就越大,久而久之,大壩的漏水情況只會變本加厲。如果填充物是由水泥、沙子及礫石按比例相互組合,形成一層層的過濾層,不僅可以很好地治理漏水情況,而且對水質的處理也有一定的幫助。因此,在使用填充配料法的時候要對配料的組合進行合理的推敲,才能將其運用到實踐中,并不是盲目地使用。
5結束語
綜上所述,我國水利工程建設要想更好更快地發(fā)展,就要對基礎灌漿施工技術進行合理地應用。所以,基礎灌漿技術水平的高低對于水利工程來說有著直接的影響。為了使它能在水利工程中很好的應用,有關這方面的研究人員加強對技術的進一步開發(fā),完善其不足之處,施工人員要對基礎灌漿技術有深刻的了解,減少它的失誤率。相信只要每一個工作人員對它重視起來,基礎灌漿技術一定在不久的將來能得到很大的一個提升,從而間接推動水利工程建設的發(fā)展。
作者:董巍立 單位:河南省豫北水利勘測設計院
參考文獻
[1]劉瑞榮.基礎灌漿施工技術在水利工程中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用,2013(28).
關鍵詞:頂管施工泥漿
若使刃腳比它相應于管子外徑應有的尺寸稍大一點,就有可能降低管外壁摩阻力。這樣能使上層不直接壓在管體上。只要土層足夠堅硬,這種方法就會取到預期的效果。而如果向管子和土層之間形成的空隙內壓人支承介質,這種方法的效力更可以大大提高,并能維持一定的時間,從而足以頂進一段相當長的管路,再則,支承介質在起支承作用的同時,也可以作為劑起到減少摩阻力的作用。
對支承一介質的要求
對支承一介質的要求,可以根據摩擦定律推算出來。
摩擦定律概要
除了不在這里討論的滾動摩擦之外,可將摩擦區(qū)分為:
a)粘附摩擦(與靜摩擦相同);
b)滑動摩擦。
在粘附摩擦和滑動摩擦的情況下都存在如下的關系:
T=N·μ
式中
N——法向力;
T——切向力;
μ——摩擦系數;
摩擦系數μ是一個材料常數,與滑動面和滑動物體的表面性質有關,而卻不以接觸面積F的大小為轉移。
無量鋼系數μ在粘附摩擦的情況下,一般大于滑動摩擦時的數值,因為在粘附摩擦的情況下,表面會由于經常存在的不平度而被“楔緊”。
滑動摩擦又可分為:
b1)干摩擦;
b2)液體摩擦。
在干摩擦時,滑動體和滑動面直接接觸,在液體摩擦的情況下,滑動體和滑動面則被介質隔開
在滑動摩擦的情況下?;瑒芋w和滑動面之間存在相對速度。
在干滑動摩擦的情況下,摩擦系數μ與相對速度υ無關。
在液體滑動摩擦的情況下,視在摩擦系數μ則相隨滑動體和滑動面之間液體的流動阻力而變化。流動阻力則取決于液體的運動粘滯度和流動速度。根據流體動力學可知,流動阻力與流動速度的平方成正比。
在兩個互相接觸的物體之間,起作用的是一個比壓:
P=N/F
在液體摩擦的情況下,作用在液體上的是一個流動壓力:
p’=f(υ2)
若p=p’,物體和介質便處于平衡狀態(tài)。這時運動的物體就“漂浮”在滑動面上。
如p>p’,介質便會從運動物體和滑動面之間的縫隙中逐漸被擠壓出去,直到液體摩擦轉變?yōu)楦苫瑒幽Σ翞橹?。液體摩擦的前提在于,無論物體和滑動面都必須是不透水的。如果介質能夠滲人物體或滑動面,而又不以同樣的數量給予補充,那么液體摩擦就會變成干摩擦。
從摩擦定律得出的結論.
按照摩擦定律來考慮,對于頂管施工可以得出完全明確的結論如下:
a)為了保持較小的推頂力,干摩擦須以盡可能小的摩擦系數μ為前提。管子表面的光滑,能使摩擦系數降低。管子表面的機械加工和涂抹減摩劑,同樣都能起到減小μ值的作用。
b)在干摩擦的情況下,管子表面在推頂過程中會被周圍上層磨毛,因而使摩擦系數增大。所以在項管距離較大時,一般多采取液體摩擦的方式。
C)液體摩擦須以管子和土層之間存在介質為前提,也就是說,須將介質壓人其間。
d)介質必須保持一定的厚度方能有效。
e)管子和土層間必須存在一定的空隙,也就是說,要留出一定的空隙,以便在壓人介質后能夠形成所需厚度的一個液體層。
f)管子和土層之間充滿介質的空隙,在整個推頂過程中必須保持不變。要作到這一點,介質必須能夠阻止土層落到管壁上,亦即介質必須承受著各種具體條件下起作用的上壓力來托住土層。因此,在介質中必須經常保持相當于土應力的液壓。這樣,介質同時也起著支承介質的作用。交承壓力的反作用力則由頂進管來承受。
g)為了形成管子和土層之間所需的空隙,刃腳直徑的取值最好稍大于頂進管直徑。
h)對粘性很小的土壤來說,推頂時在刃腳周圍產生的松散地帶便能形成管子和土層之間所需的空隙,因而不需要刃腳直徑大于管徑。
i)上層和管子之間既已形成空隙,就必須在土層落到管體一上以及土壓力上升達到全值之前將支承-介質充入其中。事后再來克服土壓力將土層從管壁上推開是不可能的。一旦周圍土壤的某些顆粒接觸管壁并被土層壓附在管壁上,立即便會發(fā)生于摩擦,即使隨后壓人介質,情況仍然如此。
k)可以把頂進管看作是不透水的。管子接頭在整個推頂過程中應保持密閉。
l)土層總是多少有些透水的。因此,支承一介質必須起到的另一作用,即在于封閉管子周圍土層的空隙,以便在土層中造成一個不透水的環(huán)形地帶,從而阻止支承-介質滲入土層。
m)為了能夠封閉土層的空隙而又不致流失到土層中去,支承-介質必須具有足夠高的運動粘滯度。
n)為了取得盡可能小的視在摩擦系數μ,又需要支承-介質的運動粘滯度較低一些。
o)支承-介質不得對頂進管材料(鋼、鋼筋混凝土、石棉水泥或塑料混凝土)和接頭材料(鋼和橡膠)造成侵蝕。
P)支承-介質不得污染地下水。
膨潤土礦物懸浮液能夠最充分地滿足對支承-介質提出的一切要求。
作為支撐-介質的膨潤土
1890年,美國的福特·本頓首先發(fā)現了膨潤上。它的主要成分和對于它作為支承一介質的性能起著決定作用的,乃是其中叫作蒙脫土的一種粘土礦物,這種礦物以其位于法國南方的蒙脫英里翁礦床而得名。在德意志聯(lián)邦共和國的巴伐利亞,則有著大約一千萬年前作為風化產物形成的一些酸性火山質玻璃凝灰?guī)r礦可供這方面的應用。
蒙脫土是一種層狀結構的結晶氫化硅酸鋁。硅酸鹽多層體是一種三層結構,其中包括一層SiO4四面體、一層氫氧化鋁八面體和一層SiO4四面體。蒙脫土晶體即由許多這樣的硅酸鹽疊層組成。蒙脫土晶體遇水膨脹,與此同時水分子便滲入各個疊層之間。于是兩個蒙脫土疊層之間的距離就加大了一倍。晶體內部膨脹現象的原因,則在于疊層內部電荷分布的不均勻。
我們可以設想,在靜止下來的膨潤上懸浮液中,薄片狀的蒙脫上微粒形成一種紙牌房子式的結構,其中這些微粒以它們的角隅和棱緣彼此接觸或互相支撐。一旦靜止狀態(tài)被擾亂,例如由于攪拌、振動或泵送等等,于是大多數的“紙牌房子”坍塌下來,因而在靜止狀態(tài)下凝結起來的懸浮液就會變成溶膠。當這種溶膠再次靜止下來,薄片狀的蒙脫上微粒又會彼此搭在一起形成紙牌房子式的結構,于是溶膠重新凝固。懸浮液每當靜止便結成凝膠,一旦運動起來又變成溶膠,這種從靜止狀態(tài)到運動狀態(tài)以及從運動狀態(tài)又回到靜止狀態(tài)的結構交替,可以永無止境地重復下去,這樣的特性便叫作觸變性。
作為頂管施工中的支撐-介質,膨潤土的重要特點即在于它的膨脹性能。這一點須取決于薄片狀蒙脫俄土微粒的大小和數量。
膨潤土主要有兩類,即鈣膨潤土和鈉膨潤土上。
它們的區(qū)別在于起決定作用的蒙脫土是鈣蒙脫上還是鈉蒙脫土。
在膨潤土含量相同情況下,鈉膨潤土懸浮液中所含極薄的硅酸鹽疊層片的數量,約為鈣膨潤上懸浮液中所含數量的15到20倍。由于這種極薄的硅酸鹽疊層片的數量大得多,便有利于蒙脫土微粒形成紙牌房子式的結構,因而亦有利于提高懸浮液的膨脹性能,這樣既可改善懸浮液在溶膠狀態(tài)下的流動性,也能改善懸浮液在凝膠狀態(tài)下的固結性。所以鈉膨潤土比鈣膨潤土更適用于頂管施工。
而巴伐利亞礦層卻只含有膨脹性能較差的鈣膨潤土。
但鈣蒙脫土有一個特性,亦即其中化合的鈣離子可以用鈉離子來置換。通過這樣的離子交換,鈣膨潤土的性能會有很大的變化,從而被賦予鈉膨潤上的優(yōu)良特性。
由于銷膨潤土和通過鈉離子置換而活化的鈣膨潤土——也叫作活性膨潤土——能夠最大程度地滿足頂管施工中提出的要求,因而下面的討論便以這兩種膨潤土為基礎。
化學分析表明,膨潤土中大約有56%的二氧化硅和20%的氧化鋁,二者共同構成了蒙脫土上晶體的基本物質。與此相對應,礦物組成中也有75%的蒙脫土。篩分析也很值得注意,根據篩分析,膨潤土中粒徑小于0.025毫米的占55%。
膨潤土加水攪拌即成懸浮液,這里對水質的要求和拌制混凝土時一樣。判斷膨潤土懸浮液是否適于用作支承一介質的標準在于它的物理特性。而對后者起決定作用的,主要是懸浮液中的膨潤土含量。表2中按照每立方米制成懸浮液中含有30、40、60和80公斤膨潤上的四種情況,分別列出了各種懸浮液的主要參數。
首先從容重的數據中可以看出,膨潤土含量對容重的影響不大。在我們所考察的試樣上,容重大致變化于1020到1050公斤/米3之間,因此只是稍高于純水的容重。所以膨潤土懸浮液也可以在水下頂管施工中用作支承介質,無需顧慮懸浮液因容重不同而流失,故而對膨潤土懸浮液來說,容重并不是一個重要的判斷標準。
反之,流變極限測量結果都表明,無論在運動狀態(tài)或是靜置狀態(tài)下,懸浮液中的膨潤土含量都對流變極限有很大的影響。正如事先的考慮所預見到的,流限在運動狀態(tài)下達到了下限值。觀察表2可以看出,膨潤上含量從每立方米30公斤增加到60公斤時,亦即在膨潤上含量增大一倍的情況下,運動流限從22.4克(力)/厘米2上升到204克(力)/厘米2,因此也就是提高到大約9倍,當膨潤土含量從40公斤/米3增加到80公斤/米3時,同樣也是在增大一倍的情況下,可以看到大致相同的比率。這時運動流限從44.6克(力)/厘米2上升到439克(力)/厘米2,亦即增大到10倍左右。
靜置一分鐘后的比率也類似于流動狀態(tài)下的情況。在這種條件下,當膨潤土含量從30公斤/米3增加到60公斤/米3時,流限從42.8克(力)/厘米2提高到320克(力)/厘米2,即增大到7.5倍。當膨潤土含量從40公斤/米3增加到80公斤/米3時,流限則以100:696—1:7的比例提高。
最后,在靜置24小時的情況下,當膨潤上含量從30公斤/米3增加到60公斤/米3時,流限比率為198:1265一1:6,80公斤/米3含量的相應數值則限于現有的測量技術條件而無法測出。
因此得出的結論是,膨潤土含量增加一倍,可使膨潤上懸浮液的支承作用提高到7至10倍。但是這也意味著,若膨潤土含量減少1/2,支承作用就可能降低到1/10。所以,確定懸浮液中的膨潤上含量,便有著如此重大的意義。
得到的另一個結論是,在從運動狀態(tài)過渡到靜止狀態(tài)時,流限的增大須取決于懸浮液中的膨潤土含量。
在每立方米懸浮液中含30公斤膨潤土的情況下。靜置1分鐘后的流限以42.8:22.4=1.9:1的比率增大。在膨潤土含量為40公斤/米3的情況下,靜置1分鐘后的增大比率已達100:44.6=2.2:1。然而在膨潤土含量為60公斤/米3情況下,這一比值卻降低到320:204=1.6:1,以及在膨潤土含量為80公斤/米3的情況下,比率仍為696:439=1.6:1。
靜置24小時后的流限與運動狀態(tài)下的比率,在懸浮液中的膨潤上含量為30公斤/米3時是22.4:198=1:8.8,在40公斤/米3的情況下是44.6:584=1:13.3,在60公斤/米3的情況下是204:1265=1:6.2,而對于80公斤/米3的含量,則已無法取得測量值。
在將膨潤上懸浮液用作支承-介質的情況下,靜止狀態(tài)的流限值與運動狀態(tài)的流限同樣具有重要意義:
靜止狀態(tài)下的流限值決定著懸浮液是否適于用作支承介質,運動狀態(tài)下的流限值則決定著懸浮液是否適于用作介質。
當運動流限與靜止流限之比為1:6到1:10(最大1:15)時。膨潤上懸浮液便完全能滿足這兩個方面的要求。
流限值適用于膨脹過程業(yè)已最后完結的懸浮液。這種膨脹過程的性質,在于水已滲入了構成蒙脫土晶體的硅酸鹽疊片的晶層中。致使層間距離增大起來。水對微小蒙脫土晶體的滲透過程以及水滲入更小得多的晶層之中都需要時間。這就是膨脹時間,攪拌越充分.膨脹時間就越短,否則在水和膨潤土的混合料未獲充分攪拌的情況下,膨脹時間就會延長許多倍。攪拌取得良好效果的前提,是要有足夠長的攪拌時間,至少要有半個小時,有時甚至可能需要若干小時。另一個前提是要求膨潤土不留余渣地充分溶解在水中,盡可能使每一個膨潤土顆粒都被水包圍著。最后,在攪拌時不要讓空氣進入水和膨潤土的混合料中,因為空氣會妨礙水滲入蒙脫土晶體。再則,膨脹時間也會受到混合料溫度的影響。高溫(夏季溫度)可使膨脹時間縮短,低溫(冬季溫度)則使膨脹時間延長。當溫度低于零度時,膨脹過程即告中止,但混合料并不會遭到破壞。解凍后膨脹過程又會重新繼續(xù)下去,在這種情況下,須將凍結的時間計入膨脹時間之內。
在攪拌效果良好的情況下,攪拌過程結束后即已能夠達到80%左右的最終流限,而在攪拌效果不良的情況下,這一比值則降低到大約35%。由此可見,在攪拌效果良好和高溫條件下,經過5個小時的膨脹時間后即已達到最終流限。反之,在攪拌效果不良和低溫條件下,則需要24小時方能達到最終流限。
對于膨脹過程是否已經結束,需要仔細地進行觀察,因為膨脹不充分的懸浮液一方面起不到支承作用,另方面也會由于隨后的膨脹而引起膨潤土管路的堵塞,并且引起頂進管與周圍土層之間表觀摩擦系數的上升,從而可能導致提高頂進阻力。
對充分膨脹的膨潤上懸浮液來說,流限在靜止狀態(tài)下可達到上限值。如懸浮液變?yōu)檫\動狀態(tài),例如由于搖動、振動或泵送等等,立刻又出現流限的下限值,這便是流動狀態(tài)下的流限,或者也可以說是運動流限。一且再次靜止下來,流限又會升高,經過一定時間之后再次達到其上限值。
懸浮液經每次靜止之后都可以達到流限的上限值。然而在達到最終流限之前,如果懸浮液又變?yōu)檫\動狀態(tài),那么流限的升高過程便也可能中斷。
蒙脫土微粒在紙牌房子式結構上的變化,用我們的肉眼是看不見的,但卻可以通過流限的變化測量出來,因此一種懸浮液的觸變性也是可以為我們的感官所覺察的,而這種觸變性作為懸浮波物相任意多次的轉變,我們可以將它表示為
凝膠溶膠
膨潤土懸浮液在疏松土層中的應用
在無粘性的疏松土層中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂礫土中,若不采取其它輔助措施,土層由于本身極不穩(wěn)定,以致在刃腳推進之后立刻就會坍落在管壁上。所以對這類土壤來說,膨潤土懸浮液的支承作用尤其具有重要意義。為了起到這種支承作用,先決條件是要盡可能準確地掌握膨潤土懸浮液在砂礫上中的特性。膨潤上懸浮液將滲入土層的孔隙內,充滿孔隙,并繼續(xù)在其中流動。流速取決于孔隙的橫斷面與懸浮液的流變特性,同時也取決于壓漿壓力。因此為了在同樣的壓漿壓力下達到相同的滲入深度,在孔隙橫斷面很小的細粒土層中便需要低流限的懸浮液,面孔隙橫斷面較大的粒粒土層則需要高流限的懸浮液。在克服流動阻力的過程中,壓漿壓力隨著滲人深度的增加而成比例地衰減,所以相應每一種壓漿壓力,都有一個完全確定的滲人深度。
為了便于了解滲入過程,可以把上層看作是一條條許多毛細管的總和。圖7顯示了一條圓形橫斷面的毛細管中的流動過程。
這樣的一條毛細管必然會對其中穿流的流動介質、在這里即是對膨潤上懸浮液產生一個阻力W。
W=τ·U·l=τ·2·r·π·l
為了克服這一阻力便需要一個壓力:
P=p·F
=p·r2·π
只要P>W,毛細管中的介質便向前流動。一當流動阻力大到與作用于介質的壓力P相等,即。
W=P
流動過程即停止。由此可知平衡條件為
τ·2·r·π·l=P·r2·π
或
(τ·2·l)/r=p
根據這一關系式可以算出流動長度,換言之亦即滲入深度
l=(r·p)/(2·τ)
由此可見,滲入深度與毛細管的直徑和壓漿壓力成正比,與懸浮液的流限成反比。只要懸浮液在毛細管中流動,它便處于流動狀態(tài),因而對懸浮液起作用的便是運動流限。這時懸浮液便具有溶膠的稠度。
但一當懸浮液達到可能的滲入深度之后靜止下來,只須經過一個很短的時間,它的流限便達到靜止數值。于是懸浮液就變成了凝膠。
由于靜止狀態(tài)下的流限高達流動狀態(tài)下的10倍,因而在這種情況下膨潤土懸浮液便象泥漿那樣地充滿著土層的孔隙。
這樣在管體四周的土層中就形成了一層密實而有承載能力的環(huán)套,其厚度即相當于懸浮液的滲入深度
現在,如果在這一環(huán)套和頂進管之間保持一個相當于土壓力的懸浮液壓力,于是懸浮液使承受著全部的土壓力,致使土壓力不再直接地,而是經由懸浮液間接地加荷于管壁。
作為使摩阻力降低到最小限度的先決條件,最佳支承作用的取得須具備下列前提:
1.在設計時以及在推頂過程中準確地查明土層情況,并根據篩分曲線詳盡地掌握土層的顆粒分布;
2.計算出土壓力,從而確定膨潤上懸浮液的壓人壓力;
3.按基本粒徑確定膨潤土懸浮液的混合比,并經常進行檢驗,
4.正確地制備膨潤土懸浮液;
5.保證在全部頂進管路上和全部頂進時間內都有膨潤上懸浮液壓入。
其中最重要的一點,是必須求得正確的混合比。
此外必須注意,懸浮液穩(wěn)定極限大約是每立方米懸浮液至少含40公斤膨潤上。這一理論計算結果在實際施工中須仔細加以核驗。必須特別指出的是,膨潤土含量過低、因而也就是流限過低的懸浮液起不到支承和作用,因為這樣的懸浮液會毫無阻力地或只受到很小阻力地流散到土層中去,因而不可能在管體周圍形成一個支承環(huán)帶。
在基本粒徑為10毫米的情況下,要求懸浮液的膨潤土含量為60公斤/米3左右,在基本粒徑為20毫米的情況下,要求懸浮液的膨潤上含量為80公斤/米3左右,反之,在基本粒徑為2毫米時。懸浮液的膨潤上含量為40公斤/米3即已足夠.但滑動阻力與運動流限成正比。
運動流限在每立方米懸浮液中含:
40公斤膨潤上時為44.6克(力)/厘米2
60公斤膨潤土時為204克(力)/厘米2
80公斤膨潤土時為439克(力)/厘米2
這就是說,在每立方米懸浮液中含膨潤土60公斤時,運動流限幾乎為40公斤/米3情況下的5倍,而在每立方米懸浮液中含膨潤土80公斤時,則已經高達含量為40公斤/米3時的10倍。
這就意味著,如果懸浮液中的膨潤上含量在全部推頂距離上保持不變,那么對粗粒土壤來說,由于需要懸浮液的膨潤土含量較高以保證支素作用,故而推頂阻力以及因之所需的推頂力就會比細粒土壤的情況下更大一些。
但孔隙~旦被膨潤上懸浮液充滿,并因而形成支撐環(huán)帶時,于是粗粗土壤的狀況也就無異于細粒土壤了。因而在這種情況下,為了在推頂過程中支承土層,懸浮液中的膨潤土只需要達到穩(wěn)定極限所要求的最小含量40公斤/米3即可。
因此,在粗粒土壤的情況下,只是直接在刃腳之后壓入相應于基本粒徑的高含量膨潤上懸浮液,而在全部后續(xù)管路上則可使用稠度低得多的懸浮液。這樣便可以大大降低推頂阻力,或者也可以說是在相同的推頂力下加長推頂距離。同時還可以借此節(jié)省膨潤土,并減少中繼頂壓站的數目。
為此采用兩套膨潤土配拌設備附帶兩臺壓漿泵和兩套管路所需的額外費用,在管徑較大和推頂距離較長的情況下一般是值得的!
壓漿時須注意,壓出的膨潤上懸浮液要盡可能均勻地分布在整個管體,以便能夠圍繞整個管體形成所需的環(huán)帶。因此,壓漿賴以進行的注射噴口要均勻地配置在整個管壁圓周上。注射噴口的間距或數量須取決于土壤允許膨潤上向四外擴散的程度。在滲透性很小的土壤中,例如密實的礦土和砂礫上,間距就必須縮小一些,在疏松的礫石土中,間距則可以相應地加大。注射噴管即可以在整個管壁圓周上與一條環(huán)管連接,也可以分組連接,在分組連接時,一般是上半固聯(lián)成一組,下半圈另成一組。
為使膨潤土盡快地起作用,應盡量靠近刃腳尾部進行壓漿。所以壓漿最好是直接從刃腳后的第一節(jié)管子中開始。但實踐證明,在壓漿壓力較高的情況下,膨潤土將均勻地沿著管子周圍擴散,也就是說,即向后擴散,也向前擴散。因此便存在著膨潤上懸浮液沿刃腳向前流動、并且又在切削刃上流出來的危險。
在糾偏量頗大的情況下,有可能造成刃腳和第一節(jié)管子之間的密封損壞,或者在刃腳分成兩個部分情況下,則是造成切削段和頂壓段之間的密封損壞,于是膨潤上懸浮液就會從這些地方滲人工作空間。
根據這一理由,膨潤上在刃腳后第二節(jié)管子中開始壓入比較適宜。
膨潤土懸浮液經由注射噴口壓人的壓力應相隨所遇土層的壓力而變化。在膨潤土泵上,除了這一壓力之外,還會受到一直通向注射噴口的膨潤上管道的阻力。
膨潤上管道中的壓力損失,由于假設條件并不可靠而且經常變化,故而計算很難準確,因此,對于必須準確地與上壓力高度保持一致的壓漿壓力,便有必要直接在注射噴口上進行連續(xù)的測量。
壓漿壓力調得過高可能是有害的。這時膨潤上懸浮液會從注射噴口中涌出,在管口周圍形成一個高度壓縮區(qū)。這樣就有可能形成栓塞,阻礙膨潤上懸浮液的繼續(xù)流出和擴散。
如果一次注入的膨潤上能在管子周圍的土層中保持不變,那么只要直接在刃腳之后注入一次就足夠了。然而十分明顯,在推頂過程中,膨潤土由于流散到土層中去而有所消耗。鑒于此,對后續(xù)管路也必須補充壓人膨潤上,以使管子和上層之間空隙中的膨潤上懸浮液壓力能夠在頂進管路的全部長度上保持與土壓力一致。注漿孔的間距主要取決于土層的性質、膨潤土懸浮液的流變特性、刃腳的控上量和推頂速度。在許多已完成的工程中,注射噴口的間距是2節(jié)管子到5節(jié)管子以上。注漿孔的實際需要數量,只有在施工中才能知道。為了確保即使在最不利的場合下亦能提供所需數量的注漿孔,似乎最好是盡可能每隔2節(jié)管子即留出一些壓漿孔。另方面當然也要考慮到,所有注漿孔在頂管結束后必須拆除和封閉。這需相當大的一筆費用,所以一開始即應力求間距適當。這一點在很大程度上也取決于施工公司的經驗。
膨潤上的壓人技術在很大程度上仍然要依靠經驗,然而實際經驗多半也是可以找到理論根據的。
盡管就某種場合來說,隨著管子的推進同時在管子整個圓周上和管路全部長度上均勻地壓漿證明是相宜的,而在另一些場合下,正確的方法則又可能是分段壓漿。例如現已得知,在管子下半部,膨潤土在頂進過程中比靜止狀態(tài)下更容易流出,而上半部的壓漿則是在管路靜止的情況下更容易進行。因此最好是將管子下半部的注漿孔和上半部的注漿孔分別組合起來。這種半側壓出的原因在于,靜止狀態(tài)的管道以其全部很大的重量沉落于底部。這樣便在管道的頂部形成了小空隙,或者至少是形成了一個壓力較低的區(qū)域。因而在這種狀態(tài)下,膨潤土在管頂處比在管底部更容易流出。反之,在頂壓力和浮力同時作用下,管道有向上拱起的傾向。這時管道離地升起,于是管底下方便形成了一個低壓區(qū),致使膨潤土更加容易滲入其中并均勻地散開。
如果頂進管路被中繼頂壓站分成若干段,那么每次總是只有一個管路段受到推頂,其余各段則保持不動。這時宜于僅向被推頂的管路段內壓人膨潤上懸浮液,而對于靜止不動的管路段,則停止壓送。此外,膨潤土的壓人要與中繼頂壓站的動作協(xié)調一致,這一點可以通過手動或遠距離自動控制的方式來實現。
特別要注意的是,膨潤土懸浮液沿著管壁運動的方向不得與管路推頂方向相反,否則,由于管子和懸浮液的逆向運動,懸浮液非但起不到介質的作用,卻反而起了制動介質的作用。結果便會大大增加推頂阻力。如果只在頂進管路的前區(qū)壓人膨潤土,就會發(fā)生逆向運動,因為在這種情況下懸浮液便不得不向后流動。所以正確做法是,懸浮液的補壓始終要保持從后向前的方向。
在無粘性的疏松土層中,例如對于有流動傾向的礦土以及滾動的礫石上來說,可能十分重要的是,在第一節(jié)管子推入土層后立即開始壓人膨潤土懸浮液,以便在管子周圍形成支承環(huán)帶,從而不引起干摩擦。同樣重要的是,對所有后續(xù)的管子來說,一但管子離開頂壓坑,都要補壓膨潤土。然而為使懸浮液不能立即又在進口處向外流出,便需要設置如圖12所示的彈性滑動密封,否則懸浮液的流出不僅要弄臟工作坑,而且也會破壞支承壓力的形成。
頂進管在膨潤土懸浮液中受到的浮力
電氣設備的選型和采購工作對節(jié)能降耗具有較大影響,因此選擇合適的電氣設備能有效降低能源消耗,在進行電氣設備的選擇時,我們除了考慮技術領先外,還要考慮效益和節(jié)能優(yōu)先的原則。目前,我國絕大多數設備都是通過電機驅動而進行運轉的,所以我們就必須要選擇高效節(jié)能的電動機,以充分的降低能源損耗,高效節(jié)能電動機具有十分顯著的節(jié)能效果,但是和高耗能產品相比,其初期的成本投入比較高,這就會在一定程度上存在投資回收期問題。因此,只要具有充分的論證和科學合理的選型,就能夠在一定的時間內將投資成本收回,從節(jié)省電費開支的長遠狀況來看,這是十分經濟合理的。
2電氣設備節(jié)能降耗的技術管理
2.1做好照明設備節(jié)能降耗管理
照明設備在人們的日常生活中是必不可少的設備,在日常的生產生活中要做到人在燈開、人走燈滅,積極提高照明節(jié)能的管理水平。其主要做法就是,積極提高相關負責人的節(jié)能意識,并有效采用較為先進的節(jié)能型產品來降低能耗。對于間斷性的照明設備要采用聲控和光控開關,這樣就能有效實現人在燈開、人走燈滅的理想效果,將節(jié)約資源、降低能耗付諸于行動;對于那些使用時間較長的照明燈具,要使用節(jié)能技術比較成熟的節(jié)能型燈具,例如:節(jié)能燈、LED燈等較為節(jié)能的新型光源,以有效的降低電能損耗。雖然在購買時或者短期使用中不能有效節(jié)約成本,但是經過長期的使用能有效節(jié)約用電費用,再加上近年來半導體照明產品財政補貼活動的大力推廣,新型的節(jié)能照明設備已在人們的日常生活中得到了全面推廣,并對節(jié)能降耗管理產生了較為深遠的影響。
2.2做好變配電設備的維護和技術改造
變配電設備對于任何一個單位來說,都是極為重要的設備,它能有效保障供電的安全穩(wěn)定以及生產用電的安全性和可靠性。所以,為有效發(fā)揮變配電設備的使用功能,就必須對變配電設備定期的進行檢修,并制定出科學、嚴謹、細致的檢修細則,同時還要認真的貫徹和執(zhí)行。另外,還要做好定期的巡查檢修工作,有效利用各種檢測設備、儀器,如:電壓表、電流表以及溫度儀表等,再加上感官經驗,從而有效提高工作人員發(fā)現和處理事故的能力。尤其是在用電的高峰期,要積極加大變配電設施的巡查力度,以及時的發(fā)現配電設備中存在的安全隱患,以便及時的采取切實有效的處理措施,有效預防和降低重大事故發(fā)生的頻率,進而有效減少變配電設備事故對人們生產生活造成的影響,并有效降低國家的直接經濟損失。有些戶在不同的季節(jié)用電負荷相差很大,因此,應根據季節(jié)用電特點切換不同容量的變壓器?;虿扇≡谟秒姼叻寮竟?jié)用兩臺變壓器并聯(lián)運行,在用電淡季用一臺變壓器運行的方式,以減少變壓器損耗,最終達到降低能源損耗的目的。
2.3做好電氣設備的統(tǒng)一調配和資源共享
由于電氣設備在實際的生產生活中都是相對獨立的,對其使用的需求也會隨時發(fā)生一定變化,單純的購買不是節(jié)約的有效方法,所以可以在各電氣設備之間進行調劑。像在日常的實際生產中不常用但又必須要存在的電氣測量、試驗儀器和儀表,可以對其進行統(tǒng)一的儲備。努力將這方面的工作做好,就能有效的降低采購設備所需要的費用。修舊利廢是節(jié)能的最有效方式,維修不僅僅是指元件的拆換,更為重要的是元件的修復。對于那些在電氣設備中報廢了的有用的電氣元件要將其拆卸下來,用作電氣設備的配件,堅持這樣做下去,就能夠有效的節(jié)省大筆的費用。
2.4重視電力計量并合理利用峰谷電力資源
用電計量在實際的用電管理是最為有效的管理手段,同時也是我們制訂并有效實施節(jié)電措施的最為重要的依據。我們進行用電計量的主要目標就是要切實做到該計的不漏計,計量的不失準。在計量完成后,還要及時地分析比較計量的數據,并進行及時的反饋,從而制定出切實可行的措施,有效減少不必要的電能損耗,并使公司成本降到最低。同時,對于用電的高峰時段以及低谷時段,由于電價的不同,要采取分時段的計費方式來進行合理計量,充分利用低谷時段的電量來進行生產,以有效降低高峰時段的用電量,這樣就能在一定程度上使電費開支得到有效降低。
2.5選用新型節(jié)能電氣設備
現階段,我國絕大部分的企業(yè)由于年代久遠,其電氣設備的使用時間也相對較久,電氣設備的技術型號都相對比較落后,甚至是高能耗應該面臨淘汰的設備,但是由于種種原因,這些高損耗的電氣設備仍在繼續(xù)使用當中,并且其中吸附了大量的灰塵、氣體等雜質,嚴重降低了電氣設備的散熱性能和絕緣性能,為電氣設備使用的安全性帶來嚴重的安全隱患。所以,這種落后的電氣設備特別是重要的低壓電氣設備盡管在維修后可以繼續(xù)使用,但是仍然需要對其進行淘汰,從而有效實現電氣設備的更新?lián)Q代,選用更加新型節(jié)能的電氣設備,以有效降低設備的能源損耗。加快對節(jié)能型電氣設備的應用步伐,由于新型的電氣設備具有顯著降低本身能源損耗、散熱性能較好、工作溫度低等諸多優(yōu)良性能,能有效的降低能源的損耗,真正達到節(jié)能的目標。另外,除了更換大型的電氣設備外,還要更換電氣開關,以達到對電氣設備的自動化控制,有效降低不必要的能源損耗。此外,還要積極進行節(jié)能技術的改造和更新,技術人員要積極加強日常的維護工作,以充分保障電氣設備的正常使用和運轉,嚴格避免因部分故障而發(fā)展成為整體故障,造成故障升級,造成更大程度上的能源浪費。
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