淺析水利水電工程中的振孔高噴技術(shù)

羅學(xué)明 劉作葵

【摘要】本篇文章主要介紹了振孔高噴技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用，先闡述了該技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn)及操作配備，再以實(shí)際施工項(xiàng)目為例，分析振孔高噴技術(shù)在導(dǎo)流圍堰、基礎(chǔ)防滲等方面的應(yīng)用并對(duì)振孔高噴的技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)行說明，以方便讀者更好的了解該項(xiàng)技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】水利水電工程；振孔高噴技術(shù)；應(yīng)用；創(chuàng)新

前 言：

振孔高噴技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用于水利水電工程項(xiàng)目中的一項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)，涉及到基礎(chǔ)加固、截水防滲等多個(gè)施工環(huán)節(jié)。目前，使用振孔高噴技術(shù)可以在深度超過20m的地下進(jìn)行工作處理，它主要通過擺動(dòng)或是旋轉(zhuǎn)的噴射方式來進(jìn)行注漿，具有很高的靈活性，相比較其它技術(shù)方式，其應(yīng)用成本也較低，因此研究振孔高噴技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)作用。

1.振孔高噴技術(shù)的優(yōu)越性及操作配備

1.1振孔高噴優(yōu)越性

第一，工作程度簡(jiǎn)便。振孔高噴操作工藝的特點(diǎn)之一是造孔工作和下管工作可一起進(jìn)行，它利用振動(dòng)器將高噴管送到指定地點(diǎn)，該地點(diǎn)是預(yù)先經(jīng)過設(shè)計(jì)好的位置，所使用的振動(dòng)器功率也較高。第二，工作效率高。該技術(shù)下只需要使用液壓設(shè)備適當(dāng)移動(dòng)高噴管，就可以繼續(xù)下一孔作業(yè)，有利于提高工作效率。第三，復(fù)噴方便。這種技術(shù)可以在預(yù)定條件下對(duì)已經(jīng)噴過的地區(qū)進(jìn)行復(fù)噴，這有利于墻體質(zhì)量?jī)?yōu)化，同時(shí)通過噴射的方式進(jìn)行施工也有利于節(jié)省資源。

1.2振孔高噴技術(shù)操作配備

該技術(shù)工藝在應(yīng)用過程中常用設(shè)備參見表1。

表 1

該技術(shù)操作主要應(yīng)用振動(dòng)高噴管，這是振孔高噴中用于成孔的工具，同時(shí)也是用來進(jìn)行高噴作業(yè)的。振動(dòng)高噴管通過與振動(dòng)器相連接來調(diào)節(jié)自身狀態(tài)，從而確保與地面垂直。此外，該技術(shù)應(yīng)用對(duì)噴射工作所需用的設(shè)備要求不高，同傳統(tǒng)噴射設(shè)備性能相似，只是采用機(jī)械振動(dòng)的方式。在實(shí)際操作之前，對(duì)于噴頭的參數(shù)需依據(jù)實(shí)際工程需要來進(jìn)行調(diào)整，以保證符合施工情況。

2.振孔高噴技術(shù)在導(dǎo)流圍堰中的應(yīng)用

以××水電站為例，該工程在導(dǎo)流圍堰施工過程中應(yīng)用到了振孔高噴技術(shù)并取得良好效果?，F(xiàn)階段，這種技術(shù)已經(jīng)可以在比較堅(jiān)硬的基巖處進(jìn)行施工且在定噴基礎(chǔ)之上衍生出了擺噴和旋噴等技術(shù)。

2.1實(shí)際操作布置

在導(dǎo)流圍堰施工中，振孔高噴技術(shù)的操作布置同常規(guī)高噴技術(shù)的類似，主要的布置依據(jù)是結(jié)合施工當(dāng)?shù)氐乩項(xiàng)l件及具體施工要求來進(jìn)行設(shè)備布置，通?？紤]以下因素：①成本與安全；②工藝要求；③便于交叉作業(yè)；④有利于解決突發(fā)問題。

2.2施工工藝

在該水電站施工中，振孔高噴技術(shù)的施工工序主要分為9個(gè)環(huán)節(jié)，具體操作詳見圖1.

圖 1

其中，在導(dǎo)流圍堰中該技術(shù)的應(yīng)用采用三管定向噴射工藝，通常情況下噴射角度選擇在9°-10°之間。施工時(shí)，單獨(dú)一組提升和振入過程中是不需要進(jìn)行接管的，通常以輪流或二次噴灌的方式依次按照振孔順序來進(jìn)行操作。

在施工過程中施工單位要注重對(duì)施工順序的管理工作，保證工程有條不紊的完成，在灌噴過程中要以孔口返漿為噴灌完成標(biāo)志，同時(shí)注意對(duì)于一些噴灌不足的孔及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漿，從而保證施工質(zhì)量。

2.3技術(shù)分析

該項(xiàng)目在使用振孔高噴技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)流圍堰工作時(shí)，雖然操作工序上只有兩個(gè)步驟，但這種技術(shù)應(yīng)用卻解決了不少難題。首先，造孔效率高。該技術(shù)在進(jìn)行鉆孔時(shí)，可以利用高壓設(shè)備對(duì)土地進(jìn)行破壞，這使得它的打孔速度要比常規(guī)打孔方式快出1倍速度以上。其次，振管剛度高，這樣可以降低孔斜影響施工整體質(zhì)量。第三，該技術(shù)采用強(qiáng)力振入的方式進(jìn)行施工，同時(shí)可以配合以高壓水振進(jìn)，如果遇到阻礙可以進(jìn)行重復(fù)振動(dòng)。最后，振進(jìn)和提升無需像常規(guī)高噴技術(shù)一樣要分次進(jìn)行作業(yè)，不用卸管的操作方式在很大程度上解決了堵管問題。

3.振孔高噴技術(shù)在防滲工作中的應(yīng)用

以××水利工程為利，該工程使用振孔高噴技術(shù)來防范該水利工程的基礎(chǔ)滲漏。在參數(shù)選擇時(shí)，該工程是在參考了以往的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上依據(jù)振孔高噴技術(shù)要求來進(jìn)行選擇的。先對(duì)開挖處進(jìn)行檢查，再通過一系列試驗(yàn)來確定該技術(shù)所使用的水速、壓力等，以保證相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，其中，參數(shù)設(shè)計(jì)試驗(yàn)主要包擴(kuò)圍井試驗(yàn)等。

3.1制漿

該工程所使用的高噴漿液為普通的水泥漿，成分主要是硅酸鹽，壓強(qiáng)為32.5MPa。其中水是石灰的1.25倍，水泥量為620kg/m3，在制漿之前均要使用篩網(wǎng)過濾，但是需要掌握好時(shí)間保證制漿完成的時(shí)間不多于4小時(shí)。

3.2振孔

振孔高噴技術(shù)在振孔之前要先做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備，通常是供風(fēng)3m3/min，供漿50L/min且壓強(qiáng)保持在7MPa左右。等到管口有漿液冒出以后便可以正式開始振孔工作。首先振動(dòng)錘開啟并向下進(jìn)行振動(dòng)，通常速度在3.5m/min左右，同時(shí)振動(dòng)時(shí)盡量保證勻速，如果孔口冒漿不足，則可減緩振孔速度，確保振管可以倍放置在設(shè)計(jì)位置。

3.3噴漿

當(dāng)振孔到達(dá)規(guī)定位置且可以正常冒漿之后，便可以開始進(jìn)行噴漿工作，通常進(jìn)行提升時(shí)速度控制在每分鐘0.45m、漿量控制在每分鐘80L左右最為合適，注意開始提升時(shí)一定要速度緩慢，直到提升位置到達(dá)規(guī)定高程以后降低漿壓、緩慢提速直至拔出。

4.振孔高噴技術(shù)創(chuàng)新

4.1設(shè)備改進(jìn)

專用于振孔高噴技術(shù)工藝的使用設(shè)備我們將其稱為設(shè)備主機(jī)，它區(qū)別于傳統(tǒng)高噴技術(shù)所使用的設(shè)備，具有一定優(yōu)勢(shì)。該設(shè)備主機(jī)是由天車、底盤及其它一系列相關(guān)構(gòu)件所組成，其中工作平臺(tái)上設(shè)置有固定尺度的鋼管作為設(shè)備移動(dòng)軌道，支持設(shè)備移動(dòng)的動(dòng)力為液壓油缸。它的走管方式具有鉆孔精確、使用安全、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，十分適合堤壩等施工地段，但是沒有轉(zhuǎn)向功能，同時(shí)也無法進(jìn)行橫向移動(dòng)，這不利于短軸線施工。目前，新研制出的一種液壓平移轉(zhuǎn)向設(shè)備轉(zhuǎn)化了上述設(shè)備的劣勢(shì)，利用液壓來操控設(shè)備轉(zhuǎn)向和移動(dòng)使該設(shè)備適用范圍擴(kuò)大，進(jìn)一步平穩(wěn)了其使用性能。

4.2新型工藝

切噴成墻工藝?？拙嗍谴_保高壓噴漿順利進(jìn)行的重要參數(shù)之一，首先，在允許條件下，施工方都想加大孔間距以降低成本。其次，定噴施工時(shí)，想加大噴射距離除了使用高壓噴射以外，還可以采用讓兩兩噴嘴間的距離變寬的方式。這種情況之下，切噴成墻工藝便產(chǎn)生了。首先把鉆頭從原有的圓形改變?yōu)殚L(zhǎng)條形，同時(shí)把兩側(cè)噴嘴間距擴(kuò)大1倍左右，這樣可以有效增加噴射距離，目前這種工藝已經(jīng)在一些堤防項(xiàng)目中投入使用并取得良好成果。

切槽成墻工藝。如果施工地段土質(zhì)適合，可以將上文中提到的一字形切頭的大小適當(dāng)增加，通?？梢詫⑵涑叽缂哟?.7m左右，必要時(shí)也可以直接使用高壓注入水泥漿，讓其直接形成墻體。但是為了讓槽孔可以持續(xù)工作，工藝上可以使用兩個(gè)一字形切頭來進(jìn)行施工，位置擺放上兩個(gè)切頭要適量重合，它能保證施工連續(xù)性，因此在一些防滲施工中取得極佳效益。

小 結(jié)：

綜上所述，振孔高噴技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用作用較大，特別是在導(dǎo)流圍堰、基礎(chǔ)防滲等工作中都取得了良好的技術(shù)成果，目前，該種技術(shù)之下已經(jīng)逐漸衍生出新的技術(shù)工藝以滿足水利水電工程建設(shè)所需，相信隨著今后科研工作的繼續(xù)，該項(xiàng)技術(shù)會(huì)更加完善，從而更多的在水利水電施工中發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)。

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