高壓擺噴防滲墻質(zhì)量檢測(cè)研究
時(shí)間:2022-05-02 10:11:17
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高壓噴射灌漿施工技術(shù)現(xiàn)已成為水工建筑物地基處理中重要的工程措施,在大壩壩基防滲和加固處理中得到廣泛的應(yīng)用。隨著水利水電建設(shè)的發(fā)展,對(duì)于水工建筑物堤基的防滲要求越來越高,因此,高壓噴射灌漿施工技術(shù)在水利工程地基處理中發(fā)展為一項(xiàng)重要的技術(shù)手段。本文主要結(jié)合陜京三線輸氣管道工程地下防滲墻的質(zhì)量檢測(cè)情況與結(jié)果,討論防滲墻工程質(zhì)量檢測(cè)的方法及效果。
1擺噴墻成墻機(jī)理
高壓擺噴灌漿技術(shù)是通過加壓裝置將水流或所灌漿液進(jìn)行加壓,通過噴嘴形成流束,對(duì)周圍土體進(jìn)行沖擊、切割,滲入周圍的土體形成具有較強(qiáng)抗?jié)B能力的凝結(jié)體,用以達(dá)到提高堤基防滲或承載能力的施工技術(shù)。高噴墻的凝結(jié)體是組成高噴墻的單元,而高噴墻則是眾多單元相互之間連接在一起,形成墻狀結(jié)構(gòu),即高噴墻。高壓噴射灌漿施工結(jié)束后,所成防滲墻的滲透系數(shù)可降低到10-5cm/s~10-6cm/s甚至更低,抗壓強(qiáng)度為6MPa~20MPa,允許水力坡降[J]可達(dá)到80~100,且機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單,施工效率高,因此高噴灌漿施工技術(shù)得到廣泛采用。該項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于鐵路、市政、建筑工程中的粉砂、淤泥、薪土、黃土等軟土堤基的加固。
2檢測(cè)內(nèi)容
2.1工程概況。陜京三線輸氣管道工程西起陜西省榆陽區(qū)長(zhǎng)慶氣區(qū)榆林首站,終止于北京市西沙屯末站。根據(jù)河北省水利廳對(duì)該項(xiàng)目的批復(fù):輸氣管道穿越中亭河為大型穿越,中亭河南側(cè)為護(hù)麥埝,北側(cè)為東淀北大堤。根據(jù)定向鉆施工的特點(diǎn)以及水利工程的重要性,許多堤防工程在穿越施工結(jié)束后均需要進(jìn)行一定的防護(hù)措施。由于穿越后對(duì)堤防產(chǎn)生的影響最終歸結(jié)為滲流破壞,因此所采取的防護(hù)措施目的是提升堤防的抗?jié)B安全性。目前常用的防護(hù)措施主要為充填灌漿、環(huán)空注漿、高壓噴射灌漿防滲墻等。充填灌漿與高噴墻的原理相似,但充填灌漿更傾向于改善堤基的承載能力與穩(wěn)定性,高噴墻更傾向于提高地層的防滲能力和抗?jié)B安全性。大清河流域的中亭河工程地下土層完整,無大粒徑的砂礫石層、卵礫石層、地下溶洞等復(fù)雜地質(zhì)情況,直接進(jìn)行高噴墻施工便可取得很好的防滲效果,因此無需采用充填灌漿。而中亭河在進(jìn)行防護(hù)時(shí)是在定向鉆施工完成4年后,環(huán)空注漿法已無法限制沉降量。經(jīng)過以上分析和綜合考慮,確定中亭河防護(hù)工程選用高噴墻進(jìn)行防護(hù)。2.2檢測(cè)方法。陜京三線輸氣管道廊坊段河道防護(hù)工程某標(biāo)段中亭河防護(hù)工程,對(duì)高噴墻的質(zhì)量檢測(cè)主要是對(duì)擺噴墻鉆孔芯樣的完整性、強(qiáng)度和滲透系數(shù)等進(jìn)行檢測(cè)。完成的檢測(cè)工作量見表1。從陜京三線輸氣管道廊坊段防護(hù)工程某標(biāo)段中選取兩個(gè)斷面(四個(gè)分部),共計(jì)4孔,分別為東淀北大堤1號(hào)、東淀北大堤2號(hào)、南小埝1號(hào)、南小埝2號(hào)。在擺噴防滲墻結(jié)合處,采用HT-150型巖心勘探鉆機(jī)及合金鉆頭(外徑73mm)沿豎直方向向下鉆進(jìn),鉆取深度范圍為10m左右。2.3檢測(cè)結(jié)果。1)芯樣外觀質(zhì)量檢測(cè)。芯樣外觀大部分較為完整,其中上部芯樣顏色為灰黃,芯樣呈柱狀或塊狀,不密實(shí),表面粗糙,連續(xù)性較差。下部芯樣顏色為青灰色,芯樣呈柱狀,表面基本光滑、密實(shí),連續(xù)性較好。鉆取芯樣見圖1~圖4。2)鉆芯法檢測(cè)芯樣抗壓強(qiáng)度。每孔取芯樣密實(shí)部分加工成1組標(biāo)準(zhǔn)芯樣試件(高徑比1∶1),芯樣直徑60mm,共計(jì)4組,每組3個(gè)試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)試,芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值應(yīng)按一組三塊試件強(qiáng)度值的平均值確定。擺噴防滲墻芯樣抗壓強(qiáng)度代表值為1.7MPa~2.1MPa,芯樣試件抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果見表3。3)擺噴墻滲透系數(shù)檢測(cè)。依據(jù)SL345—2007水利水電工程鉆孔注水試驗(yàn)規(guī)程中鉆孔常水頭注水試驗(yàn)規(guī)定,對(duì)擺噴防滲墻進(jìn)行常水頭注水試驗(yàn)測(cè)定擺噴墻的滲透系數(shù)。經(jīng)試驗(yàn)計(jì)算,4個(gè)鉆孔擺噴防滲墻滲透系數(shù)為0.31×10-6cm/s~1.59×10-6cm/s,計(jì)算結(jié)果見表4。
3結(jié)語
通過對(duì)中亭河防護(hù)工程地下防滲墻的質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果分析可知,采用鉆芯法檢測(cè)的擺噴墻鉆孔芯樣,芯樣大部分較為完整,表面基本光滑、致密,連續(xù)性較好。芯樣抗壓強(qiáng)度代表值符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范中對(duì)抗壓強(qiáng)度的要求。通過水頭注水試驗(yàn),測(cè)得擺噴防滲墻滲透系數(shù)符合相關(guān)規(guī)范對(duì)于滲透系數(shù)的規(guī)定。因此,中亭河防滲墻防護(hù)工程,取得了很好的施工效果,即高壓噴射擺噴墻在堤基防滲中可取得顯著效果,對(duì)于水利建筑業(yè)的發(fā)展具有無可替代的重要意義。
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作者:張志華 劉長(zhǎng)江 霍志久 李源 單位:1.河北省水利科學(xué)研究院 2.衡水市水務(wù)局建工處