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水利工程施工中截流导流技术和灌浆孔钻孔技术探究
摘 要：水利工程是关系着国计民生的重要工程,而作为水利工程施工过程中最常用的技术,截流导流与灌浆孔钻孔技术的应用情况不仅关系着施工质量,而且对水利工程的整体发展也具有十分重要的影响.本文将水利工程施工的截流导流技术和灌浆孔钻孔技术作为主要研究内容,希望通过对两项关键技术的研究,为提高水利工程施工质量和确保水利工程的健康、稳定发展提供有价值的参考意见.
关键词：水利工程；截流导流；灌浆孔钻孔
中图分类号：TV551 文献标识码：A DOI 编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.14.031
近年来,国内经济的迅速发展有效带动了工程领域的建设,而工程产业的蓬勃发展成为了促进经济发展的必要途径.作为工程领域中的重要组成部分,水利工程的产生和发展一方面满足了工程沿线人民的生活用水需求,另一方面,对于农田灌溉、工业生产等各项产业也具有重要影响.为进一步发挥水利工程在国民经济建设中的作用,必须对工程中常见的施工技术进行深入研究与探讨,从而确保其可持续发展.
1 水利工程施工技术概述
1.1 水利工程施工技术概念与特点
利用综合性的工程设置办法将水资源进行转化,使之成为电能、风能等其他形式能量过程中所采用的相关技术即水利工程施工技术.水利工程施工技术的支撑设备较多,主要包括引水系统、水库以及发电厂房和各类机电设备[1].水利工程施工技术具有适用性和系统性两个显著特点：适用性.对水利工程进行分析可知,其施工场地一般都与湖泊或河流接近,所以工程所处的地理环境也十分复杂,此外,工程还易受到季节与温度的影响,特别是在较恶劣的施工环境当中,相关施工技术的应用进一步受到了限制.因此,水利工程施工技术必须要具备适用性,即所选用的技术不仅应与工程所在位置的地理环境和天气气候相适应,而且还应与工程的实际情况相适应；系统性.由于水利工程是众多工程的一种,故其具有一般工程复杂性的特点,各工序间具有较强的关联性且每道工序均可能对工程的整体质量产生影响,这又决定了水利工程施工技术的系统性,即在施工过程中需要针对不同的工序选用相应的技术,同时,应严格遵照国家相关规范进行施工[2].
1.2 水利工程的两种常见施工技术
截流导流与灌浆孔钻孔技术是水利工程施工过程中最常用的两项技术.灌浆孔钻孔技术是确保水利工程地基稳定性的关键技术,通过对最佳的混凝土配合比予以确定,进而将浆液灌注至预先钻好的孔洞当中,以此来提高水利工程地基的抗渗性与稳定性.在施工导流技术方面,于枯水时节开展的水利工程施工虽然有利于缩减临时性导流工程的工程量,从而降低工程造价并缩减工程进度,但对于工程量较大的土方工程和混凝土工程仍然存在着较强的时间特性,故必须在有限的施工时间内完成[3].
2 截流导流技术
水利工程施工导流大都以分期导流为主,即借助围堰将河床予以分段维护,使泄水建筑物下泄或是使河道水流能够通过被围堰束相对狭窄的河床的技术,该项技术主要被应用在河道存有分岔、河谷开阔等地形的水利工程导流中.施工的截流技术则主要以立堵法截流和平堵法截流为主.平堵法截流,即于工程所在河道处建立浮桥,并借助船舶、缆机等工具或设备沿河道全线均匀将混凝土块或块石予以抛入,使其形成戗堤,直到所铺戗堤高于水面,进而完成对河道的截流.立堵法截流,即利用汽车等交通工具将截流材料抛投进占,使河床得以逐渐束窄,直到全部将水流拦断,对于大流量、覆盖层较薄的岩基河床,该方法尤为适合[4].
为提高对截流导流技术应用方法与成效的了解,以重庆市某水利防护工程为例,对截流导流技术在该工程中的应用情况进行分析.目标工程的截流量与导流洞分流量为2.51m3/s 和814m3/s,龙口初始宽度和水面宽度分别达到了65.9m 和49m,在戗堤合拢方面,所用时间和落差分别为26h和2.1m,截流材料的消耗量为6.87×104m3/s.目标工程建筑物等级为I 级,起初,施工单位选用的是单戗堤立堵双向进占的方法进行河床截流,然而,在实际截流工作开展前,建设单位通过聘请相关领域专家分析指出,工程河道的来流量要大幅度高于设计的流量,加之施工单位在前期施工过程中并完全将导流洞进口岩坎予以全部拆除.在此种情况下,专家组与建设单位商议后展开了对初始截流方案的优化.具体方法为,制定龙口水力学参数监测方案,并将全站仪设置在龙口附近,通过计算机编程完成对戗堤上下游水位进行计算,以此来控制截流材料的填充数量与填充方式,提高工程截流效果.
3 灌浆孔钻孔技术
水利工程施工的灌浆孔钻孔,即借助液压、气压或是电气化等相关原理和办法把具有固化性质和功能的浆液注入至人为或天然的孔洞或是裂缝当中,以此来提高工程地基稳定性与抗渗性的技术[5].对于水利工程施工的灌浆孔钻孔而言,具体的技术实施流程如下：
首先应钻孔.当对灌浆孔位置予以确定后,便开始钻孔工作.选取91mm 规格的金刚石钻头在灌浆孔位置进行单排钻孔并确保所钻孔深62≤h≤76,具体的钻孔要求如下：应事先对钻机进行定位,在保证钻机立轴垂直的情况下对钻头位置进行控制,确保钻头与孔位的偏离值在10m 以内.此外,在钻进的过程中,应以5m 为单位频次对钻孔的倾斜度进行测量,表1 给出了钻进过程中不同孔深处允许的最大偏差.
由表1 可知,当孔深为20m 时,钻孔的最大偏差值为0.2m,当孔深为30m 时,钻孔最大偏差值为0.45m……可见,随着孔深度的不断增加,其所允许的最大偏差值也呈现出不断增加的变化趋势,故为确保灌浆孔钻孔能够较好地满足工程要求,当实际施工中所产生的偏差超出偏差值允许范围时,必须对所产生的孔位偏差重新进行扫孔纠偏,从而确保实际孔位满足设计要求.
其次是冲洗和压水.钻孔的冲洗需要在钻孔工序结束后进行,冲洗时,应保证将钻孔时产生的岩石粉末和细土粒洗出孔外,通过观察发现回水变清之后,再以高压脉动冲洗或高压水冲洗的办法对钻孔与岩层裂缝内的杂物予以二次冲洗.在压水方面,经由钻孔把水压至孔内以及周边的岩层裂缝内,根据具体的压水量和冲洗时间,对岩层渗透特性参数予以计算,相应的计算公式为N等于P/HM,其中,N 表示岩石渗透性参数,即岩体单位时间与长度的吸水量,P 表示试验孔段单位注水量,H 和M 分别表示水头长度和孔段长度.以所得的渗透性参数为依据,能够进一步了解孔段的渗水量和岩层裂缝发育情况,进而为后续灌浆工作提供参考.
最后是灌浆.以稀而密的分序布孔为原则,选取地基灌浆作为主要灌浆方法时,应以先固结后帷幕的方式,以浆液的流动特性为依据,自上而下分段卡塞,此时,采用较高的灌浆压力来确保灌浆质量.通常在钻至孔深为5m 时,需要进行冲洗和压水试验,然后继续进行灌浆,当完成后,进入下一阶段工作,如此循环,直到达到设计的深度为止.需要说明的是,在灌浆过程中,还要确保在不破坏地层的基础上,将灌浆压力设置到最大值,在灌浆工作结束时,采取压力灌浆封孔法进行封口,并完成后续的质量评定工作.
4 结论
本文通过对水利工程施工技术予以阐述和分析,在了解其施工技术概念与特点的基础上,对截流导流与灌浆孔钻孔两种水利工程施工中常用的技术方法展开了深入研究.研究结果表明,截流导流与灌浆孔钻孔技术作为水利工程施工的关键技术,对于水利工程施工质量具有重要影响,因此,未来还需进一步加强对此两项技术的研究与应用,以促进水利工程质量的稳步提升.
工程施工论文范文结:
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