試論公路工程注漿加固方法的應(yīng)用
2015-05-27
引言
注漿加固方法是巖土工程在施工過程中非常常見的施工方法，主要用來進(jìn)行建設(shè)工程的地基處理。注漿加固方法的操作相對(duì)比較簡(jiǎn)單，同時(shí)該技術(shù)具有很高的成熟度和可靠性，施工成本也令人比較滿意，因此在包括公路工程在內(nèi)的各個(gè)工程領(lǐng)域當(dāng)中獲得了大規(guī)模應(yīng)用。公路工程的施工環(huán)境和施工條件類型多樣、復(fù)雜多變，不均勻沉降的情況也比較常見，采用注漿加固方法具有顯著的優(yōu)勢(shì)：能夠?qū)崿F(xiàn)公路工程中軟弱基礎(chǔ)的加固、基礎(chǔ)承載能力的提升、基礎(chǔ)沉降的降低、邊坡滑塌的防治、混凝土板底脫空和混凝土砌體縫隙的填充、結(jié)構(gòu)物偏斜的糾正等。筆者在本文中主要分析和探討了注漿機(jī)械設(shè)備在公路工程當(dāng)中應(yīng)用的相關(guān)情況。
1 公路工程中注漿設(shè)備性能分析
1.1 鉆機(jī)設(shè)備性能分析
第一，鉆機(jī)的外形和重量不宜過大；并且移動(dòng)要方便，容易對(duì)準(zhǔn)孔位、方便調(diào)整鉆孔角度。第二，根據(jù)隧道施工地質(zhì)硬度不均勻的情況，要求鉆機(jī)動(dòng)力儲(chǔ)備要大，適應(yīng)范圍廣，鉆進(jìn)速度盡可能的大，以縮短鉆孔工序占用的時(shí)間，留給注漿工序使用，滿足工期要求[1]。第三，鉆機(jī)是注漿開孔、鉆進(jìn)、掃孔的機(jī)械，但也要能夠完成長(zhǎng)距離超前地質(zhì)鉆探預(yù)報(bào)、取芯的任務(wù)，以減少更換機(jī)具的時(shí)間，提高施工效率，具有多功能兼容性[2]。第四，由于隧道內(nèi)作業(yè)環(huán)境的特殊要求，通風(fēng)條件差，因此要求鉆機(jī)工作的污染盡可能的小，以電動(dòng)動(dòng)力為宜，以減少污染源，創(chuàng)造好的施工條件[3]。
1.2 注漿泵性能分析
注漿泵是注漿施工環(huán)節(jié)中最重要的工具。它要有足夠的排漿量，且排漿量的大小可根據(jù)需要連續(xù)可調(diào)，同時(shí)還必須產(chǎn)生足夠的可調(diào)壓力，以滿足填充地層空隙或間隙的注漿要求，通過準(zhǔn)確控制注漿速度和壓力使凝膠漿液達(dá)到堵水效果的功能[4]。根據(jù)不同地質(zhì)情況，針對(duì)不同的水文條件，需要進(jìn)行具體配置。
1.3 制漿攪拌桶性能分析
采用高速攪拌機(jī)將水泥顆粒打碎，使制成的漿液攪拌均勻，其生產(chǎn)能力和注漿泵注漿量相匹配，保證不問斷供漿，并配備二次攪拌桶，以滿足注漿泵吸管放置位置，再次攪拌均勻，防止?jié){液沉淀[5]。
1.4 壓力表性能分析
在公路工程的注漿施工過程中，需要掌握的眾多技術(shù)參數(shù)。注漿壓力是這些參數(shù)當(dāng)中非常重要的參數(shù)之一。壓力表則能夠?yàn)樽{施工提供精確的壓力參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行記錄。由于注漿材料是要求在一定時(shí)間內(nèi)凝固的，因此，要求壓力表要采用油壓隔膜抗震的。除注漿泵本身安裝有壓力表外，在孔口管尾端也安裝有壓力表，以記錄更準(zhǔn)確的注漿壓力。
2 公路工程注漿多功能鉆孔臺(tái)車
在整個(gè)公路工程注漿設(shè)備系統(tǒng)中，多功能鉆孔臺(tái)車是非常關(guān)鍵的大型輔助施工裝置，發(fā)揮著龍頭骨架的重要作用。多功能鉆孔臺(tái)車不僅僅是操作臺(tái)和鉆機(jī)機(jī)頭的支撐平臺(tái)，還是與注漿管道相連接的作業(yè)平臺(tái)，更是鉆孔施工操作人員的主要操作平臺(tái)。多功能鉆孔臺(tái)車的多功能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，該鉆孔臺(tái)車能夠允許鉆機(jī)在掌子面平面上以任意的角度、在任意一點(diǎn)進(jìn)行鉆孔作業(yè)；其次，多功能鉆孔臺(tái)車還需要作為風(fēng)槍操作人員的作業(yè)平臺(tái)，并為其提供數(shù)量足夠的供水系統(tǒng)和供風(fēng)系統(tǒng)；再次，具備一定的自行能力，為多功能鉆孔臺(tái)車提供必要的機(jī)動(dòng)能力。
多功能鉆孔臺(tái)車主要由八個(gè)大部分構(gòu)成，此八個(gè)部分構(gòu)成了一個(gè)完整的鉆孔臺(tái)車，除了基本的鉆孔之外，還實(shí)現(xiàn)了其他功能，使“多功能”名副其實(shí)。這八個(gè)部分分別是：門型骨架、固定平臺(tái)、活動(dòng)平臺(tái)、加寬平臺(tái)、側(cè)平臺(tái)、供水供風(fēng)系統(tǒng)、行走設(shè)備、電氣設(shè)備。
門型骨架是多功能鉆孔臺(tái)車非常關(guān)鍵和重要的構(gòu)成部分。為了更好地解決垂直方向的鉆孔作業(yè)問題，它上面設(shè)置了雙層的活動(dòng)平臺(tái)，鉆機(jī)可以在活動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行垂直方向的移動(dòng)，有利于鉆機(jī)的對(duì)位。同時(shí)，為了更加方便與簡(jiǎn)單地調(diào)整鉆頭的水平偏角和仰俯角，安裝了能夠?qū)︺@頭起到固定作用的鉆桿推進(jìn)器小型支架，利用該小型支架調(diào)節(jié)鉆頭的角度問題，有效解決了鉆機(jī)鉆頭角度定位問題；另外該支架還允許在活動(dòng)平臺(tái)上左右的水平移動(dòng)，有利于鉆機(jī)鉆頭的水平方向的鉆機(jī)對(duì)位。
固定平臺(tái)及側(cè)平臺(tái)，均固定在門架立柱上，主要是為了適應(yīng)隧道抗水壓襯砌的鴨卵形斷面，擴(kuò)大活動(dòng)范圍。行走系統(tǒng)由主動(dòng)輪組及從動(dòng)輪組組成，主動(dòng)輪由電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)。供風(fēng)供水系統(tǒng)為無縫鋼管，用法蘭與風(fēng)水管相連。電氣系統(tǒng)主要為多功能鉆機(jī)臺(tái)車的行走電機(jī)提供電源[6]。
3 公路工程注漿設(shè)備在應(yīng)用中的注意事項(xiàng)分析
第一，注漿孔的鉆探。注漿加固方法的首要步驟就是要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和工程實(shí)際情況進(jìn)行注漿孔的鉆探。鉆孔的過程中，需要嚴(yán)格遵照預(yù)先的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，鉆孔的方向、直徑、角度等均需要高度符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。在鉆孔過程中應(yīng)該利用鉆機(jī)進(jìn)行平行作業(yè)。需要注意的是，為了方便注漿管道的埋置，在鉆孔過程中需要保證鉆孔孔徑要適當(dāng)大于注漿管道的管徑。孔徑不能夠大于管徑太多，否則不利于鉆孔和管道之間的封阻。鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)層的時(shí)候需要注意，必須要利用清水鉆進(jìn)；等待結(jié)構(gòu)層鉆穿之后達(dá)到土層的時(shí)候，為了避免因?yàn)樗慕莩霈F(xiàn)泥漿，導(dǎo)致坍孔，致使鉆頭抽取后產(chǎn)生閉孔問題，建議改用干鉆，不會(huì)出現(xiàn)影響注漿管道埋置質(zhì)量的問題。
第二，科學(xué)埋置注漿管道。注漿孔造孔成功之后，為了避免出現(xiàn)坍孔問題或者孔內(nèi)落入雜質(zhì)等影響注漿管道埋置質(zhì)量的現(xiàn)象，應(yīng)該在最短時(shí)間內(nèi)將預(yù)先遵照設(shè)計(jì)要求制定好鋼花管埋設(shè)在鉆孔內(nèi)。鋼花管的埋設(shè)安裝要求是，首先，利用地質(zhì)鉆機(jī)將鋼花管吊起，等待鋼花管完全垂直后之后，將其慢慢地放入到垂直的鉆孔內(nèi)部。下放的過程中為了防止攪動(dòng)地基層，導(dǎo)致鋼花管壓漿嘴絲口與透明膠的損壞，必須要確保鋼花管不出現(xiàn)錘擊、偏斜等問題。在安裝鋼花管的過程中，一切操作均需要嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)方案的標(biāo)準(zhǔn)和要求，如果鋼花管的長(zhǎng)度超過8米，則必須要分節(jié)安裝；為了方便壓降頭的安裝，鋼花管應(yīng)該露出地面至少要超過5厘米；為了壓降過程中因?yàn)閴毫^大導(dǎo)致嵌縫處出現(xiàn)冒漿問題，應(yīng)該利用水玻璃將注漿嘴與搭板的嵌縫部分進(jìn)行封阻處理。
總之，注漿加固方法的操作相對(duì)比較簡(jiǎn)單，同時(shí)該技術(shù)具有很高的成熟度和可靠性，施工成本也令人比較滿意，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)公路工程中軟弱基礎(chǔ)的加固、基礎(chǔ)承載能力的提升、邊坡滑塌的防治等效果。
