試論公路工程注漿加固方法的應用
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，主要用來進行建設工程的地基處理。注漿加固方法的操作相對比較簡單，同時該技術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)的各個工程領域當中獲得了大規(guī)模應用。公路工程的施工環(huán)境和施工條件類型多樣、復雜多變，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：能夠?qū)崿F(xiàn)公路工程中軟弱基礎的加固、基礎承載能力的提升、基礎沉降的降低、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、結構物偏斜的糾正等。筆者在本文中主要分析和探討了注漿機械設備在公路工程當中應用的相關情況。
1 公路工程中注漿設備性能分析
1.1 鉆機設備性能分析
第一，鉆機的外形和重量不宜過大；并且移動要方便，容易對準孔位、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，要求鉆機動力儲備要大，適應范圍廣，鉆進速度盡可能的大，以縮短鉆孔工序占用的時間，留給注漿工序使用，滿足工期要求[1]。第三，鉆機是注漿開孔、鉆進、掃孔的機械，但也要能夠完成長距離超前地質(zhì)鉆探預報、取芯的任務，以減少更換機具的時間，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，通風條件差，因此要求鉆機工作的污染盡可能的小，以電動動力為宜，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，通過準確控制注漿速度和壓力使凝膠漿液達到堵水效果的功能[4]。根據(jù)不同地質(zhì)情況，針對不同的水文條件，需要進行具體配置。
1.3 制漿攪拌桶性能分析
采用高速攪拌機將水泥顆粒打碎，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參數(shù)。注漿壓力是這些參數(shù)當中非常重要的參數(shù)之一。壓力表則能夠為注漿施工提供精確的壓力參數(shù)，并對其進行記錄。由于注漿材料是要求在一定時間內(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，以記錄更準確的注漿壓力。
2 公路工程注漿多功能鉆孔臺車
在整個公路工程注漿設備系統(tǒng)中，多功能鉆孔臺車是非常關鍵的大型輔助施工裝置，發(fā)揮著龍頭骨架的重要作用。多功能鉆孔臺車不僅僅是操作臺和鉆機機頭的支撐平臺，還是與注漿管道相連接的作業(yè)平臺，更是鉆孔施工操作人員的主要操作平臺。多功能鉆孔臺車的多功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，該鉆孔臺車能夠允許鉆機在掌子面平面上以任意的角度、在任意一點進行鉆孔作業(yè)；其次，多功能鉆孔臺車還需要作為風槍操作人員的作業(yè)平臺，并為其提供數(shù)量足夠的供水系統(tǒng)和供風系統(tǒng)；再次，具備一定的自行能力，為多功能鉆孔臺車提供必要的機動能力。
多功能鉆孔臺車主要由八個大部分構成，此八個部分構成了一個完整的鉆孔臺車，除了基本的鉆孔之外，還實現(xiàn)了其他功能，使“多功能”名副其實。這八個部分分別是：門型骨架、固定平臺、活動平臺、加寬平臺、側(cè)平臺、供水供風系統(tǒng)、行走設備、電氣設備。
門型骨架是多功能鉆孔臺車非常關鍵和重要的構成部分。為了更好地解決垂直方向的鉆孔作業(yè)問題，它上面設置了雙層的活動平臺，鉆機可以在活動平臺進行垂直方向的移動，有利于鉆機的對位。同時，為了更加方便與簡單地調(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，有效解決了鉆機鉆頭角度定位問題；另外該支架還允許在活動平臺上左右的水平移動，有利于鉆機鉆頭的水平方向的鉆機對位。
固定平臺及側(cè)平臺，均固定在門架立柱上，主要是為了適應隧道抗水壓襯砌的鴨卵形斷面，擴大活動范圍。行走系統(tǒng)由主動輪組及從動輪組組成，主動輪由電機減速機驅(qū)動。供風供水系統(tǒng)為無縫鋼管，用法蘭與風水管相連。電氣系統(tǒng)主要為多功能鉆機臺車的行走電機提供電源[6]。
3 公路工程注漿設備在應用中的注意事項分析
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)設計要求和工程實際情況進行注漿孔的鉆探。鉆孔的過程中，需要嚴格遵照預先的設計方案進行，鉆孔的方向、直徑、角度等均需要高度符合規(guī)范和設計要求。在鉆孔過程中應該利用鉆機進行平行作業(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。鉆進結構層的時候需要注意，必須要利用清水鉆進；等待結構層鉆穿之后達到土層的時候，為了避免因為水的浸泡出現(xiàn)泥漿，導致坍孔，致使鉆頭抽取后產(chǎn)生閉孔問題，建議改用干鉆，不會出現(xiàn)影響注漿管道埋置質(zhì)量的問題。
第二，科學埋置注漿管道。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，應該在最短時間內(nèi)將預先遵照設計要求制定好鋼花管埋設在鉆孔內(nèi)。鋼花管的埋設安裝要求是，首先，利用地質(zhì)鉆機將鋼花管吊起，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地基層，導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，一切操作均需要嚴格依照設計方案的標準和要求，如果鋼花管的長度超過8米，則必須要分節(jié)安裝；為了方便壓降頭的安裝，鋼花管應該露出地面至少要超過5厘米；為了壓降過程中因為壓力過大導致嵌縫處出現(xiàn)冒漿問題，應該利用水玻璃將注漿嘴與搭板的嵌縫部分進行封阻處理。
總之，注漿加固方法的操作相對比較簡單，同時該技術具有很高的成熟度和可靠性，施工成本也令人比較滿意，同時能夠?qū)崿F(xiàn)公路工程中軟弱基礎的加固、基礎承載能力的提升、邊坡滑塌的防治等效果。
