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清河水庫位于穆棱市八面通鎮清河村南1km處的清河流域中上游,距八面通鎮6km。總庫容305.5萬m3,是一座以防洪、灌溉為主的小(Ⅰ)型水庫,設計標準為50年一遇洪水,校核標準為500年一遇洪水,灌溉設計保證率為75%。清河水庫主體工程包括大壩、溢洪道和放水洞。大壩為混合土壩,壩長310m,溢洪道為開敞式側堰,堰長37m,放水洞為壩下埋管式砼箱涵,洞長42m。
清河水庫始建于1958年期間,由群眾隊伍進行施工,工程質量相對較差,雖然經過幾次維修改造,但仍存在壩體、壩基滲漏嚴重等諸多問題,被鑒定為三類壩。清河水庫除險加固工程于2008年3月1日開工建設,對土壩滲漏采用高壓擺噴灌漿技術進行處理,通過試驗檢測,土壩滲透指標由施工前的10-3cm/s提高到10-6cm/s,防滲效果良好。
2高壓擺噴灌漿技術要點
2.1技術原理。高壓擺噴灌漿技術是采用三管法,噴射介質為水、水泥基質漿液和壓縮空氣,使噴射管做一定角度的擺動和提升運動,利用高壓水形成高速噴射流束,沖擊、切割、破碎地層土體,并以水泥基質漿液充填、摻混其中,形成扇形斷面板墻狀的凝結體,以提高壩體防滲能力的施工技術。
2.2施工工序和設備。高壓擺噴灌漿施工工序為:布孔、鉆孔、制漿、高壓灌漿、靜壓回灌。主要施工設備有:鉆機、高噴臺車、制漿機、高壓水泵、空壓機、灌漿泵。
2.3布孔與鉆孔。布孔分三個階段。第一階段布先導孔,沿壩體灌漿軸線方向每30米左右布置一個先導孔,利用先導孔采取芯樣,可摸清各壩段壩體土質類別、地層變化、漏漿程度、基巖深度等情況。第二階段布試驗孔,根據工程地質報告和先導孔鉆孔情況在大壩一端按設計孔距布置試驗孔,進行現場試驗確定合適的孔距和灌漿參數。第三階段布灌漿孔,按現場試驗確定的孔距沿防滲墻軸線布灌漿孔,先導孔可作為灌漿孔之一。鉆孔可采用任意一種鉆進方式。
清河水庫布置了9個先導孔,9個試驗孔,共210個灌漿孔(含先導孔和試驗孔),采用回轉鉆進并泥漿護壁。鉆孔孔距為1.5m,孔徑為130mm,設計深度為進入基巖以下1m,實際孔深超出設計深度0.3mm.。
2.4制漿。高壓擺噴灌漿漿液為水泥漿。使用水泥為32.5級普通硅酸鹽水泥,水灰比為1.2:1~0.8:1,漿液密度為1.55g/cm3~1.7g/cm3。水泥漿采用二級攪拌,二級過濾。一級攪拌時間不少于90s,經過濾后進入二級攪拌機,邊攪拌邊過濾邊使用,過濾篩網眼尺寸為2mm。
2.5高壓灌漿。高壓擺噴灌漿在鉆孔施工完成并檢驗合格后進行,采用二序施工,先噴Ⅰ序孔,后噴Ⅱ序孔。注漿前先進行地面試噴,檢查機械及管路情況,如水、氣、漿是否暢通,各種參數是否滿足設計要求,并調準噴射方向和擺動角度。一切正常后,垂直下入噴管至設計深度,先送水泥漿液,后送水和氣,按規定參數進行原位噴射,待孔口返出漿液密度達到1.2g/cm3后再按設計的提升速度由下至上進行連續擺噴作業,如果中途因故中斷后恢復施工時,應對中斷孔段進行復噴,復噴搭接長度不小于0.5m。灌漿施工的各種技術參數見表1。
2.6靜壓回灌。當噴桿提升至距地面40cm高度時,先停止水和氣,再停水泥漿,由于孔內漿液會發生析水、沉淀和凝固收縮,高噴墻體的頂部會產生凹穴,需用水泥漿及時進行靜壓回灌填補。靜壓回灌要間斷進行,直至填筑到孔口,漿液不再下沉時為止。每孔完成高噴灌漿后,要對水泥漿管道系統進行沖洗,防止管道堵塞。
3施工記錄
在高噴灌漿施工中必須每天做好施工記錄,記錄中按造孔和灌漿分別記錄,記錄主要內容如下:一、造孔記錄:造孔記錄內容包括孔號、序號、樁號、鉆孔時間(包括開鉆時間和完成時間)、鉆孔深度、基巖深度、地質分層描述以及鉆孔過程中出現的問題等項內容;二、高噴灌漿記錄:包括孔號、序號、樁號、灌漿時間、提升速度、旋轉速度、擺動角度、水、氣、漿的壓力和流量、漿液密度、孔口返漿情況以及出現特殊情況的處理等內容。
4施工殊情況的處理
高噴灌漿施工中,在鉆孔和灌漿過程會出現塌孔、漏漿、冒漿、串孔等問題引起壓力突降或驟增、孔口回漿密度或回漿量異常等情況,此時,必須查明原因,及時進行處理。清河水庫在高壓擺噴灌漿中,以上情況都有不同程度發生,經過及時恰當的處理,確保了施工進度和質量。
4.1塌孔。塌孔是在成孔后,由于在鉆孔部位的地層中含砂或礫石較多時,會出現坍塌、脫落,導至灌漿時噴射管無法下到設計深度。
解決方法:可采取加大泥漿濃度或在泥漿中加入火堿、膨潤土護壁,必要時可采用套管護壁法鉆進。
4.2漏漿。漏漿是由于地層中存在砂、砂礫石或通道,主要表現在鉆孔或灌漿時孔口不返漿或返漿量降低。
解決方法:鉆孔時可采取加大泥漿濃度、泥漿中摻加細砂或向孔內填充水玻璃等堵漏材料。灌漿時發生漏漿可采取停止噴桿提升或降低提升速度、降低噴射壓力和流量、在漿液中摻入速凝劑、加大漿液密度、灌注水泥砂漿或水泥黏土漿等措施。不論是在鉆孔還是灌漿過程中,必需待孔口返漿正常后才能正常提升鉆桿或噴桿。
4.3冒漿。冒漿是指在灌漿過程中漿液在壩坡、地面或庫區底部流出或噴出。
解決方法:可采取在冒漿點加覆蓋、降低灌漿壓力、間斷灌漿等措施。
4.4串孔。串孔是指在某一孔口正常灌漿時,漿液從相臨孔口返出,說明鉆孔在地下有通道相通。解決方法:可將串孔孔口開挖清理后封閉并壓重、降低灌漿壓力等措施。灌漿孔結束后,應盡快對串漿孔進行復鉆至設計高程。
5高壓擺噴墻質量檢查
在高壓擺噴灌漿施工過程中,應對水泥、漿液和各道工序的質量嚴格進行控制和檢查,灌漿結束后,可采用大開挖檢查法、鉆孔取芯檢查法、圍井試驗檢查法等方法對防滲墻體進行質量檢查和綜合質量評定。
5.1大開挖檢查法。沿擺噴墻體兩側或一側進行開挖,挖深一般2~2.5m。用肉眼直觀檢查Ⅰ序、Ⅱ序孔噴射距離、銜接情況,在不同部位橫向打孔取芯檢查墻體厚度、強度等項指標。清河水庫共開挖了5段27m對高壓擺噴墻進行檢查。
5.2鉆孔取芯檢查法。高壓擺噴墻完成14天后,可在墻體上布置鉆孔取芯。檢查孔孔位布置在墻體中心線上的相鄰兩孔高壓擺噴墻體的搭接處,自上而下分段鉆孔、取芯和進行靜水頭壓水試驗。每個單元工程可布置1個檢查孔。清河水庫按單元工程劃分共布置5個檢查孔,共取38個芯樣。
5.3圍井試驗檢查法。圍井檢查需在高壓擺噴墻完成7天后進行,圍井宜布置在地層復雜、漏漿嚴重或可能存在質量缺陷等部位,以高壓擺噴墻為一側井壁,進行布孔和灌漿形成井型封閉式墻體,并對井底進行封閉,在圍井內鉆孔進行注水或抽水試驗。圍井各面墻體軸線圍成的平面面積,砂土、粉土層中不小于3m2,礫石、卵石層中不小于4.5m2。清河水庫共布置了2個圍井,檢測結果高壓擺噴墻體滲透系數k=1.48×10-6cm/s,小于設計滲透系數值(k)=i×10-5cm/s(i=1~9),質量滿足設計要求。
6結束語
高壓擺噴灌漿技術在穆棱市清河水庫除險加固工程中得到了很好的應用,它具有工程造價適中、防滲效果良好、施工條件要求低等優點,隨著這項技術逐步成熟,必將在更多的防滲工程中推廣和使用。
論文關鍵詞:高壓擺噴灌漿;施工工藝;水庫;壩體防滲;問題處理
論文摘要:結合穆棱市清河水庫除險加固工程高壓擺噴灌漿實例,探討高壓擺噴灌漿技術應用和施工過程中可能遇到的情況及處理方法。
參考文獻
臨濮沙河水庫是一座供山東省菏澤電廠用水的水庫,最大庫容536萬m3,位于鄄城縣境內的臨濮沙河上,圍壩長5207.3m,壩頂高程55.50m,最大壩高9.5m,一般壩高7.5m,壩頂寬6m,為均質土壩,上下游邊坡均為1∶3。壩前坡鋪塑料膜防滲,塑料膜上用干砌石護坡,該壩于1990年冬修建,由于是冬季和群眾性施工,土壩碾壓質量很差,壩體內有土塊架空。該壩自1991年12月擋水以來,水庫一直在低水位運行,未達到設計水位要求,水庫經過半年多的運行,在壩頂出現大小塌坑40多個,有的塌坑直徑2~3m,嚴重威脅大壩的安全,對壩體的處理勢在必行。
臨濮沙河水庫土壩隱患主要是土壩碾壓質量差,施工接頭多,壩體土塊有架空現象,壩面排水不暢,下雨后造成壩面積水,形成塌坑等。針對上述隱患,關鍵是消除壩體中的裂縫、洞穴,增加壩體的密實度,消除壩體的濕陷性,實現上述目標的措施,有開挖加填黏土和劈裂灌漿等,但開挖回填黏土工程量大,造價高,對壩前的塑料膜防滲和護砌容易造成破壞,不宜采用。經多方案論證,最好的方法就是劈裂灌漿方案,其施工速度快,工程造價最低,在施工過程中,對壩前坡的塑料膜防滲和護砌也不會造成破壞。
劈裂灌漿就是沿壩軸線布孔,利用壩體小主應力成基本沿壩軸線分布這一規律,用灌漿壓力沿壩軸線劈裂壩體,灌入泥漿構造漿體防滲帷幕,同時與漿脈連通的裂縫、洞穴等壩體隱患,均被泥漿充填擠壓密實,達到防滲加固的目的,經濟合理,方法簡便易行。
二、灌漿設計
1.布孔
根據壩體隱患的性質,共布三排孔,排距1.5m,第一排孔距上游壩肩1.5m,第三排也距下游壩肩1.5m。第二排孔位交錯梅花形布置,孔距2m。
2.孔深
為了保證隱患部位得到充分處理,第一排孔深9.5m,深入到壩基黏土層,第二、第三排孔深5m,以改善大壩高程51.0m以上質量較差的壩體結構,增加土體強度和防滲效果。
3.漿液選擇
選用合適的漿液是保證灌漿質量的重要條件,對漿液的要求是:可灌性好,穩定性高,析水固結快,形成的漿體防滲性能強,并且考慮充分利用當地材料和造價低等因素,根據對當地黏土泥漿的物理力學性能試驗,選用重粉質壤土或重壤土,即黏粒含量在20%~25%,砂粒含量小于20%,其余為粉粒,泥漿的容量采用1.3~1.6g/m3。
4.灌漿壓力的確定
灌漿壓力是劈裂施工中一個重要控制指標,當灌漿壓力大于起裂壓力和裂縫擴展壓力時,鉆孔就開始隨裂縫擴展,隨著裂縫的擴展,漿液進入壩體而形成防滲帷幕,灌漿壓力如果控制得好,對于壩體的壓密和回彈,漿體的壓密和補充壩體小主應力不足、保證防滲帷幕的作用等,都能起到好的效果,否則,還有可能破壞壩體的某些結構,甚至出現險情。因此,通過灌漿試驗和理論計算,該工程灌漿孔口壓力一般控制在1kg/cm2以下。
三、灌漿施工
本項工程自1999年9月1日始至11月30日結束,歷時90d,灌漿壩段5207m,共造孔7810個,鉆孔總進尺50768m,完成防滲面積101536m2,灌入土料10000m3。
為了保證灌漿質量,施工技術要點有如下規定:
1.分序分次施灌
分序分次施灌能使灌入壩體中的泥漿得以盡快析水固結,強度及時提高,同時,能迅速消除由于灌漿引起壩體中局部孔隙水壓力升高的威脅,保證大壩施工期的安全,并能促使灌入壩體內的泥漿黏粒向兩側移動,使黏粒在壩體與泥漿交接處進行定向排列,形成一層防滲性能很強的泥漿層,如此反復輪灌,即可形成一道粗細顆粒相間,木紋紙狀的漿體防滲泥墻,因此,施工時先灌第一排孔,再灌第三排孔,最后灌第二排孔,各排灌漿中,先對第一序孔輪灌,采用“少灌多復”的方法,待第一序孔灌漿結束后,再進行二序孔,第二序孔結束后,再進行第三序孔。
2.注漿方法
采用孔底注漿全孔灌注的方法,注漿管下至距孔底20cm左右,泥漿從注漿管下口瀝出,使壩體由下部逐漸向上劈開,第一排孔復灌2~3次或基本不吃漿時,將注漿管提升1~2m,達到間隔時間后,再復灌,直至注漿管距壩頂2m左右為止。第二、三排至少自復灌3~4次或基本不吃漿時再提管,其他要求與第一排孔相同。
3.彎曲段灌漿
該水庫共有4個轉彎段,在轉彎段施工軸線上,將設計灌漿孔連續鉆完,然后逐孔輪流灌漿,單孔每次灌漿量要少,發現孔口有裂縫時就停灌,改灌另孔,當每個鉆孔都形成小的裂縫,而且互相交接,灌漿量再逐漸增加,直至灌完形成與轉彎段軸線一致的泥漿防滲帷幕為止。
4.質量控制
一是灌漿開始先灌稀漿,水泥漿比重控制在1∶2,等孔口壓力突然下降后,再次將比重提高到1.4~1.6之間。二是每個灌漿孔都要經過多次復灌,前兩次應避免壩頂裂縫,后幾次復灌時,壩頂裂縫寬度控制在3cm以內。三是每孔復灌次數6次以上,黏土壩段(南壩)每孔復灌間隔時間不少于5d,砂土壩(北壩)不應少于3d。四是孔口壓力控制在設計最大允許灌漿壓力之內。五是每孔必須達到終孔標準后,方能起管,直至漿面不再下沉為止,最后加填土夯實。
5.終孔標準
一是每孔灌漿量第一排平均不少于1m3干土,第二、三排孔平均每孔不少于0.5m3干土。二是壩頂縱向裂縫反復冒漿。三是經過分序、分次反復輪灌后,壩體基本不再吃漿,壩體內所有裂縫、洞穴等壩體隱患,均被泥漿充填擠壓密實即可終灌。
四、效果分析
1.臨濮沙河水庫灌漿工程已竣工,從灌漿施工情況來看,第二序孔和中間第二排孔吃漿量明顯減少,灌漿壓力升高,大部分孔產生壩頂裂縫、冒漿,且兩孔劈裂縫連接,這足以說明漿體防滲帷幕已形成,在壩體比較疏松的部位也能形成多道密集漿脈,壩體中的裂縫和洞穴泥漿充填密實。
2.通過漿壩互壓作用和壩體濕化變形,使壩體的小主應力得到補充,調整了壩體內部的應力狀態。建立了壩體內新的平衡狀態,增加了壩體的穩定性。
3.該土壩系冬季施工,凍土塊上壩,每層鋪土太厚,碾壓不實,采用土壩劈裂灌漿技術加固壩體,在技術上是可行的,經濟上是合理的,采用的施工工藝和技術要求是安全的,灌漿期間能使壩體內部的孔隙壓力、壩移量和壩頂裂縫寬度控制在允許范圍以內而不危及大壩的安全。
關鍵詞:道路工程水泥混凝土路面脫空分析灌漿處治評定
前言
水泥混凝土路面是我國公路路面主要形式之一,在我國公路網構成中占有較大比重。它具有強度高、剛度大、受溫度影響小、使用壽命長等優點。但水泥混凝土路面接縫較多,對超載較為敏感,易發生脫空、唧泥、裂縫等先期病害,從而導致路面的破損。如何治理與預防脫空、唧泥等病害,搞好水泥混凝土路面的養護,延長公路的使用壽命,改善其通行能力,具有十分重要的意義。筆者參觀了成渝高速公路成都段水泥混凝土路面處治工程的施工過程,結合重慶段二郎和白市驛水泥混凝土路面改造工程試驗路段的施工體會,采用灌漿技術處治原水泥混凝土路面,并對各施工項目進行了檢測,在室內對漿液的配合比進行了對比實驗。目前,灌漿技術已在高速公路上取得了良好的應用效果。
一、水泥混凝土面板唧泥、脫空形成主要原因
唧泥和脫空病害的產生有其內在因素和外界因素:內在因素是基層本身的質量、組成以及混凝土面板接縫狀況;外界因素則是汽車荷載和氣候變化。我國路面基(墊)層材料一般都選用穩定類集料,其模量遠小于混凝土面層的模量。水泥混凝土路面在重車荷載的反復作用下,板下基(墊)層將產生累積塑性變形,使混凝土板的局部范圍不再與基層保持連續接觸,于是水泥混凝土路面板底與基(墊)層之間將出現微小的空隙,即出現了板下局部脫空,或稱為原始脫空區。同時溫度、濕度的變化,以及板內溫度的非線形分布,引起板向上或向下的翹曲,加速了板與基礎之間的分離,形成板底脫空。脫空的出現又為水的浸入創造了條件,當路面接縫或裂縫養護不及時,雨水從破損處侵入基層,滲入的水將在板下形成積水(自由水)。積水與基層材料中的細料形成泥漿,并沿面板接縫縫隙處噴濺出來,形成唧泥。唧泥的出現進一步加劇了板底的脫空。這樣周而復始,惡性循環,最終導致路面的損壞。
二、脫空板確定
2.1脫空板確定方法
脫空板可采用人工觀察法、彎沉測定法等方法來確定。人工觀察法是通過肉眼觀察接縫、裂縫、唧泥等情況初步判定脫空。當重車行過,能感到混凝土板有豎直位移時,或下雨之后,有明顯唧泥現象的板塊,認為是脫空。這種方法的缺點是主觀性強,即便是有經驗的工程師也不能避免錯判、漏判。彎沉測定法是測試板角彎沉,如果超過某一限值,即認為存在脫空。我國交通部行業標準《公路水泥混凝土路面養護技術規范》(JTJ073.1-2001)(以下簡稱《規范》)中也明確規定水泥混凝土面板脫空位置的確定可采用彎沉測定法。
2.2檢測方法
成渝高速公路全線建成通車于1994年,設計板厚24cm。主要采用彎沉指標來確定脫空板。首先選取水泥混凝土面板荷載最不利作用位置作為檢測點,宜選取橫縫及縱縫附近的點。采用兩臺5.4m長桿彎沉儀及BZZ-100標準軸載(后軸軸載為10t)測定車。檢測點分主點、副點。主點位于板橫縫前10cm,加卸載。副點在橫縫后10cm,無荷載(正常行車方向為前)。將一沉儀置于主點,即測定車的輪隙中間;另一沉儀置于副點處。分別測定主、副點彎沉(按前進方向右輪測試)。右輪處于縱縫30cm左右。在《美國路面修復手冊》中規定,凡彎沉值超過0.635mm的,應確定為板塊脫空。根據我國公路修建狀況和檢測儀器的實際情況,有關專家推薦凡彎沉值超過0.2mm的,應確定為面板脫空(詳見規范)。在本實驗路段,采用雙指標控制,即主點彎沉大于0.2mm或差異彎沉(主點-副點)大于0.06mm的,均認為板底可能出現脫空現象。
三、加固機理
在現有混凝土路面設計理論中,我們把混凝土板看作是小撓度彈性薄板,其假定條件是面板與地基間完全接觸(不脫空)。同時混凝土板是一種準脆性材料,抗壓強度高、抗彎拉性能差。在正常情況下,面板均勻支承時,無論荷載作用位置,應力都較小。而一旦脫空,板角處由于基礎支撐的喪失處于懸臂狀態,板內將產生過大的應力、剪力,混凝土板很快達到極限壽命。水泥混凝土面板灌漿是通過注漿管,施加一定壓力將漿液均勻注入板底空隙、板下基(墊)層中,以充填、滲透、擠密等方式,趕走板底、基層裂隙中的積水、空氣后占據其位置,經人工控制一段時間后,漿液將原來的松散顆粒或裂隙膠結為整體,形成一個良好的“結石體”。灌漿改善了板底原有受力狀態,恢復板體與地基的連續性。達到加固基礎,治理病害的目的。
3.1漿液材料基本要求
常用的水泥漿材料包括:水泥、粉煤灰、水、外加劑等。將漿體制成7.07×7.07×7.07cm立方體試件,標準養護7d,其抗壓強度應到5MPa以上。漿體應具有良好的可泵性、和易性、保水性,漿體過稠不能均勻布滿板底空隙,漿體過稀,干縮性大。在施工中,筆者認為為防止漿體的干縮,漿液中宜摻加一定量膨脹劑。流動度是影響可灌性的主要因素,一般流動度越高,可灌性就越好。由于在現行規范中未對此做明確規定,參照預制梁板壓漿施工經驗,采用水泥漿稠度試驗漏斗(體積1725ml±5ml),以漿體自由全部流完的時間作為流動度來控制(詳見《公路橋涵施工技術規范》JTJ041-2000附錄G-11)。其中,在室溫條件下,純水的流出時間為8s(室內試驗結果)。表1列出了在標準條件下,不同水灰比、不同材料配比之間的流動度結果及試件強度。從表中可發現水泥凈漿不管摻或不摻減水劑,其流動性都比相同條件下水泥粉煤灰漿體的流動性要好。因此,可以看出,二級粉煤灰單位體積的需水量要大于水泥。文獻(1)中提出:對于不摻減水劑的水泥凈漿,其流動度不應小于16s;摻減水劑的漿體可減小到12s;流動度最大應不大于26s。在施工中,筆者認為漿體流動度不宜過小,控制在20-30s之間較好。否則會產生泌水現象。
3.2試驗資料
從表中可看出,在相同水灰比的情況下,流動性隨著水泥與粉煤灰的比例產生變化。同時,粉煤灰比例也影響水泥漿的后期強度。在相同條件下,水灰比越大,則漿體的強度會逐漸降低,因此,不宜采用過大的水灰比;根據上述試驗結果,在施工中采用的漿液配比為:水泥﹕粉煤灰﹕水﹕早強劑=1﹕0.5﹕0.7+0.5%。在取得大流動性的前提下,保證了漿液的強度。
漿液流動度及力學實驗指標表1
漿液配合比
(水泥﹕粉煤灰﹕水)
水灰比
流動度
(s)
7天強度
(MPa)
28天強度
(MPa)
1﹕0.0﹕0.4
0.4
96.79
21.58
51.25
1﹕0.5﹕0.7
0.47
85
10.41
23.65
1﹕0.5﹕0.75
0.5
32.53
6.97
1﹕0.7﹕0.8
0.47
79.21
7.96
19.13
1﹕0.7﹕0.9
0.53
21.75
8.08
17.18
1﹕1.0﹕1.0
0.5
47.51
5.93
1﹕0.4+0.5%SN-Ⅱ
0.4
16.4
18.42
42.1
1﹕0.5﹕0.65+0.5%SN-Ⅱ
0.43
42.96
17.10
1﹕0.5﹕0.7+0.5%SN-Ⅱ
0.47
21.99
11.85
27.27
1﹕0.7﹕0.8+0.5%SN-Ⅱ
0.47
32.16
10.55
24.51
1﹕0.7﹕0.8+0.75%SN-Ⅱ
0.47
29.5
10.55
重慶段二郎、白市驛混凝土路面改造工程施工現場(施工圖1)
四、灌漿技術的實施
孔位布設一般為3-5孔,應根據混凝土面板尺寸、裂縫狀況以及灌漿機械等確定。灌漿孔大小應和灌注嘴大小一致,一般為5cm左右。灌漿順序從沉降量大的地方開始,由遠到近,由大到小。灌漿壓力的控制應視混凝土板的損壞及脫空情況具體確定。當漿液從接縫處或另一注漿孔冒出,就可認為完成該孔注漿,即停止注漿,迅速移至另一注孔繼續作業。壓力一般控制在1MPa-4MPa之間,并停留3min-5min,效果較好。
五、灌漿效果評定
灌漿后,應在7d齡期后,再次測量主點彎沉值和副點彎沉值。當主點或差異彎沉值均低于設計要求值時,可認為灌漿效果已經達到。成都試驗段灌漿前后彎沉資料見表2(單位:mm)。表2中灌漿前數值均大于控制指標,認為板底出現脫空,需灌漿處治。從檢測資料可看出,原混凝土面板通過灌漿提高了板底承載力。
2004年成都試驗段4km處灌漿前后彎沉對照表表2
樁號
灌漿前值
灌漿后值
主點比較
副點比較
主點彎沉
差異彎沉
主點彎沉
差異彎沉
前-后
前-后
4km+478.7
0.34
0.12
0.24
0.04
0.1
0.08
4km+483.7
0.36
0.16
0.18
0.04
0.18
0.12
4km+488.7
0.34
0.08
0.18
0.04
0.16
0.04
4km+513.7
0.34
0.08
0.24
0.02
0.1
0.06
4km+518.7
0.32
0.16
0.2
0.04
0.12
0.12
4km+523.7
0.44
0.18
0.34
0.08
0.1
0.1
4km+583.6
0.42
0.22
0.22
0.02
0.2
0.2
4km+588.6
0.32
0.08
0.18
0.02
0.14
0.06
4km+593.6
0.28
0.06
0.24
0.02
0.04
0.04
4km+598.6
0.36
0.22
0.2
0.02
0.16
0.2
4km+603.6
0.3
0.1
0.2
0.04
0.1
0.06
4km+618.6
0.6
0.38
0.26
0.06
0.34
0.32
4km+623.6
0.3
0.08
0.22
0.08
0.08
4km+628.6
0.3
0.1
0.2
0.06
0.1
0.04
4km+633.6
0.22
0.02
0.16
0.02
0.06
4km+638.6
0.34
0.1
0.22
0.02
0.12
0.08
4km+643.6
0.48
0.16
0.34
0.08
0.14
0.08
正在施工中的成都段11km處混凝土路面灌漿處治現場(施工圖2)
六、經濟效益評價
灌漿處治舊水泥混凝土路面早中期破壞與“換板”相比最大的優點就是利用原路面板。其直接成本隨脫空情況及處治目的不同而不同,一般介于10—30元/m2左右。“換板”翻修混凝土路面每m2成本一般需120—140元。與后者相比,前者的直接成本明顯低。灌漿作為一種治理混凝土路面病害、及時可行的科學養護技術,具有成本低,見效快,操作簡便,對車輛行駛影響小,受自然因素影響小等優點。在公路施工和養護工程中,具有可觀的經濟效益和社會效益。
七、結束語
7.1灌漿技術作為一種新型的加固技術,可廣泛地使用到公路施工其他方面,如:高速公路橋頭跳車、軟土地基處理、機場路加固等。而且由于其處治質量主要控制指標——彎沉與舊板加鋪瀝青混凝土面層的設計指標相吻合,具有一定科學性,所以也適用于舊板加罩瀝青面層的加固處治。
7.2大多數破損板本身的質量良好,病害原因主要是由于下承層造成的。有關資料建議灌漿鉆孔深度一般為混凝土板底3-5cm,根據施工經驗,鉆孔深度應穿透基層達到墊層中。傳統的“換板”處治,在破碎時由于操作人員的失誤或連接桿的傳遞影響,可能造成相臨混凝土板塊不同程度的松動或破損,處治一處病害又出現多處新的病害,且只能改善板本身狀態,正是所謂的“治標不治本”,而混凝土板下灌漿通過灌漿壓力可把漿液滲透到相鄰混凝土板下,起到灌漿一塊板加固幾塊板的作用。
7.3產生脫空板的原因有:填縫料的失效,水的浸入,基層材料中的細集料。因此,必須加強接縫的養護,及時疏導路面積水,來預防或防治混凝土路面的先期病害。在基(墊)層的施工中,應嚴格控制混合料中的細集料含量。
參考資料
[1]《水泥混凝土路面脫空的檢測及對策》華東公路(2004年134期);