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關鍵詞:高壓擺噴灌漿、施工工藝、質量控制、問題解決
中圖分類號: O213.1文獻標識碼:A 文章編號:
1 工程概況
廣西右江魚梁航運樞紐船閘及二期壩主體土建工程位于廣西壯族自治區百色市田東縣城下游約7.0km的英和村右江河段上,該河道較順直,平(枯)水期河水位約89m,河床地面高程86.4~89.6m,砂卵礫石層厚3.90~10.60m,層底高程78.78~83.65m,厚度變化大,局部以砂礫或粗砂為主,平均滲透系數1.166×10-1cm/s,屬強透水層。下伏基巖由泥巖、鈣質泥巖,粉砂巖等組成,為弱透水層。
結合右岸一期臨時草土圍堰灌漿效果,為使船閘主體施工順利,設計單位重新對船閘土石圍堰高壓擺噴防滲灌漿(三管法)施工工藝、參數進行設計優化,達到有效止水的目的。高壓擺噴灌漿孔沿土石圍堰中軸線布置,軸線全長730m。孔距為1.1m,分I序孔和II序孔施工,I序孔337個,II序孔337個,共布置674個灌孔。
船閘土石圍堰灌漿孔布孔示意圖詳見下圖1-1。
圖1-1船閘土石圍堰灌漿孔布孔示意圖
2 高壓擺噴灌漿工作原理
三管法高壓擺噴灌漿是以高壓水為噴射介質,用水泥基質漿液作為充填物,利用壓縮空氣在孔內進行攪和,在噴射管一定角度的擺動和提升過程中,利用高壓水形成高速噴射水流,沖擊、切割、破碎地層土體并以水泥基質漿液充填、摻混其中,形成樁柱或板墻狀的凝結體,用以提高地基防滲或承載能力的施工技術。
3 試樁
3.1 試樁位置選定
本工程的工藝試驗位置選定于左岸閘室土石圍堰K0+260~K0+280樁號處,該段圍堰水下基礎部分為前期挖沙船挖沙后排出砂卵石回填而成,選擇此處具有代表性。
圖3-1圍堰下部基礎砂卵石相片
共試驗灌注8個孔,圍成面積6.4m2圍井。由于該處原地形較低,經過表層整平后施工平臺的高程為91.50m。試驗灌注樁布置示意圖詳見下圖3-2。
圖3-2試驗灌注樁布置示意圖
3.2 試樁目的
⑴ 確定水泥漿的水灰比。
⑵ 掌握高噴臺機下鉆、提升的困難程度,掌握鉆機在各不同地層中的鉆進和提升情況,初步了解地下有無影響施工的障礙物情況。
⑶ 確定合適的輸漿泵的輸漿量,同時對輸漿泵的泵送壓力和在各地層中的泵送難易程度等指標進行確定。⑷ 確定高壓擺噴灌漿的方法及適用性,確定噴射范圍(有效的樁徑)。
⑸ 掌握噴射頭的提升速度、擺噴角度和擺噴速度等參數。
3.3 檢驗方法及標準
高壓擺噴板墻質量采用圍井法進行檢查,圍井檢查法的要求為:
⑴ 井內開挖,進行直觀檢驗和取樣,并做注水或抽水試驗,也可在圍井中心處鉆孔,做注水或抽水試驗。
⑵ 圍井板墻軸線組成的平面面積,在礫石、卵(碎)石層中不宜小于4.5m2。
⑶ 圍井邊墻與被檢查板墻的技術條件一致。
⑷ 注水水頭高于圍井頂部時,圍井頂部應予以封閉,檢查宜在高噴灌漿結束7d后進行。圍堰堰體和堰基中的高噴板墻,在開挖時測定其滲水量并檢查有無集中滲漏點,據以分析整體滲透效果。
高噴板墻性能指標要求 表3-1
注1:i=1~9
注2:滲透系數K為現場試驗指標,凝固體抗壓強度R28為室內試驗指標。三管法K
取高值,R取低值。
3.4 試樁成果
經過現場實際地質情況、右岸一期臨時圍堰高壓擺噴灌漿施工效果及此次圍井法檢查結果綜合比較,最終確定以下三管法施工參數作為本工程高壓擺噴灌漿的指導施工參數。
三管法施工參數表3-2
4 高壓擺噴灌漿施工工藝及方法
4.1 高壓擺噴灌漿施工工藝流程
施工前期準備測量放線定孔位鉆孔制漿高壓擺噴灌漿噴灌完畢施工下一根樁。
4.2 高壓擺噴灌漿施工方法
⑴ 施工前期準備:高壓擺噴灌漿施工前,備齊施工機械機具和材料,接通電力,施工人員進場,進行場地平整,做到“三通一平”,一切準備就緒后,進行高壓擺噴灌漿作業。
⑵ 測量放線定孔位:沿圍堰中軸線設一排孔,孔距1.1m,鉆孔孔深要求入基巖1m。在測定孔位時,使用GPS進行測量放線,用木樁固定,控制孔位偏差小于5cm。
⑶ 鉆孔:選用京地鉆探機械有限公司生產的XY-1A-4型鉆機,孔徑為φ150mm,回轉鉆進法施工。施工時把鉆機移至鉆孔位置,對準孔位用水平尺掌握機臺水平,立軸垂直,墊牢機架,經技術人員檢測合格后方可開鉆。在鉆進過程中,每鉆進3~5m,用測斜儀量測一次,如發現鉆機傾斜,則停機墊平平臺再開鉆,嚴格要求控制成孔傾斜率小于1%,保證兩孔間所形成的防滲凝結體保證結合,不留孔隙。鉆孔要深入基巖1.0m,鉆進過程要記錄完整。
⑷ 制漿:水泥漿使用32.5普通硅酸鹽水泥,水灰比為0.6∶1~1.5∶1,漿液比重1.4~1.7g/cm3。水泥漿采用二級攪拌,二級過濾。一級攪拌時間不少于90s,經過一級過濾后進入二級攪拌機,邊攪拌邊過濾邊使用,水泥漿自制備至用完的時間不超過4h。如制漿過程中遇見故障,應立即通知噴射人員停噴,處理好后再進行施工。制漿過程中應定時測量漿液相對密度,每孔高壓噴射灌漿結束后要統計該孔的材料用量。
⑸ 高壓擺噴灌漿:高壓擺噴灌漿根據之前測量放線的兩序孔先后進行灌注,先灌漿Ⅰ序孔再灌漿Ⅱ序孔。下噴射管前,進行就地試噴并調整噴射方向,當噴頭下至噴射深度并經現場技術人員檢查認可后,送入合乎要求的水、氣、漿,噴射1~3min,待注入的漿液冒出后,按預定的提升、擺動速度自下而上邊噴射邊擺動邊提升,直到設計要求高程。擺噴以折接的形式,擺噴角為60°。
⑹ 清洗、充填:當噴射完畢后,立即拔出注漿管,徹底清洗注漿管路,以防堵塞。為解決凝結體頂部因漿液析水而出現的凹陷現象,每當噴射結束后,隨即在噴射孔內進行靜壓充填灌漿,直至孔口液面不再下沉為止。
⑺ 移至下一樁位:經過上述流程,至此已完成一個單孔的灌漿工作,將鉆機移到下一個樁位,重復上述步驟進行施工。
圖4-1鉆機鉆孔示意圖
圖4-2高壓擺噴灌漿示意圖
5 施工中遇到問題處理
在船閘土石圍堰高壓擺噴灌漿施工中,鉆孔和灌漿過程經常會出現塌孔、漏漿、冒漿、串孔、裂縫等問題引起壓力突然變化、孔口回漿密度或者回漿量異常等情況時,應查明原因,及時進行處理。現將本工程施工中出現問題歸納為以下幾個方面:
⑴ 在高壓擺噴灌漿過程中,凡是由于斷電或其它原因造成停機,使施工發生中斷現象時,在恢復施工后,應進行復噴,搭接長度不小于1.0m,中途拆卸噴射管時,也需進行搭接,搭接斷不小于0.5m,以使成墻體上下的連貫。
⑵ 壓力正常冒漿量過大時,適當提高噴射壓力或加快提升速度,減少冒漿量。
⑶ 鉆進過程中,出現泥漿嚴重漏失,孔口不返漿時,采取以下措施處理:
① 立即停止提升,孔口少量返漿時,降低提升速度。
② 降低噴射壓力、流量,進行原地灌漿。
③ 在漿液中摻入速凝劑(水玻璃),同時向孔內填入砂、土等堵漏材料。
④ 增大注漿量或加大泥漿濃度。
⑷ 由于卵石空隙率較大,出現施工灌漿孔正常返漿,漿液從相臨孔口返出時,證明發生串孔現象。采用降低灌漿壓力等措施,在灌漿孔結束后,盡快對串漿孔進行復鉆至設計高程。
6 結語
經過圍井法注水試驗及后期圍堰內抽水效果查勘,高壓擺噴灌漿在廣西右江魚梁航運樞紐船閘土石圍堰工程施工中取得了成功,取得了較好的防滲效果。高壓擺噴灌漿施工屬于隱蔽工程,施工時必須嚴格控制施工參數才能確保施工質量。高壓噴管的提升速度、水泥漿液的比重、灌漿的壓力、回漿量等是高壓擺噴灌漿施工中控制的關鍵。
參考文獻
中國制造豪華游艇開始于1992年前后。由于當時美元貶值、國外勞動力上漲、中國改革開放等因素,一些臺灣和美國游艇制造廠開始考慮往中國大陸發展。初期只有福建和廣東沿海地區寥寥可數的幾家外資廠建造游艇,包括廈門天國造船廠、福建大豐游艇、深圳大慶游艇和寧波福海造船廠船型尺寸也僅在30-40英尺。經過近20年的辛勤努力,中國游艇行業發展迅速,出口國從美國擴大到意大利、法國等地,市場價從10多萬美元上漲到超過百萬,船型尺寸超過60英尺,而且有數百家造船廠可以從事內、外銷,技術更先進,質量更穩定。
游艇制造的轉型和變遷
1998-2000年是中國游艇制造的第一個轉變期,此時有更多的外資和國內游艇廠商加入中國的游艇市場,每年游艇的出口量已達到200-300艘,大多數游艇材料和設備都從國外進口,制造技術經由國外買主及派駐的技師指導,從而達到國外客戶的要求,但是船型基本上還是基本的標準化制造,選配配件和選配設備均由國外商在當地制作、安裝。
2005年以后,中國游艇行業進入了另一個階段。這時,游艇制造廠更多了,而且船型、尺寸都更加成熟,中國已經積累了10年的游艇制造與銷售經驗,國外買主逐漸認可,并信任中國的游艇,幾個外銷船廠的產品也在美國和歐洲市場站穩了腳跟,比如平湖東昌游艇的Ocean Alexander、東莞杰騰造船的Selene在美國都有很好的口碑,而福州愛萊格游艇的Adagio在歐洲的意大利和法國一樣擁有非常高的知名度。這一階段,船的樣式、尺寸、設備、制造工藝和設計能力都有長足的進步。隨著與國外買主的溝通和自身設計能力的提高,部分船廠既能進行標準化制造,也有能力定制游艇。隨著技術逐漸成熟,船廠在電路系統、電器設備、液壓系統和電子導航系統的安裝方面都有了很大的進步,而在材料和技術的更新、對游艇使用和維修的了解方面更是不可同日而語。
2010-2011年,中央和地方政府大力支持游艇行業的發展,海南、廈門游艇旅游的發展和游艇俱樂部的誕生,都是游艇業成長的新動力,許多船廠逐漸把國內銷售作為主要市場。造船工藝/技術和設計的轉變
1990年代,游艇制造僅限于來料加工階段,基本上是外資游艇廠提供訂單和技術,利用中國大陸便宜的土地和廉價的勞動力,采用現成老舊的圖紙制造比較簡單的游艇出口。國外派遣資深的造船工人帶領新人,手把手地訓練,整個工藝包括玻璃鋼開模具、船體甲板成品的制作、合攏、修補,而木工從縱梁隔艙板做起到家具及后裝修、電路鋪設、設備安裝、調試。這一階段,游艇廠大部分制度不健全、管理能力差,制造的游艇一般都比較簡單,屬于平價的出口游艇。
2005年以后,專業技工漸漸有了豐富的經驗,也慢慢培養出了許多優秀的管理人員。游艇廠對資深技工和管理人員的需求量增加,出口和內銷的游艇廠都長期聘請國外技師來指導,使得這一批一批優秀的員工和管理人員都有了更好的出路,帶動了中國游艇制造能力的提升。這一階段游艇廠已進入OEM代工時期,許多工廠都具有貼牌為國外經銷商代工的能力,出口量激增。游艇的制造技術相對更趨成熟,部分游艇廠開始使用先進的玻璃鋼工藝,新復合材料的運用使船體強度加大,而船體重量反而更輕。設計能力的積累使船型更加多樣化,進而能夠開發出速度比較快的流線型游艇,其中還有一些游艇廠已具備開發、設計和制造一系列游艇的能力,比如trawler船型的尺寸可以從35英尺延續到60英尺。流線型船型也開始聘請意大利設計師來設計產品。船的長度增加,對設備的要求變多,從而從國外引進了許多價格高昂、性能卓越的設備和材料,比如大馬力發動機、液壓穩定翼、海水淡化設備、金屬PU漆的噴涂技術、全船電子監測系統、玻璃鋼真空吸附工藝,甚至更環保的油氣轉換發動機等,都可以在國內游艇廠見到。
游艇設備/材料的供應
隨著游艇制造和銷售數量的增加,對設備和材料的需求也在加大。近年來,國內游艇材料的質量有了很大的進步。對于造船主要材料――玻璃纖維的制造和出口量,中國已是世界上最大的供應商,其質量也是世界一流。合板和柚木貼皮板、五金零件、塑料配件已出口多年,質量優異,早已取代同類進口產品。
勞動力的潛在危機
嚴格意義上說,游艇不僅是產品,更是一件精致的工藝品。由于國內游艇的總量成長太快,而由此引發了一系列問題。比如,具備專業技術的勞動力趕不上游艇數量的增長,船廠之間互搶工人的情形比比皆是。技術人員要想獲得精湛的游艇制造技術需要長期的專業積累和訓練,像玻璃鋼手糊技工、能夠做榫頭的木工在國內幾乎沒有專門的職業學校加以陪養,將來有可能會出現技術斷層,而電工、安裝工和油漆工可以在裝修服務行業找到。未來政府應該特別重視木工、玻璃鋼工這兩個專業在職業學校的培養。中國傳統的家具不是使用槍釘、鐵釘,而是采用榫頭來做結合的,游艇的木工作業就是按照傳統的木工施工方法對船只接頭處進行榫合。