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水利水电工程地基防渗帷幕灌浆法

2015-07-15 231 0

1.施工准备
　　1.1资料准备：
　　在施工前，应该提前进行各项基本资料的分析、研究和整理工作，其中包括：工程的各种建筑物规模、布置、结构尺寸，及其设计参数；地基的水文资料，如地下水水位、水质、流向、流速等；地基的地质资料，如变形、塌陷、渗透、漏水等地质缺陷情况。
　　1.2现场勘察：
　　对地基范围内的塌陷点、漏水点、冒水冒气点及可疑的变形漏水处进行逐一检查编号，并建立统一的观察网，准确进行定时、定位观测。
　　1.3技术准备：
　　施工前应该认真组织技术人员对施工图纸及相关的国家强制性规定进行研究，并且编制切实可行的实施性施工组织设计。
　　1.4现场准备：
　　“四通一平”，施工现场要保证施工道路、风、水和电的畅通以及场地平整。
　　施工机具的数量要满足施工需要，并保证较高的完好率。其中主要包括空压机、钻机、注浆机、制浆和输浆系统。
　　物资准备：必须合理布置水泥、速凝剂库房位置和混和料堆放场地，灌浆材料必须提前进场，并作好原材料实验和配和比。
　　1.5试验性灌浆：
　　在施工前，要根据设计单位提供的图纸和技术参数，选择典型地段进行试验性灌浆，并且在试验过程中调整技术参数和施工工艺，得到切实合理的技术参数，并优化施工工艺。
　　2.施工工艺
　　地基防渗帷幕灌浆在岩石破碎，吸浆量大时采取自上而下孔口封闭式灌浆，施工工艺如下：钻孔（第一段）——取心——冲洗孔——测水位——简易压水——灌浆——待凝（一般不少于36～48小时，地下水位以下不少于72小时）——扫孔——钻进（第二段）……，如上往复进行，直到终孔——封孔。
　　在岩石完整，吸浆量小时采取自下而上栓塞式灌浆，施工工艺如下：钻孔（第一段）——取心——冲洗孔——测水位——简易压水——钻进（第二段）……，如上往复进行，直到终孔。——由下至上分段下塞灌浆直达孔口（注意压水、灌浆的塞位与钻进分段的一致）——封孔。
　　2.1制浆和输浆
　　在一般裂隙状地基，单位吸水率小于0.1公升/分·米·米的条件下，通常采用灌浆机制浆和单管输浆。在岩溶地基和单位吸水率大于0.1公升/分·米·米的条件下，要采用集中制浆和双管循环供浆。
　　2.2钻孔
　　采用凿岩机在预埋管中钻孔，钻孔孔径56mm。孔深深入岩石10cm，并测记混凝土厚度和空腔尺寸。
　　①钻孔编号
　　所有灌浆孔应按设计图纸注明编号和孔序，或采用以下编号方法：自左向右统一编号，编号原则为：“P－X－Y”。“P”表示排号，用1、2、3……表示，“X”表示孔号，用①、②、③……表示，“Y”表示孔序，用I、Ⅱ、Ⅲ表示。
　　②钻孔分段
　　第一段，2.0m（孔口管段）；第二段，3.0m；第三段，4.0m；第四段，5.0m；以下各段，5.0m。遇有断层等不良地质段时，段长不宜超过3米；当钻孔穿过软弱破碎岩体发现塌孔和集中漏水时，应先进行灌浆，待凝固24小时后再钻进。
　　③钻孔方法
　　固结钻孔采用回转式地质钻机，MGJ-50锚杆钻，金刚石钻头或硬质合金钻头钻进成孔。开孔孔径为91mm，钻至基岩面以下2m，埋设76mm的孔口管，钢管高出孔口10cm；以下钻孔直径为75~56mm。
　　④孔斜测量与控制
　　每个钻灌段进行一次孔斜和方位角测量，如发现孔斜超过要求时及时纠正，采用多极磁性测斜仪进行孔斜测量。
　　⑤特殊情况处理
　　当钻孔遇到断层、涌水、漏水、塌孔、掉块时详细做好记录，及时通知监理工程师并分析钻孔、岩体情况，作出决定后方可进行处理或钻进。
　　⑥钻孔保护
　　孔口采用木楔或小盖板加以保护，以防孔内掉东西。
　　⑦在已完成或正在灌浆的地区，附近30m以内严禁进行爆破作业。
　　2.3冲洗
　　钻孔结束后，采用压力水冲洗钻孔和裂隙，待孔口回流清水且孔内岩屑残留厚度不大于20cm为止。冲洗压力为灌浆压力的80%，若该值大于1MPa时，采用1MPa。
　　①钻孔结束后，根据监理指示采用风水联合冲洗或用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行裂隙冲洗；裂隙冲洗方法根据不同的地质条件，通过现场灌浆试验确定。
　　②冲洗压力：冲洗水压采用80%的灌浆压力，压力超过1MPa时，采用1MPa；冲洗风压采用50%灌浆压力，压力超过0.5 Mpa时，采用0.5MPa。
　　③裂隙冲洗冲至回水澄清后10min结束，且总的时间要求，单孔不少于30min，串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段，继续进行冲洗，孔内残存的沉积物厚度不超过20cm。
　　④当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足24h时，不得进行裂隙冲洗。
　　⑤灌浆孔（段）裂隙冲洗后，该孔（段）立即连续进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h的，灌浆前重新进行裂隙冲洗。
　　2.4 压水试验
　　灌浆前作简易压水试验，压力值为该孔段最大灌浆压力值的80%，最大值为1MPa。压水试验20min，每5min测读一次压入流量，单位吸水率按规范SL62-94计算。
　　q = Q /PLq — 透水率，Lu；Q — 压入流量，L/min；P — 作用于试段内的全压力，MPa；L — 试段长度m。
　　①压水试验在裂隙冲洗后进行，根据监理人指示，采用“简易压水”或“单点法”进行压水试验。I序孔灌浆前均需作简易压水试验，II序和III序孔段可根据前序孔段的压水试验和灌浆情况确定是否进行灌前简易压水试验。
　　②简易压水试验在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。压力为灌浆压力的80％，该值若大于1MPa时，采用1MPa；压水20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。单点法压水试验按SL62-92附录A执行。
　　③基岩灌浆的检查孔按SL62-94附录A的规定进行压水试验，检查孔的数量为灌浆总孔数的5%。
　　2.5 灌浆
　　灌浆采用纯压式灌浆法，按划分的灌浆区段分序加密进行，分序序数和分序方法根据地质情况和工程要求确定，区段长度划分按施工图纸要求执行，区段端部封堵严密。按照从低处向高处的方向进行依次灌注。浆液水灰比：按施工图纸的要求或监理工程师的指示确定。一序孔可灌注水灰比0.6(或0.5):1的水泥浆，二序孔可灌注1:1和0.6(或0.5):1两个比级的水泥浆。空隙大的部位应灌注水泥砂浆，但掺砂量不宜大于水泥重量的200%。
　　2.5.1灌浆压力和灌浆方式
　　a.灌浆压力严格按施工图纸和监理工程师指示确定，初步设计压力为0.3～0.6Mpa，接触段和注入率大的孔段分级升压。升压时控制注入率，并密切关注抬动值。
　　b.灌浆按分序加密的原则进行。
　　c.固结灌浆采用自上而下分段灌浆法，基岩段长度小于6m时，可采用全孔一次灌浆。
　　d.采用自上而下分段灌浆法，灌浆塞应塞在已灌段段底以上0.5m处，以防漏灌；孔口无涌水的孔段，灌浆结束后可不待凝。但在断层、破碎带等地质条件复杂地区则宜待凝，待凝时间应根据地质条件和工程要求确定。
　　e.为防止岩石面或混凝土面抬动，固结灌浆原则上一泵灌一孔，当相互串浆时，采用群孔并联灌注，但并联孔数不宜多于3个，并应控制灌浆压力。
2.5.2浆液水灰比和变浆标准
　　a.按灌浆试验确定的或监理工程师批准的水灰比施灌，灌浆浆液由稀到浓逐级变换。当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。
　　b.当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。
　　2.5.3 灌浆结束标准
　　a.固结灌浆在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min，群孔灌浆不大于0.8L/min时，继续灌注30min，灌浆即可结束。
　　b.当长期达不到结束标准时，报请监理工程师共同研究处理措施。
　　④灌浆孔封孔
　　a.每个灌浆孔全孔灌浆结束以后，报请监理工程师及时进行验收，验收合格的灌浆孔才能进行封孔。
　　b.采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”。
　　2.5.4 质量检查
　　①固结灌浆质量检查在该部位灌浆结束3～7天后进行，采用以测量岩体波速或静弹性模量为主，以分析灌浆孔和检查孔的钻孔取芯以及压水试验成果为辅的方法进行综合评定。检查孔的数量为灌浆孔数的5%。压水试验压力为0.4MPa，采用单点法。
　　②灌浆结束后，将灌浆记录和有关资料提交给监理工程师，以便拟定检查孔的孔位。检查孔的数量不少于灌浆孔总数的5%，孔段合格率在80%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格。
　　(3)岩体波速或静弹性模量测试在该部位灌浆结束l 4天后进行钻孔或扫孔。
　　2.6 施工质量控制
　　2.6.1孔位控制
　　每个孔位都通过测量放点，并用红漆标识，钻机就位时，由现场质检人员复核孔位，以确保孔位偏差在规定范围之内（固结灌浆孔孔位与设计孔位的偏差不大于10cm）。
　　2.6.2孔斜控制
　　（1）钻机要安放平稳牢固，并用水平尺校正使机身保持水平，钻机在运转时不得摇摆和晃动。
　　（2）钻机立轴用水平尺和吊线校正垂直，在钻进时要经常检查校正。
　　（3）要使用铅直、丝扣完好的钻杆，粗径钻具的长度不小于2.5m。
　　（4）控制钻进速度和钻进压力。
　　（5）孔口管铅直地安放在孔内，并镶铸牢固，以保证钻孔的垂直度。
　　（6）每一灌浆孔段，测量一次孔斜，发现偏差超过允许值时，及时纠正。
　　2.6.3 终孔深度控制
　　保证终孔深度与设计孔深误差不大于20cm。
　　2.6.4 浆液配合比及灌浆压力控制
　　在制浆站，每作业班组设一名专职记录员，负责制浆与输浆记录，每30分钟用比重计测定一次浆液比重；在灌浆站，由记录员（灌浆自动记录仪操作人员）用比重计每10分钟测记一次浆液比重。根据各种浆液配合比与其比重的对照表来检查配合比的正确性。
　　灌浆压力以孔口回浆压力为准，压力表经标定后使用，并在使用过程中定期标定。灌浆结束时由现场质检员签字认可。
　　2.6.5砼抬动监测
　　灌浆时，设专人负责监测抬动观测装置。变位大于规定值时应立即降低灌浆压力直至停灌待凝，确保抬动值在设计规定范围。
　　2.7 资源配置
　　2.7.1劳动力配置
　　泄洪洞及交通洞灌浆施工：共配置施工设备2套，组建三个施工单元组，每日三班工作制；进水塔底板灌浆施工：共配置施工设备23台套，三班工作制，加上制浆站人员，共需施工人员40人。
　　2.7.2施工机械设备配置
　　施工机械设备配置详见表1。
　　　　
　　表1主要钻灌设备配置表

序号	设备名称	型号	数量（台）	备注
1	地质钻机	SGZ-ⅢA	1
2	潜孔钻机	QZJ-100B	2
3	凿岩机	YT-47	24
4	灌浆泵	BW-200/40	4
5	空压机	20m3/min	4
6	搅拌机	200L（立式）	2
7	电焊机	BX-500 4
8	测斜仪	KXP-1	2
9	水泵及排污泵		4
10	灌浆记录仪	J-41	2

“2015国际地质工程论坛”圆满落幕

水利水电地基工程施工技术分析

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