接觸灌漿及帷幕灌漿

1、工程名稱第一卷 接觸灌漿及帷幕灌漿第1章 總體方案樁號0+0500+250 段接觸灌漿及樁號1+2501+400 段帷幕灌漿的總體方案均擬定為孔口封閉、孔內循環(huán)自上而下分段灌漿方案。 接觸灌漿分兩序施工，先施工序孔，其間距為3.0m，相鄰序孔施工完畢后施工其間的序孔，最終灌漿孔間距為1.5m。帷幕灌漿施工次序為先施工上、下游排，后施工中間排。同排帷幕灌漿分兩序進行，最終孔間距為3.0m。第2章 施工工藝流程單孔灌漿施工工藝流程 見圖4.1-1。 圖4.1-1 接觸灌漿施工工藝流程第3章 施工方法第1節(jié) 主要設備配置本項目的施工機具計劃按“兩機一泵”進行配置，即一個機組的施工設備由兩臺地質鉆機、

2、一臺高壓灌漿泵和其它必要的設備(灌漿自動記錄儀、高速制漿機、低速攪拌機等)組成。(1) 地質鉆機：選用XY-和SGZ-A 型鉆機，其特點是搬遷靈活，適用于金剛石和硬質合金鉆進，鉆桿加卸方便并能保證成孔質量。(2) 高壓灌漿泵：選用SNS100/10 型灌漿泵，三缸往復式泵，運行狀態(tài)好，壓力平穩(wěn)。額定壓力10.0MPa，最大排量100L/min。(3) 高速攪拌機：選用ZJ-400 型高速攪拌機，攪拌軸轉速1200r/min 以上，最大制漿能力1015m3/h，適用于拌制改性水泥、普通水泥漿。(4)立式雙桶低速攪拌機，單桶儲漿量200L，攪拌軸轉速50r/min。第2節(jié) 鉆孔(1) 鉆孔方法采用

3、水泥膨潤土漿液護壁、回轉鉆進的方法施工。根據地層情況，選用金剛石鉆頭或硬質合金鉆頭鉆孔。 護壁漿液配比為1:2:12(水泥:粘土:水)，如孔壁不穩(wěn)，有坍塌、掉塊現象，則改用1:2:10 或1:2:8 的漿液，塌孔現象消除后，可換回原配比漿液。 采用金剛石鉆頭鉆進時，其鉆頭與擴孔器的胎體硬度和金剛石濃度、品級選用適應壩體蓋板混凝土和壩基灰?guī)r的級別。 采用硬質合金鉆頭鉆進時，使用大八角柱狀合金加工的可取芯鉆頭或全斷面鉆頭，后者可提高不取芯鉆孔的鉆進效率。(2) 取芯方法先導孔和質量檢查孔均要求采取巖芯。擬采用單動雙管鉆具采取巖芯。(3) 鉆孔直徑和深度灌漿孔的開孔直徑為110mm，鉆進至非灌段底板

4、以上2.0m，然后換91mm鉆頭鉆進至灌漿段頂板，鑲鑄89 孔口管后孔徑改為75mm。所用孔徑的大小，除應能滿足設計要求，還應為處理鉆孔事故保留一級孔徑。鉆孔終孔深度以達到施工詳圖中要求的深度為準。分段鉆孔的長度按表4.1-1及表4.1-2 執(zhí)行。表4.1-1 接觸灌漿分段鉆孔長度 以上分段長度可能在施工中根據實際情況調整。(4) 孔斜測量鉆孔孔斜率按不大于1%控制，此要求是較為嚴格的。因此，施工中必須對鉆孔孔斜進行嚴格的控制。此種控制除了應采取合理可行的防斜、糾偏措施以外，還將采用高精度測斜儀隨時測定實際鉆孔軌跡和偏斜情況。為滿足此項要求，我們擬采用DUZ-D 型多點照相測斜儀完成此工作。此

5、測斜儀引進了美國Eastman 公司的先進技術，具有精度高、抗干擾性和防震性好、操作簡便、照片記錄清晰、易讀和可連續(xù)操作等一系列優(yōu)點，其性能明顯優(yōu)于其它測斜儀器。DUZ-D 型多點照相測斜儀的精度為：方位角0.5，頂角0.2。測斜的段長一般為5.010.0m，可以全孔一次進行，也可根據施工情況一孔分多次測斜。第3節(jié) 鉆孔沖洗為了提高灌漿效果，鉆孔結束后采用大泵量沖洗液沖孔的方法，使用護壁漿液沖洗孔內鉆渣，直至回漿中沒有明顯鉆渣為止。第4節(jié) 漿液制備(1) 制漿材料水泥：采用大型水泥廠生產的新鮮無結塊42.5MPa 普通硅酸鹽水泥，應滿足國標GB 2001999 的各項指標要求。粘土：采用當地產

6、優(yōu)質粘土，塑性指數大于17，粘粒含量不低于40%。(2) 漿液制輸選用2m3 低速攪拌機攪拌粘土漿，攪拌好的粘土漿輸送至ZL-400 型高速攪拌機按配比加水拌勻，然后加入水泥攪拌30s 以上。制漿站均布置在背水壩坡上，施工中根據實際情況，考慮設置漿液中轉站。(3) 漿液質量控制在制漿站旁，設置現場漿液試驗室，由試驗員對漿液密度、溫度、析水率、粘度、攪拌時間等進行檢測和記錄，據此控制漿液質量。第5節(jié) 孔口管鑲鑄用110mm 鉆頭鉆進至灌段頂板以上2.0m 高程后，換用91mm 鉆頭干鉆至灌漿段頂板，起鉆后，下設89mm 鋼管(絲扣連接)至孔底，然后向鋼管和110 鉆孔之間的間隙填入細砂粒，并適當

7、加水使之密實，即完成灌漿管的鑲鑄，可進行以下灌漿段的鉆孔和灌漿等工作。第6節(jié) 灌漿(1) 灌漿機具配置 灌漿過程和數據記錄系統(tǒng)擬采用我局與天津大學研制的J31-D 型多路灌漿監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)已在小浪底、三峽水利樞紐和李家峽水電站等灌漿工程中成功應用。利用該系統(tǒng)，可以自動記錄和監(jiān)控灌漿全過程，能提高操作和檢查人員的工作效率，并能提供可靠而完整的資料以供灌漿效果評價，尤其有利于保證灌漿質量。J31-D 型多路灌漿監(jiān)測系統(tǒng)(見圖4.1-2)由計算機、多路信號采集儀、壓力和流量傳感器、信號輸送電纜、抗干擾電源和多路灌漿數據處理軟件GJ3.0 組成。此系統(tǒng)用計算機可以自動采集灌漿壓力和流量等灌漿參數；由

8、技術人員在現場控制室內實 時監(jiān)測和控制灌漿施工情況，并可通過顯示屏隨時調閱任一機組灌漿過程的歷史和當前情況，既可實時顯示時間t、壓力P、注入率F 和注入漿量V、灰量C 等參數，也可調閱任一灌漿孔段的Pt、Ft、Vt、F/Pt、F/PC、PC 等六種過程曲線，并可通過打印機打印上述成果和數據?？紤]本工程的施工條件，擬在現場設置控制室，一個控制室配一套系統(tǒng)，每套系統(tǒng)管理14 臺灌漿泵。 旋轉式孔口封閉器為我局自行研制的產品，使用此封閉器，可實現孔內注漿管邊旋轉邊注漿，無需降壓，從而避免了常常發(fā)生的鑄管事故。(2) 灌漿方法采用孔口封閉、孔內循環(huán)、自上而下分段灌漿法。射漿管的直徑為4250mm，管底

9、口距孔底不大于50cm。(3) 灌漿壓力灌漿壓力擬按表4.1-3 及表4.1-4 控制，施工中可能根據實際情況調整。除第一段外，壓力應在較短時間內升到設計規(guī)定值。如開始時由于吸漿量過大等原因不能立即升到設計壓力，則保證在正常操作條件下盡快達到設計壓力。 (4) 漿液配合比第一段灌注水泥漿液，配比分2:1、1:1 和0.5:1(水:灰)三個比級；以下各段灌注水泥粘土漿液，配合比(水泥:粘土:水)采用1:2:10、1:2:8、1:2:6、1:2:4 和1:2:3 五個比級。灌漿漿液濃度遵循由稀到濃的原則逐級改變。實際施工時將按以下要求控制： 灌漿時，當灌漿壓力保持不變，吸漿量均勻減少，或者吸漿量變

10、化不大而灌漿壓力均勻升高時，不得改變配合比； 當某一比級漿液的累計注入量已達300L 以上，但灌漿壓力和吸漿量變化不明顯時，可改濃一級灌注； 當注入量大于30L/min 時，可越一級變濃； 當采用最濃級漿液灌漿，而吸漿量仍很大、不見減小時，可采用限流、低壓、限量、間歇灌漿等方法處理； 由于漿液變濃造成灌漿壓力突增或吸漿量突減，應立時查明原因、采取相應措施處理； 如發(fā)生回漿變濃現象，換用相同配合比的新鮮漿液進行灌注，若效果不明顯，延續(xù)灌注30min，即可停止灌注； 灌漿過程中，定時測記漿液密度和溫度。(5) 灌漿結束標準在設計壓力下，注入率不大于0.4L/min 時，繼續(xù)灌注60min；或不大于

11、1L/min時，繼續(xù)灌注90min。達到以上情況之一時，即可結束該段灌漿。(6) 灌漿段封孔全孔灌漿結束后，采用置換和壓力灌漿法封孔。具體作法是：利用終孔段灌漿的射漿管注入比級1:2:3 的濃漿，將管路和孔內的稀漿全部頂出，直至孔口返出濃漿為止，而后提升射漿管，在提升過程中不斷向孔內注入濃漿。最后，在孔口用全孔最大壓力和濃漿進行純壓式灌漿封孔1h。(7) 封堵灌漿孔(灌漿段以上)為了保證壩體的均質性，對灌漿段以上的灌漿孔采取如下措施進行封堵：灌漿段封孔完成，孔內漿液達到一定強度后，掃孔至灌漿段頂板，排出孔內積水，邊起拔孔口管，邊向孔內充填密度大于1.5t/m3 的稠粘土漿，或投入直徑約23cm

12、的粘土球，并分層搗實，直至孔口管拔出，泥漿或粘土球一直封填到孔口。第4章 主要難點及措施根據我局以前在本地區(qū)施工的經驗，本工程灌漿施工的主要難點為：覆蓋層具多層不均質結構，鉆孔時可能發(fā)生孔壁坍塌、掉塊等現象；帷幕灌漿鉆孔深度大，鉆孔精度要求高；灌漿過程中，可能出現灌漿段之間可灌性差別大，難以掌握變漿及結束標準；串漿、吃漿量大；帷幕灌漿覆蓋層非灌漿段深度達19m，孔口管鑲鑄及起拔困難等。第1節(jié) 孔壁穩(wěn)定性問題采用配比為1:2:12 的水泥粘土漿液護壁，如孔壁仍不穩(wěn)，有坍塌、掉塊現象，則改用1:2:10 或1:2:8 較濃的漿液，塌孔現象消除后，可換回原配比漿液。如改濃護壁漿液后，孔壁仍坍塌、掉塊

13、，則采用跟管鉆進，使用花管法灌漿。第2節(jié) 鉆孔精度為保證灌漿質量，鉆孔精度要求高。故在實際施工中，必須采取切實可行的保證措施以盡量避免不合格孔段的發(fā)生。擬采取的主要措施如下：(1) 穩(wěn)固鉆機：采取鑲鑄地錨緊固鉆機底盤的措施，使鉆機在正常運轉過程中始終處于平穩(wěn)狀態(tài)；(2) 采用合理的鉆進方法和工藝技術參數，包括準確定向、采用加長鉆具、控制機械鉆速、不使用彎曲、癟陷的鉆桿等；(3) 根據鉆孔情況，每510m 進行一次孔斜測量，及時了解鉆孔軌跡；(4) 一旦發(fā)現鉆孔超偏，盡快采取措施予以處理；(5) 采用高精度的DUZ-D 型多點照相測斜儀，由專職人員進行測斜。由于此測斜儀精度高，故能準確掌握鉆孔的

14、實際軌跡，減少人為因素和儀器自身誤差的影響。第3節(jié) 可灌性差別對于底層原因造成的可灌性差別，將采取如下措施處理：(1)采用多路灌漿監(jiān)控系統(tǒng)，對每一段的灌漿過程均實施自動監(jiān)控和記錄，以避免人為因素的不良影響；(2)嚴格執(zhí)行從最稀級配合比開灌的規(guī)定，以避免濃漿堵塞細微裂隙而造成不吃漿的表面現象；(3)鉆孔沖洗方法是否得當，也是能否多灌入漿液的關鍵之一。施工時，將通過試驗確定最佳的鉆孔沖洗方法；(4)灌漿壓力值是影響可灌性的重要參數。在施工中，除第一段外，嚴格執(zhí)行盡快升壓并達到設計壓力要求；(5)灌漿過程中，根據實際情況對灌漿孔距、深度進行調整，以提高灌漿的整體效果。第4節(jié) 串漿和吃漿量大在灌漿時，可能發(fā)生串漿和吃漿量大等問題，分別采取以下處理措施：串漿：如被串孔正在鉆進，立即停止鉆進；如串漿量不大，可在灌漿同時向被串孔通入水流，防止水泥漿充填鉆孔；當串漿量大時，被串孔可同時進行灌漿或在串通部位上方12m 處卡塞；如串漿較遠，可盡快采用濃漿施灌。吃漿量大：如灌漿段遇見大量吃漿且難以結束時，首先采取低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等措施；必要時漿液中摻加適量速凝劑；或在漿液中摻加摻和料，如細砂等。經處理后還應掃孔復灌直至正常結束。第5節(jié) 鑲鑄及起拔孔口管孔口管的鑲鑄是提高灌漿質量及工效的關鍵。開孔選用比鋼管大一級的鉆頭、接近非灌漿段底板時