接觸灌漿及帷幕灌漿

接觸灌漿及帷幕灌漿總體方案樁號0+050～0+250段接觸灌漿及樁號1+250～1+400段帷幕灌漿的總體方案均擬定為孔口封閉、孔內(nèi)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Ⅰ序孔，其間距為3.0m，相鄰Ⅰ序孔施工完畢后施工其間的Ⅱ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(jìn)行，最終孔間距為3.0m。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施工方法主要設(shè)備配置本項目的施工機具方案按“兩機一泵”進(jìn)行配置，即一個機組的施工設(shè)備由兩臺地質(zhì)鉆機、一臺高壓灌漿泵和其它必要的設(shè)備(灌漿自動記錄儀、高速制漿機、低速攪拌機等)組成。(1)地質(zhì)鉆機：選用XY-Ⅱ和SGZ-ⅢA型鉆機，其特點是搬遷機敏，適用于金剛石和硬質(zhì)合金鉆進(jìn)，鉆桿加卸便利并能保證成孔質(zhì)量。(2)高壓灌漿泵：選用SNS100/10型灌漿泵，三缸往復(fù)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(zhuǎn)速1200r/min以上，最大制漿力量10～15m3/h，適用于拌制改性水泥、一般水泥漿。(4)立式雙桶低速攪拌機，單桶儲漿量200L，攪拌軸轉(zhuǎn)速50r/min。鉆孔(1)鉆孔方法接受水泥膨潤土漿液護壁、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的方法施工。依據(jù)地層狀況，選用金剛石鉆頭或硬質(zhì)合金鉆頭鉆孔。①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(xiàn)象，則改用1:2:10或1:2:8的漿液，塌孔現(xiàn)象消退后，可換回原配比漿液。②接受金剛石鉆頭鉆進(jìn)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(yīng)壩體蓋板混凝土和壩基灰?guī)r的級別。③接受硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)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(jìn)效率。(2)取芯方法先導(dǎo)孔和質(zhì)量檢查孔均要求實行巖芯。擬接受單動雙管鉆具實行巖芯。(3)鉆孔直徑和深度灌漿孔的開孔直徑為Φ110mm，鉆進(jìn)至非灌段底板以上2.0m，然后換Φ91mm鉆頭鉆進(jìn)至灌漿段頂板，鑲鑄Φ89孔口管后孔徑改為Φ75mm。所用孔徑的大小，除應(yīng)能滿足設(shè)計要求，還應(yīng)為處理鉆孔事故保留一級孔徑。鉆孔終孔深度以達(dá)到施工詳圖中要求的深度為準(zhǔn)。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依據(jù)實際狀況調(diào)整。(4)孔斜測量鉆孔孔斜率按不大于1%把握，此要求是較為嚴(yán)格的。因此，施工中必需對鉆孔孔斜進(jìn)行嚴(yán)格的把握。此種把握除了應(yīng)實行合理可行的防斜、糾偏措施以外，還將接受高精度測斜儀隨時測定實際鉆孔軌跡和偏斜狀況。為滿足此項要求，我們擬接受DUZ-D型多點照相測斜儀完成此工作。此測斜儀引進(jìn)了美國Eastman公司的先進(jìn)技術(shù)，具有精度高、抗干擾性和防震性好、操作簡便、照片記錄清楚、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5.0～10.0m，可以全孔一次進(jìn)行，也可依據(jù)施工狀況一孔分多次測斜。鉆孔沖洗為了提高灌漿效果，鉆孔結(jié)束后接受大泵量沖洗液沖孔的方法，使用護壁漿液沖洗孔內(nèi)鉆渣，直至回漿中沒有明顯鉆渣為止。漿液制備(1)制漿材料水泥：接受大型水泥廠生產(chǎn)的新穎無結(jié)塊42.5MPa一般硅酸鹽水泥，應(yīng)滿足國標(biāo)GB200－1999的各項指標(biāo)要求。粘土：接受當(dāng)?shù)禺a(chǎn)優(yōu)質(zhì)粘土，塑性指數(shù)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，施工中依據(jù)實際狀況，考慮設(shè)置漿液中轉(zhuǎn)站。(3)漿液質(zhì)量把握在制漿站旁，設(shè)置現(xiàn)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(jìn)行檢測和記錄，據(jù)此把握漿液質(zhì)量?？卓诠荑傝T用Φ110mm鉆頭鉆進(jìn)至灌段頂板以上2.0m高程后，換用Φ91mm鉆頭干鉆至灌漿段頂板，起鉆后，下設(shè)Φ89mm鋼管(絲扣連接)至孔底，然后向鋼管和Φ110鉆孔之間的間隙填入細(xì)砂粒，并適當(dāng)加水使之密實，即完成灌漿管的鑲鑄，可進(jìn)行以下灌漿段的鉆孔和灌漿等工作。灌漿(1)灌漿機具配置①灌漿過程和數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)擬接受我局與天津高校研制的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(yīng)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，并能供應(yīng)牢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(zhì)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(shù)據(jù)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(shù)；由技術(shù)人員在現(xiàn)場把握室內(nèi)實時監(jiān)測和把握灌漿施工狀況，并可通過顯示屏隨時調(diào)閱任一機組灌漿過程的歷史和當(dāng)前狀況，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(shù)，也可調(diào)閱任一灌漿孔段的P—t、F—t、V—t、F/P—t、F/P—C、P—C等六種過程曲線，并可通過打印機打印上述成果和數(shù)據(jù)?？紤]本工程的施工條件，擬在現(xiàn)場設(shè)置把握室，一個把握室配一套系統(tǒng)，每套系統(tǒng)管理1～4臺灌漿泵。②旋轉(zhuǎn)式孔口封閉器為我局自行研制的產(chǎn)品，使用此封閉器，可實現(xiàn)孔內(nèi)注漿管邊旋轉(zhuǎn)邊注漿，無需降壓，從而避開了經(jīng)常發(fā)生的鑄管事故。(2)灌漿方法接受孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)、自上而下分段灌漿法。射漿管的直徑為Φ42～50mm，管底口距孔底不大于50cm。(3)灌漿壓力灌漿壓力擬按表4.1-3及表4.1-4把握，施工中可能依據(jù)實際狀況調(diào)整。除第一段外，壓力應(yīng)在較短時間內(nèi)升到設(shè)計規(guī)定值。如開頭時由于吸漿量過大等緣由不能馬上升到設(shè)計壓力，則保證在正常操作條件下盡快達(dá)到設(shè)計壓力。(4)漿液協(xié)作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，協(xié)作比(水泥:粘土:水)接受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轉(zhuǎn)變。實際施工時將按以下要求把握：①灌漿時，當(dāng)灌漿壓力保持不變，吸漿量均勻削減，或者吸漿量變化不大而灌漿壓力均勻上升時，不得轉(zhuǎn)變協(xié)作比；②當(dāng)某一比級漿液的累計注入量已達(dá)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；③當(dāng)注入量大于30L/min時，可越一級變濃；④當(dāng)接受最濃級漿液灌漿，而吸漿量仍很大、不見減小時，可接受限流、低壓、限量、間歇灌漿等方法處理；⑤由于漿液變濃造成灌漿壓力突增或吸漿量突減，應(yīng)立時查明緣由、實行相應(yīng)措施處理；⑥如發(fā)生回漿變濃現(xiàn)象，換用相同協(xié)作比的新穎漿液進(jìn)行灌注，若效果不明顯，連續(xù)灌注30min，即可停止灌注；⑦灌漿過程中，定時測記漿液密度和溫度。(5)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計壓力下，注入率不大于0.4L/min時，連續(xù)灌注60min；或不大于1L/min時，連續(xù)灌注90min。達(dá)到以上狀況之一時，即可結(jié)束該段灌漿。(6)灌漿段封孔全孔灌漿結(jié)束后，接受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(nèi)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(nèi)注入濃漿。最終，在孔口用全孔最大壓力和濃漿進(jìn)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(zhì)性，對灌漿段以上的灌漿孔實行如下措施進(jìn)行封堵：灌漿段封孔完成，孔內(nèi)漿液達(dá)到肯定強度后，掃孔至灌漿段頂板，排出孔內(nèi)積水，邊起拔孔口管，邊向孔內(nèi)充填密度大于1.5t/m3的稠粘土漿，或投入直徑約2～3cm的粘土球，并分層搗實，直至孔口管拔出，泥漿或粘土球始終封填到孔口。主要難點及措施依據(jù)我局以前在本地區(qū)施工的閱歷，本工程灌漿施工的主要難點為：掩蓋層具多層不均質(zhì)結(jié)構(gòu)，鉆孔時可能發(fā)生孔壁坍塌、掉塊等現(xiàn)象；帷幕灌漿鉆孔深度大，鉆孔精度要求高；灌漿過程中，可能消滅灌漿段之間可灌性差別大，難以把握變漿及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)；串漿、吃漿量大；帷幕灌漿掩蓋層非灌漿段深度達(dá)19m，孔口管鑲鑄及起拔困難等?？妆诜€(wěn)定性問題接受配比為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(xiàn)象，則改用1:2:10或1:2:8較濃的漿液，塌孔現(xiàn)象消退后，可換回原配比漿液。如改濃護壁漿液后，孔壁仍坍塌、掉塊，則接受跟管鉆進(jìn)，使用花管法灌漿。鉆孔精度為保證灌漿質(zhì)量，鉆孔精度要求高。故在實際施工中，必需實行切實可行的保證措施以盡量避開不合格孔段的發(fā)生。擬實行的主要措施如下：(1)穩(wěn)固鉆機：實行鑲鑄地錨緊固鉆機底盤的措施，使鉆機在正常運轉(zhuǎn)過程中始終處于平穩(wěn)狀態(tài)；(2)接受合理的鉆進(jìn)方法和工藝技術(shù)參數(shù)，包括精確?????定向、接受加長鉆具、把握機械鉆速、不使用彎曲、癟陷的鉆桿等；(3)依據(jù)鉆孔狀況，每5～10m進(jìn)行一次孔斜測量，準(zhǔn)時了解鉆孔軌跡；(4)一旦發(fā)覺鉆孔超偏，盡快實行措施予以處理；(5)接受高精度的DUZ-D型多點照相測斜儀，由專職人員進(jìn)行測斜。由于此測斜儀精度高，故能精確?????把握鉆孔的實際軌跡，削減人為因素和儀器自身誤差的影響。可灌性差別對于底層緣由造成的可灌性差別，將實行如下措施處理：(1)接受多路灌漿監(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，以避開人為因素的不良影響；(2)嚴(yán)格執(zhí)行從最稀級協(xié)作比開灌的規(guī)定，以避開濃漿堵塞微小裂隙而造成不吃漿的表面現(xiàn)象；(3)鉆孔沖洗方法是否得當(dāng)，也是能否多灌入漿液的關(guān)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(shù)。在施工中，除第一段外，嚴(yán)格執(zhí)行盡快升壓并達(dá)到設(shè)計壓力要求；(5)灌漿過程中，依據(jù)實際狀況對灌漿孔距、深度進(jìn)行調(diào)整，以提高灌漿的整體效果。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，分別實行以下處理措施：串漿：如被串孔正在鉆進(jìn)，馬上停止鉆進(jìn)；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(dāng)串漿量大時，被串孔可同時進(jìn)行灌漿或在串通部位上方1～2m處卡塞；如串漿較遠(yuǎn)，可盡快接受濃漿施灌。吃漿量大：如灌漿段遇見大量吃漿且難以結(jié)束時，首先實行低壓、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(xì)砂等。經(jīng)處理后還應(yīng)掃孔復(fù)灌直至正常結(jié)束。鑲鑄及起拔孔口管孔口管的鑲鑄是提高灌漿質(zhì)量及工效的關(guān)鍵。開孔選用比鋼管大一級的鉆頭、接近非灌漿段底板