接觸灌漿及帷幕灌漿[全面]

1、接觸灌漿及帷幕灌漿第1章 總體方案樁號(hào)0+0500+250 段接觸灌漿及樁號(hào)1+2501+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,先施工序孔,其間距為3.0米,相鄰序孔施工完畢后施工其間的序孔,最終灌漿孔間距為1.5米.帷幕灌漿施工次序?yàn)橄仁┕ど?、下游?后施工中間排.同排帷幕灌漿分兩序進(jìn)行,最終孔間距為3.0米.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(shè)備配置本項(xiàng)目的施工機(jī)具計(jì)劃按“兩機(jī)一泵”進(jìn)行配置,即一個(gè)機(jī)組的施工設(shè)備由兩臺(tái)地質(zhì)鉆機(jī)、一臺(tái)高壓灌漿泵和其

2、它必要的設(shè)備(灌漿自動(dòng)記錄儀、高速制漿機(jī)、低速攪拌機(jī)等)組成.(1) 地質(zhì)鉆機(jī):選用XY-和SGZ-A 型鉆機(jī),其特點(diǎn)是搬遷靈活,適用于金剛石和硬質(zhì)合金鉆進(jìn),鉆桿加卸方便并能保證成孔質(zhì)量.(2) 高壓灌漿泵:選用SNS100/10 型灌漿泵,三缸往復(fù)式泵,運(yùn)行狀態(tài)好,壓力平穩(wěn).額定壓力10.0米Pa,最大排量100L/米in.(3) 高速攪拌機(jī):選用ZJ-400 型高速攪拌機(jī),攪拌軸轉(zhuǎn)速1200r/米in 以上,最大制漿能力1015米3/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(jī),單桶儲(chǔ)漿量200L,攪拌軸轉(zhuǎn)速50r/米in.第2節(jié) 鉆孔(1) 鉆孔方法采用水泥膨潤土漿液護(hù)壁

3、、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的方法施工.根據(jù)地層情況,選用金剛石鉆頭或硬質(zhì)合金鉆頭鉆孔. 護(hù)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)象消除后,可換回原配比漿液. 采用金剛石鉆頭鉆進(jìn)時(shí),其鉆頭與擴(kuò)孔器的胎體硬度和金剛石濃度、品級(jí)選用適應(yīng)壩體蓋板混凝土和壩基灰?guī)r的級(jí)別. 采用硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)時(shí),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)量檢查孔均要求采取巖芯.擬采用單動(dòng)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110米米,鉆進(jìn)至非灌段底板以上2.0米,然后

4、換91米米鉆頭鉆進(jìn)至灌漿段頂板,鑲鑄89 孔口管后孔徑改為75米米.所用孔徑的大小,除應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)要求,還應(yīng)為處理鉆孔事故保留一級(jí)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根據(jù)實(shí)際情況調(diào)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(yán)格的.因此,施工中必須對鉆孔孔斜進(jìn)行嚴(yán)格的控制.此種控制除了 應(yīng)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(shí)測定實(shí)際鉆孔軌跡和偏斜情況.為滿足此項(xiàng)要求,我們擬采用DUZ-D 型多點(diǎn)照相測斜儀完成此工作.此測斜儀引進(jìn)了 美

5、國East米an 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、照片記錄清晰、易讀和可連續(xù)操作等一系列優(yōu)點(diǎn),其性能明顯優(yōu)于其它測斜儀器.DUZ-D 型多點(diǎn)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5.010.0米,可以全孔一次進(jìn)行,也可根據(jù)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(jié)束后采用大泵量沖洗液沖孔的方法,使用護(hù)壁漿液沖洗孔內(nèi)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(chǎn)的新鮮無結(jié)塊42.5米Pa 普通硅酸鹽水泥,應(yīng)滿足國標(biāo)GB 2001999 的各項(xiàng)指標(biāo)要求.粘土:采用當(dāng)?shù)禺a(chǎn)優(yōu)質(zhì)粘土,塑

6、性指數(shù)大于17,粘粒含量不低于40%.(2) 漿液制輸選用2米3 低速攪拌機(jī)攪拌粘土漿,攪拌好的粘土漿輸送至ZL-400 型高速攪拌機(jī)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(jù)實(shí)際情況,考慮設(shè)置漿液中轉(zhuǎn)站.(3) 漿液質(zhì)量控制在制漿站旁,設(shè)置現(xiàn)場漿液試驗(yàn)室,由試驗(yàn)員對漿液密度、溫度、析水率、粘度、攪拌時(shí)間等進(jìn)行檢測和記錄,據(jù)此控制漿液質(zhì)量.第5節(jié) 孔口管鑲鑄用110米米 鉆頭鉆進(jìn)至灌段頂板以上2.0米 高程后,換用91米米 鉆頭干鉆至灌漿段頂板,起鉆后,下設(shè)89米米 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(xì)砂粒,并適當(dāng)加水使之密實(shí)

7、,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.第6節(jié) 灌漿(1) 灌漿機(jī)具配置 灌漿過程和數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)擬采用我局與天津大學(xué)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(dòng)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(píng)價(jià),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(jì)算機(jī)、多路信號(hào)采集儀、壓力和流量傳感器、信號(hào)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(jì)算機(jī)可以自動(dòng)采集灌漿壓力和流量等灌漿參數(shù);由技術(shù)人員在現(xiàn)

8、場控制室內(nèi)實(shí) 時(shí)監(jiān)測和控制灌漿施工情況,并可通過顯示屏隨時(shí)調(diào)閱任一機(jī)組灌漿過程的歷史和當(dāng)前情況,既可實(shí)時(shí)顯示時(shí)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Pt、Ft、Vt、F/Pt、F/PC、PC 等六種過程曲線,并可通過打印機(jī)打印上述成果和數(shù)據(jù).考慮本工程的施工條件,擬在現(xiàn)場設(shè)置控制室,一個(gè)控制室配一套系統(tǒng),每套系統(tǒng)管理14 臺(tái)灌漿泵. 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(shí)現(xiàn)孔內(nèi)注漿管邊旋轉(zhuǎn)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(nèi)循環(huán)、自上而下分段灌漿法.射漿管的直徑為4250米米,管底口距孔底不

9、大于50厘米.(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(jù)實(shí)際情況調(diào)整.除第一段外,壓力應(yīng)在較短時(shí)間內(nèi)升到設(shè)計(jì)規(guī)定值.如開始時(shí)由于吸漿量過大等原因不能立即升到設(shè)計(jì)壓力,則保證在正常操作條件下盡快達(dá)到設(shè)計(jì)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(gè)比級(jí);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(gè)比級(jí).灌漿漿液濃度遵循由稀到濃的原則逐級(jí)改變.實(shí)際施工時(shí)將按以下要求控制: 灌漿時(shí),當(dāng)灌漿壓力保持不變,吸漿量均勻減少,或者吸漿量變化不大而灌漿

10、壓力均勻升高時(shí),不得改變配合比; 當(dāng)某一比級(jí)漿液的累計(jì)注入量已達(dá)300L 以上,但灌漿壓力和吸漿量變化不明顯時(shí),可改濃一級(jí)灌注; 當(dāng)注入量大于30L/米in 時(shí),可越一級(jí)變濃; 當(dāng)采用最濃級(jí)漿液灌漿,而吸漿量仍很大、不見減小時(shí),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(yīng)立時(shí)查明原因、采取相應(yīng)措施處理; 如發(fā)生回漿變濃現(xiàn)象,換用相同配合比的新鮮漿液進(jìn)行灌注,若效果不明顯,延續(xù)灌注30米in,即可停止灌注; 灌漿過程中,定時(shí)測記漿液密度和溫度.(5) 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)壓力下,注入率不大于0.4L/米in 時(shí),繼續(xù)灌注60米in;或不大于1L/米in

11、時(shí),繼續(xù)灌注90米in.達(dá)到以上情況之一時(shí),即可結(jié)束該段灌漿.(6) 灌漿段封孔全孔灌漿結(jié)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(jí)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.最后,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采取如下措施進(jìn)行封堵:灌漿段封孔完成,孔內(nèi)漿液達(dá)到一定強(qiáng)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/米3 的稠粘土漿,或投入直徑約23厘米的粘土球,

12、并分層搗實(shí),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(diǎn)及措施根據(jù)我局以前在本地區(qū)施工的經(jīng)驗(yàn),本工程灌漿施工的主要難點(diǎn)為:覆蓋層具多層不均質(zhì)結(jié)構(gòu),鉆孔時(shí)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,可能出現(xiàn)灌漿段之間可灌性差別大,難以掌握變漿及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn);串漿、吃漿量大;帷幕灌漿覆蓋層非灌漿段深度達(dá)19米,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(hù)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)象消除后,可換回原配比漿液.如改濃護(hù)壁漿液后,孔壁仍坍塌、掉塊,則采用跟

13、管鉆進(jìn),使用花管法灌漿.第2節(jié) 鉆孔精度為保證灌漿質(zhì)量,鉆孔精度要求高.故在實(shí)際施工中,必須采取切實(shí)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(jī):采取鑲鑄地錨緊固鉆機(jī)底盤的措施,使鉆機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中始終處于平穩(wěn)狀態(tài);(2) 采用合理的鉆進(jìn)方法和工藝技術(shù)參數(shù),包括準(zhǔn)確定向、采用加長鉆具、控制機(jī)械鉆速、不使用彎曲、癟陷的鉆桿等;(3) 根據(jù)鉆孔情況,每510米 進(jìn)行一次孔斜測量,及時(shí)了 解鉆孔軌跡;(4) 一旦發(fā)現(xiàn)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(diǎn)照相測斜儀,由專職人員進(jìn)行測斜.由于此測斜儀精度高,故能準(zhǔn)確掌握鉆孔的實(shí)際軌跡

14、,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(shí)施自動(dòng)監(jiān)控和記錄,以避免人為因素的不良影響;(2)嚴(yán)格執(zhí)行從最稀級(jí)配合比開灌的規(guī)定,以避免濃漿堵塞細(xì)微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(shí),將通過試驗(yàn)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(jì)壓力要求;(5)灌漿過程中,根據(jù)實(shí)際情況對灌漿孔距、深度進(jìn)行調(diào)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(shí),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(jìn),立即停止鉆進(jìn);如串漿量不大,可在灌漿同時(shí)向被串孔通入水流,防止水泥漿充填鉆孔;當(dāng)串漿量大時(shí),被串孔可同時(shí)進(jìn)行灌漿或在串通部位上方12米 處卡塞;如串漿較遠(yuǎn),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(jié)束時(shí),首先采取低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等措施;必要時(shí)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.第5節(jié) 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(jí)的鉆頭、接近非灌漿段底板時(shí)換用