大壩帷幕灌漿與充填灌漿施工方案

1、大新縣派林水庫除險(xiǎn)加固工程大壩帷幕灌漿及充填灌漿施工方案 付俊杰 陸偉廣西越海建設(shè)工程大新縣派林水庫除險(xiǎn)加固工程工程經(jīng)理部.八年七月二十日本工程大壩灌漿壩基線以下5米采用防滲帷幕灌漿,灌注純水泥漿,壩基以上為土壩充填式灌漿,在壩坡上樁號(hào)0-0200+162布置單排灌漿孔,孔距2.0 米.灌漿材料：水泥粘土漿砂含量1030% ,粉粒含量3050% ,粘粒含量20 30%,水泥摻入量為 15%.灌漿施工次序：采用逐漸加密法,即沿軸線每隔 20米先鉆一個(gè)先導(dǎo)孔,了解地質(zhì)狀況,然后進(jìn)行第一次序孔灌漿,再進(jìn)行第二次序孔灌漿,再然后進(jìn)行 第三次序孔鉆孔灌漿.施工方法：帷幕灌漿采用直自下而上進(jìn)行,灌漿壓力4

2、00500Kpa.充填式灌漿采用分段灌注方法,由下而上,下套管分段灌注,段長510米.漿液稠度先稀容重1.3g/cm 3后稠容重1.6g/cm 3,采用少管多復(fù)方法.灌漿壓 力由小到大,孔口最大灌漿壓力為50kPa.一、 機(jī)械設(shè)備和人員鉆孔機(jī)械采用1臺(tái)套液壓回轉(zhuǎn)鉆機(jī),1臺(tái)套灌漿泵,1臺(tái)套水泥攪拌機(jī),水泵4臺(tái).鉆孔灌漿專業(yè)施工人員8人.二、鉆孔和灌漿灌漿工藝流程圖如下：備料制漿清理現(xiàn)場1、測量布孔按設(shè)計(jì)圖紙測量放出灌漿孔軸線,確定起始孔從壩右開始,從右壩端用鋼 卷尺量出4米為第一個(gè)孔,然后用鋼卷尺在孔位軸線上放出各孔位,并用木樁 在地面上標(biāo)明孔位寫上孔號(hào).所有鉆孔按施工放樣圖紙統(tǒng)一編號(hào),并注明施

3、工 次序.2、灌漿材料準(zhǔn)備及制漿2.1 灌漿材料(1)本次帷幕灌漿采用純水泥漿,水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥,其細(xì)2 八一._. 一 度要求通過6900孔/cm標(biāo)準(zhǔn)篩余量少于 5%.用于灌漿工程的水泥材料的生廣(或出廠)指標(biāo)及檢驗(yàn)資料報(bào)送監(jiān)理人審查批準(zhǔn).(2)本次充填灌漿采用水泥粘土漿,水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥,其2細(xì)度要求通過6900孔/cm標(biāo)/隹師示量少于5%.粘土米用 砂言重1030% ,粉粒含量3050%,粘粒含量 2030%粘土.用于灌漿工程的水泥材料的生產(chǎn)(或出廠)指標(biāo)及檢驗(yàn)資料報(bào)送監(jiān)理人審查批準(zhǔn).(3)水：灌漿用水直接引用水庫里的水.2.2制漿(1)制漿材料經(jīng)過稱量,稱量

4、誤差小于 5%.(2)漿液采用專用機(jī)械制漿,攪拌均勻并測定漿液密度.(3)漿液各項(xiàng)指標(biāo)按設(shè)計(jì)要求限制.土料應(yīng)先在泥漿池內(nèi)浸泡數(shù)小時(shí),攪2拌成漿,通過過濾篩去除大顆粒和雜物,灌漿前再通過35孔/cm的過濾師.灌漿過程中漿液容重和輸漿量應(yīng)每小時(shí)測定1次并記錄,漿液的穩(wěn)定性和自由析水率10天測1次,如漿料發(fā)生變化,應(yīng)隨時(shí)加測.使用普通攪拌機(jī)時(shí),應(yīng)不少于3min;使用高速攪拌機(jī)時(shí),應(yīng)不少于30s.漿液存放時(shí)間：當(dāng)環(huán)境溫度10 C以下時(shí),不超過 5h;當(dāng)環(huán)境溫度10c以上時(shí),不超過 3h;3、施工機(jī)械選用和灌漿試驗(yàn)3.1 鉆孔設(shè)備鉆孔機(jī)械采用 1臺(tái)套油壓回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆進(jìn),配備足夠長度的鉆桿和巖芯管.3.2

5、灌漿設(shè)備(1)用2臺(tái)套以上的灌漿泵和水泥漿攪拌機(jī).(2)攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速和拌合水平分別與所攪拌漿液類型及灌漿泵排漿量相適應(yīng),并能保證均勻、連續(xù)地拌制漿液.(3)灌漿泵性能與漿液類型、濃度相適應(yīng),容許工作壓力大于最大灌漿壓力的1.5倍,并有足夠的排漿量和穩(wěn)定的工作性能.(4)灌漿孔口處安裝壓力表.(5)水泵的工作壓力保證在所有壓力下都有足夠的供水量.3、鉆孔(1)灌漿的鉆孔機(jī)械采用油壓回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆進(jìn),鉆孔直徑110mm.布孔完成驗(yàn)收合格后,可進(jìn)行鉆機(jī)安裝就位準(zhǔn)備工作,鉆機(jī)安裝主軸要求垂直,開孔鉆頭對準(zhǔn)孔位、偏差不得大于10cm,鉆機(jī)安裝用水平尺校正水平度,有斜度時(shí)用方木墊平,保證垂直開孔鉆進(jìn).鉆孔的孔

6、位、深度、孔徑和鉆孔順序等按施工圖紙要求執(zhí)行.鉆孔順序與灌漿順序相應(yīng),先施工 I序,后施工n序,并遵循分序加密的原那么,同一個(gè)孔鉆孔也按灌漿程序分段進(jìn)行.鉆進(jìn)過程中隨時(shí)用水平尺校正立軸的垂直度,保證鉆孔孔斜率不大于2%孔深,鉆孔應(yīng)用干法造孔,不得用清水循環(huán)鉆進(jìn).(2)鉆孔時(shí)及時(shí)填寫鉆孔班報(bào)表,對巖層、巖性以及孔內(nèi)情況作好詳細(xì)記錄,鉆進(jìn)結(jié)束等待灌漿或結(jié)束灌漿要等待下一段鉆進(jìn)時(shí),孔口用木塞蓋口、妥加保護(hù).4、灌漿方法和灌漿方式(1)帷幕灌漿采用直自下而上循環(huán)式進(jìn)行,射漿管距孔底不大于50cm o(2)充填式灌漿應(yīng)采用分段灌注方法,由下而上,下套管分段灌蘆,段長510米.漿液稠度先稀(容重 1.3g

7、/cm 3)后稠(容重1.6g/cm 3),采用少管多復(fù)方法.灌漿方式采用純壓式灌漿.灌漿開始先用稀漿,經(jīng)過35min后再加大泥漿稠度.假設(shè)孔口壓力下降和注漿管出現(xiàn)負(fù)壓(壓力表讀數(shù)為 0以下),應(yīng)再加大漿液稠度, 漿液的容重按技術(shù)要求限制.在灌漿中,應(yīng)先對第一序孔輪灌,采用“少灌多復(fù)的方法.待第一序孔灌漿結(jié)束后,再進(jìn)行第二序孔.每次最大灌漿量按設(shè)計(jì)要求限制,每孔灌漿次數(shù)不少于5次,兩次灌漿間隔時(shí)間不少于5天.作好灌漿記錄.5、灌漿壓力和漿液變換(1)帷幕灌漿采用循環(huán)式灌漿,壓力表安裝在孔口回漿管上,灌漿壓力400500Kpa.灌漿漿液的濃度應(yīng)由稀到濃,逐級變換.帷幕灌漿漿液水灰比可 采用 8:

8、1、5:1 、 3:1、2:1、1.5:1 、 l:1 、0.8:1 、 0.6:1 、0,5:1 等九個(gè)比級. 開灌水灰比可采用 8:1.帷幕灌漿漿液變換：(a)當(dāng)灌漿壓力保持不變,注入率持續(xù)減少時(shí),或當(dāng)注入率不變而壓力 持續(xù)升高時(shí),不得改變水灰比.(b)當(dāng)某一比級漿液的注入量已達(dá)300L以上或灌注時(shí)間已達(dá)1h,而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時(shí),應(yīng)改濃一級.(c)當(dāng)注入率大于 30L/min時(shí),可根據(jù)具體情況越級變濃.(2)充填式灌漿采用純壓式灌漿,灌漿壓力最大 50kPa ,由小到大,逐漸 增加,不得忽然增加,更不宜施灌不久就增大到允許壓力值.如果壩頂出現(xiàn)冒漿,應(yīng)停止加壓,查清原因

9、加以處理.灌漿過程中,應(yīng)維持壓力穩(wěn)定,波動(dòng)范 圍不得超過 5%.壓力表安裝在孔口進(jìn)漿管路上,通過地下水位計(jì)算出灌漿壓 力符合設(shè)計(jì)壓力,壓力表指針擺動(dòng)范圍應(yīng)小于灌漿壓力的20%,壓力讀數(shù)讀壓力表指針擺動(dòng)的中值,擺動(dòng)幅度宜做記錄. 灌漿壓力的限制盡快到達(dá)設(shè)計(jì)壓力,但注入率大時(shí)分級升壓.灌漿漿液的濃度先用稀漿,經(jīng)過35min后再加大泥漿稠度稀到濃, 按設(shè)計(jì)水灰比逐級變換,.在壩體中灌漿,遇吸漿量大時(shí),那么先 采用濃漿定量無壓自重灌漿,然后稀漿有壓復(fù)灌. 6、灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)和封孔方法(1)帷幕式灌漿采用自下而上分段灌漿法時(shí),在規(guī)定的壓力下,當(dāng)注入 率不大于0.4L /min時(shí).繼續(xù)灌注 60min ,灌

10、漿可以結(jié)束.(2)充填式灌漿應(yīng)采用分段灌注方法,由下而上,下套管分段灌注,當(dāng) 漿液升至孔口,經(jīng)連續(xù)復(fù)灌3次不再吃漿時(shí),即可終止灌漿.(3)帷幕式灌漿封孔采用壓力灌漿封孔法.(4)充填式灌漿封孔在每孔灌完后,待孔周圍泥漿不再流動(dòng)時(shí),將孔內(nèi)漿液取出,掃孔到底,用直徑23cm、含水量適中的粘土球分層搗實(shí).8、特殊情況處理(1)帷幕灌漿過程中,發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿,應(yīng)根據(jù)具體情況采用嵌縫、外表 封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進(jìn)行處理.(2)帷幕灌漿過程中發(fā)生串漿時(shí),如串漿孔具備灌漿條件, 可以同時(shí)進(jìn)行灌漿,應(yīng)一泵灌一孔.否那么應(yīng)將串漿孔用塞塞住,待灌漿孔灌漿結(jié)束后,串漿 孔再行掃孔、沖洗,而后

11、繼續(xù)鉆進(jìn)和灌漿.(3)帷幕灌漿段注入量大,灌漿難于結(jié)束時(shí),可選用以下舉措處理： (a)低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿； (b)漿液中摻加速凝劑；(c)灌注穩(wěn)定漿液或混合漿液.該段經(jīng)處理后仍應(yīng)掃孔,重新依照技術(shù)要求進(jìn)行灌漿,直至結(jié)束.(4)充填式灌漿裂縫處理 充填式灌漿應(yīng)盡量防止壩面裂縫.(5)充填式灌漿冒漿處理一、壩頂和壩坡冒漿,應(yīng)立即停灌,挖開冒漿出口,用粘性土料回填夯實(shí),鉆孔周圍冒漿,可采用壓砂處理,而后再繼續(xù)灌漿.二、白蟻洞冒漿,應(yīng)先在冒漿口壓砂堵塞洞口,再繼續(xù)灌漿.三、水下壩坡或土壩與其它建筑物接觸帶冒漿,可采用稠漿間歇灌注.(6)充填式灌漿串漿處理一、當(dāng)?shù)谝恍蚩坠酀{時(shí),發(fā)現(xiàn)相鄰孔串

12、漿,應(yīng)增強(qiáng)觀測、分析,如確認(rèn)對 壩體平安無影響,灌漿孔和串漿孔可同時(shí)灌注,如不宜同時(shí)灌注,可用木塞堵 住串漿孔,然后繼續(xù)灌漿.當(dāng)灌漿后期,相鄰孔串漿,說明已形成連續(xù)的泥墻,可減少1次灌漿量二、如漿液串入測壓管或浸潤線管,在灌漿結(jié)束后,再補(bǔ)設(shè)測壓管或浸潤 線管.(7)充填式灌漿塌坑處理.在塌坑部位挖出局部泥漿,回填粘性土料,分 層夯實(shí).(8)充填式灌漿隆起處理.發(fā)現(xiàn)壩坡隆起時(shí),應(yīng)立即停灌,分析原因.如確認(rèn)不是與滑坡有關(guān)的隆起,待停灌510d后可繼續(xù)灌漿,并注意監(jiān)測.(9)充填式灌漿機(jī)械故障處理一、縮孔卡鉆,應(yīng)以預(yù)防為主,改良鉆具,將大鉆頭改為卡桿鉆頭.也可 用倒鏈或打倒錘將鉆桿拔出.二、灌漿泵不

13、吸漿,應(yīng)檢查泵和吸漿管是否漏氣和堵塞.前者應(yīng)更換易損 件,后者應(yīng)疏通管道,嚴(yán)格泥漿過篩,提升漿液質(zhì)量.三、壓力表讀數(shù)增大不進(jìn)漿,說明輸漿管堵塞,應(yīng)先用水沖洗管路,同時(shí) 嚴(yán)格泥漿過篩,保證漿液的合理指標(biāo).四、應(yīng)采用有保護(hù)裝置的壓力表,以防失靈.發(fā)現(xiàn)壓力表失靈,應(yīng)立即更 換.五、注漿管堵塞,應(yīng)將其提起,用稀漿沖開.9、工程質(zhì)量檢查(1)帷幕灌漿工程質(zhì)量檢查一、帷幕灌漿質(zhì)量檢查應(yīng)以檢查孔壓水試驗(yàn)成果為主,結(jié)合對竣工資料 和測試成果的分析,綜合評定.二、帷幕灌漿檢查孔應(yīng)在下述部位布置：(a)唯幕中央線上；(b)巖石破碎、斷層、大孔隙等地質(zhì)條件復(fù)雜的部位；(c)注入量大的孔段附近；(d)鉆孔偏斜過大、灌漿情況不正常以及經(jīng)分析資料認(rèn)為對帷幕灌 漿質(zhì)量有影響的部位.三、帷幕灌漿檢查孔的數(shù)量宜為灌漿孔總數(shù)的10%.一個(gè)壩段或一個(gè)單元工程內(nèi),至少應(yīng)布置一個(gè)檢查孔.(2)充填式灌漿工程質(zhì)量檢查一、質(zhì)量檢查可以分為灌漿過程的中間檢查和灌漿結(jié)束后的最終檢查.前者是為灌漿質(zhì)量限制而進(jìn)行的階段性檢查,后者是為驗(yàn)收和鑒定提供依據(jù).二、中間質(zhì)量檢查的主要內(nèi)容包括：按設(shè)計(jì)要求檢查布孔,造孔,工藝 操作,漿液性能,綜合限制情況,各孔終止灌漿到達(dá)的標(biāo)準(zhǔn),灌漿中出現(xiàn)的問 題和處理情況等.