高噴防滲墻作業(yè)指導書

1、深孔砂卵（漂）石地層高噴防滲墻施工作業(yè)指導書（以桐子林水電站導流明渠圍堰高噴防滲墻為例）1、編制的目的和意義1.1、圍堰防滲概況桐子林水電站導流明渠圍堰防滲軸線長1056.678m，覆蓋層最大埋深51.0m，高噴防滲工程量約52000m，防滲面積約45000m²，施工工期2.5個月，最大施工孔深為52.0m，在砂卵礫石、孤石及漂石地層中52m高噴灌漿施工孔深，屬國內之最。本圍堰防滲工程設計縱向圍堰一條（圍）0-441.1040+615.574，另增設橫向子圍堰兩條將明渠基坑劃分為3個區(qū)段，（圍）0-60子圍堰長118.4m，（圍）0+185子圍堰長79.3m。1.2、圍堰地質條件通過

2、現場地質資料及復勘孔揭示，該圍堰施工地質復雜、地層結構多變，孤石、飄石含量高，覆蓋層最大埋深達51.0m，存在地下動水、承壓水等特殊地層，其地層結構及具體分布如下：（1）、【（圍）0-441.104（圍）0-074.0】段地層結構以砂卵石及人工填筑層為主，孤石、漂石含量達50%，最大粒徑達3.0m；（2）、【（圍）0-074.0（圍）0+190.0】段地層結構以砂卵石及粉砂質粘土層為主，孤石、漂石含量1020%；（3）、【（圍）0+190（圍）0+615.574】段地層結構以砂卵石、粉砂質粘土層及人工填筑層為主，孤石、漂石含量達2030%；（4）、承壓水、地下動水富集區(qū)集中于【（圍）0-249

3、.0（圍）0-121.0】及【（圍）0+205.0（圍）0+324.0】段。地質分層構造及分布范圍如下：（圍）0-441.104（圍）0-176.0m段覆蓋層厚835m，分三層，主要為第層的砂卵礫石層832m，底部分布有第層砂卵礫石層厚約3m，第層局部含桐子林組粉砂質粘土層呈透鏡狀局部分布，厚約46m。（圍）0-176.0（圍）0365.0m段覆蓋層厚3051m，亦為三層結構，主要為第、層的砂卵礫石層及人工填筑層，第層桐子林組粉砂質粘土層。第層砂卵礫石層厚約1230m；第層的砂卵礫石層厚約815m，局部地段尖滅；第層桐子林組粉砂質粘土層厚約818m，分布連續(xù)，具相對隔水；（圍）0+233.0（

4、圍）0+254.0m為F1斷層及其影響帶。（圍）0+365.0（圍）0+615.574m段覆蓋層厚1033m，上部為厚1032m砂卵礫石層（第層）及人工填筑層，下部（第層）為厚28m相對隔水的粉砂質粘土層。圖1-1 圍堰防滲施工剖面圖及地質構造1.3、編制的目的和意義該圍堰防滲工程施工地質復雜多變，施工規(guī)模大、強度高、孔深深，在砂卵（漂）石地層中各項指標均屬國內之最，為高噴灌漿質量提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。為進一步規(guī)范高噴灌漿的作業(yè)要求、工藝流程、過程控制、參數及方案的合理制定，充分保障高噴質量，特編制該作業(yè)指導書。2、編制依據枯期圍堰防滲布置圖（導流明渠14）雅礱江桐子林水電站一期圍堰防滲墻高噴防滲

5、墻施工技術要求水電水利工程高壓噴射灌漿技術規(guī)范DL/T5200-2004水利水電工程注水試驗規(guī)程SL 345-2007水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范 DL/T 5148硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥 GB175水電水利工程物探規(guī)程 SL326鉆探工程學（馬植侃.汪濱.劉建明）中國礦業(yè)大學出版社.1998，（01）3、方案設計針對圍堰地質復雜及特殊地層分布廣泛的施工難點，經過對地下水流場形態(tài)及地質構造的分析，結合對高噴灌漿的機理及其施工特點的分析，高噴漿液有被帶走和稀釋的可能，通過單一的高噴灌漿作為圍堰防滲的方案，存在較大質量的風險，將對明渠基坑的順利開挖產生較大影響，本工程提出了“噴灌結合”的綜合

6、防滲加固施工技術，即以“高噴灌漿為主，控制性灌漿為輔”的綜合防滲加固處理技術。該方案的特點是在特殊復雜地段增加控制性灌漿，采用復合速凝及膨脹類化學漿材，有效控制漿液的流動速度及范圍。在高噴灌漿前，對大塊石、孤石造成地層架空所帶來的鉆孔困難、漏漿以及地下動水、承壓水所造成漿液被攜帶、稀釋等特殊地層，采取控制性灌漿的方法進行預灌漿以改善地層，為高噴灌漿創(chuàng)造有利條件，為噴灌質量提供強有力的保障。在高噴灌漿結束后局部增加控制性灌漿，對地下動水、承壓水及孤漂石地層等質量風險較高的特殊地段起到補強的作用；同時通過對高噴灌漿資料的分析，對可能存在質量隱患的部位起到消缺的作用，以充分保證高噴墻體的均勻連續(xù)及防

7、滲質量。4、高噴施工參數設計桐子林電站一期圍堰防滲采用“兩管法高壓旋噴”施工技術。(圍）0-441.104(圍）0-200.0、(圍）0-049.50(圍）0+080.00及(圍）0+190.00(圍）0+615.696設計為單排孔，孔距0.8m。(圍)0-200.0 (圍）0-049.50及(圍）0+080.00(圍）0+190.00設計為雙排孔，排距0.6m，孔距為1.0m。(圍)0-60子圍堰及（圍）0+185子圍堰設計為單排孔，孔距0.8m。高壓旋噴設計樁徑1.2m，孔深深入基巖1.3m。5、施工資源配置高噴灌漿施工作業(yè)機組、生產調度、技術質量管理、記錄人員由項目部統一調度和安排，以充

8、分確保高噴灌漿的施工生產及技術質量控制持續(xù)有效的進行。5.1、勞動組織桐子林電站高噴灌漿共計投入19個高噴灌漿作業(yè)機組，12個鉆孔作業(yè)機組。高噴灌漿按7人/機組配置（含機長一名），鉆孔按7人/機組配置（含機長一名），拔管組按8人/組配置。高噴機組人員配置及職責描述：機長1人對作業(yè)班組統一協調調度，各班配置班長1人/班，高噴臺車操作人員1人/班，制漿及高噴泵操作人員1人/班，為保證對高噴灌漿進行真實有效的觀測和記錄，記錄人員按1人/班配置，同時由項目部統一進行調度、安排和考核，并且由項目部承擔相應的工資及獎金，制漿人員每機組按3人/班配置（外協人員）由項目部統一調度和安排。鉆孔機組人員配置及職責

9、描述：機長1人對作業(yè)班組統一協調調度，各班配置班長（兼操作手）1人/班，配置外協人員2人/班（負責加接套管）。拔管組每班配置班長1人，配置外協人員3人/班，負責護壁塑料管的下設及套管的起拔。綜合隊及文明施工隊配置18人，負責各項輔助工作及現場文明施工作業(yè)。質量自檢人員按1人/3個高噴機組配置，質量巡檢人員按1人/6個高噴機組配置。具體人員配置見表5-1。表5-1 高噴灌漿施工人員配置表序號崗位單位數量備注1項目經理人12項目副經理人3其中一人為項目總工3現場生產管理人員人5含專職負責鉆孔2人4技術質檢人員人24含技術、質檢人員5記錄人員人386高噴作業(yè)人員人140含檢查孔施工人員7鉆孔作業(yè)人員

10、人84含配置的外協人員8拔管人員人24按3個機組配置9輔助施工人員人22含電工班、綜合及文明施工隊10制漿人員人121含制漿、卸灰、水泥轉運人員5.2、施工設備機具配置高噴施工主要設備的配置按“2鉆3噴”配置，即2臺鉆機配置3臺高噴臺車搭配使用，以充分發(fā)揮鉆孔及高噴設備的功效，將其能力發(fā)揮至最大化，避免因施工功效不均衡而造成停機、窩工等現象，其他設備根據實際需要而配置。（1）、鉆孔設備采用克萊姆KR803及阿特拉斯A66CBT進口多功能全液壓履帶式鉆機。其特點是行走方便、鉆孔扭矩大、精度高、鉆孔效率高等，配套機具配置152球齒合金鉆頭（含偏心和中心鉆頭）、74鉆桿及140高強度地質套管。鉆機參

11、數見表5-2。表5-2 進口多功能全液壓履帶式鉆機性能參數表鉆機型號最大扭矩(N·m)最大提升力(KN)給進力(KN)鉆孔傾角(°)鉆孔深度(m)鉆孔孔徑(mm)克萊姆KR803-1D240008080036015090260阿特拉斯 A66CBT132009797036015090260（2）、空壓機鉆孔用風采用油動移動式空氣壓縮機，其性能參數見表5-3。表5-3 高風壓空壓機性能參數表型號柴油機功率(KW)風壓(MPa)風量(m3/min)重量(kg)長×寬×高(m)XRS4152201.724.555004.5×2.2×2.46

12、XHP900WCAT2942.42568005.0×2.25×2.5（3）、旋噴機采用西安探礦廠XL-50型旋噴機（見表5-4），其特點是采用直動式負載反饋微調變量液壓系統、摩擦定位的專用閥、配備鉆塔垂直、動力頭回轉及提升速度的顯示裝置，完全滿足旋噴工藝要求。并采用履帶底盤裝載，行走、移動就位方便快捷。配套機具配置65噴具（標準為3m/跟）、噴頭（標準為1m/跟）及相應的專業(yè)工具。表5-4 XL-50型旋噴機性能參數表噴具直徑(mm)63雙管轉速(r/min)0-88/0-270最大扭矩(KN)1970/645最大提升/給進力（kg）4000/1800最大提升/給進速度（m

13、/min）動力頭快速升降0-20 m/min功率(kw)22（電機）（4）、高噴灌漿泵采用PB-90E變頻高噴灌漿泵（見表5-5）。表5-5 PB-90E高噴灌漿泵性能參數表額定壓力(MPa)50流量(L/min)0-100功率(kw)90生產廠家天津聚能泵組質量(kg)1350(總重量)（5）、起重機高噴鉆孔套管起拔配置汽車式起重機，其中16t一臺、25t兩臺。（6）、高噴制漿及供風設備高噴制漿采用NJ-600高速制漿機，供風設備采用臺灣生產的捷豹V3.0螺桿式空氣壓縮機，確保高噴用風設備不低于額定壓力0.8MPa，風量不低于4M³/min。（7）、主要機械設備配置（見表5-6所示

14、）表5-6 主要施工機械設備配置表序號設備名稱型號規(guī)格單位數量制造廠名備注1地質鉆機XY-2臺3重探廠檢查孔施工2全液壓鉆機A66CB臺7阿特拉斯3全液壓鉆機KLM803-1/2臺5英格索蘭性能與A66CB相同4高風壓空壓機XRS415臺4阿特拉斯5高風壓空壓機VHP750臺2英格索蘭6高風壓空壓機XHP900/600臺6英格索蘭7旋噴機XL-50臺19西安探礦廠自有14臺8高噴灌漿泵PB-90E臺19天津聚能自有14臺9空壓機V3.0臺14臺灣捷豹螺桿式4.0/1.210高速制漿機NJ-600臺19自有14臺11儲漿攪拌機1000L臺19自有14臺12高壓注漿泵3SNS臺4宜昌黑旋風13吊車

15、16/25t臺325t兩臺14拔管機60t臺8重探廠起拔套管使用15載重汽車5t輛26、高噴灌漿材料（1）、水泥：高壓噴射漿液采用普通硅酸鹽水泥拌制。（2）、粘土：湖南澧縣200目鈣基膨潤土。（3）、純堿：工業(yè)用純堿，主要成分為NaCO3。（4）、各種外加劑的質量需符合規(guī)范規(guī)定，其摻量需通過室內試驗和現場試驗確定。7、高噴灌將施工工藝流程孔位布置特殊復雜地層增加控制性灌漿改善地層后鉆機就位，調整地質復勘試 噴灰臺布置機組劃分孔位偏斜過大的部位側位補孔補強消缺資料分析孔位布置鉆進成孔模帶下設控灌性灌漿補強質量檢查下設噴具高壓噴射灌漿旋噴機就位安裝調試制 漿回灌及封孔下設PVC管起拔護壁套管場地平

16、場壓實測量放線造孔（套管護壁）注漿堵漏施工工藝流程見圖7-1。圖7-1 高噴灌漿施工工藝流程圖8、施工準備及布置8.1、制漿站和灌漿站制漿站及灌漿站按“1:1”設置，即一個高噴機組設置一座制漿站，其布置按兩個制漿站背靠背設置，即兩個高噴機組共用一個儲灰臺背靠背設置于一處，其具體位置根據工作面的劃分情況而設置于圍堰內側，共計布置10座。每座建筑面積為200m²，在儲灰臺左右兩側分別設置高噴泵房和工具房，其中每個泵房面積15m²，工具房面積5m²。平臺周圍用編織袋裝砂石堆圍，并與道路相通，以便裝卸水泥。8.2、施工平臺為保證堰頂部分的防滲效果，高噴施工前將高噴軸線上3

17、m范圍內的大塊石及鉛絲石籠挖除，換填砂礫石等細顆粒料，以保證噴灌效果；高壓噴射灌漿的施工場地要求平整、穩(wěn)固，凡遇有低洼、表土松散、緊臨邊坡的區(qū)域，采用回填、夯實、加固和邊坡坡腳防護等措施。場面寬度不低于12m，并且在其表面需鋪填3050cm厚砂礫石，便于施工機械的行走。在噴射灌漿施工前需按設計方案進行施工機械設備的試運行。施工場地布置要進行全面規(guī)劃，開挖排漿溝和集漿池，作好冒漿排放措施和環(huán)境保護措施等所需場地的全面規(guī)劃。8.3、施工用風、水、電施工用風分為兩類，鉆孔用風為鉆機自帶油動移動式高風壓空壓機，按“一鉆一臺”配置；高噴用風采用供風量為4.0/1.2的臺灣捷豹生產的螺桿式中風壓空壓機，按

18、“一噴一臺”配置，即一臺高噴臺車配置一臺空壓機。施工用水選用潛水泵分散取水供水，即根據高噴機組的布置狀況，直接分散就近抽取雅礱江江水向高噴施工供水，供水規(guī)模為15m³/h/機組。高噴施工用電負荷大，且線路長，按150KW·h/機組配置。為減小線損及壓降，保證供電系統提供正常電壓，沿縱向圍堰共布置4臺變壓器，從上游至下游分別為400KVA、800KVA、1250KVA、800KVA變壓器各一座，各高噴機組就近搭接電源。8.4、施工排污沿施工軸線內側，挖設30cm×30cm的排漿溝，并在灌漿站附近挖設 (長)3m×(寬)3m×(深)1.5m的沉淀池

19、，現場高噴廢棄漿液通過排漿溝流入沉淀池并經沉淀處理滿足排放要求后用污水泵直接排入河道內。8.5、孔位放樣軸線、孔位放樣常用工具：全站儀、鋼尺、皮尺、卷尺、紅油漆、記號標識物等。軸線控制點采用全站儀測設，鋼尺、皮尺要求額定量程大于50米。因控制點在高噴軸線上，極易因施工而破壞，所以控制點通常采用三角形定位法引至不被施工干擾的地方，用顯著記號標識注明、編號。（1）、施工之前，按設計圖紙測量放線準確定位高噴軸線，測量放線控制點按30m一個控制，并用25鋼筋打入地下，使用紅色油漆及紅布條綁扎于鋼筋之上做好標記。（2）、在高噴軸線測量放樣定位之后，根據測量放點樁號，導出每單元的首尾樁號，并采用25鋼筋打

20、入地下，使用紅色油漆及紅布條綁扎于鋼筋之上做好標記。（3）、在高噴軸線上，根據單元控制點，制作永久性控制點，控制點布置于每單元第一個三序孔孔位上，控制點采用人工開挖40cm×40cm深50cm的坑槽，并澆筑為砂漿混凝土其控制墩頂部高出地面20cm，在墩頂部中心位置插設28鋼筋樁，根據測量控制點對孔中心位置精確定位，鋼筋樁高出墩頂30cm，并在墩頂部注明孔位及樁號。（4）、對永久性控制點制作定位點，將定位點引致圍堰外側邊線，靠近防護欄不易被人為性破換的地方，每個永久性控制點制作2個定位點，根據三角形原理定位永久控制點，并詳細記錄a、b、c的定位數值。定位點布置方式見圖8-1。圖8-1

21、定位點布置圖（5）、孔位放樣利用永久性控制點，以兩個永久性控制點為基準點，采用鋼尺對拉精確測量放樣孔位，放樣過程中要確保鋼尺拉直，保證每個孔位之間定距等分，各段的累計誤差要在對應控制點內分攤消除。（6）、要求鉆機開孔偏差不得大于5cm，開孔之前質檢人員應對鉆孔孔位進行準確校核，孔位無誤后方可進行開孔。8.6、施工順序的組織高噴施工中鉆孔和噴灌作業(yè)是相輔相成、相互影響和制約的兩道工序，故其工作面和施工順序的組織顯得尤為重要。鉆孔和噴灌作為高噴灌漿中最重要的兩道工序，其所有施工部署均需滿足此工序施工的要求，并盡可能的減少其相互之間的影響。鉆孔和噴灌作業(yè)的相互影響主要表現在兩方面，鉆孔和噴灌在同一工

22、作面上，若順序不合理，容易出現鉆機和高噴臺車多次往返交錯施工，互相影響進度和工效；鉆孔順序不合理可能出現鉆機因高噴灌漿凝期不夠而待孔的情況，造成窩工而降低功效。而高噴施工的最大特點就是質量要求高、工期緊，所以合理的施工順序對保證質量和工期是非常重要的，一般情況施工順序應注意以下兩點：（1）、鉆機擺放應是尾部朝著鉆孔順序前進的方向，即退著鉆進，這樣鉆機就最大限度的少侵占已鉆進成孔的工作面，為鉆孔驗收、測斜及噴灌創(chuàng)造時間。（2）、一般宜按2030個孔劃分為一個單元，按2個單元聯合施工布置工作面，即兩個單元的序孔按順序一次性鉆完(高噴灌漿跟著進行)，然后再按順序鉆進序孔， 這樣可以給序孔充足的待凝時

23、間，最大限度的減少鉆孔與噴灌的交叉干擾。9、鉆孔9.1、孔斜控制標準的制定鉆孔作為整個高噴灌漿施工工序的第一步，如何確保鉆孔精度、降低孔故發(fā)生率，鉆孔孔斜的控制對施工質量、進度、成本消耗等至關重要。根據水利水電工程高壓噴射灌漿技術規(guī)范DL/T 5200-2004規(guī)定，孔深不超過30m時，鉆孔偏斜率不超過1%；而本圍堰高噴防滲孔深超過50m，規(guī)范對孔深超過30m后的孔斜率尚無定量的規(guī)定。按本高噴防滲工程設計樁徑1.2m、孔距0.8m及鉆孔孔斜率1%控制，考慮極端狀況按最大偏斜計算，高噴樁體在20m以下將出現開叉，難以滿足設計防滲要求，故規(guī)范規(guī)定不能滿足此工程需要，應根據鉆孔的不同深度，制定出標準

24、高同時科學、合理的鉆孔偏斜率，以適應本工程需要。根據該工程孔深深的特點，針對不同的鉆孔深度，結合鉆孔設備、工藝，按設計樁徑、孔距，以保證孔底有效搭接的原則，建立鉆孔偏斜的立體模型（理論計算模型見圖9-1），采用層次分析法掌握鉆孔偏斜率對不同孔深的影響范圍和程度，以確保墻體的均勻連續(xù)為基礎，制定不同孔深的孔斜控制標準?？仔钡挠嬎阋罁?，雙排孔設計孔距為1.0m，排距為0.6m，按梅花形布置，根據設計樁徑1.2m，前排與后排最大偏斜可為0.6m，考慮兩排孔出現極端狀況呈反向偏斜故單孔最大偏距可按0.3m控制。單排孔設計樁徑1.2m、孔距為0.8m，單孔最大偏距可視其出現搭接的臨界狀況且呈反向偏斜，控

25、制在0.2m0.4m之間。通過計算本工程孔斜控制標準見表9-1.表9-1 孔斜控制標準序號孔深范圍控制標準備注1h52m0.8%雙排孔2h200.8%單排孔320mh30m0.7%單排孔4h30m0.6%單排孔圖9-1 理論計算模型9.2、鉆孔工藝的選擇由于地質條件惡劣，為保障鉆孔施工精度、鉆孔施工質量和整體施工進度，試驗表明：選用合理的鉆孔設備、機具及可靠的材質性能，結合使用孔斜的分段控制技術，根據各種鉆孔工藝的優(yōu)點及缺點，充分考慮各種鉆孔工藝與地層的匹配性，采取相對合理的綜合鉆孔工藝及工法，是確保鉆孔質量及進度的關鍵所在。本工程主要采用了偏心跟管鉆孔工藝、卡式擴孔鉆頭同心跟管鉆孔工藝及同心

26、跟管鉆孔工藝（配置高頻頂驅沖擊器）3種鉆孔工藝。其成孔原理及適用范圍如下。（1）、偏心跟管鉆孔工藝偏心跟管鉆具由穩(wěn)桿器、中心鉆頭、偏心鉆頭三件套組成（偏心跟管鉆具結構及工作示意圖見圖9-2）。偏心跟管鉆具組裝示意圖圖9-2 偏心跟管鉆具工作示意圖偏心式跟管鉆孔工藝依靠中心鉆頭破碎底部巖石鉆進，偏心鉆頭對孔壁周圍的巖石進行破碎擴孔，穩(wěn)桿器帶動外壁套管跟進護壁成孔，偏心式跟管鉆具能重復使用。優(yōu)點為適用地層范圍廣，功效高。不足為在遇孤石、飄石等地層，擴孔過程受偏心頭影響，鉆進速度較慢、孔斜不宜控制。（2）、卡式擴孔鉆頭同心跟管鉆進工藝卡式擴孔鉆頭同心跟管鉆具由同心式中心鉆頭、擴孔鉆頭組成（卡式擴孔鉆

27、頭同心跟管鉆具結構及工作原理見圖9-3）。同心跟管鉆具組裝示意圖圖9-3 卡式擴孔同心跟管鉆具結構及工作原理卡式擴孔鉆頭同心跟管鉆進成孔原理由中心鉆頭和擴孔鉆頭同步擴孔同心鉆進，擴孔鉆頭采用大于套管直徑的環(huán)形均勻鑲嵌的合金柱齒鉆頭，擴孔鉆頭與同心鉆頭同步旋轉，配合沖擊器高頻沖擊及回轉鉆進實現跟管護壁成孔。優(yōu)點為適用于大孤石、漂石等復雜地層，較偏心跟管鉆進精度高，對密實、堅硬地層擴孔迅速，進尺快，不易卡鉆，避免了因卡鉆、跳鉆對機械設備損傷，提高了鉆孔功效，節(jié)約了施工成本。不足為當地層較柔軟或出現架空現象時，擴孔套、中心鉆頭易脫落，加大孔故頻率和施工成本，影響施工進度。（3）、同心跟管鉆孔工藝同心

28、跟管鉆具由中心鉆頭、外管擴孔鉆頭兩件套組成（同心跟管鉆具結構及工作原理見圖9-4），該工藝的特點是在動力頭安裝高頻頂驅沖擊器。頂驅沖擊器外管擴孔器圖9-4 同心跟管鉆具結構及工作原理同心跟管鉆進成孔原理由中心鉆頭和外管擴孔鉆頭進行擴孔同心鉆進，擴孔鉆頭采用大于套管直徑的環(huán)形均勻鑲嵌的合金柱齒鉆頭，擴孔鉆頭與套管連接為整體，套管及擴孔鉆頭在頂驅沖擊器作用下與中心鉆頭、鉆桿同步回轉，配合沖擊器、頂驅高頻沖擊及鉆進回轉實現跟管護壁成孔；該工藝特點是在動力頭安裝新型高頻頂驅沖擊器，遇較硬地層鉆進緩慢時，打開頂驅沖擊器，通過套管、鉆桿將頂驅沖擊傳至外管擴孔鉆頭、中心鉆頭可提高鉆進速度。優(yōu)點是適用范圍為粘

29、土層、細沙層等柔軟密實的地質條件，鉆孔精度易控制，進尺速度快、功效高。缺點是在原始河床、大孤石、漂石較多的復雜地層，進尺困難，使用局限性較大。（4）、成孔質量及功效的量化參數分析針對鉆孔工藝的使用及改進采用量化標準的動態(tài)性試驗方法，在依托工程中按不同的地質情況采用相應的綜合鉆孔工藝進行針對性的處理，能將孔斜控制在可靠的標準范圍內，并能最大限度的滿足對鉆孔功效的要求，單班進尺達3035m（按8h/班計算），為成本、進度及質量控制的最優(yōu)結合點（綜合鉆孔工藝在不同孔深及地層下的技術性能對比見表9-2）。表9-2 綜合鉆孔工藝在不同孔深及地層下的技術性能對比序號工藝名稱適用地層孔深范圍最優(yōu)孔斜控制功效

30、指標實施效果1偏心跟管孤漂石含量1020%035m0.6%3234m/8h良好孤漂石含量50%以上035m1.0%2426m/8h較差孤漂石含量2030%052m0.8%2830m/8h一般2卡式同心孤漂石含量1020%035m0.6%2829m/8h一般孤漂石含量50%以上035m0.6%3133m/8h良好孤漂石含量2030%052m0.6%2930m/8h一般3同心跟管孤漂石含量1020%035m0.6%3235m/8h良好孤漂石含量50%以上035m0.9%2326m/8h一般孤漂石含量2030%052m0.6%3235m/8h良好通過對各種工藝的研究、分析與對比，綜合鉆孔工藝使用范圍

31、如下：、偏心跟管鉆孔工藝，鉆進中、下游【（圍）0-074.0（圍）0+190.0】孤石、漂石含量少、孔深035米左右的地層。、卡式擴孔鉆頭同心跟管鉆孔工藝，鉆進上游【（圍）0-441.104（圍）0-074.0】孤石、漂石含量多、孔深035米左右的地層。、同心跟管鉆孔工藝，鉆進中、下游【（圍）0+190（圍）0+615.574】孤石、漂石含量少、孔深052米左右的地層。9.3、鉆進過程控制（1）、鉆孔質量要求嚴格按設計圖紙及孔位控制點放樣鉆孔，對基線、水準基點、孔位和高噴軸線及定位點等，進行測量復核并妥善保護。要求開孔偏差不大于5cm，孔深偏差不大于10cm，鉆孔偏斜嚴格按制定的孔斜控制標準進

32、行控制。鉆孔孔徑152其護壁套管采用140優(yōu)質大剛度的地質管材，施工孔序分三序進行，為保證噴灌水泥結石強度，避免高頻振動及高風壓的擾動，每相鄰孔之間施工時段間隔不得小于48h。（2）、鉆孔孔斜控制實踐表明：針對不同的孔深進行孔斜率分段控制，根據不同的地質條件采取針對性的孔斜控制與糾偏措施是確保鉆孔質量的關鍵環(huán)節(jié)?？仔笨刂七^程分為三階段控制，各階段孔斜控制技術與方法如下：、開孔前的鉆具準備與孔斜校正對鉆孔設備的大梁進行優(yōu)化改進，在大梁上安裝自制扶正器，使其動力頭中心軸線與上下扶正器成一條直線；開孔前對動力頭中心軸與扶正器進行檢查，如磨損嚴重、間隙過大，及時修復或更換；并反復校正偏斜率確保其在規(guī)定

33、范圍內。、開孔過程孔斜的控制開孔時在相對松散的回填層，塊石較多，停止回轉直接沖擊給進，給進至20cm時開始慢速回轉鉆進，控制壓力低速旋轉。開孔后每鉆進0.5m1m對套管進行校正一次，直至上部淺表層（10m15m）鉆進完畢，必要時可對套管進行不定時測量校正，保證偏斜率在規(guī)定范圍內。在容易發(fā)生偏斜的軟弱地層中降低給進速度、控制進尺、低速鉆進。、鉆進過程的孔斜控制及不同地層的孔斜糾偏措施鉆進過程中采用調整鉆速及鉆壓、平衡鉆進等方法，充分利用鉆機大梁、上下油缸卡瓦及鉆機動力頭等裝置，嚴格控制鉆機大梁的鉛直，確保鉆孔垂直度。在上部較松散的砂卵石層中如未遇大粒徑卵石可正常鉆進，如遇較大粒徑卵石則減壓低速鉆

34、進，采取循環(huán)起鉆鉆進再起鉆再鉆進的方式，將卵石充分擊碎后在進行鉆進，確保套管的垂直度。在粉沙質粘土層中鉆進，采用泡沫泵或外加的洗車泵加水鉆進，在此地層中可適當加大壓力勻速正常鉆進，不得來回反復給進，以免擴大高壓切割孔徑造成偏斜。在下部較為密實的砂卵石層中，在保證鉆機穩(wěn)定的情況下加大壓力正常鉆進，如遇孤石應控制鉆速勻速鉆進不得反復給進。鉆孔孔斜控制的分段控制技術見表9-3所示。表9-3 鉆孔孔斜控制的分段控制技術序號控制階段控制手段1開孔前在動力頭上下安裝自制扶正器2套，確保動力頭中心軸與上下扶正器成一條直線2開孔開孔時直接給進，20cm后慢速回轉給進，每鉆進0.51m校正孔斜一次3鉆進過程上部

35、松散砂卵石層正常鉆進，如遇大粒徑卵石則低壓、低速鉆進粉砂質粘土層采用泡沫泵或洗車泵加水鉆進，可加大壓力勻速直接給進下部密實砂卵石加大壓力正常鉆進，如遇孤石則勻速鉆進不得反復給進（3）、地層及基巖判定、鉆孔過程中要求詳細準確記錄鉆孔時遇到的各種現象，根據返渣情況、鉆進速度、鉆機及沖擊器運轉情況等判斷地層的分層深度，對地下水水位，大塊（漂、孤）石的分布、埋深、粒徑及架空、漏失、串通、動水等情況，應停鉆測量余尺，準確記錄其埋深及厚度。、地層地質情況的記錄要求詳盡、準確、字跡工整，并要求進行適時記錄統計，嚴禁編寫回憶錄，在該孔完成后下一孔開鉆前及時交其當班值班技術人員，及時驗收和確認。、當遇到地層交接

36、換界、特殊地質構造時，均應立即停鉆記錄，仔細觀察返渣、返水、地下承壓水壓力及進尺等，并做好各種地層埋深、巖性及返水量大小等詳實而準確的記錄。9.4、孔斜及孔深測定（1）、鉆孔質量驗收由當班質量驗收員及鉆孔作業(yè)機組共同組織驗收，驗收過程必須嚴格受控，準確填寫鉆孔測斜記錄表，并在終孔驗收表格上簽字確認。（2）、鉆孔測斜采用“重錘式”測斜儀，測斜原理為相似三角形（見圖9-5），計算及測斜方法規(guī)定如下：、測斜工具包含測斜重錘、孔口管架、十字架、鋼板尺等；、十字架的孔口架設，以平行縱向圍堰方向為X軸，垂直縱向圍堰方向為Y軸；面向明渠基坑上游方向為X軸正方向，垂直基坑山體方向為Y軸正方向。、孔口偏斜數據的

37、測量，由專人掌控十字架和讀數，預防人為性的讀數偏差。、測斜過程中，孔口十字架的要嚴格控制方位的準確性，十字架擺放穩(wěn)妥后，在測斜過程中，不得碰闖十字架，并妥善保護，預防移位后造成孔口偏斜數據的不準確。圖9-5 測斜原理示意圖、測斜過程中，鋼繩的方位要確保一致，每次鋼繩下放或提升完畢均應校核方位數據一致性，在測斜讀數過程中，所有參與測斜人員不得碰闖或推扶孔口管架，確保測斜數據的真實、準確。、測量數據的鋼板尺應平行于十字架，不得偏斜，讀數應垂直鋼板尺方向讀數，預防讀數偏差，確保測量的準確性。、測斜記錄，應記錄最大偏差及孔底偏差，中間測斜數據按5m測斜記錄一次，同時在測斜記錄表格上按規(guī)定的X與Y方向，

38、描圖畫出孔斜方位圖。（3）、在孔斜測量完畢后進行孔深測定，孔深的測定采用側繩，如測量孔深與鉆孔記錄孔深發(fā)生偏差，應進行詳細的檢查并分析原因，并結合設計地質剖面圖及復勘先導孔取芯資料進行綜合判斷。如記錄出現偏差，應分析孔深是否堪入設計基巖深度，如不足則進行重新鉆孔；如發(fā)生沉淀造成孔深不足，則進行下鉆掃孔或用水沖洗，確?？咨罘显O計要求后方可驗收終孔。9.5、終孔及鉆孔柱狀圖在鉆孔完成待孔斜及孔深測量完畢后，方可下入特制100*1.5薄壁護壁PVC塑料管，然后起拔套管。特制護壁PVC管脆性較大，在水壓約58MPa射流作用下自然破碎成塊碎狀，對高噴壓力損失較小，PVC管之間的連接采用大小頭套接，并用

39、封口膠帶纏結牢實，確保不脫節(jié)及接頭處不漏漿，中間局部破損部位也必須用封口膠帶纏繞密封，其PVC管底部用無紡布包扎密封，以防松散體淤入孔內造成孔道堵塞。高噴孔鉆進完畢后，必須根據鉆孔的原始記錄，如地層、架空、漏失、串通、孤石、承壓水等地質狀況，由鉆孔專職記錄人員在鉆孔班報地層柱狀圖一欄進行地層柱狀圖的繪制，同時質檢人員也需要根據鉆孔柱狀圖編制詳細而準確的高噴灌漿參數表，在高噴灌漿前提交作業(yè)機組，以指導該孔的噴灌施工。10、高壓噴射灌漿綜合考慮本圍堰施工地質復雜，砂卵礫石層埋藏深厚，承壓水、地下動水及架空等特殊復雜地層分布廣泛等特點，高噴施工技術質量控制難度大、質量風險極高，為保證漿液的濃度、高噴

40、的有效切割范圍、樁徑及樁間的搭接效果，本工程采用“兩管法”高壓旋噴灌漿施工技術，直接采用大壓力、大流量的漿液作為噴射介質進行地層切割，確保成墻強度及樁徑的切割噴射效果。通過高噴灌漿試驗結合不同地層的可噴灌性，確定高噴漿液配比及噴灌的各項技術參數。在試驗過程中，確定最佳漿嘴、風嘴的個數及噴嘴直徑，結合國內高噴泵的設備性能確定最優(yōu)的泵壓及排量，使高噴灌漿在最大切割壓力下實現最優(yōu)的切割噴射施工，以達到最佳的噴射成墻效果。10.1、漿液配比及拌制（1）、漿液配比高噴漿液需滿足如下要求：有可控的膠凝時間；有足夠的穩(wěn)定性；氣泡少；有良好的可泵性；結石率高。本工程采用水泥、膨潤土、純堿混合漿液，水灰比為1：

41、1，為提高漿液穩(wěn)定性及膠凝效果，在水泥漿液中添加3%水泥重量的膨潤土和3%膨潤土重量的碳酸鈉，通過室內漿液配合比實驗，其最優(yōu)摻和量符合設計及規(guī)范要求的各項指標。其進漿比重不得低于1.51g/cm³，返漿比重不得低于1.2g/cm³（2）、漿液拌制高噴漿液隨配隨用，并在噴灌作業(yè)過程中連續(xù)不斷的攪拌，水泥等固相材料采用重量稱重法，稱重誤差小于5%，水、膨潤土及純堿加量采用專用計量器具控制加量，水采用特制的油桶或水箱進行加量，體積與理論加量的體積一致，水泥按整包進行加量避免零包加量的不準確，膨潤土及純堿采用小桶稱量準確后，做好刻度作為加量的器具。加料順序為水膨潤土純堿水泥使用，漿

42、液必須攪拌均勻。采用高速制漿機攪拌漿液時，攪拌時間不少于30s，普通攪拌機漿液攪拌時間不少于3min。（3）、漿液的檢測水灰比的檢測一律采用泥漿比重稱進行稱量，比重稱使用之前必須經質量巡檢員或質量驗收員進行調零校核，合格后方可使用，比重稱的校核應由質量管理人員和施工機組共同做好簽字確認。比重稱一經校核合格，施工機組使用人員不得擅自對比重稱進行調試，如若發(fā)現比重稱稱量誤差較大，可提請質量管理人員進行統一校核。比重稱稱量過程中，應確保比重稱外觀干凈整潔，并放置于平穩(wěn)的地面進行稱量，嚴禁傾斜或放置于抖動的工作臺面，以保證測量的精確性。漿液水灰比的測量，進漿濃度每攪拌一槽均應進行測量，回漿濃度每5分鐘

43、測量一次。（4）、漿液的使用水泥漿液嚴格過濾，并按噴嘴直徑設置兩道過濾裝置：在制備水泥漿液的制漿機與儲漿桶之間設置一道過濾網，在儲漿桶內高噴泵吸漿管前增設一道過濾網，嚴防雜物等過大顆粒被吸入以堵塞噴嘴。高噴漿液的使用要求如下：、當氣溫在10以下時，漿液制備完畢的存放時間不超過4h。、當氣溫在10以上時，漿液制備完畢的存放時間不超過3h。、當漿液存放時間超過有效時間時，降低標號使用，必要時按廢漿液處理。、漿液存放時控制漿體溫度在540范圍內，如超出上述規(guī)定按廢棄漿液處理。、不同生產批號的水泥應按規(guī)定進行取樣試驗，以確保水泥材質性能。、每孔噴灌完畢后，應統計該孔的漿材實際消耗量，與高噴灌漿記錄進行

44、對比，如發(fā)現偏差較大，應認真分析原因，做好過程控制準確有效。10.2、高噴施工參數根據高噴施工地層及孔深，為保證漿壓、風壓、提升及旋擺速度等施工參數與施工地層及孔深相匹配，并充分考慮承壓水、地下動水及架空地層的影響，為確保最優(yōu)噴射切割效果，在砂卵礫石地層及圍堰填筑層與粉砂質粘土層分別采用不同的施工參數（見表10-1、10-2）。表10-1 砂卵礫石及圍堰填筑層高噴灌漿施工參數表項 目技 術 參 數相 應 要 求備 注高壓漿壓力：3540Mpa噴嘴個數：2個噴嘴直徑：1.751.85mm水灰比1：1排量：6070L/min壓縮空氣壓力：0.40.7Mpa風嘴個數：2個氣嘴與漿嘴間隙1.52mm排

45、量：1.52m3/min提升速度一序孔：68cm/min根據地層和返漿情況做適當調整，在地層（漂石）交界處和大孤石密集區(qū)采用靜噴、復噴、靜灌、降低提升速度等措施單、雙排孔二序孔：68cm/min單、雙排孔三序孔：812cm/min單、雙排孔旋轉速度（0.81）v表10-2 桐子林組粉砂質粘土層高噴灌漿施工參數表項 目技 術 參 數相 應 要 求備 注高壓漿壓力：3540Mpa噴嘴個數：2個噴嘴直徑：1.751.85mm水灰比1：1排量：6070L/min壓縮空氣壓力：0.40.7Mpa風嘴個數：2個氣嘴與漿嘴間隙1.52mm排量：1.52m3/min提升速度一序孔：812cm/min根據地層和

46、返漿情況做適當調整，在地層（漂石）交界處和大孤石密集區(qū)采用靜噴、復噴、靜灌、降低提升速度等措施單、雙排孔二序孔：812cm/min單、雙排孔三序孔：1216cm/min單、雙排孔旋轉速度（0.81）v特殊地層的高噴參數按鉆孔柱狀圖制定的參數表執(zhí)行，不得擅自更改施工參數，參數的調整必須由質檢人員根據實際情況作出調整措施，并適時監(jiān)控返漿比重。10.3、高壓噴射灌漿（1）、施工順序高噴灌漿施工分三序進行，按先I序后II序最后III序孔的順序施工，自孔底部自下而上噴射成墻，每相鄰次序孔之間施工時段間隔不得小于48h。（2）、旋噴機就位將旋噴機移至孔位，同時對噴頭各部位進行詳細檢查和妥善保護，并與其他工

47、序做好相互協調配合，完善噴灌作業(yè)前的各項準備工作。（3）、地面試噴噴具組裝完畢后在地面進行試噴，確保風、漿管路暢通，壓力超過35MPa，3min無異?？山Y束試噴，并保護好噴嘴。（4）、噴具組裝及下放過程控制、噴具組裝前要仔細檢查噴具的完好狀況，噴具直徑65，采用絲扣連接，連接處用型圈密封。、在噴具下放之前，機組人員應及時通知質量驗收人員，準備該孔的鉆孔資料并及時繪制高噴施工參數表，填寫成孔驗收及準噴證，做好噴具下放的資料準備工作。、噴具下放之前，應按照高噴施工參數表，準確配置噴具的長度，并作好記錄單獨放置，預防與其他噴具混淆。、噴具下放應通知質檢人員，全過程旁站噴具的下放過程，質檢及記錄人員應

48、做好記錄，確保噴具下放至設計深度，方能開噴。、在噴具下放過程中，如遇特殊情況，塌孔、孔底沉淀等，噴具下設困難，應通知質檢人員，共同商量對策，并對特殊情況做好記錄；如不能繼續(xù)下放造成該孔報廢，應做好記錄，并及時通知機械隊進行掃孔，做好過程及資料的閉合。、如需鉆動并開啟漿、風輔助下放噴具時，在開啟漿風的過程中，操作人員應做好配合，提高注意力，以避免堵塞噴具及噴嘴的現象。開啟漿、風的順序為先開風后開漿，關閉漿、風的順序為先關漿后關風，但二者的開啟或關閉時間應嚴格控制，時間間隔不宜過長，同時嚴格控制漿壓和風壓，在漿、風及旋轉的聯合作用下將噴具下放至設計深度。（5）、噴灌過程控制當噴具下入到設計深度后，

49、啟動旋擺機，開始送入符合要求的風、漿，根據高噴參數表制定的噴灌參數，邊旋轉邊提升，自下而上進行高噴灌漿作業(yè)，直至設計終噴高程停噴。在噴灌過程中，質量檢查人員時刻注意檢查風、漿的流量及提升速度等參數是否符合要求，并嚴格控制特殊過程的處理及參數控制。、噴具下設完畢，按規(guī)定的時間進行靜灌。靜灌完畢開始提升前，應檢測返漿比重是否滿足設計要求，并嚴格控制進漿比重，若返漿比重不能滿足設計要求，則采取增加靜灌時間或加濃漿液等措施。若孔口長時間不返漿，則采取降低提速或間隔提升（間隔時間為510分鐘）等方法。、在提升過程中不間斷（至少一根噴具校核兩次）的校核實際提升速度，校核方法采用鋼卷尺測量噴具或導流器的實際

50、提升高度，核定時間為35分鐘，采用秒表精準計時，實際提速等于提升高度/核定時間。同時記錄單根噴具噴灌的開始和停止時間，計算平均速度，與高噴參數表的提升速度相對比，并核定儀表盤讀數與實際提速的關系，查找問題的原因，并及時作出調整采取相應的補救措施。、在噴灌過程中不間斷（至少一根噴具校核兩次）的核定噴具的實際旋轉速度，校核方法采用秒表精準計時，校核時間為35分鐘，對核定時間內的實際旋轉次數進行計數，實際旋轉速度=旋轉次數/核定時間。、在噴灌過程中，進漿濃度每攪拌一槽測量一次，返漿濃度每5分鐘檢測一次，若出現返漿濃度過稀不能滿足設計要求，則嚴密監(jiān)控進漿濃度，如進漿濃度不能滿足設計要求，則立即調整進漿

51、比重，根據實際施工狀況采用下降復噴、定噴及降低提速等方式進行處理。如進漿濃度能夠滿足設計要求，則采用降低提速、靜灌、靜噴及間隔提升等方式進行處理。、在噴灌過程中，定時或不定時的檢查漿液壓力、排量、高噴泵的轉速等，要求漿液壓力達到設計要求不低于35MPa，根據高噴泵的壓力、轉速判斷管路、噴具及噴嘴是否暢通。如出現噴嘴堵塞一個的現象，根據實際噴灌及地層情況，可采取降低一半的提速及轉速，在達到設計壓力的情況下繼續(xù)進行噴灌。、在噴灌過程中，對空壓機壓力每半小時檢查一次，結合孔口返漿狀況，判斷風管、風嘴是否存在堵塞、串漿的現象。充分了解空壓機的工作狀況，設置空壓機在暢通狀況下的壓力，如出現風嘴堵塞，則進

52、行起鉆處理及時排查故障原因。、在高噴泵的使用過程中，隨時檢查高噴泵的工作狀況，確定高噴泵的壓力衰減頻率，固定時間（23天）結合泵壓的衰減幅度，確定高噴泵的維修的頻次，確保高噴泵能發(fā)揮最大功效。、在高噴灌漿過程中，如出現孔故、機故造成漿嘴或風嘴堵塞，將噴具提出孔口處理完畢重新下設噴具時，應嚴格控制噴具下放深度，與已噴灌深度搭接長度不得小于50cm，并靜噴10min待返漿濃度滿足要求后，方可正常提升。、在該孔噴灌完成后，根據該孔噴灌的開始和結束時間，考慮拆卸噴具的輔助時間，并扣除孔故處理的時間，計算測試每孔的實際純噴時間。然后根據高噴參數表的理論提升速度，計算該孔的理論純噴時間，兩相對比推算實際提

53、升速度是否滿足高噴參數表及質檢人員要求的提升速度。并推算該孔水泥等漿材的理論消耗量，與實際耗灰量進行對比，核定是否相互吻合，找出偏差原因。（6）、封孔及回填在高噴結束后，由專人負責用鄰孔高噴回漿自流充填進行孔口靜壓回填注漿，直到漿面不再析水下降為止，以解決凝結體頂部因漿液析水和滲漏而出現凹陷現象。10.4、特殊情況處理（1）、高噴作業(yè)應連續(xù)進行，因故中斷應立即停止提升，記錄中斷深度和時間，并盡快恢復，若短時間不能恢復的，應提出噴具，用水沖洗干凈，待故障處理后，將噴具下入原中斷位置以下0.5m搭接噴灌，下入預定深度后首先靜噴，待返漿濃度達到設計要求后方可進行提升噴射灌漿。如噴具在下放過程中遇障礙

54、物不能下放至預定深度，則取出噴具待重新造孔后再行噴灌。（2）、在漂卵石（塊、碎石）架空地層、地下水及承壓水等特殊地層視具體情況采用如下措施處理：、采用控制性灌漿進行預處理，或在下噴具前預先注入0.5：1水泥砂漿進行預堵漏。、停止提升噴具靜壓注漿，直到孔口返漿符合要求為止。、孔底靜噴較長時間后，如果孔口仍然不返漿，為了防止噴具被埋住，采用間隔提升的辦法，即全參數切割地層提升一定高度靜噴全參數切割地層，待返漿正常后再按設計參數進行正常噴射灌漿。、降低噴射壓力，增大供漿量，加濃漿液，摻加水玻璃等速凝劑，孔口摻砂、和鋸末等措施。、如遇架空、存在大的滲漏通道時，可視具體情況在噴灌過程中向孔內投放粗砂、豆石或鋸木等，使其盡快封堵滲漏通道，保證灌漿效果。（3）、供漿正常情況下，孔口回漿密度變小、回漿量增大，應降低風壓并加大進漿密度或進漿量。（4）、高噴灌漿過程中，出現壓力突降或驟增、孔口回漿濃度或回漿量異常等情況時，應查明原因，及時處理。（5）、高噴過程中若相鄰孔串漿，將串漿孔封堵后繼續(xù)進行施工，待該孔噴灌結束后，盡快對被串孔進行掃孔至原鉆孔深度后再行噴灌。（6）、接、卸噴具要快，并作好噴具接頭保護，防止噴具堵塞和鑄管。拆卸噴具后要比原停噴高度下落0.3m搭接復噴，確保墻體上下連接。（7）、對地層中出現的厚度大于30cm的大塊（漂、孤）石時，為了確保漿液