某碼頭基床灌漿加固施工工藝選擇

1、某碼頭基床灌漿加固施工工藝選擇摘要：本工程設(shè)計(jì)采用水下鉆孔灌漿加固法對(duì)碼頭墻前腳基礎(chǔ)進(jìn)行加固，對(duì)于 這類水下拋石體灌漿加固工程，施工工藝的選擇是否經(jīng)濟(jì)可行，直接關(guān)系到施工 項(xiàng)目的成敗。根據(jù)動(dòng)水條件下進(jìn)行拋石體地層灌漿加固施工的特點(diǎn)，本文對(duì)不同 漿液和灌漿方法的特點(diǎn)和適用條件進(jìn)行了系統(tǒng)分析，確定采用膏狀漿液、套管灌 漿法的施工工藝。關(guān)鍵詞：碼頭基床；灌漿加固；膏狀漿液；套管灌漿法1概述本工程為珠海發(fā)電廠煤碼頭結(jié)構(gòu)加固改造工程，本次改造通過對(duì)1#2#泊位 碼頭結(jié)構(gòu)改造，使其能滿足7萬噸級(jí)散貨船舶安全靠離泊作業(yè)。其中，對(duì)現(xiàn)有的塊石基床進(jìn)行灌漿加固部位為碼頭前趾處基床設(shè)計(jì)范圍內(nèi)， 采用高壓灌漿進(jìn)行加固

2、處理，加固頂寬度為8.5m，底寬度約8.5m，加固深度至- 13.45至-20.45m標(biāo)高，設(shè)計(jì)。2設(shè)計(jì)方案說明碼頭墻前腳基礎(chǔ)加固具體措施是：基床處理采用水下鉆孔灌漿加固法。灌漿 加固范圍為最下層實(shí)心方塊前趾外側(cè)6m前趾內(nèi)側(cè)2.5m，加固深度至現(xiàn)有拋石 基床底。加固擬采用先鉆孔后注漿的方式，孔徑110mm，縱向孔距1.5m。保證在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)灌漿水泥漿與基床塊石需膠結(jié)在一起，水泥漿膠結(jié)強(qiáng)度不 小于M10。3灌漿工藝選擇常規(guī)的水泥灌漿不能有效地約束漿液擴(kuò)散，由于漿液自由擴(kuò)散，導(dǎo)致漿液串 入所需要灌漿的范圍之外，造成漿液極大浪費(fèi)，在經(jīng)濟(jì)上極不合理。本工程灌漿 地層為拋石體，對(duì)漿液擴(kuò)散范圍的約束是灌漿

3、防滲處理成功與否的關(guān)鍵，在該類 地層上，適宜采用可控性灌漿進(jìn)行加固處理?？煽匦怨酀{工藝成熟，并在很多基 礎(chǔ)處理工程如江口、構(gòu)皮灘、魚劍口、小灣、彭水和思林等水電站圍堰上成功應(yīng) 用并取得了很好的灌漿效果?？煽毓酀{是近年來發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)，它用特殊的工藝，在灌漿過程中通過 在水泥漿液中摻加各種摻合劑和化學(xué)處理劑來調(diào)節(jié)漿液的粘稠度、剪切力和塑變 參數(shù)，加以一定的灌注措施和手段，從而控制漿液的注入量和擴(kuò)散度，這樣不僅 可達(dá)到最佳的灌漿效果，也可減少漿液不必要的損耗。這種灌漿方法特別適合在 大孔隙且集中的地層。3.1漿液選擇從可控性漿液的應(yīng)用情況來看，主要有水泥-水玻璃雙液、塑性漿液（水泥粉 煤灰漿液）

4、、穩(wěn)定漿液和膏狀漿液，且往往是幾種漿液綜合應(yīng)用。每種漿液均有 其適應(yīng)性、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在拋石地層灌漿時(shí)需根據(jù)拋石體組成、孔隙率、架空程 度和水流速度，考慮各種漿液的優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)性，對(duì)各種漿液進(jìn)行配合使用，以 取得好的灌漿效果。1）普通水泥漿液普通水泥漿液是最常用的的一種漿液，是一種懸濁液，適用性廣，一般來說 對(duì)于d100.5以及K10-3m/s的砂礫石地層均具有可灌性，本工程地層架空大， 可灌性不成問題，但是漿液擴(kuò)散范圍不易控制，如單純采用普通水泥漿，對(duì)架空 層地層和動(dòng)水條件下灌漿效果不好且不經(jīng)濟(jì)，這已經(jīng)多個(gè)工程實(shí)踐證明，只能與 其他漿液配合使用，一般在前期采用其他措施將大的滲漏層堵住后，后期進(jìn)

5、行細(xì)小通道的補(bǔ)強(qiáng)灌漿。2）穩(wěn)定漿液本處所說穩(wěn)定漿液指水泥漿液摻入一定量的膨潤(rùn)土所形成漿液，該漿液2小 時(shí)內(nèi)析水率小于5%,粘度較相同水灰比的純水泥漿要大，可灌性較好，在相同 條件下達(dá)到灌漿結(jié)束的時(shí)間比采用純水泥漿時(shí)要少，但同樣不適宜在架空層和動(dòng) 水條件下灌漿，應(yīng)與其他漿液配合使用。3）水泥水玻璃雙液水泥水玻璃漿液適用于大裂隙和松散的砂卵石地層的灌漿處理，一般采用雙 液灌漿，根據(jù)在彭水水電站圍堰施工中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于架空層大、動(dòng)水條件下的灌 漿效果不明顯。4）塑性漿液根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，塑性漿液是由水泥粉煤灰漿液中添加一定添加劑形成， 析水率降低，流動(dòng)性降低，具有一定的塑性黏度，適合均勻的砂礫石層和堆

6、石體 灌注，并經(jīng)多個(gè)工程實(shí)踐所證明，但對(duì)于地層不均勻、架空大的堆石體效果不明 顯。5）膏狀漿液膏狀漿液是在水泥漿中摻入一定量的粘土、膨潤(rùn)土、粉煤灰等摻合料及少量 外加劑而構(gòu)成的低水灰比的膏狀漿液，從而改變漿液的流動(dòng)性、黏度等指標(biāo)，使 漿液具有很大的屈服強(qiáng)度和塑性黏度，其基本特征是漿液的初始剪切屈服強(qiáng)度值 可以克服其本身重力的影響，其主要性能是抗水流沖釋性能和自堆積性能，可以 用于有較大開度空隙的一定流速、大流量的拋石體地層。通過速凝劑調(diào)節(jié)水泥膏漿的凝結(jié)時(shí)間，可以解決普通水泥膏漿在水下凝結(jié)時(shí) 間長(zhǎng)、不利于動(dòng)水下堵漏施工的難題。同時(shí)，由于漿液擴(kuò)散范圍可控，可以減少 因漿液過度擴(kuò)散而造成的浪費(fèi)，提高

7、灌漿有效性和經(jīng)濟(jì)性。水泥膏漿是典型的賓漢流體，用速凝水泥膏漿灌漿時(shí)，則形成明顯的擴(kuò)散前 沿，在擴(kuò)散前沿水泥凝固以后，膏漿就形成堅(jiān)硬而密實(shí)的水泥結(jié)石體，在其后面 的空洞就會(huì)被膏漿完全充填灌滿。根據(jù)在彭水水電站上下游圍堰、小灣水電站上下游圍堰和思林水電站上下游 圍堰等工程中膏漿使用情況來看，水泥膏狀漿液對(duì)塊石架空層的堵漏處理效果顯 著。6）漿液選擇結(jié)論對(duì)松散堆積體、強(qiáng)透水、架空地層且有地下流動(dòng)水存在的條件下，采用膏狀 漿液進(jìn)行灌注較為合適，所謂膏狀漿液即在水泥膨潤(rùn)土漿液里加入一定量的化學(xué) 劑和增塑劑，從而改變漿液的流動(dòng)性、黏度等指標(biāo)，使?jié){液具有很大的屈服強(qiáng)度 和塑性黏度，并具有一定的抗沖刷性能，使

8、漿液擴(kuò)散范圍可控，提高灌漿有效性 和經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)對(duì)以上漿液灌漿適應(yīng)性的分析、水泥漿膠結(jié)強(qiáng)度要求和本工程拋石地層 條件，以及以往可控灌漿施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，擬采用膏狀漿液對(duì)拋石基床進(jìn)行加固處 理，并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)選。3.2灌漿方法選擇我國(guó)在砂礫石、堆石、拋石等松散地層采用的灌漿比較常用的方法有循環(huán)鉆 灌法（邊鉆邊灌法）、預(yù)埋花管法、套管灌漿法和打管灌漿法等四種方法。1）打管灌漿法打管灌漿法即在地層內(nèi)打入一根鉆桿或有一定剛度的帶眼的花管，然后起拔 此管，自下而上進(jìn)行分段灌漿的一種方法，該灌漿方法施工簡(jiǎn)單，但只能使用在 不含大的卵塊石地層且防滲深度不大的地層中，不適宜在本工程使用。2）預(yù)埋花管灌漿法預(yù)埋

9、花管灌漿法是先跟進(jìn)套管鉆出灌漿孔，在孔內(nèi)下入帶止?jié){套的花管，在 花管與跟進(jìn)套管之間填入特殊的填料，然后在花管內(nèi)下入灌漿塞，利用灌漿壓力 擠開止?jié){套，分段進(jìn)行灌漿的一種方法，對(duì)各種沖積層灌漿效果好，施工效率高， 可以使用較高壓力和分段灌漿，灌漿質(zhì)量能得到保證。但該方法須預(yù)埋大量管材， 對(duì)填料的要求極高，要求填料在起拔套管后不能漏失且有一定的強(qiáng)度，造價(jià)高， 施工程序復(fù)雜，具體對(duì)本工程來說，由于地層中存在大量架空層及地下水流，無 法保證填料不漏失，因而不適宜在本工程使用。3）套管灌漿法套管灌漿法即利用鉆孔護(hù)壁套管或在套管內(nèi)下入灌漿管后拔出套管進(jìn)行灌漿 的一種方法，是一種純壓式灌漿方法，一般施工程序?yàn)?/p>

10、：套管護(hù)壁鉆孔T下灌漿 管T起拔套管T安灌漿塞T灌漿T再起拔套管及灌漿管T灌漿T重復(fù)上述工序直至 孔口；該灌漿法由于使用了套管，無塌孔之虞，灌漿不能使用較高的壓力。該方 法在很多工程圍堰防滲處理中進(jìn)行了應(yīng)用，適合于有特大空隙即“架空層的砂、 礫、漂石、拋石層的灌漿。4）循環(huán)灌漿法循環(huán)灌漿法即孔口封閉法是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的一種灌漿方法，在覆蓋層中自上而下 分段鉆灌，各段灌漿均在孔口封閉進(jìn)行。根據(jù)大量的灌漿工程實(shí)踐，采用孔口封 閉、自上而下分段灌漿工藝具有其他如自下而上、自上而下分段卡塞灌漿工藝所 不具有的優(yōu)越性，采用孔口封閉灌漿工藝可以對(duì)上層灌漿段進(jìn)行反復(fù)的灌漿，從 而取得良好的灌漿效果。由于是在水下拋石層灌漿，水深約15m，無法分段卡塞， 循