接觸灌漿及帷幕灌漿

接觸灌漿及帷幕灌漿總體方案樁號(hào)0+050～0+250段接觸灌漿及樁號(hào)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?yàn)橄仁┕ど?、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(jiàn)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(xiàng)目的施工機(jī)具方案按“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-Ⅱ和SGZ-ⅢA型鉆機(jī)，其特點(diǎn)是搬遷機(jī)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(yùn)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(jī)：選用ZJ-400型高速攪拌機(jī)，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(jī)，單桶儲(chǔ)漿量200L，攪拌軸轉(zhuǎn)速50r/min。鉆孔(1)鉆孔方法接受水泥膨潤(rùn)土漿液護(hù)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(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)象消退后，可換回原配比漿液。②接受金剛石鉆頭鉆進(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。③接受硬質(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)量檢查孔均要求實(shí)行巖芯。擬接受單動(dòng)雙管鉆具實(shí)行巖芯。(3)鉆孔直徑和深度灌漿孔的開(kāi)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(mǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)度以上分段長(zhǎng)度可能在施工中依據(jù)實(shí)際狀況調(diào)整。(4)孔斜測(cè)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(duì)鉆孔孔斜進(jìn)行嚴(yán)格的把握。此種把握除了應(yīng)實(shí)行合理可行的防斜、糾偏措施以外，還將接受高精度測(cè)斜儀隨時(shí)測(cè)定實(shí)際鉆孔軌跡和偏斜狀況。為滿(mǎn)足此項(xiàng)要求，我們擬接受DUZ-D型多點(diǎn)照相測(cè)斜儀完成此工作。此測(cè)斜儀引進(jìn)了美國(guó)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(jiǎn)便、照片記錄清楚、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(cè)斜儀器。DUZ-D型多點(diǎn)照相測(cè)斜儀的精度為：方位角≤±0.5°，頂角≤0.2°。測(cè)斜的段長(zhǎng)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(cè)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(hù)壁漿液沖洗孔內(nèi)鉆渣，直至回漿中沒(méi)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(wú)結(jié)塊42.5MPa一般硅酸鹽水泥，應(yīng)滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)GB200－1999的各項(xiàng)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(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，施工中依據(jù)實(shí)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(chǎng)漿液試驗(yàn)室，由試驗(yàn)員對(duì)漿液密度、溫度、析水率、粘度、攪拌時(shí)間等進(jìn)行檢測(cè)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(shí)，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(jī)具配置①灌漿過(guò)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(cè)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(guò)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(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(cè)系統(tǒng)(見(jiàn)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)場(chǎng)把握室內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和把握灌漿施工狀況，并可通過(guò)顯示屏隨時(shí)調(diào)閱任一機(jī)組灌漿過(guò)程的歷史和當(dāng)前狀況，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P—t、F—t、V—t、F/P—t、F/P—C、P—C等六種過(guò)程曲線，并可通過(guò)打印機(jī)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(chǎng)設(shè)置把握室，一個(gè)把握室配一套系統(tǒng)，每套系統(tǒng)管理1～4臺(tái)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(shí)現(xiàn)孔內(nèi)注漿管邊旋轉(zhuǎn)邊注漿，無(wú)需降壓，從而避開(kāi)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(shí)際狀況調(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(kāi)頭時(shí)由于吸漿量過(guò)大等緣由不能馬上升到設(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(gè)比級(jí)；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(gè)比級(jí)。灌漿漿液濃度遵循由稀到濃的原則逐級(jí)轉(zhuǎn)變。實(shí)際施工時(shí)將按以下要求把握：①灌漿時(shí)，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(shí)，不得轉(zhuǎn)變協(xié)作比；②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；③當(dāng)注入量大于30L/min時(shí)，可越一級(jí)變濃；④當(dāng)接受最濃級(jí)漿液灌漿，而吸漿量仍很大、不見(jiàn)減小時(shí)，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(shí)查明緣由、實(shí)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(guò)程中，定時(shí)測(cè)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/min時(shí)，連續(xù)灌注60min；或不大于1L/min時(shí)，連續(xù)灌注90min。達(dá)到以上狀況之一時(shí)，即可結(jié)束該段灌漿。(6)灌漿段封孔全孔灌漿結(jié)束后，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(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(guò)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(duì)灌漿段以上的灌漿孔實(shí)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(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/m3的稠粘土漿，或投入直徑約2～3cm的粘土球，并分層搗實(shí)，直至孔口管拔出，泥漿或粘土球始終封填到孔口。主要難點(diǎn)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(diǎn)為：掩蓋層具多層不均質(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(guò)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(wèn)題接受配比為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)象消退后，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(shí)際施工中，必需實(shí)行切實(shí)可行的保證措施以盡量避開(kāi)不合格孔段的發(fā)生。擬實(shí)行的主要措施如下：(1)穩(wěn)固鉆機(jī)：實(shí)行鑲鑄地錨緊固鉆機(jī)底盤(pán)的措施，使鉆機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)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(zhǎng)鉆具、把握機(jī)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(cè)量，準(zhǔn)時(shí)了解鉆孔軌跡；(4)一旦發(fā)覺(jué)鉆孔超偏，盡快實(shí)行措施予以處理；(5)接受高精度的DUZ-D型多點(diǎn)照相測(cè)斜儀，由專(zhuān)職人員進(jìn)行測(cè)斜。由于此測(cè)斜儀精度高，故能精確?????把握鉆孔的實(shí)際軌跡，削減人為因素和儀器自身誤差的影響?？晒嘈圆顒e對(duì)于底層緣由造成的可灌性差別，將實(shí)行如下措施處理：(1)接受多路灌漿監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)每一段的灌漿過(guò)程均實(shí)施自動(dòng)監(jiān)控和記錄，以避開(kāi)人為因素的不良影響；(2)嚴(yán)格執(zhí)行從最稀級(jí)協(xié)作比開(kāi)灌的規(guī)定，以避開(kāi)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(shí)，將通過(guò)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(guò)程中，依據(jù)實(shí)際狀況對(duì)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(shí)，可能發(fā)生串漿和吃漿量大等問(wèn)題，分別實(shí)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(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(jiàn)大量吃漿且難以結(jié)束時(shí)，首先實(shí)行低壓、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。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(kāi)孔選用比鋼管大一級(jí)的鉆頭、接近非灌漿段底板