接触灌浆及帷幕灌浆施工工艺

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接触灌浆及帷幕灌浆施工工艺

桩号0+050~0+250段接触灌浆及桩号1+250~1+400段帷幕灌浆的总体方案均拟定为孔口封闭、孔内循环自上而下分段灌浆方案。

接触灌浆分两序施工,先施工Ⅰ序孔,其间距为3.0m,相邻Ⅰ序孔施工完毕后施工其间的Ⅱ序孔,最终灌浆孔间距为1.5m。帷幕灌浆施工次序为先施工上、下游排,后施工中间排。同排帷幕灌浆分两序进行,最终孔间距为3.0m。

本项目的施工机具计划按“两机一泵”进行配置GB/T 38436-2019标准下载,即一个机组的施工设备由两台地质钻机、一台高压灌浆泵和其它必要的设备(灌浆自动记录仪、高速制浆机、低速搅拌机等)组成。

(2)高压灌浆泵:选用SNS100/10型灌浆泵,三缸往复式泵,运行状态好,压力平稳。额定压力10.0MPa,最大排量100L/min。

(4)立式双桶低速搅拌机,单桶储浆量200L,搅拌轴转速50r/min。

采用水泥膨润土浆液护壁、回转钻进的方法施工。根据地层情况,选用金刚石钻头或硬质合金钻头钻孔。

①护壁浆液配比为1:2:12(水泥:粘土:水),如孔壁不稳,有坍塌、掉块现象,则改用1:2:10或1:2:8的浆液,塌孔现象消除后,可换回原配比浆液。

②采用金刚石钻头钻进时,其钻头与扩孔器的胎体硬度和金刚石浓度、品级选用适应坝体盖板混凝土和坝基灰岩的级别。

③采用硬质合金钻头钻进时,使用大八角柱状合金加工的可取芯钻头或全断面钻头,后者可提高不取芯钻孔的钻进效率。

先导孔和质量检查孔均要求采取岩芯。拟采用单动双管钻具采取岩芯。

以上分段长度可能在施工中根据实际情况调整。

此测斜仪引进了美国Eastman公司的先进技术,具有精度高、抗干扰性和防震性好、操作简便、照片记录清晰、易读和可连续操作等一系列优点,其性能明显优于其它测斜仪器。

测斜的段长一般为5.0~10.0m,可以全孔一次进行,也可根据施工情况一孔分多次测斜。

为了提高灌浆效果,钻孔结束后采用大泵量冲洗液冲孔的方法,使用护壁浆液冲洗孔内钻渣,直至回浆中没有明显钻渣为止。

水泥:采用大型水泥厂生产的新鲜无结块42.5MPa普通硅酸盐水泥,应满足国标GB200-1999的各项指标要求。

粘土:采用当地产优质粘土,塑性指数大于17,粘粒含量不低于40%。

在制浆站旁,设置现场浆液试验室,由试验员对浆液密度、温度、析水率、粘度、搅拌时间等进行检测和记录,据此控制浆液质量。

用Φ110mm钻头钻进至灌段顶板以上2.0m高程后,换用Φ91mm钻头干钻至灌浆段顶板,起钻后,下设Φ89mm钢管(丝扣连接)至孔底,然后向钢管和Φ110钻孔之间的间隙填入细砂粒,并适当加水使之密实,即完成灌浆管的镶铸,可进行以下灌浆段的钻孔和灌浆等工作。

①灌浆过程和数据记录系统

时监测和控制灌浆施工情况,并可通过显示屏随时调阅任一机组灌浆过程的历史和当前情况,既可实时显示时间t、压力P、注入率F和注入浆量V、灰量C等参数,也可调阅任一灌浆孔段的P—t、F—t、V—t、F/P—t、F/P—C、P—C等六种过程曲线,并可通过打印机打印上述成果和数据。

考虑本工程的施工条件,拟在现场设置控制室,一个控制室配一套系统,每套系统管理1~4台灌浆泵。

为我局自行研制的产品,使用此封闭器,可实现孔内注浆管边旋转边注浆,无需降压,从而避免了常常发生的铸管事故。

采用孔口封闭、孔内循环、自上而下分段灌浆法。射浆管的直径为Φ42~50mm,管底口距孔底不大于50cm。

第一段灌注水泥浆液,配比分2:1、1:1和0.5:1(水:灰)三个比级;以下各段灌注水泥粘土浆液,配合比(水泥:粘土:水)采用1:2:10、1:2:8、1:2:6、1:2:4和1:2:3五个比级。灌浆浆液浓度遵循由稀到浓的原则逐级改变。实际施工时将按以下要求控制:

①灌浆时,当灌浆压力保持不变,吸浆量均匀减少,或者吸浆量变化不大而灌浆压力均匀升高时,不得改变配合比;

②当某一比级浆液的累计注入量已达300L以上,但灌浆压力和吸浆量变化不明显时,可改浓一级灌注;

③当注入量大于30L/min时,可越一级变浓;

④当采用最浓级浆液灌浆,而吸浆量仍很大、不见减小时,可采用限流、低压、限量、间歇灌浆等方法处理;

⑤由于浆液变浓造成灌浆压力突增或吸浆量突减,应立时查明原因、采取相应措施处理;

⑥如发生回浆变浓现象,换用相同配合比的新鲜浆液进行灌注,若效果不明显,延续灌注30min,即可停止灌注;

⑦灌浆过程中,定时测记浆液密度和温度。

在设计压力下,注入率不大于0.4L/min时,继续灌注60min;或不大于1L/min时,继续灌注90min。达到以上情况之一时,即可结束该段灌浆。

全孔灌浆结束后,采用置换和压力灌浆法封孔。具体作法是:利用终孔段灌浆的射浆管注入比级1:2:3的浓浆,将管路和孔内的稀浆全部顶出,直至孔口返出浓浆为止,而后提升射浆管,在提升过程中不断向孔内注入浓浆。最后,在孔口用全孔最大压力和浓浆进行纯压式灌浆封孔1h。

(7)封堵灌浆孔(灌浆段以上)

为了保证坝体的均质性,对灌浆段以上的灌浆孔采取如下措施进行封堵:灌浆段封孔完成,孔内浆液达到一定强度后,扫孔至灌浆段顶板,排出孔内积水,边起拔孔口管,边向孔内充填密度大于1.5t/m3的稠粘土浆,或投入直径约2~3cm的粘土球,并分层捣实,直至孔口管拔出,泥浆或粘土球一直封填到孔口。

根据我局以前在本地区施工的经验,本工程灌浆施工的主要难点为:覆盖层具多层不均质结构,钻孔时可能发生孔壁坍塌、掉块等现象;帷幕灌浆钻孔深度大,钻孔精度要求高;灌浆过程中,可能出现灌浆段之间可灌性差别大,难以掌握变浆及结束标准;串浆、吃浆量大;帷幕灌浆覆盖层非灌浆段深度达19m,孔口管镶铸及起拔困难等。

采用配比为1:2:12的水泥粘土浆液护壁,如孔壁仍不稳,有坍塌、掉块现象,则改用1:2:10或1:2:8较浓的浆液,塌孔现象消除后,可换回原配比浆液。如改浓护壁浆液后,孔壁仍坍塌、掉块,则采用跟管钻进,使用花管法灌浆。

为保证灌浆质量,钻孔精度要求高。故在实际施工中,必须采取切实可行的保证措施以尽量避免不合格孔段的发生。拟采取的主要措施如下:

(1)稳固钻机:采取镶铸地锚紧固钻机底盘的措施,使钻机在正常运转过程中始终处于平稳状态;

(2)采用合理的钻进方法和工艺技术参数,包括准确定向、采用加长钻具、控制机械钻速、不使用弯曲、瘪陷的钻杆等;

(3)根据钻孔情况,每5~10m进行一次孔斜测量,及时了解钻孔轨迹;

(4)一旦发现钻孔超偏JCT409-2016 硅酸盐建筑制品用粉煤灰.pdf,尽快采取措施予以处理;

对于底层原因造成的可灌性差别,将采取如下措施处理:

(1)采用多路灌浆监控系统,对每一段的灌浆过程均实施自动监控和记录,以避免人为因素的不良影响;

(2)严格执行从最稀级配合比开灌的规定,以避免浓浆堵塞细微裂隙而造成不吃浆的表面现象;

(3)钻孔冲洗方法是否得当,也是能否多灌入浆液的关键之一。施工时,将通过试验确定最佳的钻孔冲洗方法;

(4)灌浆压力值是影响可灌性的重要参数。在施工中,除第一段外,严格执行尽快升压并达到设计压力要求;

(5)灌浆过程中,根据实际情况对灌浆孔距、深度进行调整,以提高灌浆的整体效果。

在灌浆时,可能发生串浆和吃浆量大等问题,分别采取以下处理措施:串浆:如被串孔正在钻进,立即停止钻进;如串浆量不大,可在灌浆同时向被串孔通入水流,防止水泥浆充填钻孔;当串浆量大时,被串孔可同时进行灌浆或在串通部位上方1~2m处卡塞;如串浆较远,可尽快采用浓浆施灌。吃浆量大:如灌浆段遇见大量吃浆且难以结束时,首先采取低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等措施;必要时浆液中掺加适量速凝剂;或在浆液中掺加掺和料,如细砂等。经处理后还应扫孔复灌直至正常结束。

孔口管的镶铸是提高灌浆质量及工效的关键。开孔选用比钢管大一级的钻头、接近非灌浆段底板时换用与钢管外径同级的钻头、钢管外缝添入细砂,均是为了高质量的镶铸孔口管。控制第一段灌浆压力的升高速度GB/T 38805-2020 重载齿轮热处理技术要求,尽量避免浆液进入钢管外侧与钻孔的间隙,有助于全孔灌浆结束后安全起拔孔口管。

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