帷幕灌漿的施工工藝
時間:2022-09-14 瀏覽:9153
一、施工程序
本次除險加固陳岙水庫基礎(chǔ)帷幕灌漿工程量為839.3m,灌漿孔為單排,分三序施工,孔距分別是8m、8m、4m,終孔距離2m,平均灌漿段深10.9m,采用自上而下分段灌漿,采用42.5級普通硅酸鹽水泥。
根據(jù)本工程防滲墻施工的安排及工期要求,帷幕灌漿工程組織分兩個施工段進(jìn)行施工:
第一施工段從右壩肩壩0+000至右壩肩壩0+062,第二施工段從左壩肩壩0+328至左壩肩壩0+401。
帷幕灌漿試驗施工,按分序加密的原則進(jìn)行鉆灌,按先導(dǎo)孔、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三序孔逐次序進(jìn)行鉆灌,采用自上而下分段鉆灌施工。帷幕灌漿施工程序如下:
測量放線——先導(dǎo)孔鉆、壓、灌、封 ——Ⅰ序孔鉆、壓、灌、封——Ⅱ序孔鉆、壓、灌、封——Ⅲ序孔鉆、壓、灌、封——檢查孔鉆、壓、灌、封——完工清場—— 帷幕驗收。
二、施工材料
施工材料應(yīng)滿足下列要求:
① 水泥:425#普通硅酸鹽水泥,品種滿足國標(biāo)GB20089 規(guī)范要求;
② 水:施工用水符合拌制砼要求,水電導(dǎo)率必須低于1000μs;
③ 粘土心墻用粘質(zhì)土:塑性指數(shù)>7 或粘粒(<0.005mm)含量大于
25%,沙粒(>0.05mm)含量小于30%。
三、鉆孔
鉆孔可分為灌漿孔的鉆孔,先導(dǎo)孔、檢查孔、排水孔和觀測孔的鉆孔,根據(jù)各鉆孔的作用的不同有著不同的工藝和要求。
1、灌漿孔的鉆孔
灌漿的質(zhì)量與鉆孔的質(zhì)量密切相關(guān),對于鉆孔質(zhì)量總的要求是:孔、檢查孔、排水孔和觀測孔的鉆孔,根據(jù)各鉆孔的作用的不同有著不同的工藝和要求。
① 帷幕灌漿孔布置單排孔,間距2.0m,灌漿半徑1.5m,帷幕最小厚度2m,最佳孔距在準(zhǔn)備階段試驗確定;
② 帷幕灌漿孔宜選用較小的孔徑,鉆孔直徑不宜超過100mm,鉆孔孔壁必須平直完整,孔深必須滿足設(shè)計要求;
③ 鉆灌漿孔時應(yīng)對巖層、巖性以及孔內(nèi)各種情況進(jìn)行詳細(xì)記錄,并提交給項目監(jiān)理;
④ 鉆孔遇有洞穴、塌孔或掉塊難以鉆進(jìn)時,可先進(jìn)行灌漿處理,而后繼續(xù)鉆進(jìn),如發(fā)現(xiàn)集中漏水,應(yīng)查明漏水部位、漏水量和漏水原因,經(jīng)處理后,再行鉆進(jìn);
⑤ 鉆進(jìn)結(jié)束等待灌漿或灌漿結(jié)束等待鉆進(jìn)時,孔口均應(yīng)堵蓋,妥加保護;
⑥ 灌漿孔(段)在灌漿前應(yīng)進(jìn)行鉆孔沖洗,孔內(nèi)沉積厚度不得超過20cm;
⑦ 帷幕灌漿孔(段)在灌漿前宜采用壓力水進(jìn)行裂隙沖洗,直到回水清凈時止,沖洗壓力可為灌漿壓力的80%,該值若大于1Mpa 時,采用1Mpa,壓水20min,每5min 測讀一次壓入流量,取最后的流量值作為計算流量,其成果仍以透水率表示;
⑧ 如遇巖溶、斷層、大裂隙等地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū),帷幕灌漿孔(段)是否需要裂隙沖洗以及如何沖洗,應(yīng)通過現(xiàn)場灌漿試驗確定;
⑨ 施工中不得在帷幕線上進(jìn)行可能導(dǎo)致不良后果的灌漿試驗;
⑩ 壓水試驗應(yīng)在裂隙沖洗后進(jìn)行,采用五點法或單點法,試驗合格并經(jīng)設(shè)計、監(jiān)理認(rèn)可確定后方可進(jìn)行采用,不合格應(yīng)分析原因,并采用高壓噴射灌漿補強。 針對以上要求,本工程鉆孔選用150 型地質(zhì)鉆機,鉆孔的位置與設(shè)計位置的偏差不得大于10 厘米,因故變更孔位時,須征得設(shè)計、監(jiān)理和建設(shè)單位的同意,并將實際孔位作好記錄。鉆孔孔深必須符合設(shè)計的要求,覆蓋層及孔口管鉆孔采用φ91 巖芯鉆具成孔,基巖鉆孔采用φ75 巖芯鉆具鉆進(jìn)。灌漿鉆孔必須保證孔向準(zhǔn)確,如果鉆孔方向發(fā)生偏斜將導(dǎo)致各孔灌漿的擴散范圍不能互相搭接,從而留有漏水通道。為控制鉆孔方向準(zhǔn)確,鉆機安裝必須平正穩(wěn)固,鉆孔時在孔口埋設(shè)孔口管,鉆機立軸和孔口管的方向必須與設(shè)計孔向一致,孔口管對全孔鉆進(jìn)能夠起到導(dǎo)向的作用,從而保證鉆孔的方向。為滿足設(shè)計對孔斜的要求,確保工程質(zhì)量,對孔深相對較淺的帷幕灌漿孔測斜,擬采用KXP-1 輕便測斜儀,KXP-1 型測斜儀的精度為:方位角≤±2°,頂角≤0.5°。每鉆進(jìn)5~10 米進(jìn)行一次測量,作好觀測記錄和資料分析,及時發(fā)現(xiàn)問題,糾正鉆孔的方向。當(dāng)遇到特殊地段(如斷層)或鉆孔相對較深孔斜難以控制時,采用DUZ-D 型多點照相測斜儀進(jìn)行測量。DUZ-D 型多點照相測斜儀的精度為:方位角≤±0.5°,頂角≤0.2°。
2、先導(dǎo)孔、檢查孔、排水孔和觀測孔的鉆孔
① 帷幕灌漿先導(dǎo)孔的孔位應(yīng)與帷幕灌漿一序孔相結(jié)合,鉆孔孔徑為75mm,孔間距為30m。灌漿檢查孔的孔位應(yīng)按監(jiān)理人的指示確定。隨機排水孔的孔位應(yīng)按施工圖紙規(guī)定或監(jiān)理人的指示確定。觀測孔的孔位應(yīng)符合要求。
② 先導(dǎo)孔、灌漿檢查孔的孔底偏差要求與灌漿孔相同,其它各類鉆孔的孔底偏差應(yīng)不大于1/40 孔深或符合施工圖紙規(guī)定。
③ 排水孔的位置偏差應(yīng)不大于10cm,孔的傾斜度偏差應(yīng)不大于1%,孔深誤差不大于孔深的2%。
④ 除監(jiān)理工程師批準(zhǔn)外,在排水孔周邊30m 范圍內(nèi)(或監(jiān)理工程師指示范圍內(nèi))的灌漿孔尚未灌漿之前不得鉆進(jìn)排水孔。
⑤ 排水孔鉆進(jìn)過程中,如遇有斷層破碎帶、軟弱巖體或溶洞等特殊情況,及時通知監(jiān)理人,并按監(jiān)理工程師的指示進(jìn)行處理。若鉆進(jìn)中排水孔道堵塞,則應(yīng)按監(jiān)理工程師的指示重鉆。
3、鉆孔取芯
① 對檢查孔、帷幕灌漿先導(dǎo)孔,進(jìn)行鉆取巖芯,按取芯次序統(tǒng)一編號,填牌裝箱,并繪制鉆孔柱狀圖和進(jìn)行巖芯描述。
② 芯樣的最大長度應(yīng)限制在3m 以內(nèi),一旦發(fā)現(xiàn)芯樣卡鉆或被磨損,應(yīng)立即取出。對于1m 或大于1m 的鉆進(jìn)循環(huán),若芯樣獲得率小于80%,則下一次應(yīng)減少循環(huán)深度50%,以后依次減少50%,直至50cm為止。如果芯樣的回收率很低,應(yīng)更換鉆孔機具或改進(jìn)鉆進(jìn)方法。
③ 在鉆孔過程中,對鉆孔沖洗水、鉆孔壓力、芯樣長度及其它能充分反映巖石或混凝土特性的因素進(jìn)行監(jiān)測和記錄。
④ 制作專用巖芯盒對巖芯進(jìn)行存放,并對巖芯用巖芯卡片進(jìn)行標(biāo)記,放于指定地點妥善保存。
⑤ 帷幕灌漿先導(dǎo)孔鉆孔完畢后,進(jìn)行地質(zhì)CT 試驗,并將試驗成果報監(jiān)理工程師。
4、沖洗
鉆孔后,將沖洗管插入孔內(nèi),并用堵塞器將孔口堵住,用壓力水沖洗。沖洗工作分兩步進(jìn)行,即鉆孔沖洗和巖層裂隙沖洗。鉆孔沖洗在鉆孔結(jié)束以后,將鉆具下到孔底,從鉆桿通入壓力水進(jìn)行,沖洗時,流量要大,使孔內(nèi)回水的流速足以將殘留在孔底的巖粉、鐵沫沖出孔外,沖洗一直要進(jìn)行到回水變清,孔內(nèi)殘存的沉積物厚度不超過10~20 厘米。巖層裂隙沖洗是將裂隙中松軟、風(fēng)化的充填物洗出孔外或推移到灌漿區(qū)范圍以外,當(dāng)巖層較完整和裂隙較小的情況下,采用單孔沖洗,否則可采用群孔共同沖洗。沖洗水壓不大于80%的灌漿壓力,壓力超過1MPa 時,采用1MPa; 沖洗風(fēng)壓采用50%灌漿壓力,壓力超過0.5MPa,采用0.5MPa。沖洗時間不少于30 分鐘。裂隙沖洗應(yīng)沖至回水澄清后10min 結(jié)束,且總的時間要求,單孔不少于30min,串通孔不少于2h。對回水達(dá)不到澄清要求的孔段,應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行沖洗,孔內(nèi)殘存的沉積物厚度不得超過20cm。當(dāng)鄰近有正在灌漿的孔或鄰近灌漿孔結(jié)束不足24h 時,不得進(jìn)行裂隙沖洗。灌漿孔(段)裂隙沖洗后,該孔(段)應(yīng)立即連續(xù)進(jìn)行灌漿作業(yè),因故中斷時間間隔超過24h 者,應(yīng)在灌漿前重新進(jìn)行裂隙沖洗。
5、壓水試驗
壓水試驗在裂隙沖洗完成后進(jìn)行,每段均必須進(jìn)行。一般灌漿孔采用簡易壓水試驗,先導(dǎo)孔分段壓塞根據(jù)設(shè)計圖紙的要求采用單點法或五點法壓水試驗,檢查孔采用五點法壓水試驗。簡易壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%,該值若大于1MPa 時,采用1MPa;壓水20min,每5min 測讀一次壓水流量,取最后的流量值作為計算流量,其成果以透水率表示。
四、制漿
1、制漿材料
帷幕灌漿選用的水泥標(biāo)號不應(yīng)低于42.5R,帷幕灌漿的水泥細(xì)度要求通過80μm 方孔篩,其篩余量不大于5%;對于灌漿所用的水泥要嚴(yán)格的控制其質(zhì)量,按批量收集其出廠合格證,并按批量抽樣檢驗,不合格的水泥不得進(jìn)場使用,對于存放時間長或因受潮而結(jié)塊的水泥也不得使用,水泥的存放期為三個月,超過三個月的水泥不得使用。制漿用水必須符合水工混凝土用水的要求,灌漿一般選用純水泥漿,拌漿水的溫度不得高于40℃,如遇特殊情況,根據(jù)需要通過現(xiàn)場灌漿試驗論證可使用特定類型的漿液。根據(jù)灌漿的需要,可在水泥漿液中摻入下列摻和料:
砂:質(zhì)地堅硬的天然砂或人工砂,粒徑不大于2.5mm,細(xì)度模數(shù)不大于2.0,SO3含量小于1%,含泥量不大于3%,有機物含量不大于3%。
粘性土:塑性指數(shù)大于7,粘粒含量大于25%,含砂量不大于5%,有機物含量不大于3%。根據(jù)灌漿的需要也可在漿液中加入速凝劑、減水劑、穩(wěn)定劑等外加劑,所有外加劑凡能溶于水的以水溶液的狀態(tài)加入,各類漿液摻入的摻和料和加入的外加劑的種類及摻入量必須經(jīng)過室內(nèi)漿材試驗和現(xiàn)場灌漿試驗確定。
2、漿液制備
灌漿前進(jìn)行漿液的室內(nèi)試驗,測定漿液的漿液密度或比重、漿液流動性或流變參數(shù)、 漿液的沉淀穩(wěn)定性、漿液的凝結(jié)時間,包括初凝或終凝時間、漿液結(jié)石的容重、強度、彈性模量和滲透性等參數(shù),以便于在灌漿過程中使用。制漿前必須對制漿材料進(jìn)行稱量,稱量的誤差小于5%,使用普通攪拌機時,應(yīng)不小于3min;使用高速度攪拌機時,應(yīng)不小于30s,在攪拌站輸漿口處設(shè)置濾網(wǎng),保證漿液在輸送到各灌漿點前進(jìn)行過濾,制漿站制備的漿液的水灰比為0.5:1,通過灌漿泵輸送到各灌漿點,漿液輸送的速度為1.4~2.0m/s,各灌漿點以LJ-1.0 型立式攪漿機用來儲存漿液,并根據(jù)灌漿的需要根據(jù)漿液的比重配制所需要的漿液。如果在灌漿施工過程中需要拌制細(xì)水泥漿液或穩(wěn)定漿液,則選用ZL-400 型攪漿機進(jìn)行攪漿,并加入減水劑,攪拌的時間必須經(jīng)過試驗確定,細(xì)水泥漿液自制備至用完的時間應(yīng)該小于2 小時。
五、灌漿
本工程帷幕灌漿基本要求如下:
① 帷幕灌漿必須按分序加密的原則進(jìn)行,本工程帷幕灌漿孔分為三序施工;
② 本工程帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法,帷幕灌漿段長度采用3~6m,一個分段單位工程內(nèi),后序排上的第一序孔宜在前序排上最后次序孔在巖石中均灌完15m 后再開始鉆進(jìn);
③ 灌漿孔的基巖段長小于6m 時,可采用全孔一次灌漿法;大于6m時,可采用自上而下分段灌漿法;
④ 帷幕灌漿應(yīng)首先采用循環(huán)式,射漿管距孔底不得大于50cm,灌漿壓力宜通過灌漿試驗確定,也可以通過公式計算或根據(jù)經(jīng)驗先行擬定,而后在灌漿施工過程中根據(jù)鉆孔的地質(zhì)資料調(diào)整確定,并經(jīng)監(jiān)理認(rèn)可;為保證接觸段灌漿質(zhì)量,接觸段進(jìn)行單獨灌漿,接觸段的灌漿壓力不宜過大,避免大量的漿液進(jìn)入覆蓋層,該段的灌漿壓力及灌漿量同過試驗確定,并且不應(yīng)套用規(guī)范中壓力變換及終孔標(biāo)準(zhǔn)。下面的各段壓力逐步遞增,當(dāng)灌漿壓力達(dá)到設(shè)計壓力后的各段都以設(shè)計壓力 進(jìn)行灌漿。灌漿壓力應(yīng)盡快達(dá)到設(shè)計壓力,但當(dāng)注入率大時應(yīng)分級升壓。
灌漿時漿液的濃度應(yīng)由稀到濃,逐級變換,帷幕灌漿的漿液水灰比有以下7 個比級: 5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1。當(dāng)灌漿壓力保持不變,注入率持續(xù)減少時,或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時,不得改變水灰比。當(dāng)某一比級漿液的注入量已達(dá)300L 以上或灌注時間已達(dá)1 小時,而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時,應(yīng)改濃一級。當(dāng)注入率大于30L/min 時,可根據(jù)具體情況越級變濃。灌漿過程中,灌漿壓力或注入率突然改變較大時,立即查明原因,采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理;
⑤ 帷幕灌漿的灌漿壓力初定為0.5~1Mpa;
⑥ 帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法時,在規(guī)定的壓力下,當(dāng)注入率不大于0.4L/min,繼續(xù)灌注60min,或不大于1L/min 時,繼續(xù)灌注90min,灌漿可以結(jié)束;灌漿全過程中,在設(shè)計壓力下的灌漿時間不少于120min;當(dāng)長期達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時,應(yīng)報請監(jiān)理人共同研究處理措施;
⑦帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法時,灌漿孔封孔應(yīng)采用分段壓力灌漿封孔法。
六、特殊情況的預(yù)防和處理
1、灌漿過程中,發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿,應(yīng)根據(jù)具體情況采用表面封堵、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,如串漿孔具備灌漿條件,可以同時進(jìn)行灌漿,應(yīng)一泵灌一孔。否則應(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,而后繼續(xù)鉆進(jìn)和灌漿。
3、灌漿工作必須持續(xù),若因故中斷,可按照下述原則進(jìn)行處理:
① 應(yīng)及早恢復(fù)灌漿。否則應(yīng)立即沖洗鉆孔,而后恢復(fù)灌漿。若無法沖洗或沖洗無效,則應(yīng)進(jìn)行掃孔,而后恢復(fù)灌漿。
② 恢復(fù)灌漿時,應(yīng)使用開灌比級的水泥漿進(jìn)行灌注。如注入率與中斷前的相近,即可改用中斷前比級的水泥漿繼續(xù)灌注;如注入率較中斷前的減少較多,則漿液應(yīng)逐級加濃繼續(xù)灌注。
③ 恢復(fù)灌漿后,如注入率較中斷前的減少很多,且在短時間內(nèi)停止吸漿,應(yīng)采取補救措施,如加大鄰孔鄰段灌漿壓力,直至補孔。
4、灌漿段注入量大,灌漿難于結(jié)束時,選用合理措施處理,低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿甚至充填級配料,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。
5、灌漿過程中如回漿變濃,宜換用相同水灰比的新漿進(jìn)行灌注,若效果不明顯,延續(xù)灌注30min,即可停止灌注。
6、壓水試驗不合格應(yīng)分析原因,并采用高壓噴射灌漿補強。
七、工程質(zhì)量檢查
1、帷幕灌漿質(zhì)量檢查以鉆檢查孔進(jìn)行壓水試驗和采取巖心的分析成果為主,結(jié)合對竣工資料和測試成果的分析,綜合評定。
2、帷幕灌漿檢查孔的孔口具體位置、數(shù)量由設(shè)計單位確定。帷幕灌漿檢查孔壓水試驗應(yīng)在該部位灌漿結(jié)束14d 后進(jìn)行。
3、工程結(jié)束后,及時清理施工場地,清除廢漿、廢渣等工程遺留物;整理各工序原始記錄資料,單孔質(zhì)量檢測資料及單元、分部工程質(zhì)量評定資料,上報監(jiān)理。