第九节基础帷幕灌浆
一、 施工程序
本次除险加固陈岙水库基础帷幕灌浆工程量为 839.3m,灌浆孔 为单排,分三序施工,孔距分别是8m、8m、4m,终孔距离2m,平均灌浆 段深10.9m采用自上而下分段灌浆,采用42.5级普通硅酸盐水泥。
根据本工程防渗墙施工的安排及工期要求,帷幕灌浆工程组织分 两个施工段进行施工:
第一施工段从右坝肩坝0+000至右坝肩坝0+062,第二施工段从 左坝肩坝0+328至左坝肩坝0+401。
帷幕灌浆试验施工,按分序加密的原则进行钻灌,按先导孔、I、 H、皿三序孔逐次序进行钻灌,采用自上而下分段钻灌施工。帷幕灌 浆施工程序如下:
测量放线——先导孔钻、压、灌、封——I序孔钻、压、灌、 封 ----------------------------
查孔钻、压、灌、封 ----------------- 完工清场 --------------- - 帷幕验收。
二、 施工材料
施工材料应满足下列要求:
①
要求;
水泥:425#普通硅酸盐水泥,品种满足国标 GB20089规范
② ③
量大于
水:施工用水符合拌制砼要求,水电导率必须低于
粘土心墙用粘质土:塑性指数〉7或粘粒(v 0.005mm)含
25%,沙粒(> 0.05mm)含量小于30%。
三、钻孔 钻孔可分为灌浆孔的钻孔,先导孔、检查孔、排水孔和观测孔的 钻孔,根据各钻孔的作用的不同有着不同的工艺和要求。
1、灌浆孔的钻孔 灌浆的质量与钻孔的质量密切相关,对于钻孔质量总的要求是: 孔、检查孔、排水孔和观测孔的钻孔,根据各钻孔的作用的不同有着 不同的工艺和要求。
①
帷幕灌浆孔布置单排孔,间距 2.0m,灌浆半径1.5m,帷幕 最
小厚度2m,最佳孔距在准备阶段试验确定;
②
帷幕灌浆孔宜选用较小的孔径,钻孔直径不宜超过 100mm,
钻孔孔壁必须平直完整,孔深必须满足设计要求;
③
钻灌浆孔时应对岩层、 岩性以及孔内各种情况进行详细记录,
并提交给项目监理;
④
钻孔遇有洞穴、 塌孔或掉块难以钻进时, 可先进行灌浆处理,
而后继续钻进,如发现集中漏水,应查明漏水部位、漏水量和漏水原 因,经处理后,再行钻进;
⑤
加保护;
钻进结束等待灌浆或灌浆结束等待钻进时,孔口均应堵盖, 妥
⑥
过 20cm;
灌浆孔(段)在灌浆前应进行钻孔冲洗,孔内沉积厚度不得 超
⑦
帷幕灌浆孔(段)在灌浆前宜采用压力水进行裂隙冲洗,直
到回水清净时止,冲洗压力可为灌浆压力的 80%,该值若大于 1Mpa 时,采用1Mpa压水20min,每5min测读一次压入流量,取最后的 流量值作为计算流量,其成果仍以透水率表示;
⑧
如遇岩溶、断层、大裂隙等地质条件复杂地区,帷幕灌浆孔(段)
是否需要裂隙冲洗以及如何冲洗,应通过现场灌浆试验确定;
⑨ ⑩
施工中不得在帷幕线上进行可能导致不良后果的灌浆试验;
压水试验应在裂隙冲洗后进行,采用五点法或单点法,试验 合
格并经设计、监理认可确定后方可进行采用,不合格应分析原因, 并采用高压喷射灌浆补强。 针对以上要求,本工程钻孔选用 150 型 地质钻机,钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于 10 厘米,因故变 更孔位时,须征得设计、监理和建设单位的同意,并将实际孔位作好 记录。钻孔孔深必须符
合设计的要求,覆盖层及孔口管钻孔采用© 91 岩芯钻具成孔,基岩钻孔米用© 75岩芯钻具钻进。灌浆钻孔必须保 证孔向准确,如果钻孔方向发生偏斜将导致各孔灌浆的扩散范围不能 互相搭接,从而留有漏水通道。为控制钻孔方向准确,钻机安装必须 平正稳固, 钻孔时在孔口埋设孔口管, 钻机立轴和孔口管的方向必须 与设计孔向一致, 孔口管对全孔钻进能够起到导向的作用, 从而保证 钻孔的方向。为满足设计对孔斜的要求,确保工程质量,对孔深相对 较浅的帷幕灌浆孔测斜,拟采用 KXP-1 轻便测斜仪, KXP-1 型测斜 仪的精度为:方位角w士 2°,顶角w 0.5 °。每钻进5~ 10米进行 一次测量,作好观测记录和资料分析,及时发现问题,纠正钻孔的方 向。当遇到特殊地段(如断层)或钻孔相对较深孔斜难以控制时,采
用DUZ-D型多点照相测斜仪进行测量。DUZ-D型多点照相测斜仪的
精度为:方位角W士 0.5 °,顶角W 0.2 °。
2、 先导孔、检查孔、排水孔和观测孔的钻孔
①
帷幕灌浆先导孔的孔位应与帷幕灌浆一序孔相结合,钻孔孔
径为75mm孔间距为30m灌浆检查孔的孔位应按监理人的指示确定。 随机排水孔的孔位应按施工图纸规定或监理人的指示确定。 观测孔的 孔位应符合要求。
②
先导孔、灌浆检查孔的孔底偏差要求与灌浆孔相同,其它各 类
钻孔的孔底偏差应不大于 1/40 孔深或符合施工图纸规定。
③
排水孔的位置偏差应不大于10cm,孔的倾斜度偏差应不大于
1%,孔深误差不大于孔深的 2%。
④
除监理工程师批准外,在排水孔周边 30m 范围内(或监理工
程师指示范围内)的灌浆孔尚未灌浆之前不得钻进排水孔。
⑤
排水孔钻进过程中,如遇有断层破碎带、软弱岩体或溶洞等 特
殊情况,及时通知监理人,并按监理工程师的指示进行处理。若钻 进中排水孔道堵塞,则应按监理工程师的指示重钻。
3、 钻孔取芯
①
对检查孔、帷幕灌浆先导孔,进行钻取岩芯,按取芯次序统 一
编号,填牌装箱,并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。
②
芯样的最大长度应限制在 3m 以内,一旦发现芯样卡钻或被
磨损,应立即取出。对于 1m 或大于 1m 的钻进循环,若芯样获得率 小于 80%,则下一次应减少循环深度 50%,以后依次减少 50%,直至
50cm 为止。如果芯样的回收率很低,应更换钻孔机具或改进钻进方 法。
③
在钻孔过程中,对钻孔冲洗水、钻孔压力、芯样长度及其它 能
充分反映岩石或混凝土特性的因素进行监测和记录。
④
制作专用岩芯盒对岩芯进行存放,并对岩芯用岩芯卡片进行
标记,放于指定地点妥善保存。
⑤
帷幕灌浆先导孔钻孔完毕后,进行地质 CT 试验,并将试验 成
果报监理工程师。
4、冲洗 钻孔后,将冲洗管插入孔内,并用堵塞器将孔口堵住,用压力水 冲洗。冲洗工作分两步进行,即钻孔冲洗和岩层裂隙冲洗。钻孔冲洗 在钻孔结束以后, 将钻具下到孔底, 从钻杆通入压力水进行, 冲洗时, 流量要大, 使孔内回水的流速足以将残留在孔底的岩粉、 铁沫冲出孔 外,冲洗一直要进行到回水变清,孔内残存的沉积物厚度不超过10〜 20 厘米。岩层裂隙冲洗是将裂隙中松软、风化的充填物洗出孔外或 推移到灌浆区范围以外, 当岩层较完整和裂隙较小的情况下, 采用单 孔冲洗,否则可采用群孔共同冲洗。冲洗水压不大于
力,压力超过1MPa时,采用1MPa冲洗风压采用50%灌浆压力, 压力超过0.5MPa,采用0.5MPa。冲洗时间不少于30分钟。裂隙冲 洗应冲至回水澄清后 10min 结束,且总的时间要求,单孔不少于 30min,串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段,应继续进 行冲洗,孔内残存的沉积物
厚
度
不
得
超
过
20c
m。当邻近有正在灌浆 的孔或邻近灌浆孔结束不足 24h 时,不得进行裂隙冲洗。 灌浆孔(段) 裂隙冲洗后,该孔(段)应立即连续进行灌浆作业,因故中断时间间 隔超过 24h 者,应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。
5、压水试验
压水试验在裂隙冲洗完成后进行, 每段均必须进行。 一般灌浆孔 采用简易压水试验, 先导孔分段压塞根据设计图纸的要求采用单点法 或五点法压水试验, 检查孔采用五点法压水试验。 简易压水试验压力 为灌浆压力的80%,该值若大于1MPa时,采用1MPa压水20min, 每 5min 测读一次
80%的灌
压水流量,取最后的流量值作为计算流量,其成果 以透水率表示。
四、制浆
1 、制浆材料
帷幕灌浆选用的水泥标号不应低于 42.5R,帷幕灌浆的水泥细度 要求通过80卩m方孔筛,其筛余量不大于5%对于灌浆所用的水泥 要严格的控制其质量, 按批量收集其出厂合格证, 并按批量抽样检验, 不合格的水泥不得进场使用, 对于存放时间长或因受潮而结块的水泥 也不得使用,水泥的存放期为三个月,超过三个月的水泥不得使用。 制浆用水必须符合水工混凝土用水的要求,灌浆一般选用纯水泥浆, 拌浆水的温度不得高于 40 C,如遇特殊情况,根据需要通过现场灌 浆试验论证可使用特定类型的浆液。 根据灌浆的需要, 可在水泥浆液 中掺入下列掺和料:
砂:质地坚硬的天然砂或人工砂,粒径不大于 粘性土: 塑性指数大于 7,粘粒含量大于 25%,含砂量不大于 5%, 有机物含量不大于 3%。根据灌浆的需要也可在浆液中加入速凝剂、 减水剂、 稳定剂等外加剂, 所有外加剂凡能溶于水的以水溶液的状态 加入,各类浆液掺入的掺和料和加入的外加剂的种类及掺入量必须经 过室内浆材试验和现场灌浆试验确定。
2、浆液制备
灌浆前进行浆液的室内试验, 测定浆液的浆液密度或比重、 浆液 流动性或流变参数、 浆液的沉淀稳定性、浆液的凝结时间,包括初 凝或终凝时间、浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性等参数, 以便于在灌浆过程中使用。 制浆前必须对制浆材料进行称量, 称量的 误差小于 5%,使用普通搅拌机时, 应不小于 3min; 使用高速度搅拌机 时,应不小于30s,在搅拌站输浆口处设置滤网,保证浆液在输送到 各灌浆点前进行过滤,制浆站制备的浆液的水灰比为 0.5:1 ,通过灌 浆泵输送到各灌浆点,浆液输送的速度为 1.4 -2.0m/s,各灌浆点以 LJ-1.0 型立式搅浆机用来储存浆液,并根据灌浆的需要根据浆液的 比重配制所需要的浆液。 如果在灌浆施工过程中需要拌制细水泥浆液 或稳定浆液,则选用 ZL-400 型搅浆机进行搅浆,并加入减水剂,搅 拌的时间必须经过试验确定, 细水泥浆液自制备至用完的时间应该小 于2 小时。
五、灌浆
本工程帷幕灌浆基本要求如下:
2.5m m细度模数 不
①
帷幕灌浆必须按分序加密的原则进行,本工程帷幕灌浆孔分
为三序施工;
②
本工程帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法,帷幕灌浆段长度
采用3~6m 一个分段单位工程内,后序排上的第一序孔宜在前序排 上最后次序孔在岩石中均灌完 15m 后再开始钻进;
③
灌浆孔的基岩段长小于 6m 时,可采用全孔一次灌浆法;大
于6m时,可采用自上而下分段灌浆法;
④
帷幕灌浆应首先采用循环式,射浆管距孔底不得大于 50cm,
灌浆压力宜通过灌浆试验确定, 也可以通过公式计算或根据经验先行 拟定,而后在灌浆施工过程中根据钻孔的地质资料调整确定, 并经监 理认可;为保证接触段灌浆质量,接触段进行单独灌浆,接触段的灌 浆压力不宜过大, 避免大量的浆液进入覆盖层, 该段的灌浆压力及灌 浆量同过试验确定, 并且不应套用规范中压力变换及终孔标准。 下面 的各段压力逐步递增, 当灌浆压力达到设计压力后的各段都以设计压 力 进行灌浆。灌浆压力应尽快达到设计压力,但当注入率大时应分 级升压。
灌浆时浆液的浓度应由稀到浓, 逐级变换,帷幕灌浆的浆液水灰 比有以下 7 个比级: 5:1 、3:1 、2:1 、1:1 、0.8:1 、0.6:1 、0.5:1 。 当灌浆压力保持不变, 注入率持续减少时, 或当注入率不变而压力持 续升高时,不得改变水灰比。当某一比级浆液的注入量已达 300L 以 上或灌注时间已达 1 小时,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不 显著时,应改浓一级。当注入率大于 30L/min 时,可根据具体情况 越级变浓。灌浆过程中,灌浆压力或注入率突然改变较大时,立即查 明原因,采取相应措施进行处理;
⑤ ⑥
帷幕灌浆的灌浆压力初定为0.5〜1Mpa
帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时,在规定的压力下,当
注入率不大于0.4L/min,继续灌注60min,或不大于1L/min时,继
续灌注90min,灌浆可以结束;灌浆全过程中,在设计压力下的灌浆 时间不少于120mi n;当长期达不到结束标准时,应报请监理人共同 研究处理措施;
⑦
帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时, 灌浆孔封孔应采用分段
压力灌浆封孔法。
六、特殊情况的预防和处理
1、
灌浆过程中,发现冒浆、漏浆,应根据具体情况采用表面封 堵、
低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。
2、 帷幕灌浆过程中发生串浆时,如串浆孔具备灌浆条件,可以
同时进行灌浆,应一泵灌一孔。否则应将串浆孔用塞塞住,待灌浆孔 灌浆结束后,串浆孔再行扫孔、冲洗,而后继续钻进和灌浆。
3、 灌浆工作必须持续,若因故中断,可按照下述原则进行处理:
①
应及早恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔,而后恢复灌浆。若 无
法冲洗或冲洗无效,则应进行扫孔,而后恢复灌浆。
②
恢复灌浆时,应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率
与中断前的相近, 即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注; 如注入率 较中断前的减少较多,则浆液应逐级加浓继续灌注。
③
恢复灌浆后,如注入率较中断前的减少很多,且在短时间内
停止吸浆,应采取补救措施,如加大邻孔邻段灌浆压力,直至补孔。
4、灌浆段注入量大,灌浆难于结束时,选用合理措施处理,低 压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆甚至充填级配料,该段经处理后仍 应扫孔,重新依照技术要求进行灌浆,直至结束。
5、灌浆过程中如回浆变浓, 宜换用相同水灰比的新浆进行灌注,
若效果不明显,延续灌注30mi n,即可停止灌注。
6、压水试验不合格应分析原因,并采用高压喷射灌浆补强。
七、工程质量检查
1、
帷幕灌浆质量检查以钻检查孔进行压水试验和采取岩心的分
析成果为主,结合对竣工资料和测试成果的分析,综合评定。
2、 帷幕灌浆检查孔的孔口具体位置、数量由设计单位确定。帷
幕灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆结束 14d 后进行。
3、 工程结束后,及时清理施工场地,清除废浆、废渣等工程遗 留
物;整理各工序原始记录资料,单孔质量检测资料及单元、分部工 程质量评定资料,上报监理。
八、文明施工
1、施工全过程必须做好废弃浆液的安全排放等施工安全保障工 作,做到文明施工;
2、施工时临时占地在垂直防渗施工完毕 14d 后按原状或业主要
求进行恢复、修整;
3、帷幕灌浆检查孔压水试验结束后, 按技术要求进行灌浆封孔;
4、用电及设备使用安全
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