水利水電工程地基防滲帷幕灌漿

1、2004年度優(yōu)秀科技論文水利水電工程地基帷幕灌漿法施工水利水電工程地基防滲帷幕灌漿法第五工程公司【提要】根據(jù)水利水電工程地基防滲灌漿施工的特點(diǎn)，本文介紹了地基防滲帷幕灌漿法施工的一些關(guān)鍵性施工技術(shù)。【關(guān)鍵詞】鉆孔 灌漿地基防滲帷幕灌漿，是水利水電工程建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 目前，巖溶地基及其他地質(zhì)條件 教差的地基防滲帷幕灌漿在理論上還不夠成熟， 也沒有國家規(guī)范可循，為了適應(yīng)地基灌漿需 要和為將來水利水電工程施工提供有利的相關(guān)資料，我們組織編寫了這項(xiàng)施工工法。1. 施工準(zhǔn)備1.1 資料準(zhǔn)備：在施工前，應(yīng)該提前進(jìn)行各項(xiàng)基本資料的分析、研究和整理工作，其中包括：工程的各種建筑物規(guī)模、布置、結(jié)構(gòu)尺寸，及

2、其設(shè)計(jì)參數(shù)；地基的水文資料，如地下水水位、水質(zhì)、 流向、流速等；地基的地質(zhì)資料，如變形、塌陷、滲透、漏水等地質(zhì)缺陷情況。1.2 現(xiàn)場勘察：對地基范圍內(nèi)的塌陷點(diǎn)、漏水點(diǎn)、冒水冒氣點(diǎn)及可疑的變形漏水處進(jìn)行逐一檢查編號， 并建立統(tǒng)一的觀察網(wǎng)，準(zhǔn)確進(jìn)行定時(shí)、定位觀測。1.3 技術(shù)準(zhǔn)備：施工前應(yīng)該認(rèn)真組織技術(shù)人員對施工圖紙及相關(guān)的國家強(qiáng)制性規(guī)定進(jìn)行研究，并且編制切實(shí)可行的實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)。1.4 現(xiàn)場準(zhǔn)備：四通一平”，施工現(xiàn)場要保證施工道路、風(fēng)、水和電的暢通以及場地平整。施工機(jī)具的數(shù)量要滿足施工需要，并保證較高的完好率。其中主要包括空壓機(jī)、鉆機(jī)、注漿機(jī)、制漿和輸漿系統(tǒng)。物資準(zhǔn)備：必須合理布置水泥、 速

3、凝劑庫房位置和混和料堆放場地，灌漿材料必須提前進(jìn)場，并作好原材料實(shí)驗(yàn)和配和比。1.5 試驗(yàn)性灌漿：在施工前，要根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的圖紙和技術(shù)參數(shù)，選擇典型地段進(jìn)行試驗(yàn)性灌漿，并且在試驗(yàn)過程中調(diào)整技術(shù)參數(shù)和施工工藝，得到切實(shí)合理的技術(shù)參數(shù)，并優(yōu)化施工工藝。2. 施工工藝地基防滲帷幕灌漿在巖石破碎，吸漿量大時(shí)采取自上而下孔口封閉式灌漿，施工工藝 如下：鉆孔（第一段）一一取心一一沖洗孔一一測水位一一簡易壓水一一灌漿一一待凝（一般不少于3648小時(shí)，地下水位以下不少于72小時(shí)）一一掃孔一一鉆進(jìn)（第二段）”，如上往復(fù)進(jìn)行，直到終孔圭寸孔。在巖石完整，吸漿量小時(shí)采取自下而上栓塞式灌漿，施工工藝如下：鉆孔（第

4、一段）取心一一沖洗孔一一測水位一一簡易壓水一一鉆進(jìn)（第二段）”，如上往復(fù)進(jìn)行，直到終孔。一一由下至上分段下塞灌漿直達(dá)孔口（注意壓水、灌漿的塞位與鉆進(jìn)分段的一致）封孔。2.1 制漿和輸漿在一般裂隙狀地基，單位吸水率小于0.1公升/分米米的條件下，通常采用灌漿機(jī)制漿和單管輸漿。在巖溶地基和單位吸水率大于0.1公升/分米米的條件下，要采用集中制漿和雙管循環(huán)供漿。2.2 鉆孔采用鑿巖機(jī)在預(yù)埋管中鉆孔，鉆孔孔徑a 56mm孔深深入巖石10cm,并測記混凝土厚度和空腔尺寸。 鉆孔編號所有灌漿孔應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙注明編號和孔序，或采用以下編號方法：自左向右統(tǒng)一編號,X'表示孔號，用、編號原則為：“P X

5、Y” “P”表示排號，用1、2、3,表示, ,，表示，“丫”表示孔序，用I、n、川表示。 鉆孔分段第一段，2.0m （孔口管段）；第二段，3.0m ;第三段，4.0m;第四段，5.0m;以下各段,5.0m。遇有斷層等不良地質(zhì)段時(shí)，段長不宜超過3米；當(dāng)鉆孔穿過軟弱破碎巖體發(fā)現(xiàn)塌孔和集中漏水時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行灌漿，待凝固鉆孔方法固結(jié)鉆孔采用回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆機(jī)，開孔孔徑為&91mm鉆至基巖面以下鉆孔直徑為=7556mm24小時(shí)后再鉆進(jìn)。MGJ-50錨桿鉆，金剛石鉆頭或硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)成孔。2m,埋設(shè)L 76mm的孔口管，鋼管高出孔口10cm；以下 孔斜測量與控制每個(gè)鉆灌段進(jìn)行一次孔斜和方位角測量，如發(fā)

6、現(xiàn)孔斜超過要求時(shí)及時(shí)糾正， 采用多極磁 性測斜儀進(jìn)行孔斜測量。 特殊情況處理當(dāng)鉆孔遇到斷層、涌水、漏水、塌孔、掉塊時(shí)詳細(xì)做好記錄，及時(shí)通知監(jiān)理工程師并分 析鉆孔、巖體情況，作出決定后方可進(jìn)行處理或鉆進(jìn)。 鉆孔保護(hù)孔口采用木楔或小蓋板加以保護(hù)，以防孔內(nèi)掉東西。 在已完成或正在灌漿的地區(qū)，附近30m以內(nèi)嚴(yán)禁進(jìn)行爆破作業(yè)。2.3 沖洗鉆孔結(jié)束后，采用壓力水沖洗鉆孔和裂隙，待孔口回流清水且孔內(nèi)巖屑?xì)埩艉穸炔淮笥?20cm為止。沖洗壓力為灌漿壓力的80%若該值大于1MPa時(shí)，采用1MPa 鉆孔結(jié)束后，根據(jù)監(jiān)理指示采用風(fēng)水聯(lián)合沖洗或用導(dǎo)管通入大流量水流，從孔底向孔外沖洗的方法進(jìn)行裂隙沖洗；裂隙沖洗方法根據(jù)

7、不同的地質(zhì)條件，通過現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)確定。 沖洗壓力：沖洗水壓采用 80%勺灌漿壓力，壓力超過 1MPa時(shí)，采用1MPa沖洗風(fēng)壓采用50%灌漿壓力，壓力超過 0.5 Mpa時(shí)，采用0.5MPa。 裂隙沖洗沖至回水澄清后10min結(jié)束，且總的時(shí)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，繼續(xù)進(jìn)行沖洗，孔內(nèi)殘存的沉積物厚度不超過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(shí)，不得進(jìn)行裂隙沖洗。 灌漿孔（段）裂隙沖洗后，該孔（段）立即連續(xù)進(jìn)行灌漿作業(yè)，因故中斷時(shí)間間隔超過24h的，灌漿前重新進(jìn)行裂隙沖洗。2.4 壓水試驗(yàn)灌漿前作簡易壓水試驗(yàn)，壓力值為該孔段最

8、大灌漿壓力值的80%最大值為1MPa壓水試驗(yàn)20min，每5min測讀一次壓入流量，單位吸水率按規(guī)范SL62-94計(jì)算。q = Q /PLq 透水率，Lu;Q 壓入流量，L/mi n ；P 作用于試段內(nèi)的全壓力，MPaL 試段長度 壓水試驗(yàn)在裂隙沖洗后進(jìn)行，根據(jù)監(jiān)理人指示，采用“簡易壓水”或“單點(diǎn)法”進(jìn)行壓水試驗(yàn)。I序孔灌漿前均需作簡易壓水試驗(yàn)，II序和III序孔段可根據(jù)前序孔段的壓水試 驗(yàn)和灌漿情況確定是否進(jìn)行灌前簡易壓水試驗(yàn)。 簡易壓水試驗(yàn)在裂隙沖洗后或結(jié)合裂隙沖洗進(jìn)行。壓力為灌漿壓力的80%，該值若大于1MPa時(shí)，采用1MPa壓水20min ,每5min測讀一次壓水流量，取最后的流量值作

9、為計(jì)算流量，其成果以透水率表示。單點(diǎn)法壓水試驗(yàn)按SL62-92附錄A執(zhí)行。 基巖灌漿的檢查孔按 SL62-94附錄A的規(guī)定進(jìn)行壓水試驗(yàn)，檢查孔的數(shù)量為灌漿總孔數(shù)的5%2.5 灌漿灌漿采用純壓式灌漿法，按劃分的灌漿區(qū)段分序加密進(jìn)行，分序序數(shù)和分序方法根據(jù)地質(zhì)情況和工程要求確定，區(qū)段長度劃分按施工圖紙要求執(zhí)行，區(qū)段端部封堵嚴(yán)密。 按照從低處向高處的方向進(jìn)行依次灌注。漿液水灰比：按施工圖紙的要求或監(jiān)理工程師的指示確定。一序孔可灌注水灰比 0.6（或0.5）:1 的水泥漿，二序孔可灌注1:1和0.6（或0.5）:1兩個(gè)比級的水泥漿?？障洞蟮牟课粦?yīng)灌注水泥砂漿，但摻砂量不宜大于水泥重量的200%2.5.

10、1 灌漿壓力和灌漿方式a.灌漿壓力嚴(yán)格按施工圖紙和監(jiān)理工程師指示確定，初步設(shè)計(jì)壓力為 觸段和注入率大的孔段分級升壓。升壓時(shí)控制注入率，并密切關(guān)注抬動值。0.3 0.6Mpa，接b. 灌漿按分序加密的原則進(jìn)行。c. 固結(jié)灌漿采用自上而下分段灌漿法，基巖段長度小于6m時(shí)，可采用全孔一次灌漿。d. 采用自上而下分段灌漿法，灌漿塞應(yīng)塞在已灌段段底以上0.5m處，以防漏灌；孔口無涌水的孔段，灌漿結(jié)束后可不待凝。但在斷層、破碎帶等地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)則宜待凝，待凝時(shí)間應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和工程要求確定。e. 為防止巖石面或混凝土面抬動，固結(jié)灌漿原則上一泵灌一孔，當(dāng)相互串漿時(shí)，采用群孔并聯(lián)灌注，但并聯(lián)孔數(shù)不宜多于3個(gè)

11、，并應(yīng)控制灌漿壓力。2.5.2 漿液水灰比和變漿標(biāo)準(zhǔn)a. 按灌漿試驗(yàn)確定的或監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的水灰比施灌，灌漿漿液由稀到濃逐級變換。當(dāng)灌漿壓力保持不變， 注入率持續(xù)減少時(shí)， 或當(dāng)注入率保持不變而灌漿壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比。b. 當(dāng)某一比級漿液注入量已達(dá) 300L以上，或灌注時(shí)間已達(dá) 1h,而灌漿壓力和注入率均無顯著改變時(shí)，換濃一級水灰比漿液灌注；當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，根據(jù)施工具體情況，可越級變濃。2.5.3 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)a. 固結(jié)灌漿在規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率不大于0.4L/min，群孔灌漿不大于 0.8L/min時(shí)，繼續(xù)灌注30min，灌漿即可結(jié)束。b. 當(dāng)長期達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，報(bào)

12、請監(jiān)理工程師共同研究處理措施。 灌漿孔封孔a. 每個(gè)灌漿孔全孔灌漿結(jié)束以后，報(bào)請監(jiān)理工程師及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格的灌漿孔才能進(jìn)行圭寸孔。b. 采用“機(jī)械壓漿封孔法”或“壓力灌漿封孔法”。2.5.4 質(zhì)量檢查 固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查在該部位灌漿結(jié)束37天后進(jìn)行，采用以測量巖體波速或靜彈性模量為主，以分析灌漿孔和檢查孔的鉆孔取芯以及壓水試驗(yàn)成果為輔的方法進(jìn)行綜合評定。 檢查孔的數(shù)量為灌漿孔數(shù)的5%壓水試驗(yàn)壓力為 0.4MPa,采用單點(diǎn)法。 灌漿結(jié)束后，將灌漿記錄和有關(guān)資料提交給監(jiān)理工程師，以便擬定檢查孔的孔位。檢查孔的數(shù)量不少于灌漿孔總數(shù)的5%孔段合格率在80%以上,不合格孔段的透水率值不超過設(shè)計(jì)規(guī)定值

13、的50%且不集中，灌漿質(zhì)量可認(rèn)為合格。(3) 巖體波速或靜彈性模量測試在該部位灌漿結(jié)束I 4天后進(jìn)行鉆孔或掃孔。2.6 施工質(zhì)量控制2.6.1 孔位控制每個(gè)孔位都通過測量放點(diǎn)，并用紅漆標(biāo)識，鉆機(jī)就位時(shí)，由現(xiàn)場質(zhì)檢人員復(fù)核孔位，以確?？孜黄钤谝?guī)定范圍之內(nèi)（固結(jié)灌漿孔孔位與設(shè)計(jì)孔位的偏差不大于10cm）。2.6.2 孔斜控制（1）鉆機(jī)要安放平穩(wěn)牢固，并用水平尺校正使機(jī)身保持水平，鉆機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不得搖擺和晃動。（2）鉆機(jī)立軸用水平尺和吊線校正垂直，在鉆進(jìn)時(shí)要經(jīng)常檢查校正。（3） 要使用鉛直、絲扣完好的鉆桿，粗徑鉆具的長度不小于2.5m。（4）控制鉆進(jìn)速度和鉆進(jìn)壓力。（5）孔口管鉛直地安放在孔內(nèi)，并鑲

14、鑄牢固，以保證鉆孔的垂直度。（6）每一灌漿孔段，測量一次孔斜，發(fā)現(xiàn)偏差超過允許值時(shí)，及時(shí)糾正。2.6.3 終孔深度控制保證終孔深度與設(shè)計(jì)孔深誤差不大于20cm。2.6.4漿液配合比及灌漿壓力控制在制漿站，每作業(yè)班組設(shè)一名專職記錄員，負(fù)責(zé)制漿與輸漿記錄，每30分鐘用比重計(jì)測定一次漿液比重；在灌漿站，由記錄員（灌漿自動記錄儀操作人員）用比重計(jì)每10分鐘測記一次漿液比重。根據(jù)各種漿液配合比與其比重的對照表來檢查配合比的正確性。灌漿壓力以孔口回漿壓力為準(zhǔn)，壓力表經(jīng)標(biāo)定后使用，并在使用過程中定期標(biāo)定。灌漿結(jié)束時(shí)由現(xiàn)場質(zhì)檢員簽字認(rèn)可。2.6.5 砼抬動監(jiān)測灌漿時(shí)，設(shè)專人負(fù)責(zé)監(jiān)測抬動觀測裝置。變位大于規(guī)定值時(shí)應(yīng)立即降低灌漿壓力直至停灌待凝，確保抬動值在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍。2.7 資源配置2.7.1 勞動力配置泄洪洞及交通洞灌漿施工：共配置施工設(shè)備 2套，組建三個(gè)施工單元組，每日三班工作制；進(jìn)水塔底板灌漿施工：共配置施