1、深孔預(yù)固結(jié)灌漿施工方案1、概況:調(diào)壓井區(qū)內(nèi)圍巖主要為V類圍巖,上部粘土夾塊碎石,下部為粉砂質(zhì)泥巖,粉砂巖等基巖。地面標(biāo)高約1082m,設(shè)計(jì)為開(kāi)敞式調(diào)壓井,斷面為圓形,開(kāi)挖斷面直徑20m,井身高83.2m。調(diào)壓井中上部井壁1082高程以下為強(qiáng)卸荷巖體,結(jié)構(gòu)面、裂隙發(fā)育,部分呈松動(dòng)或松散狀態(tài),巖體完整性差,屬V類圍巖。這對(duì)調(diào)壓井開(kāi)挖施工無(wú)疑存在十分嚴(yán)重的安全威脅,同時(shí)導(dǎo)井施工亦將十分困難,為此擬采用超前預(yù)固結(jié)灌漿方法進(jìn)行加固處理,同時(shí)為了加快工程進(jìn)度和減少投資,指揮部組織參建各方的討論,將我部提出的臨時(shí)性預(yù)固結(jié)灌漿結(jié)合永久灌漿施工,因此,在指揮部的要求下,設(shè)計(jì)將原永久的垂直井壁的灌漿改為豎直方向環(huán)
2、繞井壁的灌漿。2、孔位布置和孔數(shù)2.1 為提高調(diào)壓井施工期圍巖穩(wěn)定性、保證調(diào)壓井開(kāi)挖的施工安全及后期調(diào)壓井的安全運(yùn)行,根據(jù)設(shè)計(jì)通知,在井壁外圈呈梅花形布置3排深孔固結(jié)灌漿孔,分別布置在調(diào)壓井中心3.5m、R11m、R13m、R15m圓周上,編號(hào)為分別為W1(導(dǎo)井施工預(yù)固結(jié)灌漿)、G1(外圈)、G2(中圈)、G3(內(nèi)圈)(見(jiàn)圖),內(nèi)(圈)和中圈為46孔,排距1.5m,外圈為25孔, G3圈距調(diào)壓井開(kāi)挖外緣1m。2.2 為進(jìn)一步增強(qiáng)施工期井壁的安全穩(wěn)定性和調(diào)壓井運(yùn)行期安全可靠性及調(diào)壓井邊坡的穩(wěn)定性,根據(jù)設(shè)計(jì)通知要求G1 、G2圈范圍135度內(nèi)灌漿孔內(nèi)下入3f28三角形錨束鋼筋(鋼筋直徑為28,根數(shù)
3、為3根,長(zhǎng)度同孔深)。全孔灌漿結(jié)束后,下入三角形錨束鋼筋,然后按要求封孔。2.3 超前固結(jié)灌漿布置圖 超前固結(jié)灌漿布置圖見(jiàn)圖。圖2.3-1 超前加固固結(jié)灌漿孔布置圖2.4 工程量表(表2.4-1) 表2.4-1 超前加固工程量表W1G1G2G3抬動(dòng)孔g孔數(shù)(個(gè))孔深(m/孔)孔數(shù)(個(gè))孔深(m/孔)孔數(shù)(個(gè))孔深(m/孔)孔數(shù)(個(gè))孔深(m/孔)孔數(shù)(個(gè))孔深(m/孔)7762543467646762762.5 技術(shù)要求及施工規(guī)范2.5.1 嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)要求2.5.2 水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范SL62-94等相關(guān)技術(shù)規(guī)范。2.6 固結(jié)灌漿作業(yè)程序 灌漿試驗(yàn)封閉排(圈)灌漿施工(G1、G2
4、、G3)灌漿效果檢查封孔3、灌漿試驗(yàn)3.1 灌漿試驗(yàn)指導(dǎo)思想3.1.1 根據(jù)設(shè)計(jì)、規(guī)范相關(guān)要求,結(jié)合福堂電站調(diào)壓井灌漿施工成功經(jīng)驗(yàn)及其他先進(jìn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),選用適宜的灌注材料,采用先進(jìn)、可靠的工藝技術(shù)與施工方法。3.1.2 結(jié)合調(diào)壓井復(fù)雜的地質(zhì)體條件,分析研究灌漿機(jī)理,用以指導(dǎo)確定灌漿施工工藝、方法,揭示基本灌漿規(guī)律。3.2 試驗(yàn)?zāi)康?為改善調(diào)壓井圍巖巖體的力學(xué)性能,恢復(fù)其整體性,提高圍巖的彈性模量和抗壓強(qiáng)度,提高圍巖的安全穩(wěn)定性,必須對(duì)圍巖超前加固固結(jié)灌漿進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)。其主要目的為:3.2.1 確定固結(jié)灌漿鉆孔工藝、相應(yīng)灌漿段鉆孔與裂隙沖洗方法及測(cè)試巖體灌漿前相應(yīng)透水率;3.2.2 確定采用的灌
5、漿方法及效果的可靠性和經(jīng)濟(jì)上的合理性;3.2.3 確定合理的施工程序、良好的施工工藝、合宜的灌漿材料和漿液配合比;3.2.4 確定孔距、排距,選定灌漿壓力。3.3 室內(nèi)漿液試驗(yàn)3.3.1 材料 1)水泥:水泥品種根據(jù)施工圖紙或監(jiān)理工程師指示選用,水泥標(biāo)號(hào)選用P.0.42.5R。水泥應(yīng)符合規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),不得使用受潮結(jié)塊的水泥,水泥不應(yīng)存放過(guò)久,出廠期超過(guò)三個(gè)月的水泥不得使用。 2)水:采用調(diào)壓井?dāng)r壩蓄水水池中的水。 3)摻合料:砂、粘性土、粉煤灰等摻合料質(zhì)量應(yīng)符合水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范(SL62-94)的規(guī)定。摻入量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定,試驗(yàn)成果應(yīng)報(bào)送監(jiān)理工程師,并經(jīng)審查批準(zhǔn)后在施工中應(yīng)用。
6、 砂:應(yīng)為質(zhì)地堅(jiān)硬的天然砂或人工砂,粒徑不宜大于2.5mm,細(xì)度模數(shù)不宜大于2.0,SO3含量宜小于1%(以重量計(jì),下同),含泥量不宜大于3%,有機(jī)物含量不宜大于3%。 粘性土:塑性指數(shù)不宜小于14,粘粒(粒徑小于0.05mm)含量不宜低于25%,含砂量不宜大于5%,有機(jī)物含量不宜大于3%,但由于加量直接影響結(jié)石強(qiáng)度,因此在調(diào)壓井加固灌漿中不應(yīng)使用。3.3.2 對(duì)不同水灰比、不同摻合料的漿液進(jìn)行下列項(xiàng)目試驗(yàn): 1) 漿液配制程序及拌制時(shí)間。 2) 漿液密度或比重測(cè)定。 3) 漿液流動(dòng)性或流變參數(shù)。 4) 漿液的沉降穩(wěn)定性。 5) 漿液的凝結(jié)時(shí)間,包括初凝或終凝時(shí)間。 6) 漿液結(jié)石的容重、強(qiáng)度
7、、彈性模量和滲透性。 7) 監(jiān)理工程師指示的其它試驗(yàn)內(nèi)容。3.4 現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)3.4.1 灌漿試驗(yàn)區(qū)選擇 選擇調(diào)壓井圍巖加固區(qū)作適應(yīng)性灌漿試驗(yàn)區(qū),見(jiàn)圖2.3-1。4、工藝技術(shù)設(shè)計(jì)測(cè)放孔位灌漿孔分序孔口管埋設(shè)鉆孔待凝24h鉆孔及裂隙沖洗抬動(dòng)變形觀測(cè)壓水試驗(yàn)抬動(dòng)變形觀測(cè)孔口封閉器及射漿管安裝制漿灌 漿抬動(dòng)變形觀測(cè)終孔段檢測(cè)、灌漿抬動(dòng)變形觀測(cè)封孔檢查孔自動(dòng)監(jiān)測(cè)抬動(dòng)觀測(cè)孔鉆孔與安裝檢查孔封孔壓水試驗(yàn)(G1、G2圈孔錨束鋼筋籠)4.1 施工工藝流程(圖4.1-1) 圖4.1-1 施工流程圖4.2 混凝土蓋重澆筑根據(jù)業(yè)主及監(jiān)理要求,在上室底板覆蓋范圍內(nèi)的灌漿孔不再重新澆筑混凝土,用上室底板混凝土代替,底板
8、覆蓋范圍外澆筑約1.3m厚的混凝土作蓋重,這就給施工帶來(lái)很大的不便和對(duì)井挖的影響太明顯了,直接結(jié)果是上室的有些鋼筋需要截?cái)啵荒芡ㄩL(zhǎng)下料。蓋重混凝土施工具體見(jiàn)監(jiān)理聯(lián)系單(NO:2005004)號(hào)。4.3 孔位測(cè)放 嚴(yán)格按照施工圖紙要求和監(jiān)理工程師指示布置孔位,其孔位誤差在規(guī)范允許范圍內(nèi),并設(shè)置標(biāo)記。4.4 抬動(dòng)變形觀測(cè)裝置安裝及抬動(dòng)變形觀測(cè)4.4.1抬動(dòng)變形觀測(cè)孔設(shè)置在G2圈上,共布置2孔。4.4.2 抬動(dòng)孔鉆孔使用地質(zhì)鉆機(jī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),一徑到底。取巖心,鉆完后即安設(shè)抬動(dòng)觀測(cè)裝置。4.4.3 鉆進(jìn)至終孔深度后,在孔內(nèi)下置1長(zhǎng)為30.5m的鋼管(距管底部1m處焊接有對(duì)中圓形鋼板,鋼板上設(shè)置一橡膠塞)
9、,其底部1m用水泥漿封填固定,待凝24h;4.4.4 在1鋼管外套一根長(zhǎng)為28.2m的鋼管,鋼管底部應(yīng)與橡膠塞緊密接觸,鋼管外壁與孔壁間隙填入粉細(xì)砂至孔口;4.4.5 用水泥砂漿將50鋼管與上部巖體(或砼蓋板)鑄死;在距抬動(dòng)孔約0.1m處鉆孔(孔徑50,孔深2m)埋設(shè)1鋼管,1鋼管穿過(guò)砼蓋板進(jìn)入基巖0.5m左右,1鋼管內(nèi)安設(shè)4鋼管,4鋼管底部用砂漿埋設(shè)0.5m左右;4.4.6 將各管口部分用麻絲填實(shí),以免水泥漿進(jìn)入各鋼管之間將鋼管鑄死;4.4.7 在1與4鋼管之間安裝千分表或百分表。4.4.8 抬動(dòng)觀測(cè)裝置安裝見(jiàn)圖4.4.8-1。4.4.9 基巖抬動(dòng)變形觀測(cè) 1)抬動(dòng)變形允許值為0.1mm。2
10、)在進(jìn)行鉆孔及裂隙沖洗、壓水試驗(yàn)及在灌漿過(guò)程中均應(yīng)進(jìn)行抬動(dòng)變形觀測(cè)并將測(cè)試成果報(bào)送監(jiān)理工程師。圖4.4.8-1 抬動(dòng)觀測(cè)裝置安裝示意圖4.5 灌漿孔分序4.5.1 同排灌漿孔施工必須是先施工I序孔,再施工II序孔,逐步加密。次序孔必須在前序孔已超前鉆灌15m后再開(kāi)始鉆進(jìn)、灌漿,其中內(nèi)圈II序孔在井壁混凝土澆筑完畢之后施工。4.5.2 有多排(圈)孔時(shí),為限制漿液向外側(cè)遠(yuǎn)距流動(dòng),必須先施工最外排(圈)孔,以形成封閉條件。4.6 灌漿段長(zhǎng)度分割 1)灌漿段的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)灌區(qū)地質(zhì)體的裂隙發(fā)育程度、破碎情況、滲透性、鉆孔過(guò)程中巖性情況等因素綜合確定。地層的透水性和吸漿率愈大,則灌漿段的長(zhǎng)度愈短;反之,則
11、可長(zhǎng)些。 2)灌漿段長(zhǎng)度宜采用10m,特殊情況下可適當(dāng)縮減或加長(zhǎng)。具體段長(zhǎng)由巖性實(shí)際情況確定。 3)在鉆遇大裂隙及嚴(yán)重不返水(風(fēng))地段時(shí),應(yīng)立即停止鉆進(jìn),作為一段進(jìn)行灌漿。 4)灌漿段巖體宜盡量屬于同一巖性,不同巖性的地層,宜不作為同一段灌注。 4.7 鉆孔4.7.1由于調(diào)壓室上室底板作為蓋重混凝土,整個(gè)作業(yè)面布置有上室邊墻的插筋和上室的結(jié)構(gòu)鋼筋,導(dǎo)致了在混凝土大面上無(wú)法布置機(jī)械設(shè)備鉆孔,需要搭設(shè)高為2.53.0m以上的腳手架作為鉆孔和灌漿平臺(tái),比我部原先的施工工藝多一道工序鉆孔和灌漿平臺(tái)的搭設(shè)。 4.7.2 鉆進(jìn)方法 1)由于鉆孔區(qū)巖體特點(diǎn)為硬、脆、碎,鉆進(jìn)過(guò)程中易塌孔、卡鉆以及易造成孔斜。
12、超前加固預(yù)固結(jié)灌漿孔施工采用配置扶正器及防塌卡裝置的潛孔錘沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法。根據(jù)福堂電站調(diào)壓井塌坑深厚(78m左右)塌渣層使用配置有扶正器及防塌卡裝置的潛孔錘沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)經(jīng)驗(yàn),本工程深孔固結(jié)灌漿采取此種鉆進(jìn)方法對(duì)灌漿孔質(zhì)量和施工進(jìn)度是有充分保證的。 2)適應(yīng)性灌漿試驗(yàn)區(qū)先導(dǎo)孔及灌漿效果檢查孔采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法。 3)深孔固結(jié)灌漿潛孔錘沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法 鉆孔主要設(shè)備、機(jī)具a 鉆機(jī):回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)(XY2PC) b 機(jī)具:CIR110與CIR90沖擊器配置扶正器及防塌卡裝置 5)先導(dǎo)孔、檢查孔回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法 鉆孔主要設(shè)備、機(jī)具 a 鉆機(jī):回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)(XY2PC) b 機(jī)具:f91mm、f75mm、f56m
13、m金剛石鉆具4.7.3 孔斜要求 鉆孔孔斜必須在規(guī)定的允許誤差范圍內(nèi)(表4.7.3-1)。 表4.7.3-1 孔斜允許值孔 深(m)2030405060大于60最大允許偏差值(m)0.250.50.81.151.5不大于孔距4.7.4 孔斜控制措施 在鉆進(jìn)過(guò)程中,應(yīng)采取措施控制孔斜: 1)鉆孔前,安裝鉆機(jī)平正穩(wěn)固;鉆機(jī)立軸方向應(yīng)與設(shè)計(jì)孔向一致。 2)埋設(shè)的孔口管的中心軸線方向必須與設(shè)計(jì)鉆孔軸線方向一致。 3)使用帶扶正器的長(zhǎng)鉆具。 4)鉆進(jìn)過(guò)程中,每隔10m測(cè)量孔斜,發(fā)現(xiàn)偏斜超過(guò)設(shè)計(jì)要求及時(shí)糾正或采取補(bǔ)救措施。 5)在鉆進(jìn)過(guò)程中,應(yīng)經(jīng)常校測(cè)鉆機(jī)立軸方向是否與設(shè)計(jì)孔向一致。 6)每次接班后,均應(yīng)
14、校測(cè)鉆機(jī)立軸方向是否與設(shè)計(jì)孔向一致,鉆機(jī)是否平正穩(wěn)固。4.7.5 鉆進(jìn)過(guò)程中,鉆遇結(jié)構(gòu)破碎、裂隙發(fā)育、全強(qiáng)風(fēng)化的巖層,可能會(huì)出現(xiàn)塌孔、埋鉆、卡鉆等事故。為防止這些事故的發(fā)生,在施鉆過(guò)程中應(yīng)注意: 1)勻速、平穩(wěn)、低速鉆進(jìn); 2)鉆進(jìn)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)掉塊、卡鉆等現(xiàn)象,應(yīng)立即起鉆。 3)如遇坍塌掉塊嚴(yán)重時(shí),應(yīng)進(jìn)行固結(jié)灌漿(視情況確定待凝)后再鉆進(jìn); 4)施鉆人員不得擅離崗位,應(yīng)隨時(shí)注意鉆進(jìn)過(guò)程中孔內(nèi)的情況;如發(fā)現(xiàn)異常情況,應(yīng)立即停鉆,查清原因后再繼續(xù)鉆進(jìn)。4.7.6 鉆孔質(zhì)量保證措施 1)鉆機(jī)固定牢固。 2)校正立軸方向,按要求的孔向?qū)?zhǔn)孔位開(kāi)孔。 3)嚴(yán)格執(zhí)行沖擊器或金剛石鉆進(jìn)操作規(guī)程。 4)嚴(yán)格控
15、制回次長(zhǎng)度。 5)鉆進(jìn)過(guò)程中,鉆機(jī)負(fù)荷稍有增大,應(yīng)提動(dòng)鉆具。 6)使用配扶正器的長(zhǎng)鉆具。 7)對(duì)于不穩(wěn)定孔段,灌漿后應(yīng)有足夠的待凝時(shí)間。4.7.7 鉆進(jìn)事故的處理措施 1)處理事故的原則:分析情況、查明原因、制定方案、照章實(shí)施。 2)措施:選擇采用錐、套、掃、打、反及其相結(jié)合的方法進(jìn)行處理。4.7.8 鉆孔取芯和芯樣試驗(yàn) 1)檢查孔以及監(jiān)理工程師指示的其它需鉆取巖心的鉆孔應(yīng)采用金剛石回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法采取巖心。 2)鉆取的巖心應(yīng)按要求編號(hào)、填牌、裝箱,并繪制鉆孔柱狀圖和進(jìn)行巖心描述。對(duì)每盒或每箱芯樣拍兩張彩色照片,并做好鉆孔操作的詳細(xì)記錄,一并報(bào)送監(jiān)理工程師。 3)芯樣的最大鉆孔長(zhǎng)度應(yīng)限制在3m以內(nèi)
16、,一旦發(fā)現(xiàn)鉆取芯樣卡鉆或被磨損,應(yīng)立即提鉆。除監(jiān)理工程師另有指示,對(duì)于1m或大于1m的鉆進(jìn)循環(huán),若芯樣采取率小于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)采取有效取芯措施,保證取芯質(zhì)量。 4)根據(jù)監(jiān)理工程師指示,對(duì)回收的巖心和混凝土芯進(jìn)行試驗(yàn),并將試驗(yàn)記錄和成果提交監(jiān)理工程師。 5)監(jiān)理工程師指示應(yīng)予保存的巖芯,需按指定的地點(diǎn)存放,以防散失和混裝。4.7.9 鉆孔保護(hù) 按設(shè)計(jì)要求保護(hù)施工圖紙所示的所有鉆孔,直到驗(yàn)收合格為止。4.8 鉆孔沖洗及裂隙沖洗4.8.1 基本原則:根據(jù)鉆遇情況,確定鉆孔沖洗及裂隙沖洗方法。寬大裂隙孔段可不進(jìn)行沖洗
17、。4.8.2 沖洗方法 1)根據(jù)監(jiān)理工程師指示采用風(fēng)水聯(lián)合沖洗、壓水沖洗或脈沖沖洗。沖洗方法應(yīng)結(jié)合地質(zhì)體條件,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)確定。 2)推薦采用風(fēng)水聯(lián)合沖洗 是將具有一定壓力的風(fēng)和水用灌漿管送到孔底,先打開(kāi)水管注水到一定程度后,再打開(kāi)風(fēng)管通入壓縮空氣,使孔內(nèi)的水與空氣混合,由于汽水混合物的比重輕及壓縮空氣的釋壓膨脹,從而將水、氣流斷續(xù)噴出,在水、氣噴出的瞬間,孔內(nèi)一定區(qū)域形成低壓乃至負(fù)壓區(qū),泥質(zhì)便順?lè)聪蛩鞅粠С隹淄狻姵龅乃俣仍娇欤瑳_洗效果越好。 3)沖洗壓力 壓水沖洗水壓采用灌漿壓力的80%,該值若超過(guò)1MPa,則采用1MPa。 沖洗風(fēng)壓采用灌漿壓力的50%,該值若超過(guò)0.5MPa,則采
18、用0.5MPa。 4)洗凈標(biāo)準(zhǔn):裂隙沖洗應(yīng)沖洗至回水澄清后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;孔底殘?jiān)怀^(guò)20cm。4.9 壓水試驗(yàn)4.9.1 根據(jù)鉆遇情況及裂隙沖洗情況,確定是否進(jìn)行壓水試驗(yàn)。壓水試驗(yàn)按設(shè)計(jì)要求實(shí)施。4.9.2 壓水試驗(yàn)應(yīng)在鉆孔及裂隙沖洗后進(jìn)行。根據(jù)鉆遇情況及監(jiān)理工程師指示,可采用“簡(jiǎn)易壓水”、“單點(diǎn)法”及“五點(diǎn)法”進(jìn)行壓水試驗(yàn),建議采用簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)。4.9.3 簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn) 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(cè)讀一次壓入流量,取最后的流量值作為計(jì)算流量。其成果以透水率q表示,按式4.9
19、.3-1計(jì)算。 (式4.9.3-1)式中:q吸水率,Lu; Q壓入流量,L/min; P作用在試段內(nèi)的全壓力,MPa; L試段長(zhǎng)度,m。4.9.4 單點(diǎn)法壓水試驗(yàn)和五點(diǎn)法壓水試驗(yàn)按水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范及水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程執(zhí)行。4.10 制漿4.10.1 設(shè)備:NJ300高速攪拌機(jī)4.10.2 配料:嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配比配料,稱量誤差應(yīng)小于5%。水泥及摻合料(粉煤灰、砂、膨潤(rùn)土)等固相材料采用重量稱量法,水使用水表計(jì)量。4.10.3 攪拌:攪拌時(shí)間不小于1min,漿液在使用前應(yīng)過(guò)篩,從開(kāi)始制備至用完的時(shí)間應(yīng)小于4h。4.10.4 漿液攪拌均勻后,檢測(cè)比重符合要求后方可使用。4.10
20、.5 漿液溫度應(yīng)保持在540。4.11供漿在調(diào)壓室下游側(cè)平臺(tái)上建立灰漿站,大小為410m。用高速攪拌機(jī)集中制漿,制備好的漿液用BW-200型泥漿泵通過(guò)50PE塑料管輸送至各灌漿工作面。圖4.11-1 集中制漿站結(jié)構(gòu)型式示意圖4.12灌注4.12.1 灌注方式、方法 灌漿方式:循環(huán)式 灌漿方法:自上而下循環(huán)式灌漿法、自下而上灌漿法方法一:自上而下分段循環(huán)式灌漿法(前10米段) 自上而下灌漿方法是指自上而下分段鉆孔、分段安裝灌漿塞進(jìn)行的灌漿。采用自上而下灌漿法時(shí),各灌漿段的灌漿塞分別安裝在其上部已灌漿段的底部見(jiàn)其施工流程見(jiàn)圖4.11.1-1。如此循環(huán)直至結(jié)束。圖4.12.1-1 孔口封閉、自上而下
21、分段灌漿法施工流程圖自下而上分段灌漿法自下而上分段灌漿法就是將鉆孔一次鉆到設(shè)計(jì)孔深,然后自下而上逐段安裝灌漿塞進(jìn)行灌漿的方法,根據(jù)施工需要,自下而上灌漿方法是在自上而下的灌漿結(jié)束10米后進(jìn)行鉆孔灌漿施工。詳見(jiàn)4.11.1-2圖。采用自下而上灌漿法時(shí),灌漿塞在預(yù)定的位置塞不住,其調(diào)整的方法是適當(dāng)上移或下移,直至找到可以塞住的位置。如上移時(shí)就加大了灌漿段的長(zhǎng)度,水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定,當(dāng)灌漿段長(zhǎng)度大于10米時(shí),應(yīng)當(dāng)采取補(bǔ)救措施。補(bǔ)救的方法一般是在其旁布置檢查孔,通過(guò)檢查孔發(fā)現(xiàn)其影響程度,同時(shí)可進(jìn)行補(bǔ)灌。依次往上灌漿。詳見(jiàn)圖4.12.1-2 方法二、自上而下、孔口封閉,分段灌漿施工方法該
22、法自上而下逐段鉆進(jìn),隨段位安設(shè)灌漿栓塞,始終將栓塞卡在灌漿段頂部0.5m以上的位置,逐段灌漿。隨著灌漿段的加深,堵塞位置亦隨著加深,下栓塞的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度逐漸增加,工效降低,施工愈來(lái)愈難。由于調(diào)壓井圍巖體破碎、裂隙發(fā)育等原因,灌漿塞在規(guī)定的位置卡不住,多次上提,致使灌漿段很長(zhǎng),影響灌漿質(zhì)量。另外,采用此施工方法,一般都要在上一段灌漿結(jié)束后,待凝24h以上,才可鉆進(jìn)下一段,以防止已灌入的漿液在未凝結(jié)以前被沖洗出來(lái)。此種方法就是封閉器安裝在孔口管上,自上而下分段鉆進(jìn),逐段灌漿并不待凝的一種分段灌漿方法。它的優(yōu)點(diǎn)是:除了主要對(duì)新鉆段進(jìn)行灌漿以外,還可以使以上各段都能得到若干次的重復(fù)灌漿,最終都會(huì)受
23、到最高壓的“考驗(yàn)”,因而灌漿質(zhì)量容易保證;同時(shí)它可以利用鉆桿作為射漿管,避免了下栓塞工序和堵塞不嚴(yán)的麻煩;孔內(nèi)事故大大減少,工效顯著提高,施工進(jìn)度加快。詳見(jiàn)下圖4.11.1-3以上圖詳見(jiàn)附圖。調(diào)壓井灌漿采用方法一即先灌頂部10米,然后鉆孔到設(shè)計(jì)高程,進(jìn)行自下而上分段灌漿。4.12.2 灌漿設(shè)備、機(jī)具 1)設(shè)備 灌漿泵:BW250灌漿泵 2)機(jī)具:射漿管、儲(chǔ)漿筒 孔口封閉器,f56mm、f75mm、f91mm灌漿栓塞,f50mm鉆桿。4.12.3 孔口封閉器及射漿管安裝 1)所用孔口封閉器應(yīng)具備以下性能:在灌漿過(guò)程中,灌漿管可在孔口封閉器中心部位靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)和升降且不漏漿。 2)孔口封閉器安裝前應(yīng)
24、檢查密封圈等是否完好; 3)射漿管:采用f50外平鉆桿作射漿管。射漿管管口距孔底50cm; 4)灌漿過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)和上下活動(dòng)射漿管,以防射漿管在孔內(nèi)被水泥漿凝住。4.12.4 灌漿壓力 1)灌漿壓力計(jì)算 p=p0+h (式4.11.4-1)式中:p灌漿壓力,MPa; p0第一段灌漿壓力,MPa; 系數(shù),根據(jù)基巖的巖層性狀或破碎情況具體確定,根據(jù)調(diào)壓井的地質(zhì)情況,上部分為類圍巖,下部分為圍巖,擬取類圍巖為0.05 MPa、圍巖取0.025Mpa。 h灌漿段深度,m。 2)初擬灌漿壓力(表4.11.4-1),具體根據(jù)灌漿試驗(yàn)確定。 表4.12.4-1 初擬灌漿壓力值孔深(m)0551010151
25、52020252530303535404076初擬壓力(MPa)0.20.30.30.50.50.70.71.01.01.21.21.51.51.71.72.03.0 3)后次序孔的灌漿壓力較前次序孔依次提高15%左右。 4)灌漿壓力使用灌漿試驗(yàn)確定的壓力,并在施工過(guò)程中進(jìn)一步調(diào)整。 5)施灌過(guò)程中盡量盡快達(dá)到設(shè)計(jì)壓力。注入率大的孔段應(yīng)分級(jí)升壓。在灌漿過(guò)程中,將壓力分為幾個(gè)階段,逐級(jí)升高到規(guī)定的壓力值,嚴(yán)格控制升壓速度,升壓速度要與吸漿率協(xié)調(diào)。灌漿開(kāi)始,如果吸漿量很大時(shí),使用最低一級(jí)壓力灌注;當(dāng)吸漿量減少到另一限度時(shí),則將壓力升高一級(jí),直到在規(guī)定壓力下結(jié)束灌漿。此法擬用于裂隙發(fā)育巖體及斷層、破
26、碎帶等。具體見(jiàn)表4.11.4-2。 表4.12.4-2 灌漿壓力與吸漿率(初擬)灌漿吸漿率(L/min)302010備 注灌漿使用壓力(MPa)0.4P0.7PP根據(jù)具體情況調(diào)整 6)灌漿泵和灌漿孔口處均應(yīng)安裝經(jīng)率定合格的壓力表,進(jìn)漿管路亦應(yīng)安裝壓力表。鑒于使用灌漿自動(dòng)記錄儀,則孔口回漿管壓力表由壓力傳感器代替。因此灌漿壓力以孔口回漿管壓力傳感器讀數(shù)為準(zhǔn),其它壓力表相互對(duì)照。4.12.5 漿液水灰比、摻合料及外加劑 1)使用灌漿試驗(yàn)確定的或監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的漿液配比施灌。 2)鑒于調(diào)壓井圍巖體破碎、裂隙發(fā)育,不宜使用較稀的漿液。漿液W/C擬采用2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1五
27、個(gè)比級(jí),并且優(yōu)選1:1、0.5:1兩級(jí)。具體通過(guò)灌漿試驗(yàn)及地質(zhì)體條件確定。 3)外圈G1圈、W1圈及內(nèi)圈G3圈的I序孔用濃漿(W/C為0.5:1)、砂漿(灰砂比1:0.51:2)先充填后再正常灌漿至結(jié)束,II序孔根據(jù)情況采用濃漿灌注或按正常比級(jí)灌注。對(duì)于寬大裂隙及耗漿量大的孔段必須采用砂漿(W:C:S=0.5:1:2)灌注,對(duì)于吃漿量較大,并需采用水泥漿灌注的地質(zhì)體,可摻入粉煤灰(摻量通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)確定)。 4)G2圈所用漿液比級(jí)根據(jù)具體情況確定。水灰比推薦采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1四個(gè)比級(jí)。 5)摻合料中粘性土、粉煤灰等摻合量均須作室內(nèi)漿液性能測(cè)試,在不影響結(jié)石強(qiáng)度及恢復(fù)圍巖整
28、體性的基礎(chǔ)上,依據(jù)“效果好、投資省”原則,優(yōu)選漿液類型及配比。 6)外摻劑:根據(jù)封堵、流動(dòng)性、漿液穩(wěn)定性等性能良好的需要,分別摻入不同種類的外摻劑,以滿足工程的需要。4.12.6 漿液比級(jí)變換 漿液應(yīng)由稀到濃逐級(jí)變換。變換標(biāo)準(zhǔn)如下: 1)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; 2)當(dāng)某一比級(jí)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(wú)顯著改變時(shí),應(yīng)換濃一級(jí)水灰比漿液灌注; 3)當(dāng)注入率大于30L/min時(shí),根據(jù)施工具體情況,可越級(jí)變濃。 按規(guī)定變換漿液濃度后,如發(fā)現(xiàn)壓力突然增大或單位吸漿量突然減少,則說(shuō)明漿液濃度
29、變換的不很適當(dāng),這時(shí)應(yīng)盡快地?fù)Q回原濃度的漿液,繼續(xù)灌注。4.12.7 回漿返濃 灌漿過(guò)程中,隨時(shí)測(cè)量進(jìn)漿和回漿比重,注意回漿是否返濃。當(dāng)回漿變濃時(shí),宜換用與進(jìn)漿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。4.12.8 回漿量控制 灌漿過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)和上下活動(dòng)灌漿管,且保持回漿量大于15L/min,防止灌漿管在孔內(nèi)被水泥凝住,造成灌漿中斷。4.12.9 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn) 1)灌漿采用自上而下分段灌漿法,在規(guī)定壓力下,當(dāng)注入率不大于0.4L/min時(shí),繼續(xù)灌注60min,或不大于1L/min時(shí),繼續(xù)灌注90min,灌漿即可結(jié)束。 2)灌漿全過(guò)程中,在設(shè)計(jì)壓力下的灌漿時(shí)間
30、不少于120min。4.12.10 特殊情況處理 1)灌漿過(guò)程中,對(duì)冒漿、漏漿問(wèn)題,視具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、間歇灌漿等方法處理。 2)灌漿過(guò)程中發(fā)生串漿時(shí),如串漿孔具備灌漿條件,采用一泵送一孔同時(shí)灌注。否則應(yīng)將串漿孔堵塞,待灌漿孔灌漿結(jié)束后,串漿孔再進(jìn)行掃孔沖洗,而后繼續(xù)鉆進(jìn)和灌漿。 3)施工中必須采用一切措施防止灌漿中斷。若中斷,必須盡快恢復(fù)灌漿,否則立即沖洗鉆孔,而后恢復(fù)灌漿。若無(wú)法沖洗,則掃孔后復(fù)灌。掃孔恢復(fù)灌漿后,使用開(kāi)灌比級(jí)的水泥漿灌注,若注入率與中斷前的相近,采用中斷前的比級(jí)水泥漿灌注,反之則逐級(jí)加濃繼續(xù)灌注。 4)灌漿段注入量大,灌漿難于結(jié)束時(shí),根據(jù)具體情
31、況采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿、摻加速凝劑、待凝等措施處理。處理后應(yīng)掃孔重新灌漿至結(jié)束。 5)當(dāng)鉆遇斷層、大的裂隙、空腔時(shí),無(wú)論此時(shí)該段多長(zhǎng),均作為一段灌注,根據(jù)情況灌注濃漿、水泥砂漿先充填后再正常灌漿至結(jié)束。具體措施為: 根據(jù)大橋水庫(kù)“三洞口”高邊坡安寧河大斷裂地層及大橋水庫(kù)調(diào)壓井大裂隙與塌渣段成功經(jīng)驗(yàn),用砂漿(W:C:S=0.5:1:2)并外加速凝劑,進(jìn)行封堵性灌注。 采分級(jí)升壓法,控制砂漿流動(dòng)半徑,減少并限制注入率。 按以上措施處理過(guò)的孔段,應(yīng)在待凝至少24h后進(jìn)行掃孔,并從開(kāi)灌水灰比重新起灌,直至正常結(jié)束,以充分保障恢復(fù)圍巖的整體性,達(dá)到加固的目的。4.13 終孔檢測(cè) 鉆孔至終
32、孔深度時(shí),應(yīng)及時(shí)報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師進(jìn)行驗(yàn)收,合格后進(jìn)行灌漿封孔。 1)孔深檢測(cè),在洗孔結(jié)束后,測(cè)定孔深,孔底沉渣不得大于20cm; 2)孔斜檢測(cè),測(cè)定孔底偏差值和偏斜方向,應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。4.14 三角形鋼筋錨束安裝4.14.1 安裝程序 終孔灌漿結(jié)束鉆機(jī)掃孔下錨筋束隨鋼筋束下入f20射漿管。4.14.2 終孔段灌漿結(jié)束后,鉆機(jī)掃孔到設(shè)計(jì)高程,沖洗鉆孔,保持鉆孔清潔。4.14.3分段鋼筋束邊下錨邊焊接并安裝,焊接符合規(guī)范要求。4.14.4 射漿管安裝:隨鋼筋束安裝f20射漿管。4.15 封孔4.14.1 采用壓力灌漿封孔法封孔。全孔灌漿結(jié)束后,用W/C為0.5:1的水泥漿置換孔內(nèi)漿液并取出所用灌漿
33、管后,用W/C為0.5:1的水泥漿純壓30min,壓力為最大灌漿壓力。4.16 灌漿施工的監(jiān)督 旨在指導(dǎo)灌漿施工,保證灌漿質(zhì)量,公司將派駐訓(xùn)練有素、經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)監(jiān)督人員。4.17檢查4.17.1 為達(dá)到設(shè)計(jì)要求,灌漿施工需要嚴(yán)格的施工檢查,每臺(tái)套鉆灌設(shè)備配一名檢查員。4.17.2 檢查員的責(zé)任 1)保存記錄 保存好記錄,是高效有序地完成灌漿施工的保證。需保存的記錄包括:鉆孔記錄,鉆孔裂隙沖洗記錄,壓、注水試驗(yàn)記錄,灌漿記錄,現(xiàn)場(chǎng)漿液試驗(yàn)記錄和日?qǐng)?bào)表。 2)鉆孔操作檢查 灌漿孔 檢查員負(fù)責(zé)向生產(chǎn)機(jī)組提出建議要求,即哪些孔適合開(kāi)鉆;檢查操作人員是否正確地鉆進(jìn);檢查測(cè)量鉆孔的深度是否正確;為了順利
34、進(jìn)行灌漿,應(yīng)該檢查操作人員是否認(rèn)真地保持最佳的鉆進(jìn)條件。在孔內(nèi)不允許使用過(guò)大的循環(huán)水壓力,以避免巖屑堵塞裂縫。作業(yè)終了應(yīng)記錄揭露的地下水位,如果在05m以內(nèi)鉆孔的循環(huán)水量減少,應(yīng)停止施鉆進(jìn)行灌漿(在此情況下,繼續(xù)鉆進(jìn)會(huì)引起下面的裂縫被巖屑堵塞)。 檢查員必須測(cè)量和記錄每個(gè)鉆孔的傾斜度,并要求施鉆人員按照正確角度鉆孔。 鉆孔灌漿段沖洗,必須嚴(yán)格按照要求實(shí)施,如果鉆桿通水清洗仍未獲得滿意的效果,必須采用封閉進(jìn)行壓力循環(huán)沖洗,直到充分洗凈為止。 鉆孔清洗完畢,檢查員要監(jiān)督和指導(dǎo)進(jìn)行壓水試驗(yàn),并按有關(guān)要求實(shí)施。 3)灌漿操作檢查 灌漿準(zhǔn)備 a 每次交班時(shí),檢查員應(yīng)向機(jī)組提交可以灌漿的孔位表,并在表上標(biāo)
35、明最佳灌漿順序,若沒(méi)有其它的考慮,最佳順序通常按孔位高程增加的順序排列。 b 在任何孔段灌漿開(kāi)始前,都應(yīng)檢查漿材是否足夠;設(shè)備是否正常;灌漿管路是否連接牢固、暢通;儀器儀表安裝是否準(zhǔn)確可靠等等。 現(xiàn)場(chǎng)漿液性能試驗(yàn),應(yīng)經(jīng)常檢查和記錄漿液樣品的粘度、比重、沉降穩(wěn)定性和溫度。4.18灌漿施工記錄 現(xiàn)場(chǎng)要求及時(shí)、準(zhǔn)確、完整、清晰、可靠。4.18.1 鉆孔記錄,每一個(gè)灌漿孔內(nèi)均應(yīng)有完整的鉆孔記錄,其內(nèi)容包括: 1)鉆孔的位置; 2)鉆孔的樁號(hào); 3)鉆孔的傾角; 4)孔口高程; 5)埋管日期和每段鉆進(jìn)時(shí)間; 6)依據(jù)巖屑判斷巖石狀況; 7)孔深及鉆孔返水顏色,循環(huán)水增加或減少; 8)孔內(nèi)情況; 9)鉆機(jī)
36、異常; 10)重鉆孔段。4.18.2 壓水試驗(yàn)和灌漿記錄 所有壓水試驗(yàn)數(shù)據(jù)和灌漿數(shù)據(jù)均應(yīng)按規(guī)定格式記錄,確保不遺漏任何特殊問(wèn)題。4.18.3 灌漿日?qǐng)?bào),是本班全部壓水試驗(yàn)和灌漿記錄資料的匯總。5. 質(zhì)量檢查及安全保證5.1質(zhì)量檢查5.1.1灌漿質(zhì)量檢查以檢查孔壓水試驗(yàn)成果為主,結(jié)合對(duì)施工記錄、成果資料、測(cè)試成果的分析和檢查孔巖心等綜合評(píng)定。5.1.2單元灌漿結(jié)束后,施工單位應(yīng)在37d內(nèi)向監(jiān)理、設(shè)計(jì)等有關(guān)單位提供固結(jié)灌漿施工綜合成果資料,以便監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)灌漿情況,布置固結(jié)灌漿檢查孔的位置以對(duì)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的部位能及時(shí)采取相的補(bǔ)救處理措施。檢查孔的總數(shù)不少于總數(shù)的5%,且每一灌漿單元
37、至少應(yīng)有一個(gè)檢查孔。5.1.3固結(jié)灌漿檢查孔壓水試驗(yàn)應(yīng)在該部位灌漿單元結(jié)束3d后進(jìn)行,質(zhì)量檢查孔的壓水試驗(yàn)要求采用單點(diǎn)法,壓水試驗(yàn)的壓力,一律采用0.3Mpa。5.1.4一般固結(jié)灌漿壓水試驗(yàn)檢查的合格標(biāo)準(zhǔn)為灌后基巖透水率5Lu單元灌區(qū)內(nèi)壓水檢查的合格率應(yīng)達(dá)到80%以上,其余不合格孔段的基巖透水率最大值7.5Lu,且不集中方可認(rèn)為合格。固結(jié)灌漿兼鋪助帷幕灌漿孔壓水試驗(yàn)檢查的合格標(biāo)準(zhǔn)為灌后基巖透水率5Lu單元灌區(qū)內(nèi)壓水檢查基巖接觸段的合格率應(yīng)達(dá)到100%以上,以下各段的合格率應(yīng)達(dá)90%以上,其余不合格孔段基巖透水率最大值7.5Lu且不集中,方可認(rèn)為合格。5.1.5檢查孔檢查結(jié)束后,采用與灌漿孔相同
38、的方法進(jìn)行封孔。5.2安全保證5.2.1項(xiàng)目部設(shè)安全員,專人負(fù)責(zé)施工安全;5.2.2現(xiàn)場(chǎng)施工用電線路、電纜做到明線架空,做好防漏電措施;5.2.3在臨空作業(yè)面,架設(shè)安全網(wǎng),并在各安全重點(diǎn)部位設(shè)置相應(yīng)安全警示標(biāo)志。6、資源投入計(jì)劃為充分保證業(yè)主對(duì)工期的要求,項(xiàng)目部將有效組織、合理投入各項(xiàng)資源,以保證試驗(yàn)質(zhì)量和工期要求。6.1 施工進(jìn)度及人力資源1、 施工進(jìn)度調(diào)壓室固結(jié)灌漿的施工進(jìn)度為:2005年12月10日2006年3月底結(jié)束。2、人力資源計(jì)劃見(jiàn)表6.1-1表6.1-1 擬投入本階段工作的勞動(dòng)力計(jì)劃表鉆工灌漿工水電工其它普工技術(shù)員后勤人員管理人員人數(shù)合計(jì)備注2005年12月18182412446
39、26臺(tái)鉆機(jī)5臺(tái)泵2006年1月1818241244626臺(tái)鉆機(jī)5臺(tái)泵2006年2月1818241244626臺(tái)鉆機(jī)5臺(tái)泵2006年3月1818241244626臺(tái)鉆機(jī)5臺(tái)泵6.2 主要設(shè)備投入見(jiàn)表6.2-1 表6.2-1 本工程投入主要設(shè)備表設(shè)備名稱型號(hào)及規(guī)格單位數(shù)量備注鉆機(jī)xy-2pc臺(tái)4150型xy-2臺(tái)6300型1-TD臺(tái)3150型移動(dòng)式空壓機(jī)套2金剛石單管鉆具91、75、56套40泥 漿 泵BW200臺(tái)10兩缸泵泥 漿 泵BW250臺(tái)2三缸泵泥 漿 泵BW150臺(tái)2兩缸泵潛 水 泵QY1S-26-2.2臺(tái)5交 流 電 焊 機(jī)BX6-169臺(tái)1多 級(jí) 清 水 泵11/2GC5*6臺(tái)3高 速 攪 拌 機(jī)GJ-400臺(tái)2低 速 攪 拌 機(jī)DJ-200臺(tái)7灌 漿 栓 塞75套1591套4千 分 表套6電 動(dòng) 機(jī)22KW臺(tái)715KW臺(tái)197.5KW臺(tái)12