灌浆施工技术总结Word文档下载推荐.docx
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图1三排孔孔位典型布置图
图2二排孔孔位典型布置图
图3一排孔孔位典型布置图
2.2.2钻孔深度及灌浆次序
AGR1灌浆平洞浅孔固结灌浆孔深要揭穿砼见岩石2.5米,搭接帷幕孔深要揭穿砼见岩石10m—20m,深孔帷幕底线高程,坝基类型进行计算,孔深要揭穿砼见岩石40m—168m。
AGR2灌浆平洞浅孔固结灌浆要揭穿砼见岩石6.0米,搭接帷幕要揭穿砼见岩石20m,深孔帷幕底线高程,坝基类型进行计算,孔深要揭穿砼见岩石11.5m—59m。
按照坝基固结灌浆—接触灌浆—帷幕灌浆的顺序进行。
2.2.3灌浆材料
(1)水泥用于坝基帷幕灌浆水泥采用昭通华新和四川双马P.O42.5普通硅酸盐水泥,其强度水泥等级不低于P.O42.5,且水泥的细度要求通过80μm方孔筛的筛余量不大于5%。
(2)水灌浆用水应符合《混凝土拌和用水标准》JGJ63和《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001混凝土拌和用水的规定,在夏季气温高于30℃时,拌浆用水的温度不得高于30℃。
(3)磨细水泥采用普通硅酸盐水泥0.5:
1浓浆经三次以上湿磨,比表面积达到7000cm2/g,95%以上的水泥颗粒最大粒径小于40μm,D50=8~12μm。
(4)减水剂采用磨细水泥时,掺加X414高效减水剂,掺量为0.7%。
2.2.4灌浆质量要求
帷幕检查孔孔数不得少于该单元灌浆孔数的10%,要求第一段的合格率为100%,第二、三段的合格率为90%,第三段一下的合格率不得少于85%。
否则应作出相应的处理。
每个单元工程灌浆结束后,待凝15天,布置检查孔分段做“五点法”压水试验进行检测,防渗标准为:
固结灌浆透水率q≤3Lu,搭接灌浆和深孔帷幕透水率q≤1Lu。
2.3灌浆施工
2.3.1灌浆试验
关键试验根据设计要求,选择在地质条件具有代表性的AGR1灌浆平洞3单元进行。
灌浆试验成果满足设计提出的防渗指标,可以指导AGR1整个灌浆平洞的帷幕灌浆施工。
根据灌浆试验对帷幕灌浆的具体参数确定如下:
(1)、帷幕灌浆的基本孔距为2m,帷幕灌浆施工分单元进行,每一单元孔按相邻10~20个控制,每一单元内深孔帷幕在该单元固结灌浆、浅孔搭接帷幕完成后开始,坝体灌浆廊道、平洞洞口段30m帷幕灌浆待混凝土浇筑高度不小于30m(从基岩面起算)或达到最大高度后方可进行。
为了满足倒垂孔施工进度要求,在工期计划内,有倒垂孔布置的部位,帷幕灌浆在具备条件后可优先施工。
(2)、浆液采用2:
1、1:
1、0.8:
1、0.6:
1、0.5:
1(重量比)五个比级,灌浆浆液由稀到浓逐级变换。
一、二序灌浆孔采用2:
1浆液开灌,三序及补强灌浆孔采用3:
1开灌如果特殊地段需要磨细水泥或者其他浆液,必须通过室内试验和现场论证确定。
2.3.2抬动试验
(1)为了观测在钻孔冲洗、压水试验、灌浆等过程中可能引起的岩体变形,在坝基帷幕灌浆中应进行变形观测。
所有抬动观测装置均应在灌浆施工前安装完毕。
帷幕灌浆沿洞轴线每隔50.0m布置一个抬动观测孔,孔径为Φ90mm,孔深为30.0m。
(2)孔深达到规定深度并检查验收后进行装置安装,抬动观测装置按图。
图4抬动观测装置安装示意图
(3)采用千分表或其他观测仪器进行抬动观测,抬动变形值最大不超过100μm。
(4)在裂隙冲洗、压水试验、灌浆过程中均应安排专人进行抬动观测、记录,每10min观测记录一次,变形值上升速度较快时加密观测次数,当抬动值接近最大允许值时,观测人员应及时告知压力操作人员降压,防止产生过大的抬动变形。
当抬动值超过100μm时,应停止灌浆,待凝8h后扫孔复灌。
(5)抬动变形观测装置在观测时应严格防止碰撞、振动、调整,保证连续观测,确保测试精度。
2.3.3灌浆工艺
2.3.3.1先导孔施工
在帷幕灌浆的先灌排或主帷幕孔中应布置先导孔,先导孔在一序孔中选择,其孔间距不小于15m,或按该排孔数的10%布置;
先导孔开孔孔径为Ф110mm,终孔孔径为Ф76mm,采用自上而下分段钻孔(取芯)压水,先导孔灌浆采用孔口封闭法自上而下分段灌浆,镶管、段长及压力按一序孔要求。
先导孔最后一段压水完成后测量地下水位。
2.3.3.2灌浆孔施工
(1)、钻孔编号
各钻孔孔号均按:
部位→项目→单元号→排序→孔号→孔序,如:
AGR1-WM-1-1-1-Ⅰ表示:
AGR1平洞-深孔帷幕灌浆-1单元-1排-1号孔-Ⅰ序孔。
(2)、钻孔放样
严格按照施工图纸测量放样,并在孔位处用红油漆标记,孔位允许偏差±
10cm,放样后及时埋上地锚。
因故变更孔位应征得监理同意,并记录实际孔位位置。
(3)、钻孔机具
均采用XY-2型回转式地质钻机配金刚石钻头钻孔;
要求取芯孔采用双管单动钻具。
(4)、钻机定位
为确保钻孔孔向准确,在钻机就位时,用枕木将钻机垫平,并用水平尺和水平仪将钻机座找平。
调整好钻机立轴方向和顶角,使钻机立轴和孔口管的方向与设计孔向及倾角一致,将钻机与地锚紧固在一起后方可开钻.。
(5)、钻孔孔径
抬动观测孔孔径为φ90mm。
先导孔和灌后检查孔孔径为Ф76mm;
其他帷幕灌浆孔开孔孔径为φ90mm,入基岩2m,以下为不小于φ56mm孔径,直至终孔。
(6)、钻孔记录
除必须填写记录的内容之外,还应将钻孔过程中孔内的各种情况(如砼厚度、回水颜色、塌孔、掉块、卡钻、漏水、涌水量、及其相应孔深位置等)均在钻孔报表备注栏内做出详细记录。
(7)、钻孔孔斜控制
20m以内每5~10m测试孔斜,确保20m以内孔深孔斜满足要求,20m以上孔深每20m测试孔斜一次,孔斜偏差不得大于孔距。
(8)、终孔验收
终孔时通知监理工程师进行终孔验收,采用KXP-1S型测斜仪进行孔段测斜,其孔底偏差不得大于表1中的规定值。
待终孔验收后再进行终孔段灌浆,然后按要求封孔。
表1帷幕灌浆孔孔底最大允许偏差表
孔深(m)
20
30
40
50
60
>70
终孔方位角
允许偏斜(m)
0.25
0.50
0.80
1.15
1.50
不大于孔距
<3°
2.3.3.3压水试验
先导孔与灌后检查孔压水均采用五点法压水试验,其他灌浆孔段进行简易压水。
(1)先导孔各段灌前压水试验压力为0.3Mpa→0.6Mpa→1.0Mpa→0.6Mpa→0.3Mpa。
(2)检查孔“五点法”压水试验压力值见下表2。
表2检查孔“五点法”压水试验压力表
高程分段
压力(MPa)
备注
527m高程以上
0~2
0.3、0.6、1.0、0.6、0.3
最大压力按不大于灌浆施工时该孔段所使用的最大灌浆压力的80%
取值。
2~5
0.6、1.2、2、1.2、0.6
5~
0.75、1.5、2.5、1.5、0.75
527m~395m
高程
0.45、0.9、1.5、0.9、0.45
0.9、1.8、3.0、1.8、0.6
395m高程以下
1.05、2.1、3.5、2.1、1.05
(3)简易压水试验结合裂隙冲洗进行,压力为灌浆压力的80%且不大于1.0Mpa,压水时间20min,每5min测读一次压水流量,取最后的流量值作为计算流量,其成果以透水率表示。
2.3.3.4灌浆过程及工艺
先导孔及其他灌浆孔采用孔口封闭、自上而下分段、不待凝孔内循环灌浆法;
检查孔采用自下而上灌浆法。
(1)、水灰比
浆液采用2:
1(重量比)五个比级,灌浆浆液由稀到浓逐级变换,采用普通水泥浆液灌注。
1浆液开灌。
灌浆过程中,应每隔一定时间测定浆液比重,结束时亦应测定。
(2)、灌浆压力
帷幕灌浆各段的灌浆压力见下表3。
表3帷幕灌浆压力参考表
孔序
段长
0~2
1.0
1.2
1.5
2~5
2.5~3.0
3.0~3.5
3.5~4.0
5~30
4.0~4.5
4.5~5.0
30~80
5.0~6.0
5.5~6.5
80~
6.5
1)先导孔按Ⅰ序孔灌浆压力执行,灌浆时应尽快达到设计值,接触段和注入率大的孔段应采用分级升压方式逐级升压至设计压力;
2)灌浆压力以安装在回浆管路上的灌浆压力表的中值控制;
3)灌浆时如遇涌水孔则应测量涌水压力,灌浆压力应加上涌水压力。
(3)、浆液变换标准
1)灌浆过程中,如灌浆压力保持不变,注入率逐渐减小或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时,不得改变浆液水灰比。
2)当某一级浆液灌入量达到300L以上或注浆时间已达30min以上,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,应该浓一级水灰比浆液灌注。
3)当注入率大于30L/min根据具体情况越级变浓,注入率大于30L/min且无压力时,可越级直接改0.5:
1的浓浆灌注
4)当按规定改变水灰比后,如出现灌浆压力突然增大或注入率突然减小至改变前注入率的1/2以下时,应立即将浆液改回原水灰比灌注。
(4)、灌浆结束标准
采用孔口封闭灌浆法时,在最大设计压力下,孔内注入率不大于1L/min后,继续灌注60min,本段灌浆即可结束。
采用自下而上分段灌浆法时,在最大设计压力下,孔内注入率不大于1L/min后,继续灌注30min,本段灌浆即可结束。
(5)、灌浆封孔
帷幕孔全孔灌浆结束并验收合格之后,应及时进行封孔。
先导孔、各灌浆孔及灌后检查孔均采用“置换和压力灌浆封孔法”封孔,即在终孔段灌浆结束后,将灌浆管下入孔底,用0.5:
1浓浆置换出孔内稀浆,并在孔口使用最大灌浆压力纯压60min。
采用上述方法封孔,待孔内水泥浆液凝固后,灌浆孔上部空余部分大于3m时,继续采用导管注浆法进行封孔,小于3m时,采用干硬性水泥砂浆人工封填捣实。
(6)、终孔加深
所有灌浆孔(包括先导孔)的终孔段,其透水率大于设计规定值(561m以上为小于或等于3Lu,561m以下为小于或等于1Lu)时,加深一段5m灌浆,加深2段10m后仍不满足要求时会同监理、设计、业主四方协商后确定处理方案。
(7)、特殊情况的处理
1)串冒浆的处理
、灌浆过程中出现冒浆时,视具体情况分别采用降低压力,改灌浓浆,表面封堵,用麻丝或棉纱嵌缝等不同的处理措施。
如果冒出的是水或稀浆,可继续灌注,当改灌浓浆后仍然漏、冒浆,再降低灌浆压力,进行限流、限量灌注,停止漏、冒浆后,又逐级提高灌浆压力。
当采取降压力和改灌浓浆,甚至嵌缝堵漏处理措施之后,而漏、冒浆量仍然大时,在浆液中按一定比例掺加水玻璃等速凝材料灌注,直至达到结束标准。
2、灌浆过程中与其他孔串浆的处理
、如果被串孔正在钻进,而串浆量又比较小时,可继续钻进,当串浆量大时,则停止钻进,提出钻具,封闭孔口,待灌浆孔结束之后,再打开孔口进行扫孔钻进。
、如果被串孔是待灌孔,串浆量小时,用清水冲洗之,以防浆液在孔内沉淀,堵塞孔内裂隙通道;
当串浆量较大时,在有条件的情况下,两孔可同时灌,否则应先封闭被串孔,待灌浆孔灌结束后,立即打开被串孔,进行扫孔冲洗,并尽早进行灌浆。
、若两孔同时都在灌浆,而使用的灌浆压力又不同时,出现串浆难以继续同时灌浆时,则应停灌并封闭使用较低压力的浅孔,待使用大压力的深孔灌结束之后,即打开封闭孔进行扫孔冲洗,恢复灌浆。
2)、特大耗浆量的处理
当灌浆段注入量大而难以结束时,可按监理人指示选用下列措施处理:
1)低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆。
当灌浆单耗已达1500kg/m,而注入流量无明显减小、压力无明显增高的趋势,无望达到结束标准时,应停灌待凝8小时之后再扫孔复灌,直至达到结束标准。
2)当多次复灌而无法结束本段灌浆时可采取灌注速凝浆液、灌注混合浆液或膏状浆液;
(3)、灌浆中断情况的处理
灌浆工作必须连续进行,若因故中断应该按如下原则处理:
1)尽可能缩短中断时间,及早恢复灌浆;
2)若估计在中断后的30min之内难以恢复灌浆时,应用清水将钻孔冲洗干净;
3)若中断时间超过30min,恢复灌浆时的灌浆量较中断前减少较多,则应对钻孔进行扫孔冲洗后再灌浆;
4)恢复灌浆时,使用最大级水灰比浆液灌注,如果耗浆量较中断前减少较多,应按浆液浓度变换原则逐级改变水灰比继续灌浆。
如果耗浆量较中断前相近,即可采用中断前的水灰比浆液灌注;
5)如果恢复灌浆后,注入率较中断前减少很多,且在短时间内即停止吸浆,则应查明原因,采取相应的补救措施。
(4)、有涌水孔段的处理
在有涌水的孔段,灌浆前测记涌水压力和流量,通过采取缩短段长、加大灌浆压力(灌浆压力=设计压力+涌水压力)、屏浆、闭浆、纯压式灌注、掺加速凝剂、延长持续灌浆时间和待凝时间等措施。
具体措施为:
、缩短段长,钻孔过程中出现较大涌水量时,应立即停止钻进,不论是否已达到规定的段长位置,均应作为一段灌浆;
、当涌水压力小于0.2MPa且流量小于10L/min时,按正常灌浆处理;
、当涌水压力小于0.2MPa且流量大于或等于10L/min时,按正常灌浆结束后孔口纯压屏浆或闭浆不小于30min;
、当涌水压力大于或等于0.2MPa时,采用纯压式灌浆,按正常灌浆结束后,孔口屏浆或闭浆时间不小于1h且待凝不少于24h。
最终涌水处理措施根据现场情况确定。
(5)、失水回浓的处理
灌浆过程中如回浆变浓,即20min~30min内回浆比重超过一个比级且注入率在1L/min~2L/min,此时换原比级的新鲜浆液,若不发生回浆变浓或回浆变浓不明显,则正常结束灌浆;
若继续发生回浆比重超过一个比级的现象,则判为吸水不吸浆,可换用相同水灰比的新浆灌注,若效果不明显,继续灌注30min,即可结束灌注,也不再进行复灌,但总灌注时间仍要求不小于60min。
(6)、压水无回水或透水率大孔段的处理
孔段出现灌前压水无回水或透水率较大时,为避免灌浆段因注浆量较大造成“抱钻”事故,应及时与监理联系,可将射浆管提至孔口进行纯压式灌浆。
(7)、报废孔的处理
凡因故报废的孔,均按下列原则进行处理:
、报废孔应按封孔要求进行封孔,并填写封孔记录;
、在距报废孔20cm的范围内重新开孔,孔号按新孔位桩号;
、报废孔的一切原始记录不得遗失,与新开孔的记录一并整理归档。
2.4灌浆效果
2.4.1帷幕灌浆效果分析
(1)、按孔序从各灌浆孔单位注入量分析
AGR1灌浆平洞的帷幕灌浆孔的单位注入量随着孔序的递增,单位注入的灰量递减。
序孔的单位注入量为61.7kg/m,
序孔的单位注入量为27.04kg/m,
序孔的单位注入量为16.05kg/m。
灌浆的效果显著。
(2)、灌浆前后的压水试验结果对照有显著的变化。
灌浆后检查孔的平均透水率为0.2Lu左右,以不大于1Lu作为合格标准,合格率达到90%以上。
说明灌浆后岩体的透水性明显减弱,防渗能力得到一定的增强,达到灌浆的效果。
(3)、检查孔的岩芯反映,水泥结石主要充填于岩层间相对破碎的段位,裂隙、溶孔及小溶洞之中是原来的破碎带明显胶结。
明显改善了原来岩层结构面的性状,加强了结构面和岩体的强度,降低了岩层的导水性能,起到了防渗帷幕的作用。
三.结束语
通过灌浆施工和灌浆资料的分析得出以下结论:
(1)、基础岩体固结灌浆处理,明显改善了岩体内部结构,接触面充分得到了水泥浆的填充和胶结,提高了岩体结构面的强度,增强了岩体整体性,降低了岩体的透水性,为帷幕灌浆创造了条件,达到灌浆效果,满足设计条件。
(2)、帷幕灌浆处理降低了地下岩层的透水性能,尤其是岩层中裂隙、溶孔以及小溶洞得到了填充和堵截,形成了防渗帷幕。
(3)、检查孔压水试验表明。
灌浆后的岩层透水率大幅降地,在帷幕范围内的抗渗性能远远满足了设计和规范要求,灌浆质量得到验证。