第七节高压喷射灌浆防渗墙施工工艺
一、高压旋喷灌浆施工
1、施工设备机具选型
针对地层条件和设计要求,选择的主要施工设备机具及材料见附表。
2、灌浆材料
灌浆主要材料包括水泥、水、掺和料及外加剂等,每批采购的水泥、掺和料、外加剂等材料,均应符合有关的材料质量标准,并附有生产厂家的质量证明书。
入库前按规定进行检验验收,及时把检验成果报送监理人。
(1)水泥根据施工图纸或监理人指示,选用灌浆用的水泥品种。
水泥标号不低于32.5M;水泥细度要求通过80um方孔筛,其筛余量不大于5%。
水泥不得存放过久,出厂期超过3个月的水泥不得使用。
(2)水灌浆用水符合JGJ63-89的规定,拌浆的水温低于40°C。
3、制浆
(1)制浆材料必须称重,称重误差小于5%,水采用水尺量取,水泥按袋计量,其它材料用称称重。
回填灌浆和固结灌浆一般均采用集中制浆站来制浆,输送浆液流速为1.4-2.0m/s,各灌浆站根据浆液所需配比进行配浆。
(2)各类浆液必须搅拌均匀,测定浆液密度等参数;纯水泥浆的搅拌时间,使用普通搅拌机时,不少于3min;使用高速搅拌机时,
不少于30s。
浆液在使用前应过筛,从开始制备到用完的时间小于4h。
拌制细水泥浆液和稳定浆液,搅拌时间通过试验确定;细水泥浆液的搅拌,从制备到用完的时间小于2h。
4、高压旋喷灌浆施工
旋喷灌浆施工采用三管旋喷施工工艺,设计桩径1000mm采用自下而上的灌浆方式,分两序组织高喷施工。
旋喷造孔按一序孔和二序孔分部进行,旋喷灌浆先喷一序孔,再喷二序孔。
(1)钻孔施工工艺
钻孔沿坝轴线布孔,分序钻孔,采用XY-2型工程钻机进行钻孔施工,首先把钻杆(注浆管)对准孔位中心,偏差不超过50mm,钻机座要平稳,立轴或转盘要与孔位对正,倾角与设计误差一般不得大于0.5º,钻孔护壁材料为黄泥浆,比重初定为1:1,孔深达设计孔深后再加深0.5m。
钻孔过程记录完整。
(2)钻孔方法
钻进方法采用硬质合金回转钻进、金刚石钻进、合金牙轮钻进等方法成孔。
心墙粘土层段一般宜采用干钻取芯成孔,必要时可向孔内加入少量清水或泥浆;亦可采用泥浆钻进,冲洗液选用优质粘土泥浆或膨润土泥浆;当坝体心墙粘土适合于自然造浆时,可用清水做为冲洗液,但泵量应根据需要严格控制。
砂砾石层采用硬质合金回转钻进、合金牙轮钻进,泥浆护壁,基岩段造孔采用硬质合金回转钻进或金刚石钻进方法。
(3)钻孔基本要求
孔径:高喷钻孔孔径不小于Φ110mm。
孔深:终孔深度以达到设计要求为准,即伸入基岩0.5m。
桩位:根据施工图纸规定的桩位进行放样定位,其中心允许误差应不大于1%孔距。
(4)孔斜控制
孔斜控制钻孔偏斜是影响墙体可靠搭接的关键因素,施工时采取以下措施进行防斜:
①钻机加设底座,力求钻机工作时保持平稳。
②钻机就位后,应垫稳及调整好钻机,使开孔钻具保持铅垂状态。
③随时校对立轴垂直度,加长粗径钻具,禁止使用弯曲钻杆和弯曲的粗径钻具。
④除开孔外,不得使用短小钻具,钻具长度应保持在3.5m以上,并在钻进时合理使用钻进参数。
(5)固壁泥浆
采用当地优质粘土或采用膨润土做为造浆主要材料。
泥浆净化及回收
钻孔时,孔口返出的泥浆经排浆沟、沉淀池沉淀后,用泥浆泵再次泵入钻杆循环使用,排浆沟、沉淀池的浆渣人工挖出,运至指定地点堆放
(6)下喷射管
可先钻孔后下管,亦可直接打管,在下(打)管过程中,需防止管外泥砂或管内水泥浆小块堵塞喷嘴(可在插管前用一层薄塑料膜包扎好),一旦发现塌孔等情况,喷射管未能下到孔底,必须重新钻孔。
当喷射管置入土层预定深度后用清水试压,若注浆设备和高压管路安全正常,则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。
(7)注浆作业:
自下而上进行高喷作业,高喷头部只做上升运动(定喷)。
此时,高喷作业系统的各项工艺参数如:凝结时间、注浆流量、风量、压力、旋转)和提升速度等应符合设计要求。
并随时做好关于喷射时间、用浆量、冒浆情况、压力变化的记录。
为解决凝结体顶部因浆液析水而出现凹陷现象,每当高喷结束后,随即在喷射孔内进行静压充填灌浆,直至孔口液不再下沉为止。
(8)浆液冲洗:
当喷浆结束后,立即清洗高压泵、输浆管路,注浆管及喷头。
不得留有残渣,以免堵塞管线。
(9)回灌
灌浆结束后,应随即用水泥浆或者回浆回灌。
6、特殊情况下的技术处理措施
(1)在灌浆过程中,发现浆液冒出地表即冒浆,采取如下控制性措施:①降低灌浆压力,同时提高浆液浓度,必要时掺砂或水玻璃;
②限量灌浆,控制单位吸浆量不超过30l/min~40l/min或更小一些;③采用间歇灌浆的方法,即发现冒浆后就停灌,待15min左右再灌。
(2)在灌浆过程中,当浆液从附近其他钻孔流出即串浆,采取如下方法处理:①加大次序孔间的孔距;②在施工组织安排上,适当
延长相邻两个次序孔施工时间的间隔,使前一次序孔浆液基本凝固或具有一定强度后,再开始后一次序钻孔,相邻同一次序孔不要在同一高程钻孔中灌浆;③串浆孔若为待灌孔,采取同时并联灌浆的方法处理,如串浆孔正在钻孔,则停钻封闭孔口,待灌浆完后再恢复钻孔。
二、高喷防渗墙质量保证措施
1、根据设计图纸规定的检位进行放样定位,其中心允许误差不得大于5cm。
2、钻机或喷射机组就位后,应保证立轴或转盘与孔位中心对正,成孔偏斜率应不大于1.5%。
3、采用水射流成孔时,应采用低压(2MP)水流将喷管送至设计图纸规定的孔深,经工程师检验合格后,方可进行高压喷射注浆。
采用钻机成孔时,应将钻孔钻至设计图纸规定的深度后再插入喷管到预定深度,经工程师检验合格,方可进行高压喷射注浆。
4、高压喷射注浆应自下而上进行,注浆过程中应达到:
(1)高压注浆设备的额定压力和注浆量应符合设计图纸要求,并确保管路系统的畅通和密封。
(2)风、水、浆均应连续输送,水泥浆液的高压喷射作业不得停喷或中断。
5、水泥浆液应进行严格的过滤,防止喷嘴在喷射作业时堵塞。
6、应按工程师指示定期测试水泥浆液密度,当施工中浆液密度超出指标时,应立即停止喷注,并调整至上述正常范围后,方可继续喷射。
7、因故停喷后重新恢复施工前,应将喷头下放30cm,采取重叠搭接喷射处理后,方可继续向上提升及喷射注浆,并应记录中断深度和时间。
停机超过3h时,应对泵体输浆管路进行清洗后方可继续施工。
8、施工过程中,应经常检查泥浆(水)泵的压力。
浆液流量、空压机的风压和风量、钻机转速、提升速度及耗浆量。
当冒浆量超过注浆量20%或完全不冒浆时,应按《高压旋喷注浆技术规范》YSJ210-92、YBJ43-92第3.4.15条的规定及时进行处理。
9、施工过程中应根据了程师指示采集冒浆试样,每种主要地层应取冒浆试件不少于6组。
10、喷射作业完成后,应连续将冒浆回灌至孔内,直到浆液面稳定为止。
在粘士层或淤泥层内进行喷射时,不得将冒浆进行回灌。