第八章帷幕灌浆工程8.1工程概况根据设计要求在桩号0-067~0+083、0+606.5~0+716.5两段,坝体混凝土墙下设有单排帷幕灌浆孔,孔距为2.5m,为了降低工程造价减少钻孔工程量,采用防渗墙砼浇筑时预埋φ159mm管,待达到要求强度,从预埋管中钻孔灌浆的施工方法,帷幕灌浆轴线总长260m。
防渗工程分布情况见图JX-Ⅱ/08-01、JX-Ⅱ/08-02。
8.1.1工程量及分布情况左坝端桩号0-067~0+083帷幕灌浆轴线长150m,帷幕灌浆工程量为1300m;右坝端桩号0+606.5~0+716.5帷幕灌浆轴线长110m,帷幕灌浆工程量为871m,其分项工程量见下表8-1-1帷幕灌浆分项工程量表8-1-18.2施工组织根据招标文件和《SL62-94》规范及有关法规编制钻孔灌浆的施工组织;钻孔灌浆共104孔,其中桩号0-067~0+083段61孔分8个施工单元,桩号0+606.5~0+716.5段45孔分6个施工单元,每个单元有一个先导孔,一个单元长20m左右。
灌浆试验区根据现场监理工程师指示确定。
1、根据工程和工期及防渗墙混凝土施工进度安排,安排一个机组开3台钻机和3台灌浆机,分两个阶段(即桩号0-067~0+083段2004年3月1日~2004年5月15日施工、桩号0+606.5~0+716.5段2004年10月1日~2004年11月15日施工)承担钻孔灌浆任务,分别在左右坝肩设一个集中制浆站和中转站,现场施工管理和修配、浆液的试验、材料与防渗墙施工统一,不另设。
2、施工用主要机械设备(见表8-2-1、8-2-2)。
3、主要施工人员安排(见表8-2-3)。
钻灌工:48人制浆:20人附属工作人员和普工、管理人员与防渗墙工程统一,不另设。
4、主要材料用量(见表8-2-4)8.3施工布置在左右坝肩的开阔出各设置一个制浆站,在制浆站侧设一个40t的水泥库房,钻孔灌浆每机组设一个移动灌浆房;钻孔灌浆的污水和制浆站的废浆、污水统一指定排放。
见图JX-Ⅱ/02-01、JX-Ⅱ/08-03 、JX-Ⅱ/08-04。
8.4施工方法简介1、钻孔灌浆采用自上而下分段灌浆方法,由于帷幕灌浆孔是在浇筑混凝土时预埋铁管中钻孔的,故钻孔灌浆采用孔口封闭灌浆法进行施工。
孔口封闭的特点是:(1)孔径小浆液在孔内循环流速大,水泥颗粒不易沉淀。
(2)结束条件是在进浆量不大于1.0L/min时延长时间不小于90min,而相当在灌浆中进行屏浆的作用。
经屏闭浆后可不待凝钻进。
节省待干时间。
(3)可提高下部的灌浆压力。
(4)用水泥量有所增加。
8.5帷幕灌浆施工8.5.1 施工次序和工序流程首先根据测量放点,在防渗墙砼浇筑时将φ159mm铁管预埋在设计要求部位,并确保精度符合要求,然后根据设计图纸在预埋管口标注孔号、高程及相应数据。
沿帷幕灌浆轴线每20m左右划分一个单元或按监理工程师指示划分单元,先进行先导孔施工,然后按照先施工Ⅰ序,再Ⅱ序,后Ⅲ序的次序施工。
单孔防渗帷幕灌浆施工工序流程为:灌浆孔和先导孔:预埋φ159mm铁管→钻孔埋设地锚→稳钻机、调整倾角和方位→φ159mm铁管中钻第一段→冲洗→简易压水→灌浆→钻第二段→孔口封闭、冲洗→简易压水→灌浆→钻第三段……灌浆→钻最后一段→单孔测斜验收→孔口封闭、冲洗→简易压水→灌浆→压力封孔检查孔:布置孔位→钻孔埋设地锚→稳钻机、调整倾角和方位→砼钻孔→钻第一段→下栓塞、冲洗→压水试验→灌浆→钻第二段→下栓塞、冲洗→压水试验→灌浆→钻第三段……灌浆→钻最后一段→单孔测斜验收孔→下栓塞、冲洗→压水试验→灌浆→压力封孔8.5.2 帷幕灌浆各工序施工方法8.5.2.1 钻地锚孔、稳钻机根据φ159mm预埋管的孔位钻地锚孔,埋地锚钩,最后用水平尺、罗盘调整钻机并锚固。
根据钻孔设计倾角和方位角,调整钻机立轴。
8.5.2.2钻孔a. 孔位:按测量控制点和设计图纸准确定位,孔位允许偏差不大于10cm。
因故变更孔位的孔将通过监理工程师同意并签证后方可变更,并准确记录实际孔位。
b. 钻孔:采用岩芯回转钻机和金刚石钻头进行工艺钻孔,清水做冲洗液。
钻孔按灌浆的程序,分序分段进行。
c. 孔径:一般灌浆孔孔径为φ59mm,先导孔和检查孔孔径为φ75mm。
d. 孔向:钻孔方向按施工图纸要求确定,施工时确保孔向和倾角准确,垂直或顶角小于5°的帷幕灌浆孔,其孔底偏差应符合表8-5-1的规定数值。
帷幕孔孔底偏差值表8-5-1对于顶角大于5°和深度大于60m的帷幕灌浆孔,其孔斜根据施工图纸要求或监理工程师的指示执行。
e. 孔深:按设计图纸执行,误差不大于±20cm。
f. 所有帷幕灌浆孔全孔测斜。
在施工过程中采取每5m测一点防止孔斜的措施,避免因孔斜超过规定值而造成报废。
若发现偏斜及时采取补救措施,纠偏无效时,报知监理工程师,按监理工程师指示报废重新钻孔。
g. 灌浆检查孔的孔位按监理工程师指示的孔位施工。
h. 灌浆检查孔的孔底偏差遵循灌浆孔的要求。
8.5.2.3 钻孔取芯和芯样试验灌浆先导孔和检查孔按监理工程师要求取芯,芯样获得率不得小于80%,将所取岩芯按取芯次序统一编号,填牌装箱,绘制钻孔柱状图并描述岩芯。
在取芯过程中,减少芯样的磨损,确保岩芯的获得率。
钻孔过程中,监测和记录钻孔冲洗水、钻孔压力、芯样长度及其它能充分反映岩石特性的因素,并报送监理工程师。
根据监理工程师的指示,对所取岩芯进行试验,将试验记录和成果报送监理工程师。
把每箱岩芯的照片及钻孔操作的详细记录一并提交监理工程师。
按监理工程师指定的地点存放岩芯,妥善保管,以防丢失和混装。
8.5.2.4 钻孔保护所有预埋管钻孔在验收之前,均要妥加保护,避免因过失造成扫孔或重钻。
8.5.2.5 钻孔冲洗和压水试验(1)冲洗采用钻孔冲洗和压力水冲洗。
每段钻孔结束后,加大水量冲洗钻孔,再提取岩芯后下钻杆安装灌浆装置,进行压力水冲洗,直至回水变清为止。
遇到地质条件特别复杂时的冲洗方法,须通过现场试验由监理工程师确定。
冲洗压力:冲洗压力采用80%的灌浆压力,压力超过1MPa时,采用1Mpa。
裂隙冲洗在回水澄清后10min结束,且总的时间要求,单孔不少于30min,冲孔不少于2h。
对回水达不到澄清要求的孔段,要继续冲洗直至澄清为止,孔内的残留沉积物不得超过20cm。
当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆结束不足24h时,不得进行裂隙冲洗。
灌浆孔(段)裂隙冲洗后,该孔(段)则立即连续进行灌浆作业,因故中断时间间隔超过24h的在灌浆前要重新进裂隙冲洗。
(2)压水试验a.一般灌浆孔在灌浆前均作简易压水试验,压力为灌浆压力的80%,该值若大于1Mpa时,采用1Mpa,压水时间20min,每5min测读一次读数,共测4个读数,取最后的读数值作为计算流量,然后换算出有效压力计算出Lu值。
b.检查孔采用自上而下分段卡塞进行压水试验,采用3级压力5个阶段进行(即0.3、0.6、1.0、0.6、0.3Mpa;其中第一段压力采用0.1、0.2、0.3、0.2、0.1MPa)。
压入流量的稳定标准为:在稳定的压力下,每3~5min 测读一次压入流量,连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的1 0%,或最大值与最小值之差小于1L/min。
试段透水率由三级压力中的最大之时的压入流量、段长、全压力计算得出。
c.检查孔压水采用五点压水法或根据监理工程师的指示执行。
d.计算公式为:q=Q/PL式中:q---试段透水率(Lu);Q---压水计算流量(L/min);L---试段长度(m);P---作用于试段内的全压力(Mpa)。
压水试验成果以基岩透水率(q)表示,单位为吕荣(Lu)8.5.3 灌浆试验8.5.3.1浆液试验灌浆施工开始前按监理工程师指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列试验:(1)浆液配置程序及拌制时间;(2)浆液密度或比重测定;(3)浆液流动性或流变参数;(4)浆液的沉淀稳定性;(5)浆液的凝结时间,包括初凝或终凝时间;(6)浆液解释的容重、强度、弹性模量和渗透性;(7)监理工程师指示的其他试验内容。
通过现场灌浆试验选择的浆液水灰比以及掺合料、外加剂等的品种及其掺量报送监理工程师。
8.5.3.2 现场灌浆试验(1)根据工程的建筑物布置和地质条件,选择地质条件与实际灌浆区相似的地段作为灌浆试验区。
(2)根据灌浆工程施工图纸的要求或按监理工程师指示选定试验孔布置方式、孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数。
(3)在每一灌浆试验区内,按批准的灌浆试验大纲拟定的施工程序和方法进行灌浆试验,检查灌浆的效果,整理分析各孔序和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量等灌浆试验成果报送监理工程师。
8.5.3.3 制浆(1)制浆材料称量制浆前称量材料,称量误差不大于5%。
水泥等固相材料采用重量称量法。
(2)浆液搅拌a、各类浆液搅拌均匀,记录测定的浆液密度和黏滞度等参数。
b、纯水泥浆液的搅拌时间:使用普通搅拌机时,不少于3min,使用高速搅拌机时,不少于30s。
浆液在使用前过筛,搅制的浆液超过4h应弃浆重制。
8.5.3.4 集中制浆(1)帷幕灌浆施工时采用集中制浆。
(2)集中制浆站制备水灰比为0.5:1的纯水泥浆液,输送浆液的流速为1.4~2.0m/s,各灌浆地点在测定来浆的密度后根据不同的需要调制使用。
(3)浆液温度要保持在5~40℃,低于或超过此标准的浆液则为废浆遗弃。
8.5.4 帷幕灌浆8.5.4.1 概述灌浆采用孔口封闭(在预埋管口变径接孔口封闭器),自上而下,孔内循环灌注法灌浆。
8.5.4.1灌浆压力和灌浆方法(1)帷幕灌浆压力:孔深40m以下压力为2.0~2.5Mpa;孔深40m以上压力为2.5~3.0Mpa。
灌浆方法:灌浆采用孔口封闭,自上而下,孔内循环灌注法灌浆。
(2)灌浆时尽快达到设计的压力值,接触段和注入量大的孔段分段升压。
(3)灌浆按分序加密的原则进行。
(4)帷幕灌浆段长为5m,特殊情况下适当缩减或加长,但最长不超过10m。
(5)孔口无涌水的孔段,灌浆结束后不待凝。
在断层、破碎带等地质条件复杂的地区要待凝,待凝时间根据实际地质条件确定。
8.5.4.2 浆液水灰比和变浆标准(1)施灌时水灰比按灌浆试验确定的或监理工程师批准的水灰比,浆液由稀到浓逐级变换。
当灌浆压保持不变,注入率持续减少,或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高,则水灰比不能改变。
(2)当某一比级浆液注入量达到300L以上,或灌注时间已达1h而灌浆压力和注入率均无显著改变时,要换浓一级水灰比的浆液灌注;当注入率大于30L/min时,根据施工具体情况,浆液越级变浓。
8.5.4.3灌浆结束标准采用自上而下分段灌浆法,在规定压力下,当注入率小于0.4L/min时,延续60min,或小于1L/min时,延续90min,灌浆即可结束。