高压摆喷灌浆试验方案.doc

南水北调中线一期总干渠宝丰郏县段第二施工标段南水北调中线一期总干渠宝丰郏县段第二施工标段 渠道摆喷灌浆试验方案 批准 审核 校核 编制 中国水利水电第八工程局有限公司 南水北调中线工程总干渠宝丰郏县段第二标项目部 二 O 一一年五月 分类 施工方案 编号 021 2 目目 录录 一一 工程概况工程概况 3 3 二二 编制目的编制目的 3 3 三三 编制依据编制依据 3 3 四四 试验部位及围井布置试验部位及围井布置 4 4 4 1 试验部位 4 4 2 围井布置 4 五五 试验准备试验准备 4 4 5 1 场地布置 4 5 2 试验材料 4 5 3 试验设备 5 六六 灌浆试验灌浆试验 5 5 6 1 施工程序 5 6 2 参数选择 5 6 3 工艺流程 6 6 4 施工方法 6 6 4 1 施工准备 6 6 4 2 造孔 6 6 4 3 高喷灌浆 7 七七 灌浆注意事项灌浆注意事项 8 8 八八 质量检查和验收质量检查和验收 8 8 九九 特殊情况处理特殊情况处理 9 9 十十 质量保证措施质量保证措施 1010 十一十一 安全保证措施安全保证措施 1010 十二十二 文明施工保证措施文明施工保证措施 1111 3 渠道摆喷灌浆试验方案渠道摆喷灌浆试验方案 一一 工程概况工程概况 南水北调中线一期总干渠宝丰郏县段工程位于河南省平顶山市境内 第二标段 位于宝丰县境内 桩号 SH 3 25 759 6 SH 3 29 500 全长为 3 74km 本标 段内共有各类建筑物 8 座 其中河渠交叉 2 座 左岸排水 1 座 分水闸 1 座 节制 闸 1 座 公路桥 3 座 其中渠道防渗处理段为 SH 3 28 350 0 SH 3 28 927 5 左右岸总长为 1 155km 本工程渠底板以上地层为上粘性土 下软弱膨胀岩双层结构 上覆土层为第四 系松散层 岩性主要为重粉质壤土 净肠河两岸粘性土下为卵石层 土层厚度较薄 下伏基岩为上第三系砾岩 砂岩 粘土岩及泥灰岩 厚度较厚 场区地下水以潜水 为主 局部具微承压性 主要赋存于上第三系砾岩 砂岩和泥灰岩中 部分赋存于 第四系卵石层中 砾岩 砂岩 泥灰岩渗透系数为 K 5 3 10 4 1 4 10 3cm s 一般为中等透水 局部为弱 强透水 卵石 K 1 3 10 1cm s 具强透水性 各赋 水岩土层富水性一般较好 勘察期间地下水位埋深为 1 5 14m 一般在渠底板以上 地下水具动态变化特征 地下水主要接受大气降水入渗及侧向迳流补给 主要以人 工开采及侧向迳流排泄 二二 编制目的编制目的 为了确保灌浆施工能达到设计要求 验证和优化灌浆参数寻求合理的施工方法 在灌浆施工前进行各个参数的试验 根据要求进行生产性灌浆试验 通过灌浆试验 确定适合灌浆施工的技术参数和合理的施工工艺 为后续施工提供有效 可靠 经 济 合理的灌浆方法 高喷灌浆通过试验最终确定下列灌浆施工技术参数 孔距 灌浆压力 浆液浓度 提升速度 及其他灌浆参数 三三 编制依据编制依据 1 总干渠宝丰至郏县段 第 2 标段 渠道卵石地基处理图 2 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 DL T5148 2001 3 水利水电工程钻孔压水试验规程 SL25 92 4 混凝土拌和用水标准 JGJ63 89 5 水利水电工程渠道喷射灌浆技术规范 DL 5200 2004 4 四四 试验部位及围井布置试验部位及围井布置 4 14 1 试验部位试验部位 本次高喷灌浆生产性试验部位拟布置在净肠河倒虹吸进口 SH 3 28 927 5 处 左右岸各布置一个围井 1 围井布置左岸 2 围井布置右岸 4 24 2 围井布置围井布置 1 围井间距 1 0m 2 围井间距 0 8m 孔深 4 0m 如下图布置所示 摆喷角度 120 3x100 2x100 3x80 2x80 五五 试验准备试验准备 5 15 1 场地布置场地布置 1 在工作面处摆设 2 台 3 5m3空气压缩机集中供风 2 水 电沿用混凝土浇筑所用的供水 供电系统 3 每个工作面的污水使用污水泵抽至沉淀池集中处理 4 在试验部位附件搭设 1 个 3 3m 制浆平台 5 5 2 2 试验材料试验材料 1 水泥 渠道喷射浆液应采用普通硅酸盐水泥拌制 水泥强度等级应不低于 42 5 级 质 量符合 GB175 的规定 不得使用过期的和受潮结块的水泥 2 水 渠道喷射浆液拌和用的水质应按中国标准 JGJ63 2006 的规定执行 3 掺和料 为减缓水泥浆液沉淀速度 根据施工需要 可在硅酸盐水泥中添加 3 水泥重量 的膨润土和 3 膨润土重量的碳酸钠 膨润土的细度应为 200 目 5 4 外加剂 各种外加剂的质量应符合中国标准 DL T5100 1999 的有关规定 其掺量应通过 室内试验和现场试验确定 6 48 脚手架钢管 2T 扣件 50 个 竹跳板 50m2 5 35 3 试验设备试验设备 高喷灌浆主要配置设备表高喷灌浆主要配置设备表 序号设备名称型号功率备注 1 渠道旋喷钻喷一体机 PH 5D40KW 2 渠道浆泵 XPB 90D90KW 3 空压机 LG 6 830KW 4 潜水泵 QY15 26 2 22 2KW 5 电焊机 30KYA17KW 六六 灌浆试验灌浆试验 6 16 1 施工程序施工程序 采用三管法渠道摆喷灌浆方法施工 高喷灌浆钻喷施工分二序进行 先导孔 分二序成孔 高喷成墙 墙体厚度和注水试验检查 相邻孔施工间隔时间不少于 24 小时 6 26 2 参数选择参数选择 高喷灌浆生产性试验根据不同的孔距按照如下参数表进行试验 经试验完成后 进行检查选择最优施工参数 1 围井采用孔距为 1 0m 参数进行试验 2 围井采用孔 距 0 8m 参数进行试验 采用三重管定向摆喷的喷射方法 渠道水嘴为直线双喷嘴 180 夹角 按设计摆喷方向进行喷射灌浆 摆喷墙体采用折线搭接型式 高喷灌浆参数表高喷灌浆参数表 参数及条件数值参数及条件数值 压力 MPa 35 40 压力 MPa 0 6 0 8 流量 L min 70 80 流量 m3 min 0 8 1 2 喷嘴数量 个 2 气嘴数量 个 2 水 喷嘴直径 mm 1 7 1 90 气 环状间隙 mm 1 0 1 5 压力 MPa 0 6 1 0 粉土层 10 12 流量 L min 60 80 提升速度 V cm min 砾石层 8 10 密度 g cm3 1 5 1 7 1 围井 1 0m 浆嘴数量 个 2 孔距 2 围井 0 8m 浆 浆嘴直径 mm 6 12旋转速度 r min 5 20 6 回浆密度 g cm3 1 4 6 36 3 工艺流程工艺流程 高喷灌浆工艺流程见下框图 6 46 4 施工方法施工方法 6 4 16 4 1 施工准备施工准备 1 对施工场地进行平整 对低洼和表部松散部位回填 夯实和加固 以满足 施工机械行走的需要 2 施工场地布置应进行全面规划 开挖排浆沟和集浆池 作好冒浆排放措施 和环境保护措施 3 测量放样 根据设计桩位布置及现场控制点 由技术人员现场放出具体孔 位并明确标识 孔位中心偏差不大于 5cm 4 水 电 气及制浆系统等布置于施工前完成 5 灌浆试验 为保证高喷灌浆铁顺利进行 应在现场布置试验孔 以获得较 好的灌浆参数 6 4 26 4 2 造孔造孔 1 调整钻机呈水平状态 稳固后方可开孔 开孔孔位与设计孔位的偏差不大 于 5cm 2 钻孔直径 开孔孔径 130mm 终孔孔径 110mm 3 孔深 灌浆孔超出砂砾石层以下 50cm 4 采用跟管钻进直接到设计孔深 起钻后注入护壁泥浆 用拔管机拔出套管 并保护好孔口 防止异物掉入孔内 钻孔分 两个次序进行 5 钻孔完成后进行孔斜和孔深测量 由质检人员进行工序验收 检测孔深达 到设计要求 孔底偏斜率 1 5 以后方可终孔 钻孔终孔验收合格后 对孔口妥善保 孔位放样钻孔 测斜 送高压水 送水泥浆 送压缩空气 设备测试 静压注浆 回浆利用 旋转 摆动 提升 喷射灌浆 试喷 下喷杆 机械清洗 7 护 6 4 36 4 3 高喷灌浆高喷灌浆 1 高喷台车就位 使用液压步履装置使高喷台车的井口装置对准孔口 然后 升降液压支腿调平台车 并进行试喷检查 各管路及机械正常 各参数均达到要求 后方可下入喷管 2 喷具入孔 卷扬机起吊喷具 导流器 喷管 喷头及浆气胶管 通过井口 对准孔位中心 将喷管及喷头放入孔内直至孔底 当孔深超 15m 需分数次入孔 接头密封处要特别检查 防止漏浆 3 制浆 采高速搅拌机制浆时 搅拌时间不低于 30S 采用普通搅拌机时应 不少于 90s 水泥浆自制备至用完时间不应超过 4h 用比重称或比重计测量浆液比 重 符合要求后 经过滤网对浆液进行过滤后存在 1m3的贮浆桶中 进行喷灌施工 采用二重管法喷射注浆的水灰比为 1 1 1 5 1 采用三重管法喷射注浆的水 灰比为 1 1 1 4g cm3 1 37g cm3 有特殊要求时可掺入下列掺合料 膨胀土 或塑性指标不小于 14 的黏性土 以及最大粒径不大于 2mm 的质地坚硬的天然砂或人 工砂 当施工中浆液密度超出上述指标时 应立即停止喷注 并调整至上述正常范 围后 方可继续喷射 4 喷射提升 先开动泥浆泵供浆 然后开动渠道水泵喷射 再开动空压机供 气 静喷约 30s 检查各参数均符合设计要求后按拟定的参数开始摆动提升 在离 设计墙顶高程 1 0m 时放慢提升速度 到达设计墙顶后静喷 30s 5 孔口回填 喷射灌浆结束后 关闭渠道水及气 继续往孔内送水泥浆液 直至孔口浆液下降不明显时 结束供浆 6 机具清洗 每喷射完一孔后 用清水冲洗机具及喷管喷头 以免管路堵塞 7 成墙施工 高喷灌浆作业分两序进行 单孔喷射作业连续进行 相邻 序孔的作业时间间隔为 12 72h 施工时根据现场施工情况调整同序孔的施工 次序 如施工间隔时间过长 采取提高喷射压力 降低提升速度等措施处理 确保 序墙体的可靠搭接 8 高喷灌浆施工采用自下而上的方式进行 喷射管的起喷深度应设计孔底高 程以下 0 5 1m 注浆过程中应达到 渠道注浆设备的额定压力和注浆量应符合要求 并确保管路系统的畅通和密封 8 风 水 浆均应连续输送 水泥浆液的渠道喷射作业不得停喷或中断 二重管机具试运转时的空压机风压保持 0 7MPa 并与泵压保持 20 土 2MPa 浆 液射流同轴喷射 三重管机具试运转时的渠道水泵压力保持 20 土 2MPa 空压机风 压保持 0 7MPa 泥浆泵泵压保持 2MPa 同轴喷射 七七 灌浆注意事项灌浆注意事项 1 地面试喷 定向 高喷台车就位并对准孔口后 为了直观检查渠道系统的 完好性以及是否能够满足使用要求 首先应进行地面试喷 同时 通过调整液压转 盘的角度 使渠道喷射流对准设计轴线方向 方向应经过质检员的校核 2 开喷 喷管钻 下 至指定深度后 拌制水泥浆液 即可供浆 供风 供水 开喷 待各压力参数和流量参数均达到要求 且孔口已返出浆液时 即可按既定的 提升速度进行定向摆喷喷射灌浆 3 高喷灌浆保持全孔连续一次作业 作业中因拆卸喷射管而停顿后 重复高 喷灌浆长度不小于 0 2m 4 装 卸喷射管时 采取措施密封 加快装卸动作以防止喷嘴堵塞 5 在高喷灌浆过程中 出现压力骤降或骤增 孔口回浆浓度和回浆量异常 甚至不返浆等情况时 查明原因后及时处理 6 当孔内出现严重漏浆 拟采取以下措施进行处理 停止提升喷射管 降低 喷水压力 流量进行原地灌浆 喷射水流中掺加速凝剂 加大浆液密度或灌注水泥 砂浆 水泥粘土浆 向孔内冲填砂土等堵漏材料 7 供浆正常情况下 孔口回浆密度变小 不能满足设计要求时 拟采取加大 进浆密度或进浆量的措施予以处理 8 如高喷灌浆发生串浆 则首先填堵被串孔 继续串浆孔的高喷灌浆 待其 结束后 尽快进行被串孔的扫孔 喷射或继续钻进 9 高喷灌浆因故中断后恢复施工时 重复高喷灌浆长度不少于 0 3 10 高喷灌浆结束后 充分利用孔口回浆或水泥浆液对已完成孔进行及时回 灌 直至浆液面不下降为止 11 施工中将如实记录高喷灌浆各项参数 浆液材料用量 异常情况及处理 等 八八 质量检查和验收质量检查和验收 9 高喷墙体质量检查在成墙 7 天后进行围井检查和 14 天后采用开挖检查 1 开挖检查 每处槽坑长 3 5m 深 2 5 4 0m 采用人工开挖 对开挖揭 露情况作描述并拍照 2 围井检查 围井的开挖深度要求开挖到高喷墙底以上 2m 位置 围井底部 采用水泥浆进行封闭 围井采用注水试验计算渗透系数 渗透系数按照附录计算公 式进行 根据渗透系数分析防渗效果 3 围井检查坑在检测结束后按监理人要求及时回填密实 4 根据检查情况 选择最优施工进行施工生产 5 高喷灌浆渗透系数计算公式 K 2Qt L H h0 H h0 式中 K 渗透系数 m d Q 稳定流量 m3 d t 高喷墙厚度 m L 围井周边高喷墙轴线长度 m H 围井内试验水位至井底的深度 m h0 地下水位至井底的深度 m 九九 特殊情况处理特殊情况处理 1 喷射中断 在喷射过程中 因故中断 中断时间超过 30 分钟 准确记录中断位置 复喷时 将喷管下入中断处以下 50cm 复喷搭接 如喷管下不到位 扫孔直至搭接部位以下至 少 50cm 2 若地层中空隙较大 孔口返浆浓度偏低 减慢提升速度或进行静喷 直至 正常为止 孔口没有返浆 则采用从孔口注泥浆 在浆液中加入适量的速凝剂 减 少浆液流失 事后进行可控性灌浆补强 3 高喷灌浆过程中 若孔内发生严重泥浆 可采取以下措施处理 孔口不返浆时 应立即停止提升 孔口少量返浆时 应降低提升速度 降低喷射压力 流量 进行原位灌浆 在浆液中掺入速凝剂 加大浆液密度或灌注水泥砂浆 水泥黏土浆等 向孔内填入砂 土等堵漏材料 10 4 若冒浆过大 采取提高喷射压力 加快提升速度 但应经现场监理人批准 同时对冒出地面的浆液对已灌孔进行回填利用 5 钻孔遇孤石和块石地层 详细记录 在高喷灌浆前 采取膏浆预充填 高 喷时降低提升速度和静喷等措施 以保证灌浆质量 6 高喷灌浆过程中发生串浆时 应填堵串浆孔 待灌浆孔高喷灌浆结束 尽 快对串浆孔进行扫孔 进行高喷灌浆 或继续钻进 7 当局部需要扩大喷射范围或提高凝结体的密实度时 可采用重复喷射措施 十十 质量保证措施质量保证措施 1 制度控制 建立严格的质量管理制度 施工前由技术负责人对施工操作人员进行技术交底 使施工操作人员充分领会设计意图及有关技术要求 高喷灌浆工作人员须持证上岗 建立质量奖惩制度 奖优罚劣 避免偷工减料 盲目施工的现象 2 施工材料控制 施工材料均要符合质量标准 并附有生产厂家的质量证明 每批水泥入库前按 有关规定进行检验验收 施工现场的水泥仓库作好防潮的设施建设 经检验不合格 或受潮结块水泥坚决不用 3 检测 计量设备控制 所有施工用的检测 计量仪表 设备均送检测单位进行率定 合格后方可使用 施工过程中经常效验 保证其测量的准确性 4 施工过程控制 为了保证工程质量 在施工过程中 质检人员的检查验收贯穿于整个过程 以质量检查程序和检测手段来保证工程质量 施工过程中加强施工工序之间的衔接 每道工序按照三检制的程序进行检查 严格把好质量关 对施工中发生的质量事故 坚持 三不放过 原则 深入 现场 认真分析 严肃处理 在施工过程中 做好原始资料的记录 现场工程师跟班对施工全过程进行控 制 及时对资料整理分析 以指导施工的顺利进行 钻孔完成后 采用 KXP 1 测斜仪进行测斜 超过设计允许范围 进行纠偏处 理直至达到要求 11 灌浆过程中 对灌浆浆液比重 灌浆段长 灌浆压力和结束标准等项目进行 检查 使用灌浆自动记录仪和人工同时进行记录并进行核对 灌浆完毕 按要求进行封孔质量检查 达不到要求的 进行处理直至达到要 求 渠道喷射灌浆过程中 对浆液比重 提升速度 喷射压力等项目进行检查 使用灌浆自动记录仪和人工同时进行记录并进行核对 十一十一 安全保证措施安全保证措施 1 开工前 对施工人员进行安全教育 提高安全防护意识 进入施工现场的 人员一律戴安全帽 2 施工中根据现场情况和基础处理施工的特点 制定相应的安全管理制度和 各工序安全操作规程 3 各种机械设备的操作人员未经考核合格不得上岗 4 高空作业平台必须牢固可靠并有足够的作业面积 尽量避免上下交叉施工 作业 当不能避免交叉作业时 必须对上下作业区进行有