帷幕灌浆的施工工艺

第九节第九节 基础帷幕灌浆基础帷幕灌浆 一 施工程序一 施工程序 本次除险加固陈岙水库基础帷幕灌浆工程量为 839 3m 灌浆孔 为单排 分三序施工 孔距分别是 8m 8m 4m 终孔距离 2m 平均灌浆 段深 10 9m 采用自上而下分段灌浆 采用 42 5 级普通硅酸盐水泥 根据本工程防渗墙施工的安排及工期要求 帷幕灌浆工程组织 分两个施工段进行施工 第一施工段从右坝肩坝 0 000 至右坝肩坝 0 062 第二施工段 从左坝肩坝 0 328 至左坝肩坝 0 401 帷幕灌浆试验施工 按分序加密的原则进行钻灌 按先导孔 三序孔逐次序进行钻灌 采用自上而下分段钻灌施工 帷幕灌浆施工程序如下 测量放线 先导孔钻 压 灌 封 序孔钻 压 灌 封 序孔钻 压 灌 封 序孔钻 压 灌 封 检 查孔钻 压 灌 封 完工清场 帷幕验收 二 施工材料二 施工材料 施工材料应满足下列要求 水泥 425 普通硅酸盐水泥 品种满足国标 GB20089 规范 要求 水 施工用水符合拌制砼要求 水电导率必须低于 1000 s 粘土心墙用粘质土 塑性指数 7 或粘粒 0 005mm 含 量大于 25 沙粒 0 05mm 含量小于 30 三 钻孔三 钻孔 钻孔可分为灌浆孔的钻孔 先导孔 检查孔 排水孔和观测孔 的钻孔 根据各钻孔的作用的不同有着不同的工艺和要求 1 灌浆孔的钻孔 灌浆的质量与钻孔的质量密切相关 对于钻孔质量总的要求是 孔 检查孔 排水孔和观测孔的钻孔 根据各钻孔的作用的不同有 着不同的工艺和要求 帷幕灌浆孔布置单排孔 间距 2 0m 灌浆半径 1 5m 帷幕 最小厚度 2m 最佳孔距在准备阶段试验确定 帷幕灌浆孔宜选用较小的孔径 钻孔直径不宜超过 100mm 钻孔孔壁必须平直完整 孔深必须满足设计要求 钻灌浆孔时应对岩层 岩性以及孔内各种情况进行详细记录 并提交给项目监理 钻孔遇有洞穴 塌孔或掉块难以钻进时 可先进行灌浆处理 而后继续钻进 如发现集中漏水 应查明漏水部位 漏水量和漏水 原因 经处理后 再行钻进 钻进结束等待灌浆或灌浆结束等待钻进时 孔口均应堵盖 妥加保护 灌浆孔 段 在灌浆前应进行钻孔冲洗 孔内沉积厚度不得 超过 20cm 帷幕灌浆孔 段 在灌浆前宜采用压力水进行裂隙冲洗 直 到回水清净时止 冲洗压力可为灌浆压力的 80 该值若大于 1Mpa 时 采用 1Mpa 压水 20min 每 5min 测读一次压入流量 取最后 的流量值作为计算流量 其成果仍以透水率表示 如遇岩溶 断层 大裂隙等地质条件复杂地区 帷幕灌浆孔 段 是否需要裂隙冲洗以及如何冲洗 应通过现场灌浆试验确定 施工中不得在帷幕线上进行可能导致不良后果的灌浆试验 压水试验应在裂隙冲洗后进行 采用五点法或单点法 试验 合格并经设计 监理认可确定后方可进行采用 不合格应分析原因 并采用高压喷射灌浆补强 针对以上要求 本工程钻孔选用 150 型地质钻机 钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于 10 厘米 因 故变更孔位时 须征得设计 监理和建设单位的同意 并将实际孔 位作好记录 钻孔孔深必须符合设计的要求 覆盖层及孔口管钻孔 采用 91 岩芯钻具成孔 基岩钻孔采用 75 岩芯钻具钻进 灌浆 钻孔必须保证孔向准确 如果钻孔方向发生偏斜将导致各孔灌浆的 扩散范围不能互相搭接 从而留有漏水通道 为控制钻孔方向准确 钻机安装必须平正稳固 钻孔时在孔口埋设孔口管 钻机立轴和孔 口管的方向必须与设计孔向一致 孔口管对全孔钻进能够起到导向 的作用 从而保证钻孔的方向 为满足设计对孔斜的要求 确保工 程质量 对孔深相对较浅的帷幕灌浆孔测斜 拟采用 KXP 1 轻便测 斜仪 KXP 1 型测斜仪的精度为 方位角 2 顶角 0 5 每钻进 5 10 米进行一次测量 作好观测记录和资料分析 及时发 现问题 纠正钻孔的方向 当遇到特殊地段 如断层 或钻孔相对 较深孔斜难以控制时 采用 DUZ D 型多点照相测斜仪进行测量 DUZ D 型多点照相测斜仪的精度为 方位角 0 5 顶角 0 2 2 先导孔 检查孔 排水孔和观测孔的钻孔 帷幕灌浆先导孔的孔位应与帷幕灌浆一序孔相结合 钻孔孔 径为 75mm 孔间距为 30m 灌浆检查孔的孔位应按监理人的指示确 定 随机排水孔的孔位应按施工图纸规定或监理人的指示确定 观 测孔的孔位应符合要求 先导孔 灌浆检查孔的孔底偏差要求与灌浆孔相同 其它各 类钻孔的孔底偏差应不大于 1 40 孔深或符合施工图纸规定 排水孔的位置偏差应不大于 10cm 孔的倾斜度偏差应不大 于 1 孔深误差不大于孔深的 2 除监理工程师批准外 在排水孔周边 30m 范围内 或监理 工程师指示范围内 的灌浆孔尚未灌浆之前不得钻进排水孔 排水孔钻进过程中 如遇有断层破碎带 软弱岩体或溶洞等 特殊情况 及时通知监理人 并按监理工程师的指示进行处理 若 钻进中排水孔道堵塞 则应按监理工程师的指示重钻 3 钻孔取芯 对检查孔 帷幕灌浆先导孔 进行钻取岩芯 按取芯次序统 一编号 填牌装箱 并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述 芯样的最大长度应限制在 3m 以内 一旦发现芯样卡钻或被 磨损 应立即取出 对于 1m 或大于 1m 的钻进循环 若芯样获得率 小于 80 则下一次应减少循环深度 50 以后依次减少 50 直至 50cm 为止 如果芯样的回收率很低 应更换钻孔机具或改进钻进方 法 在钻孔过程中 对钻孔冲洗水 钻孔压力 芯样长度及其它 能充分反映岩石或混凝土特性的因素进行监测和记录 制作专用岩芯盒对岩芯进行存放 并对岩芯用岩芯卡片进行 标记 放于指定地点妥善保存 帷幕灌浆先导孔钻孔完毕后 进行地质 CT 试验 并将试验 成果报监理工程师 4 冲洗 钻孔后 将冲洗管插入孔内 并用堵塞器将孔口堵住 用压力 水冲洗 冲洗工作分两步进行 即钻孔冲洗和岩层裂隙冲洗 钻孔 冲洗在钻孔结束以后 将钻具下到孔底 从钻杆通入压力水进行 冲洗时 流量要大 使孔内回水的流速足以将残留在孔底的岩粉 铁沫冲出孔外 冲洗一直要进行到回水变清 孔内残存的沉积物厚 度不超过 10 20 厘米 岩层裂隙冲洗是将裂隙中松软 风化的充 填物洗出孔外或推移到灌浆区范围以外 当岩层较完整和裂隙较小 的情况下 采用单孔冲洗 否则可采用群孔共同冲洗 冲洗水压不 大于 80 的灌浆压力 压力超过 1MPa 时 采用 1MPa 冲洗风压 采用 50 灌浆压力 压力超过 0 5MPa 采用 0 5MPa 冲洗时间不 少于 30 分钟 裂隙冲洗应冲至回水澄清后 10min 结束 且总的时 间要求 单孔不少于 30min 串通孔不少于 2h 对回水达不到澄清 要求的孔段 应继续进行冲洗 孔内残存的沉积物厚度不得超过 20cm 当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足 24h 时 不得 进行裂隙冲洗 灌浆孔 段 裂隙冲洗后 该孔 段 应立即连续 进行灌浆作业 因故中断时间间隔超过 24h 者 应在灌浆前重新进 行裂隙冲洗 5 压水试验 压水试验在裂隙冲洗完成后进行 每段均必须进行 一般灌浆 孔采用简易压水试验 先导孔分段压塞根据设计图纸的要求采用单 点法或五点法压水试验 检查孔采用五点法压水试验 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 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 四 制浆四 制浆 1 制浆材料 帷幕灌浆选用的水泥标号不应低于 42 5R 帷幕灌浆的水泥细 度要求通过 80 m 方孔筛 其筛余量不大于 5 对于灌浆所用的水 泥要严格的控制其质量 按批量收集其出厂合格证 并按批量抽样 检验 不合格的水泥不得进场使用 对于存放时间长或因受潮而结 块的水泥也不得使用 水泥的存放期为三个月 超过三个月的水泥 不得使用 制浆用水必须符合水工混凝土用水的要求 灌浆一般选 用纯水泥浆 拌浆水的温度不得高于 40 如遇特殊情况 根据需 要通过现场灌浆试验论证可使用特定类型的浆液 根据灌浆的需要 可在水泥浆液中掺入下列掺和料 砂 质地坚硬的天然砂或人工砂 粒径不大于 2 5mm 细度模数 不大于 2 0 SO3 含量小于 1 含泥量不大于 3 有机物含量不大 于 3 粘性土 塑性指数大于 7 粘粒含量大于 25 含砂量不大于 5 有机物含量不大于 3 根据灌浆的需要也可在浆液中加入速凝剂 减水剂 稳定剂等外加剂 所有外加剂凡能溶于水的以水溶液的状 态加入 各类浆液掺入的掺和料和加入的外加剂的种类及掺入量必 须经过室内浆材试验和现场灌浆试验确定 2 浆液制备 灌浆前进行浆液的室内试验 测定浆液的浆液密度或比重 浆 液流动性或流变参数 浆液的沉淀稳定性 浆液的凝结时间 包括 初凝或终凝时间 浆液结石的容重 强度 弹性模量和渗透性等参 数 以便于在灌浆过程中使用 制浆前必须对制浆材料进行称量 称量的误差小于 5 使用普通搅拌机时 应不小于 3min 使用高速 度搅拌机时 应不小于 30s 在搅拌站输浆口处设置滤网 保证浆 液在输送到各灌浆点前进行过滤 制浆站制备的浆液的水灰比为 0 5 1 通过灌浆泵输送到各灌浆点 浆液输送的速度为 1 4 2 0m s 各灌浆点以 LJ 1 0 型立式搅浆机用来储存浆液 并 根据灌浆的需要根据浆液的比重配制所需要的浆液 如果在灌浆施 工过程中需要拌制细水泥浆液或稳定浆液 则选用 ZL 400 型搅浆 机进行搅浆 并加入减水剂 搅拌的时间必须经过试验确定 细水 泥浆液自制备至用完的时间应该小于 2 小时 五 灌浆五 灌浆 本工程帷幕灌浆基本要求如下 帷幕灌浆必须按分序加密的原则进行 本工程帷幕灌浆孔分 为三序施工 本工程帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法 帷幕灌浆段长度 采用 3 6m 一个分段单位工程内 后序排上的第一序孔宜在前序 排上最后次序孔在岩石中均灌完 15m 后再开始钻进 灌浆孔的基岩段长小于 6m 时 可采用全孔一次灌浆法 大 于 6m 时 可采用自上而下分段灌浆法 帷幕灌浆应首先采用循环式 射浆管距孔底不得大于 50cm 灌浆压力宜通过灌浆试验确定 也可以通过公式计算或根据 经验先行拟定 而后在灌浆施工过程中根据钻孔的地质资料调整确 定 并经监理认可 为保证接触段灌浆质量 接触段进行单独灌浆 接触段的灌浆压力不宜过大 避免大量的浆液进入覆盖层 该段的 灌浆压力及灌浆量同过试验确定 并且不应套用规范中压力变换及 终孔标准 下面的各段压力逐步递增 当灌浆压力达到设计压力后 的各段都以设计压力 进行灌浆 灌浆压力应尽快达到设计压力 但 当注入率大时应分级升压 灌浆时浆液的浓度应由稀到浓 逐级变换 帷幕灌浆的浆液水 灰比有以下 7 个比级 5 1 3 1 2 1 1 1 0 8 1 0 6 1 0 5 1 当灌浆压力保持不变 注入率持续减少时 或当注入率不变而压力持续升高时 不得改变 水灰比 当某一比级浆液的注入量已达 300L 以上或灌注时间已达 1 小时 而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时 应改浓一级 当注入率大于 30L min 时 可根据具体情况越级变浓 灌浆过程中 灌浆压力或注入率突然改变较大时 立即查明原因 采取相应措施 进行处理 帷幕灌浆的灌浆压力初定为 0 5 1Mpa 帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时 在规定的压力下 当 注入率不大于 0 4L min 继续灌注 60min 或不大于 1L min 时 继续灌注 90min 灌浆可以结束 灌浆全过程中 在设计压力下的灌 浆时间不少于 120min 当长期达不到结束标准时 应报请监理人共 同研究处理措施 帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时 灌浆孔封孔应采用分 段压力灌浆封孔法 六 特殊情况的预防和处理六 特殊情况的预防和处理 1 灌浆过程中 发现冒浆 漏浆 应根据具体情况采用表面封 堵 低压 浓浆 限流 限量 间歇灌浆等方法进行处理 2 帷幕灌浆过程中发生串浆时 如串浆孔具备灌浆条件 可以 同时进行灌浆 应一泵灌一孔 否则应将串浆孔用塞塞住 待灌浆 孔灌浆结束后 串浆孔再行扫孔 冲洗 而后继续钻进和灌浆 3 灌浆工作必须持续 若因故中断 可按照下述原则进行处理 应及早恢复灌浆 否则应立即冲洗钻孔 而后恢复灌浆 若 无法冲洗或冲洗无效 则应进行扫孔 而后恢复灌浆 恢复灌浆时 应使用开灌比级的水泥浆进行灌注 如注入率 与中断前的相近 即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注 如注入 率较中断前的减少较多 则浆液应逐级加浓继续灌注 恢复灌浆后 如注入率较中断前的减少很多 且在短时间内 停止吸浆 应采取补救措施 如加大邻孔邻段灌浆压力 直至补孔 4 灌浆段注入量大 灌浆难于结束时 选用合理措施处理 低 压 浓浆 限流 限量 间歇灌浆甚至充填级配料 该段经处理后 仍应扫孔 重新依照技术要求进行灌浆 直至结束 5 灌浆过程中如回浆变浓 宜换用相同水灰比的新浆进行灌注 若效果不明显 延续灌注 30min 即可停止灌注 6 压水试验不合格应分析原因 并采用高压喷射灌浆补强 七 工程质量检查七 工程质量检查 1 帷幕灌浆质量检查以钻检查孔进行压水试验和采取岩心的分 析成