围堰工程帷幕灌浆施工技术总结.doc

围堰工程帷幕灌浆施工技术总结1、工程概况XX船舶重工有限责任公司造船设施改造项目围堰工程，围堰全长3939米，根据西区现有设施、水域和地质状况，此围堰分为三个部分：水上港池围堰长874.5米,其中包括470m钢板桩围堰，90.5m沉箱围堰，18m原1码头老沉箱段；陆域围堰长1450米，其中，坞中临时围堰274m；东坞墙围堰565m；西坞墙围堰部分471.5m；西防波堤内侧舾装码头围堰长460米。经地质勘察，本区基岩主要为混合风化花岗岩，上部主要呈呈全风化、强风化、中风化状分布，靠近1#码头港池水域侧埋深较深（-6.5m-7m左右），在坞尾侧埋深较浅（最浅+1.5m+2m），基岩裂隙较发育，裂隙含水量丰富。整个陆域围堰1459m、西防波堤围堰570m采用上部水泥土搅拌墙或高压旋喷桩，结合下部深入基岩的止水帷幕结构。90.5m沉箱围堰和18m原1码头老沉箱段围堰下部采用基床升浆和止水帷幕结构，各工艺间搭接良好，确保最终止水效果。2、施工平面布置供水：供水管路分为淡水和海水两种，淡水主要用于制浆，海水用于冲钻清孔等。淡水从附近供水阀门接入，以胶管接入灌浆工作面上，海水由深水泵自海中抽取。用水量应满足：海水30m3/h，淡水5m3/h。供电：在坞尾西北侧、临时围堰东侧、西围堰南侧各设一个400KWH电闸箱，不同施工部位的供电线路，在配电开关箱就近引入作业面上。特殊情况使用200KW柴油发电机组供电。制浆：在各作业面合适区域选定位置搭设水泥平台，每座平台占地约10m8m，可存放水泥50吨；搅拌机和灌浆泵等设在平台一侧，便于制浆。所制浆液自储浆罐经由胶管，直接泵送至灌浆孔内。排污：为保证施工作业面清洁，在各作业面适当位置设过水沟、集水坑，以污水泵将废弃浆液及导沟内污水及时排出，避免大面积污染地面，需直接排放至海中的先排放至集水坑中沉淀使之符合排放要求，避免造成海面污染。3、施工方法与工艺流程止水帷幕采用自下而上分段灌浆法，其施工工艺流程如下：钻机对正孔位钻孔底段冲洗孔位及压水试验灌浆接触段冲洗孔位及压水试验灌浆灌浆结束封孔。3.1成孔工艺与试验检测方法3.1.1钻孔 钻孔方法钻孔采用SGZ-A型回转钻机，金刚石钻头套管跟进的方法进行施工。沉箱基床止水帷幕是在原预埋管内施工；陆域部分止水帷幕中心线布置与水泥土搅拌桩中心线重合，在水泥搅拌墙两侧按双排梅花型布孔，单排孔距2m，双排累加孔距1m一孔，灌浆孔距水泥搅拌墙中心轴线为0.4m。2m1m 注： -序孔 -序孔 -序孔 为水泥土墙中心轴线施工时每排先施工序孔，再施工序孔，最后施工序孔，并且先施工外排孔，后施工内排孔。钻孔施工要求孔径：土层为91mm；岩石层为60mm。孔深达到岩下4.0m。 钻孔施工控制钻进过程中，控制用水量、压力及回次进尺，以便提高钻进效率，并详细记录钻进过程中的孔内情况，如岩石破碎及各层厚度等。3.1.2孔位冲洗及压水试验孔位冲洗为达到良好的灌浆效果，在钻孔结束后，应对钻孔进行冲洗，将岩石裂隙或空隙中所充填的松软的、风化的泥质充填物冲出孔外，或将其推移到灌浆范围以外。冲洗方法是将灌浆塞下至灌浆部位，先采用大流量水射流，后采用压力水进行冲洗，待回浆管回清水10min后为止，冲洗后孔内残留物厚度不得超过20cm，对个别孔段冲洗时如回浆管不回水，升不起压力，此时采用最大泵压，增加流量，增大水流冲刷力等方法，使其能达到预期的冲洗效果。压水试验检测灌浆前压水试验，首先打先导孔，先导孔采取自上而下分段进行灌前压水试验，以检验地质状况和确定施工参数。灌浆后压水试验也采取自上而下分段进行施工。帷幕灌浆灌后质量检查主要是对检查孔做压水试验，检查孔数量不少于灌浆总孔数的10%，其与帷幕灌浆间隔时间为14d。压水试验采用单点法，计算各段透水率q值，其合格标准为q5.010-5cm/s（相当于透水率q5Lu），合格率应为100%，否则应进行补强处理。压水试验应在裂隙冲洗后进行，具体方法按照水工建筑物水泥灌浆施工技术规范SL6294中附录A的有关要求执行。正式压水试验成果按下述公式计算q值：q=Q/P.L式中 q透水率，Lu（5 Lu相当于510-5cm/s）；Q压入流量，L/min；P作用于试段内的全压力，MPa；L试段段长，m。压水试验稳定标准：在规定的压力下并保持稳定后，每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10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，压水试验即可结束，取最终值作为计算值。压水试验的压力为灌浆压力的80%，对于因特殊情况而降低灌浆压力的孔位，在无特别说明的情况下应按正常压力的标准值做压水试验。3.1.3灌浆 对灌浆材料的要求水泥：采用P.O 32.5R普通硅酸盐水泥，水泥应保持新鲜，受潮结块的水泥不能使用，每一批水泥应进行复检。水：应符合拌制水工混凝土用水的要求。灌浆次序沉箱基床止水帷幕分二序施工，即先施工I序孔，后施工II序孔。陆域上止水帷幕分三序施工，即先施工I序孔，后施工II序孔，最后施工序孔。施工应遵循逐渐加密的原则。 施工方式及灌浆段长帷幕灌浆采用自下而上分段灌浆，孔内循环方式，灌浆时，保证一泵一孔。灌浆段长：第一段为接触段，段长2m，岩上1.0m岩下1.0m，此段在下部第二段灌浆后进行灌注；第二段段长为3.0m，岩下1.0m4.0m，此段先灌注。如果灌浆之前的压水渗透系数大于设计要求，则钻孔深度每次加深2.0m，直至满足设计要求，然后往孔内灌浆。对沉箱基床止水帷幕接触段灌浆时，灌浆塞应扩在沉箱底板预埋管内，对基床升浆的质量缺陷（基床底面和顶面结合部位）进行着重灌浆处理。止水帷幕与水泥土搅拌墙或高压旋喷桩的搭接长度为1.0m。灌浆压力的确定灌浆施工采用一次升压法，但注入率大时应分级升压，各序各段采用的灌浆压力如下： 止水帷幕各序各段灌浆压力段 次孔 序接 触 段 （后灌此段）第 二 段 （先灌此段）备 注I0.20MPa0.35MPa实际灌浆压力根据先导孔压水试验及实际施工情况调整。II0.20MPa0.35MPa0.25MPa0.40MPa浆液浓度变化灌浆浆液的浓度应由稀到浓逐级变换，其浆液水灰比可采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1（重量比）等七个比级。开灌水灰比：基床升浆层采用3:1，岩石采用5:1。浆液变化应遵循以下几个方面：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；某一级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级灌注；当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。灌浆结束标准及封孔方法结束标准：在设计压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注60min；或不大于1L/min时，继续灌注90min，灌浆工作即可结束。封孔方法：采用“机械压浆封孔法”进行封孔。3.1.4划分施工单元整个施工段以48m为一个施工作业单元区段划分。3.1.5灌浆工作必须连续进行，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；3.1.6施工过程中遇到的问题与处理措施施工过程中的质量检查与控制要点及时准确填写施工记录，施工记录须真实反应现场情况，不得伪造杜撰。冲孔完毕后仔细丈量孔深，确保孔深达到要求，防止砂土淤积、塌孔等情况导致的孔深不够情况发生。确保射浆管下放到足够深度，射浆塞安放到位，防止出现孔口漏浆等现象。现场水泥浆制备规范，水泥浆比重满足设计要求。 地表冒浆、孔口漏浆、无压力、地层抬动等情况的处理施工过程中，在某些新回填土、基岩破碎较强的区段，地表冒浆、孔口漏浆、基岩中大量漏浆导致灌浆压力加不上（始终为零）或压力达不到设计要求等情况时有发生，因此须采取一些必要的应对措施加以处理：处理方法：地表冒浆多在灌浆压力较大而灌浆段的位置又较浅时容易发生，地表冒浆或孔口漏浆通常用表面堵盖法处理，于冒浆处涂抹速凝水泥浆或水泥砂浆，堵塞缝隙，难以堵塞的情况一般采取浓浆灌注间歇待凝的方法处理（若冒浆部位集中且范围过大，难于堵塞，亦可采取在冒浆部位浇筑混凝土盖板的方法，本工程未使用）。对于基岩中大量漏浆导致灌浆无压力或压力值不够，则一般采取间歇灌浆法、限制注入量法以及减低灌浆压力法。使用以上方法后应根据需要可在后期进行复灌处理。地层抬动情况处理严格观测抬动情况，一旦发现明显抬动变化，立即采取降压、限流、低压、浓浆、间歇等措施处理，如果仍不见停止抬动，立刻采取中停待凝措施。老河道特殊段处理、孔口封闭灌浆法西坞墙围堰北侧老河道部位（0+378m0+418m左右）地质条件较差，上部为碎石和卵石层，下部为大颗粒强风化岩层，且厚度较大，强度低透水率大，灌注过程普遍地表漏浆、无压力，最后以600L浓浆结束灌注。经研究决定该位置帷幕于原孔位之间进行加密复灌，且加密孔钻至下部坚硬的强中风化岩，本段拟采用孔口封闭灌浆法，后经压水检验，原灌注方法即可满足要求，因此最后没有采用。孔口封闭灌浆法优点：孔内不需下灌浆塞，施工简便，可以节省大量时间和人力；每段灌浆结束后，不需待凝，即可开始下一段的钻进，加快了进度；多次重复灌注，有利于保证灌浆质量；可以使用大的灌浆压力等。西围堰0372m至0473.5m段由于岩面离地表只有1.53.5m，非常高，经业主设计各方研究决定取消该处上部水泥土搅拌墙，直接自岩面以下4m至地表以下0.5m段进行帷幕灌浆处理。后经压水检测，西围堰老河道段处理效果非常理想，无论是加密段还是地表以上土体帷幕段，都能在设计压力下满足渗透系数要求。灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用下列措施处理：低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；浆液中掺加速凝剂；灌注稳定浆液或混合浆液；4、帷幕灌浆的适用范围及工艺特点帷幕灌浆作为一种传统抗渗止水技术在水利水电工程建设中得到了普遍的应用，尤其对于强风化岩石裂隙封堵止水效果非常显著，近年来在围堰止水与船坞止水工程中应用也非常广泛。但在土体中也存在易冒浆、漏浆、不易扩散等缺陷，土体帷幕主要在土层之间进行渗透填充，而较难对土层本身进行整体加固，因此帷幕对土体的止水效果不如水泥土搅拌墙、高压旋喷等。适用于风化破碎岩层，止水效果好，施工便利，机动性高，延展性能良好，与岩面及上部止水结构搭接良好。5、综合施工效率简析5.1机械设备地质钻机SGZ-A共10台,功率18.5kw/台；灌浆泵SGB-6共5台，功率18.5kw/台；0.6m3灰浆搅拌机3台，功率4kw/台；LJ-立式搅拌机5台，功率4kw/台；UB4.0砂浆泵7台，功率4kw/台；1m3储浆罐6台，功率4kw/台；3寸深井泵3台，功率11kw/台。总用水量为30m3/h。5.2人员配置机械手22人（两班），维修工1人，电工1人，电焊工1人，杂工12人，记录员6人（两班），技术人员4人（两班），材料安全1人。5.3施工进度综合分析单台钻机日最高施工效率为3个孔（钻孔、灌浆），日平均施工效率每台钻机为2个孔（钻孔、灌浆）。6、安全施工分析施工用电安全：各开关箱内部电器配置必须实行一机、一闸、一保护，且落实安全岗位责任制到人，配合电工做好雨天用电安全检查。特别是各露天接头的处理，预防触电、设备损伤等安全事故的发生。搅拌水泥浆及灌浆人员应配戴平光镜或风镜，防止压力浆喷射刺伤眼睛。压力表、安全阀应灵敏可靠，输浆管各部接口应拧紧卡牢，管路摆放顺直，避