帷幕灌漿主要施工方法
鑽孔與測斜:採用小口徑地質迴轉鑽機,金鋼石鑽頭鑽孔,開孔前用“兩點法”地錨固定,用角度尺和地質羅盤校正鑽機立軸。第1段灌漿結束後進行孔口管埋設,埋入基岩深度2 m,孔口管採用 73 mm的無縫鋼管。鑽孔測斜選用KXP-Ⅰ型測斜儀,一般每10 m測1次。
2.鑽孔沖洗與簡易壓水:採用高壓水脈動沖洗,沖洗時間不少於30 min,回清水10 min。灌漿前均進行簡易壓水試驗,壓水壓力1.0 MPa。
3.製漿與檢測:採用集中製漿,分部位供漿,漿液經3臺溼磨機串聯磨製後送入攪拌桶,外加劑為UNF-5型高效減水劑,摻量7%。漿液濃度採用標準漏斗粘度計檢測,要求漏斗粘度小於30 s;細度主要採用沉降法,用鐳射粒度儀校核,要求每10 t水泥檢測1次。
4.自動記錄:灌漿記錄全部採用自動記錄儀,自動記錄儀為長江科學院GJY-Ⅲ型和湖南力合LHGY-2000型。
5.灌漿壓力控制:在施工過程中為了避免抬動破壞,建立了注入率與最大灌漿壓力的關係。
帷幕灌漿主要技術指標
壩基滲控設計採用常規防滲排水與封閉抽排相結合的方案。
孔深與段長:孔深按H≥1/3h+c與深入相對不透水巖體頂板以下5 m控制,同時要求終孔段應滿足透水率≤1 Lu、單耗q≤20 kg/m,否則自動加深;灌漿段長第一段2 m,第二段1 m,第三段2 m,以下各段5 m。
2. 灌漿壓力:設計灌漿壓力按不小於1.5倍壩前水頭考慮,灌漿壓力值見下表1:
3. 灌漿材料與漿液配比:灌漿材料採用溼磨細水泥,細度要求D97
4.灌漿施工方法:按分序加密的原則,採用“小口徑、孔口封閉、自上而下、孔內迴圈、高壓灌漿”方法。
5.結束標準:在設計壓力下,1~3段注入率小於0.4 L/min、以下各段小於1.0 L/min,延續灌注時間不少於90 min。
6.質量合格標準:質量合格標準q≤1.0 Lu,接觸段及其下一段的合格率應為100%,以下各段應達90%以上,且q應≤2.0 Lu。
帷幕灌漿特殊情況
灌漿過程中,發現冒漿 漏漿,應根據具體情況採用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進行處理。
2.帷幕灌漿過程中發生串漿時,如串漿孔具備灌漿條件,可以同時進行灌漿。應一泵灌一孔。否則應將串漿孔用塞塞住,持灌漿孔灌漿結束後。串漿孔並行掃孔、沖洗,而後繼續鑽進和灌漿。
3.灌漿工作必須連續進行,若因故中斷,可按照下述原則進行處理:
(1)應及早恢復灌漿。否則應立即沖洗鑽孔,而後恢復灌漿。若無法沖洗或沖洗無效,則應進行掃孔,而後恢復灌漿。
(2)恢復灌漿時,應使用開灌比級的水泥漿進行灌注。如注入率與中斷前的相近,即可改用中斷前比級的水泥漿繼續灌注;如注入率較中斷前的減少較多,則漿液應逐級加濃繼續灌注。
(3)恢復灌漿後,如注入率較中斷前的減少很多,且在短時間內停止吸漿,應採取補救措施。
4.湧水問題:湧水是由於壩基岩體裂隙水在四周河水水壓傳遞下,當鑽孔揭露裂隙含水帶後,地下水的排洩釋放過程,屬於地下水正常逕流。
對鑽孔湧水問題,採取如下措施:對湧水嚴重部位,增加灌漿孔深、改單排帷幕為雙排帷幕,加密灌漿孔;對湧水孔段,提高灌漿壓力(設計壓力+湧水壓力);提高結束標準,要求屏漿時間不少於1 h,閉漿待凝24~48 h。透過以上處理後,湧水孔段灌後掃孔均無湧水,且鑽孔湧水量與湧水孔段頻率隨帷幕灌漿排序、孔序增加而減少。
5.灌漿段注入量大,灌漿難於結束時,可選用下列措施處理:
(1)低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿;
(2)漿液中摻加速凝劑;
(3)灌注穩定漿液或混合漿液。
該段經處理後仍應掃孔,重新依照技術要求進行灌漿,直至3.8.6 灌漿過程中如回漿變濃,宜換用相同水灰比的新漿進行灌注,若效果不明顯,延續灌注30min。即可停止灌注。
6.在岩溶地區的溶洞灌漿,應先查明溶洞的充填型別和規模,而後採取相應的措施處理。
(1)溶洞內無充填物時。根據溶洞的大小,可採用泵入高流態混凝土、投入碎石再灌注水泥砂漿、灌注混合漿液等措施。待凝後,掃孔,再灌水泥漿。
(2)溶洞內有充填物時,根據充填物型別、效能以及充填程度,可採用高壓灌漿、高壓噴射灌漿等措施。灌漿注入量大時,可參照第5條進行處理。 岩溶地質條件下土石壩帷幕灌漿中出現的特殊情況處理:
灌漿是在已建成的大壩頂上進行,在滲透水流的作用下,溶洞、溶蝕裂隙內的充填物幾乎被衝空,構成長期漏水通道,且灌漿是在水庫蓄水情況下進行,地下水流速大,水泥不易沉澱,向下遊流動很遠,會出現灌不住漿、吃漿量很大的現象。對此可採取以下措施處理:1.濃漿堵漏。即先灌0.6:1或0.5:1的濃漿。2.用濃漿衝灌細砂。開始時用砂漿泵灌砂漿,即用灌漿泵向孔內灌0.6:1或0.5:1的濃漿,在孔口向孔內加20%~30%粒徑為0.1~0.25毫米的細砂,直至孔口返漿。3.加速凝劑。為加快漿液凝固,避免漿液沿裂隙流失太遠,在濃漿中摻入1%的水玻璃或2%~4%的氯化鈣。4.孔口衝灌礫石、粗砂。用清水在孔口向孔內由粗到細衝灌礫石、粗砂,礫石的粒徑控制在2~5毫米,最大不超過5毫米,砂的粒徑控制在O.5~2毫米,最小不小於0.5毫米,使其沿裂隙流動、積累,使礫石、粗砂在裂隙中堵塞通道,減小滲水流速,形成反濾,建立阻漿滯漿體。
帷幕灌漿的問題
1)中斷處理 .
由於停電、機械故障、器材等問題出現的被迫中斷灌漿情況 ,應儘快恢復灌漿 .恢復時應從稀漿開始 ,如果吸漿率與中斷前接近 ,則可儘快恢復到中斷前的稠度 ,否則應逐級變漿 .若恢復後的吸漿率減少很多 ,則短時間內即告結束 ,說明裂隙口因中斷被堵 ,應起出栓塞進行掃孔 ,沖洗後再灌 .
2)串漿處理 .
採取漿液加濃、降壓、限流灌注 ,當吸漿率下降時 ,逐步提高灌漿壓力 .被串孔則需掃孔後方可灌漿 .
3)冒漿處理 .
在灌漿過程中發生表面冒漿時 ,輕微者 ,可以稍停灌漿 ,讓其自行凝固堵漏 .嚴重者應先行實行堵漏措施 ,無效 ,可越級變濃漿液 ,降低壓力 ,中斷間歇等辦法 .
4)特大吃漿量的解決方法 .
在只具有一般性裂痕的岩層中灌漿 ,大都可在 1~ 3h之內灌注結束 ,注灰量不會超過 100~ 200kg/m[2].然而有時候會出現大量吃漿不止 ,長時間灌不結束的情況 .其原因大多不是因空隙體積太大沒有灌滿 ,而是因為地層的特殊結構條件促使漿液從附近地表冒出 ,或始終沿著某一固定的通道從或明或暗的地方流失了 .對此 ,採取以下方法進行處理 .進一步降低灌注壓力 ,限制吸漿率不超過 5L/(min?m) ,以減少漿液在縫隙裡的流動速度 ,促使盡快沉積 ;在最稠的水泥漿中摻入速凝劑 ,如水玻璃、氟化鈣等 ,促使盡快凝結 ;灌注更稠的水泥砂漿 ;間歇灌漿 ,以促使漿液在靜止狀態下沉積 ,將通道堵住 .每次間歇前應灌入的材料數量和停歇時間 ,視地質條件、灌漿目的等確定 ,一般可按每次灌入 200~ 500kg/m ,以停歇2~ 8h掌握 .這種特殊情況的灌漿 ,限制吸漿濾 ,不使其超過 5L/(min?s) ,以減少漿液在縫隙裡的流動速度 ,促使漿液儘快沉積 ;在最稠的水泥漿中摻入速凝劑 ,如水玻璃、氟化鈣等促使盡快凝結 ;灌注更稠的水泥砂漿 ;間歇灌漿 ,以促使漿液在靜止狀態下沉積 ,將通道堵住 .每次間歇前應灌入的材料數量和停歇時間 ,視地質條件灌漿目的等確定 ,一般可按每次灌入 200~ 500kg/m ,以停歇 2~ 8h掌握 .這種特殊情況的灌漿 ,結束時不必強迫達到設計壓力 ,但如能達到則必須達到 .若到此壓力時就發生冒漿或大量吃漿的 ,可在較低的壓力下結束 .但凡在低壓結束的 ,待凝一段時間以後 ,應再將孔掃開復灌一次 ,在復灌中爭取達到設計壓力 .對於特大漏水通道採用直接充填細骨料的方法。
帷幕灌漿主要施工方法
鑽孔與測斜:採用小口徑地質迴轉鑽機,金鋼石鑽頭鑽孔,開孔前用“兩點法”地錨固定,用角度尺和地質羅盤校正鑽機立軸。第1段灌漿結束後進行孔口管埋設,埋入基岩深度2 m,孔口管採用 73 mm的無縫鋼管。鑽孔測斜選用KXP-Ⅰ型測斜儀,一般每10 m測1次。
2.鑽孔沖洗與簡易壓水:採用高壓水脈動沖洗,沖洗時間不少於30 min,回清水10 min。灌漿前均進行簡易壓水試驗,壓水壓力1.0 MPa。
3.製漿與檢測:採用集中製漿,分部位供漿,漿液經3臺溼磨機串聯磨製後送入攪拌桶,外加劑為UNF-5型高效減水劑,摻量7%。漿液濃度採用標準漏斗粘度計檢測,要求漏斗粘度小於30 s;細度主要採用沉降法,用鐳射粒度儀校核,要求每10 t水泥檢測1次。
4.自動記錄:灌漿記錄全部採用自動記錄儀,自動記錄儀為長江科學院GJY-Ⅲ型和湖南力合LHGY-2000型。
5.灌漿壓力控制:在施工過程中為了避免抬動破壞,建立了注入率與最大灌漿壓力的關係。
帷幕灌漿主要技術指標
壩基滲控設計採用常規防滲排水與封閉抽排相結合的方案。
孔深與段長:孔深按H≥1/3h+c與深入相對不透水巖體頂板以下5 m控制,同時要求終孔段應滿足透水率≤1 Lu、單耗q≤20 kg/m,否則自動加深;灌漿段長第一段2 m,第二段1 m,第三段2 m,以下各段5 m。
2. 灌漿壓力:設計灌漿壓力按不小於1.5倍壩前水頭考慮,灌漿壓力值見下表1:
3. 灌漿材料與漿液配比:灌漿材料採用溼磨細水泥,細度要求D97
4.灌漿施工方法:按分序加密的原則,採用“小口徑、孔口封閉、自上而下、孔內迴圈、高壓灌漿”方法。
5.結束標準:在設計壓力下,1~3段注入率小於0.4 L/min、以下各段小於1.0 L/min,延續灌注時間不少於90 min。
6.質量合格標準:質量合格標準q≤1.0 Lu,接觸段及其下一段的合格率應為100%,以下各段應達90%以上,且q應≤2.0 Lu。
帷幕灌漿特殊情況
灌漿過程中,發現冒漿 漏漿,應根據具體情況採用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進行處理。
2.帷幕灌漿過程中發生串漿時,如串漿孔具備灌漿條件,可以同時進行灌漿。應一泵灌一孔。否則應將串漿孔用塞塞住,持灌漿孔灌漿結束後。串漿孔並行掃孔、沖洗,而後繼續鑽進和灌漿。
3.灌漿工作必須連續進行,若因故中斷,可按照下述原則進行處理:
(1)應及早恢復灌漿。否則應立即沖洗鑽孔,而後恢復灌漿。若無法沖洗或沖洗無效,則應進行掃孔,而後恢復灌漿。
(2)恢復灌漿時,應使用開灌比級的水泥漿進行灌注。如注入率與中斷前的相近,即可改用中斷前比級的水泥漿繼續灌注;如注入率較中斷前的減少較多,則漿液應逐級加濃繼續灌注。
(3)恢復灌漿後,如注入率較中斷前的減少很多,且在短時間內停止吸漿,應採取補救措施。
4.湧水問題:湧水是由於壩基岩體裂隙水在四周河水水壓傳遞下,當鑽孔揭露裂隙含水帶後,地下水的排洩釋放過程,屬於地下水正常逕流。
對鑽孔湧水問題,採取如下措施:對湧水嚴重部位,增加灌漿孔深、改單排帷幕為雙排帷幕,加密灌漿孔;對湧水孔段,提高灌漿壓力(設計壓力+湧水壓力);提高結束標準,要求屏漿時間不少於1 h,閉漿待凝24~48 h。透過以上處理後,湧水孔段灌後掃孔均無湧水,且鑽孔湧水量與湧水孔段頻率隨帷幕灌漿排序、孔序增加而減少。
5.灌漿段注入量大,灌漿難於結束時,可選用下列措施處理:
(1)低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿;
(2)漿液中摻加速凝劑;
(3)灌注穩定漿液或混合漿液。
該段經處理後仍應掃孔,重新依照技術要求進行灌漿,直至3.8.6 灌漿過程中如回漿變濃,宜換用相同水灰比的新漿進行灌注,若效果不明顯,延續灌注30min。即可停止灌注。
6.在岩溶地區的溶洞灌漿,應先查明溶洞的充填型別和規模,而後採取相應的措施處理。
(1)溶洞內無充填物時。根據溶洞的大小,可採用泵入高流態混凝土、投入碎石再灌注水泥砂漿、灌注混合漿液等措施。待凝後,掃孔,再灌水泥漿。
(2)溶洞內有充填物時,根據充填物型別、效能以及充填程度,可採用高壓灌漿、高壓噴射灌漿等措施。灌漿注入量大時,可參照第5條進行處理。 岩溶地質條件下土石壩帷幕灌漿中出現的特殊情況處理:
灌漿是在已建成的大壩頂上進行,在滲透水流的作用下,溶洞、溶蝕裂隙內的充填物幾乎被衝空,構成長期漏水通道,且灌漿是在水庫蓄水情況下進行,地下水流速大,水泥不易沉澱,向下遊流動很遠,會出現灌不住漿、吃漿量很大的現象。對此可採取以下措施處理:1.濃漿堵漏。即先灌0.6:1或0.5:1的濃漿。2.用濃漿衝灌細砂。開始時用砂漿泵灌砂漿,即用灌漿泵向孔內灌0.6:1或0.5:1的濃漿,在孔口向孔內加20%~30%粒徑為0.1~0.25毫米的細砂,直至孔口返漿。3.加速凝劑。為加快漿液凝固,避免漿液沿裂隙流失太遠,在濃漿中摻入1%的水玻璃或2%~4%的氯化鈣。4.孔口衝灌礫石、粗砂。用清水在孔口向孔內由粗到細衝灌礫石、粗砂,礫石的粒徑控制在2~5毫米,最大不超過5毫米,砂的粒徑控制在O.5~2毫米,最小不小於0.5毫米,使其沿裂隙流動、積累,使礫石、粗砂在裂隙中堵塞通道,減小滲水流速,形成反濾,建立阻漿滯漿體。
帷幕灌漿的問題
1)中斷處理 .
由於停電、機械故障、器材等問題出現的被迫中斷灌漿情況 ,應儘快恢復灌漿 .恢復時應從稀漿開始 ,如果吸漿率與中斷前接近 ,則可儘快恢復到中斷前的稠度 ,否則應逐級變漿 .若恢復後的吸漿率減少很多 ,則短時間內即告結束 ,說明裂隙口因中斷被堵 ,應起出栓塞進行掃孔 ,沖洗後再灌 .
2)串漿處理 .
採取漿液加濃、降壓、限流灌注 ,當吸漿率下降時 ,逐步提高灌漿壓力 .被串孔則需掃孔後方可灌漿 .
3)冒漿處理 .
在灌漿過程中發生表面冒漿時 ,輕微者 ,可以稍停灌漿 ,讓其自行凝固堵漏 .嚴重者應先行實行堵漏措施 ,無效 ,可越級變濃漿液 ,降低壓力 ,中斷間歇等辦法 .
4)特大吃漿量的解決方法 .
在只具有一般性裂痕的岩層中灌漿 ,大都可在 1~ 3h之內灌注結束 ,注灰量不會超過 100~ 200kg/m[2].然而有時候會出現大量吃漿不止 ,長時間灌不結束的情況 .其原因大多不是因空隙體積太大沒有灌滿 ,而是因為地層的特殊結構條件促使漿液從附近地表冒出 ,或始終沿著某一固定的通道從或明或暗的地方流失了 .對此 ,採取以下方法進行處理 .進一步降低灌注壓力 ,限制吸漿率不超過 5L/(min?m) ,以減少漿液在縫隙裡的流動速度 ,促使盡快沉積 ;在最稠的水泥漿中摻入速凝劑 ,如水玻璃、氟化鈣等 ,促使盡快凝結 ;灌注更稠的水泥砂漿 ;間歇灌漿 ,以促使漿液在靜止狀態下沉積 ,將通道堵住 .每次間歇前應灌入的材料數量和停歇時間 ,視地質條件、灌漿目的等確定 ,一般可按每次灌入 200~ 500kg/m ,以停歇2~ 8h掌握 .這種特殊情況的灌漿 ,限制吸漿濾 ,不使其超過 5L/(min?s) ,以減少漿液在縫隙裡的流動速度 ,促使漿液儘快沉積 ;在最稠的水泥漿中摻入速凝劑 ,如水玻璃、氟化鈣等促使盡快凝結 ;灌注更稠的水泥砂漿 ;間歇灌漿 ,以促使漿液在靜止狀態下沉積 ,將通道堵住 .每次間歇前應灌入的材料數量和停歇時間 ,視地質條件灌漿目的等確定 ,一般可按每次灌入 200~ 500kg/m ,以停歇 2~ 8h掌握 .這種特殊情況的灌漿 ,結束時不必強迫達到設計壓力 ,但如能達到則必須達到 .若到此壓力時就發生冒漿或大量吃漿的 ,可在較低的壓力下結束 .但凡在低壓結束的 ,待凝一段時間以後 ,應再將孔掃開復灌一次 ,在復灌中爭取達到設計壓力 .對於特大漏水通道採用直接充填細骨料的方法。