1、固结灌浆和帷幕灌浆施工工艺研究摘要:灌浆作用是为了提高岩体的整体性与均质性;提高岩体的抗压强度与弹性模量;减少岩体的变形与不均匀沉陷。在破碎的岩层中开挖隧洞时,为避免岩体坍塌或集中渗漏,可在开挖前进行一定范围内的斜孔或水平孔超前固结灌浆。 关键词:灌浆 施工工艺质量 中图分类号:TU644 文献标识码: A 文章编号: 1 概况 本工程的灌浆项目包括泄洪闸防渗墙底基岩段帷幕灌浆、防渗墙内帷幕及回填、闸室砂砾石基础水泥低压注浆,发电厂房及左岸接头坝段的帷幕、固结灌浆,发电厂房接触灌浆。 坝址区为低山丘陵地貌,两岸山体较雄厚,地形不对称,左岸山顶高程 254.2m,坡度较缓,约 2535,冲沟窄小
2、、切割浅;右岸山顶高程 122.2m,宽约 20m,高程 20m25m 的垭口与后山相衔接。山脊两侧沟谷切割较深,下游侧冲沟内有地下水出逸点,高程约 40m50m。 坝址区河谷呈宽阔的“”字形,河谷宽约 460m,河道较顺直,河水由西向东流经坝址,河床、漫滩高程-1m13m,主河槽位于左岸。 坝址河床左侧有 F21 断层通过,宽 7m10m,为压性断层,左岸出露小断层有 f2、f3,宽 10cm30cm。坝址右岸未发现断层构造。厂房区有f2、f3 断层通过,节理发育。河床覆盖层为中密密实砂卵砾石、含少量泥砂砾卵石和含泥砂砾卵石等,自左向右厚度增大,右侧最大厚度约3.0m35.3m。 为加强坝基
3、整体性,提高岩石的整体性与均质性和提高岩石的抗压强度与弹性模量;减少岩石的变形与不均沉陷对坝基进行固结灌浆和帷幕灌浆。 2 固结灌浆和帷幕灌浆 2.1 灌浆工程的施工工艺流程 灌浆应在灌浆试验结束,灌浆试验报告得到监理人的批准,根据施工图纸、技术要求和已批准的灌浆施工技术参数编制灌浆施工作业指导书 ,并与开工前报监理人审批。 2.2 灌浆压力和灌浆方法 1帷幕灌浆压力和灌浆方法 灌浆压力: 各灌浆孔段的灌浆压力根据灌浆试验成果确定。 灌浆要尽快达到设计压力,主帷幕灌浆过程中注意控制压力;做到压力与注入率相适应;灌浆压力以孔口回浆管压力表读数为准,压力读数为压力表指针摆动的中值。 压力表使用范围
4、:选择压力表时,灌浆压力宜在压力表最大量值的 1/43/4 内,压力大于 3Mpa 时,其最大标值应为最大灌浆压力的2.02.5 倍。 灌浆泵的压力摆动范围不大于灌浆压力的 20。 灌浆过程中,当注入率较大时,采用分级升压或间歇升压。 灌浆方法 帷幕灌浆采用“小口径钻进、孔内循环、自上而下分段灌浆”法施工,灌浆塞应塞在已灌段段底以上 0.5m 处。 各灌浆段灌浆射浆管距灌浆孔底不大于 50cm。主帷幕灌浆射浆管的外径与钻孔孔径之差不宜小于 20mm。 没有涌水的灌浆段灌浆结束后,一般不待凝,即进行下一段钻孔,但在断层、破碎带等地质复杂地区或有涌水孔段则应待凝,待凝时间按监理人指示执行。 接触段
5、灌浆结束后应待凝 24h。 2固结灌浆压力和灌浆方法 灌浆压力 固结灌浆压力一般采用 0.4Mpa,灌浆压力以监理人的指示为准; 灌浆压力以孔口回浆管上压力表的读数为准,压力表的读数为压力指针摆动范围的中值; 对有涌水的孔段,灌浆前应测定其涌水压力,灌浆压力应根据涌水压力作相应调整; 固结灌浆边孔灌注时(尤其群孔灌浆时)应采用升压法,并观测混凝土抬动变形情况,如混凝土未发生变形,可将灌浆压力升至设计压力; 对注入率较小的灌浆孔,灌浆压力应尽快升至设计压力,以保证灌浆质量。 灌浆方法 固结灌浆采用孔内循环法施工,其射浆管距孔底的距离不大50cm。 对灌浆段长小于 6.0m 的固结灌浆孔,采用全孔
6、一次钻灌法;对灌浆段大于 6.0m 的固结灌浆孔,应采用分段钻灌。 为防止岩石面或混凝土面抬动,固结灌浆原则上一泵一孔,当相互串浆时,彩用群孔并联灌注,但并联孔数不宜多于 3 个,并应控制灌浆压力。 2.3 浆液水灰比和变浆标准 1. 浆液水灰比 水泥浆液水灰比(重量比)固结灌浆采用3:1、2:1、1:1、0.6:1(或 0.5:1)四个比级,开灌水灰比采用 3:1;帷幕灌浆采用 5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1(0.5:1)六个比级,开灌水灰比采用 5:1。 2. 变浆标准 灌浆过程中,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;
7、 当某级浆液注入量已达 300L 以上,或灌注时间已达 30min,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,应改浓一级水灰比; 当注入率大于 30L/min 时,可根据具体情况越级变浓; 浆液水灰比改小后,如灌浆压力突增或灌浆注入率突减到原注入率的 1/2 以下时,立即回稀到原级水灰比进行灌注,并查明原因。 2.4 灌浆孔封孔 1. 固结灌浆的封孔:全孔段灌浆结束后,采用“压力灌浆封孔法”进行封孔。 2. 帷幕灌浆孔的封孔:帷幕灌浆孔全孔灌浆结束后,及时报请监理单位进行验收,合格后进行封孔。 主帷幕灌浆孔封孔采用“压力灌浆封孔法” 。封闭帷幕灌浆孔用“分段压力灌浆封孔法” 。 灌浆孔封孔后,
8、待孔内水泥浆液凝固后,灌浆孔上部空余部分大于 3m 时,采用“机械压浆封孔法”继续封孔。小于 3m 时可使用 M20 水泥砂浆封填密实。 灌浆孔封孔后,如发现孔口冒浆或返水,扫孔后重新封孔。 3 灌浆质量检查 1. 帷幕灌浆质量检查 质量检查要求 帷幕灌浆质量检查在该部位的帷幕灌浆结束 14d 后进行; 检查孔压水试验采用“单点法”或“五点法” ,试验按水利水电工程钻孔压水试验规程 (SL25-22) ; 检查孔都必须取芯,绘制岩芯柱状图; 所有检查孔不论压水试验结果如何,都必须进行灌浆和封孔; 每盒或每箱芯样拍两张彩色照片,并作好钻孔操作的详细记录; 帷幕灌浆的封孔质量应逐孔进行检查。 检查
9、方法 检查孔压水试验透水率,混凝土与基岩接触段及其下一段的透水率合格率应为 100%,再以下各段的合格率应为 20%以上;不合格段的透水率值不超过设计规定值的 100%,且不集中,灌浆质量可认为合格。否则应由建设单位会同设计、施工单位商定处理方案。 2. 固结灌浆质量检查 采用测量岩体波速或静弹性模量,并结合分析灌浆孔和检查孔的钻孔取芯以及压水试验和灌浆试验成果为辅的方法进行综合评定。 压水试验、岩体波速或静弹性模量应分别在灌浆结束后的37d、14d、28d 进行。 检查孔应会同监理人在分析灌浆资料的基础上,由监理人布置孔位。检查孔的数量不宜少于该部位灌浆孔总数的 5%,一个坝段或一个单元工程内至少要布置一个检查孔。