高压电塔袖阀管注浆保护方案文档格式.docx
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⑵工期安排
为了保证盾构通过时高压电塔的安全,项目部经研究决定采取“三步曲”施工措施,即盾构通过前的预注浆、盾构通过时的跟踪注浆、盾构通过后的补强注浆。
盾构通过前的预注浆计划10月13日进场,钻孔、下套壳料、埋设袖阀管3天,待套壳料达到一定强度后进行注浆,注浆3天。
施工进度计划如下:
序号
分项工程名称
施工日期(10月)
13
14
15
16
17
18
19
1
进场准备
2
钻孔、下套壳料
3
埋设袖阀管
4
注浆
盾构通过时的跟踪注浆及盾构通过后的补强注浆需根据测量对高压电塔的监测情况进行。
3.2施工人员组织机构及设备物质配置
⑴施工人员组织机构
为了有效地完成本次对高压电塔地基基础袖阀管注浆加固,加强对袖阀管注浆施工技术的控制和安全保障,项目部组织相关部门及技术人员对本次高压电塔袖阀管注浆保护方案进行了专题研究,确保施工时电塔的安全及注浆加固能达到预期的效果。
为加强建设项目管理、施工成本控制、施工风险控制,确保工程建设工期、质量、安全、生态环境保护等建设目标全面实现,项目部成立了专门的组织机构。
图1施工组织机构图
表1施工组织机构职责表
岗位/部门名称
姓名
岗位职责
人数
项目负责人
黄星炎
统筹谋划
项目常务副经理
白亚兵
全面管理
项目副经理
张文凭
负责现场组织、协调工作
项目总工
林少波、陈小灵
施工技术负责
技术质检部
伍洋
现场管理、技术交底、质量检查、试验
测量部
陈廷辉
施工放样及监测
安全部
罗光烈
安全检查
钻孔施工班组
陈明明
钻孔、预埋袖阀管
注浆施工班组
注浆施工
⑵设备物质配置
袖阀管注浆采用1台地质钻孔机、1台注浆机、1台水泥浆搅拌机、袖阀管(B管)425m、PVC注浆管(A管)225m、32.5级普通硅酸盐水泥若干吨。
表2袖阀管注浆所需设备物资配备表
设备/物资名称
数量
作用
地质钻孔机
1台
钻孔
注浆机
静压注浆
水泥浆搅拌机
制浆
φ89袖阀管(B管)
425m
5
φ89PVC注浆管(A管)
225m
6
32.5级普通硅酸盐水泥
若干吨
注浆材料
4.施工方案
4.1注浆加固目的
高压电塔混凝土独立基础位于<
1-2>
杂填土层、<
5Z-1>
砂质粘性土层,地质较松散,为避免盾构通过时,高压电塔基础不均匀沉降,导致电塔倾斜、倒塌等事故发生,故盾构通过前在基础周边预埋袖阀管注浆充填地层孔隙、裂缝等,起到土体加固的效果。
由于袖阀管可进行重复注浆,在盾构通过后,根据监测情况还可进行后续及时补强注浆,有效控制地面沉降。
4.2袖阀管注浆原理简介
袖阀管注浆工法是预埋注浆管法的延伸和改进,很好的解决了松散地层注浆管封闭止浆的难题。
采用该工法可以解决松散地层的注浆加固、防渗、堵漏等工程难题,降低岩、土层的可压缩性,以减小周边建筑物的沉降和变形。
袖阀管注浆工法是在浆液经过注浆泵加压后,通过连通管进入注浆管,聚集到袖阀管注浆管段,然后通过钻有直径为6mm的泄浆孔的PVC管(即袖阀管),在内压力的作用下,将包裹在PVC外的橡胶圈胀开和套壳料挤碎。
当压力逐渐增大到一定程度,被加压的浆液就会沿着地层结构产生充填、渗透、压密、劈裂流动,此时由于供浆量小于进入量,压力会自动回复到平衡状态,续后的浆液在压力作用下,使得劈裂裂缝不断向外延伸,浆液在土体中形成固结体,从而达到增加地层强度,降低地层渗透性的目的。
逐次提升或降低注浆内管即可实现分段注浆。
橡胶圈的作用是当孔内加压注浆时橡胶圈胀开,浆液从泄浆孔进入地层,停止注浆时橡胶圈在袖阀管外部浆液的作用下封闭泄浆孔,阻止泥土和地下水逆向进入袖阀管内。
套壳料的作用是在袖阀管周围形成具有一定强度的保护层,注浆时浆液在袖阀管有孔的部位挤碎套壳料,而上部和下部的套壳料仍具有一定强度,可以阻止浆液的上下流动。
这样浆液就只在很小的范围横向流动,以增加地层加固半径。
而双塞管的作用是增压,当浆液通过注浆内管进入双塞管后,浆液从内管上的4cm长的出浆孔流出。
当浆液进入袖阀管和双塞管中间时,在压力作用下,橡皮帽被顶起,随着浆液的聚集,压力达到一定程度后,袖阀管外侧的橡胶圈被胀开,套壳料被挤碎,从而浆液被挤压到地层中。
袖阀管注浆如需分段进行,每段注浆应一次完成。
钻孔、注浆可采取平行作业方式,提高工作效率。
图2袖阀管注浆原理示意图
4.3袖阀管注浆设计参数
⑴注浆孔布置
注浆加固范围为基础外3m,基础以下6m,钻孔孔径约110mm,注浆管采用φ89袖阀管,注浆孔布置为梅花形,环向间距2m,排距2m,预埋注浆管与地面成45º
~60º
,注浆管位置及间距可根据现场情况进行调整。
图3高压电塔袖阀管孔位平面布置图
图4高压电塔袖阀管注浆加固剖面图
⑵套壳料
套壳料配合比(重量比)为水泥:
膨润土:
水=1:
1.5:
1.88,套壳料用量(m3)=1.3×
π×
(钻孔半径2-袖阀管半径2)×
注浆段高度
⑶注浆参数
注浆浆液采用32.5普通硅酸盐水泥浆液,水泥浆水灰比为1:
1,注浆压力初压0.2~0.5MPa,终压1.0~1.2MPa,具体的注浆量、注浆压力、配比等必须结合监测情况加以调整。
4.4施工工艺及流程
袖阀管注浆工艺流程图:
图5袖阀管注浆工艺流程图
⑴钻孔
孔位确定后,钻机进场就位,采用回转式地质钻机成孔,孔深及倾斜度必须满足设计要求,偏差不大于2%。
⑵下套壳料
套壳料一般由粉煤灰、膨润土、水泥加水搅拌而成。
成孔后立即通过钻杆将套壳料置换孔内泥浆,方法是将通过循环泥浆的管接到挤压式注浆机上,在注浆压力的作用下,通过钻杆将孔内泥浆置换成套壳料。
套壳料在压力的作用下,通过钻杆进入钻孔底部,随着套壳料的进入,泥浆从地面孔口置换出来,置换出来的泥浆通过钻孔口的泥浆沟排到泥浆循环池。
在发现排出的泥浆中含有套壳料时,停止置换。
⑶安设袖阀管
在套壳料置换完成后要立即插入袖阀管。
袖阀管插入前根据深度要进行连接,在插入时相邻两节袖阀管用长度为20cm的PVC套管连接,采用U—PVC胶合剂将袖阀管和连接套管粘牢。
第一节袖阀管安装好堵头,再往管中注入清水,目的是减小袖阀管弯曲变形。
袖阀管每节连接好后,依次下放到钻孔中,直到孔底,下放时尽量保证袖阀管的中心与钻孔中心重合。
根据注浆要求,在注浆管部位下B型管,非注浆部位下A型注浆管。
首先在连接好的注浆管下部加下闷盖,将注浆管下入注浆管孔中,要确保注浆管下道孔底,上部要高出地面面20cm~30cm,利用注满水的注浆管的重力作用,使注浆管不会浮起,之后将套管缓慢提出,最后在注浆管上部盖上闷盖,以防止杂物进入注浆管,影响注浆作业质量。
⑷下注浆锌管
先检查注浆头的状况,如单向阀的状态是否良好;
检查管路不能有堵塞现象,并保证各节管路的连接质量;
如果袖阀管出现堵塞,应先进行洗管,尽量使锌管下放至孔底。
⑸制浆、注浆
按设计和现场试验提供的配合比拌制好浆液,浆液的比重符合要求。
在一切工作都做好后方可开注浆机进行注浆,根据成孔的先后顺序,待套壳料具有一定强度后将6分带双活塞的注浆锌管,从袖阀管中下到注浆位置,自下而上分段注浆,分段长为50cm。
注浆过程中主要通过听声音、看压力、看注浆量来判断注浆的实施效果;
听声音是否有异常,看压力是否过高,看注浆量是否达到设计的注入量;
这个过程主要靠注浆操作员来控制,另外注浆操作员还要做好注浆记录,并保证记录的真实性。
注浆中应密切注意注浆压力的变化。
每段注浆时,压力表应出现两次峰值,在注浆刚开始,出现第一次峰值,持续的时间很短;
随后压力逐渐下降在一定范围内相对平稳,持续一段时间后,压力表出现第二次峰值,当出现第二次峰值后,将注浆锌管上提进行下一段注浆。
压力表出现第一次峰值是由于套壳料引起的,当套壳料被挤碎,这个峰值很快下降;
随着浆液的注入,地层中间的空隙被填充,注浆压力也逐渐增大,达到第二次峰值。
⑹注浆锌管上提(拔管)
注浆管的上提一般是在压力值(即第二次峰值)和注浆量达到设计值时进行,所以上提注浆管管要用力均匀、及时快速、并按一定的步距(50cm)。
⑺清孔及清理机具
注浆完后,及时用清水将注浆机、搅拌机、管路及注浆管内的浆液清洗干净,避免堵塞影响下次注浆;
注浆管的清洗是为了便于对该孔进行重复注浆或补浆。
图6袖阀管注浆施工流程示意图
4.5施工监测
为了保证注浆施工过程中电塔的安全,避免因注浆导致地面隆起或基础抬起使电塔倾斜或倒塌等事故发生,在电塔的独立基础上布置监测点(见下图),并安排测量班组对高压电塔进行全程监测,监测的主要项目为地面隆沉情况及电塔的倾斜度,同时加强基础周边巡视,发现异常情况立即停止注浆,查找和分析原因,采取有效措施处理。
图7高压电塔监测点布置图
注浆时,需密切注意注浆压力的变化,并且监测数据应及时反馈给现场技术人员,现场技术人员根据监测情况合理地调整注浆压力和注浆量,必须做到监测与注浆施工同步进行,保证信息化施工。
盾构通过时和通过后应加强电塔监测力度,严密监测电塔基础沉降情况,必要时可通过原注浆孔进行补强注浆。
待电塔完全稳定后,方可停止监测。
5.质量控制措施
⑴加强测量放线及检查工作,钻孔时确保孔位、钻孔深度及成孔角度的准确性;
钻孔实际孔位与设计孔位偏差值不能大于10cm;
钻孔深度应满足设计深度,钻进结束后孔底沉渣厚度不得超过10cm;
袖阀管应居中安置,安装深度应满足设计要求,误差不得大于10cm;
袖阀管露出地面高度20~30cm,管底封闭,管口加盖保护。
⑵在注浆施工中应通过现场试验对布孔方式、注浆参数及浆液配比作进一步调整,并在以后注浆施工过程中根据现场实际情况及对电塔的监测情况进行适当调整,以确保注浆效果及电塔的安全;
⑶注浆过程中要采取相应的措施来防止堵管,如多做试验选定合理的凝结时间,注意压力的变化,如压力升高要及时提升锌管;
⑷注浆施工时,严密监视注浆压力和注浆量,并设置观测点进行监测,
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