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坝体灌浆施工方案
坝体灌浆施工方案
坝体灌浆采用劈裂灌浆+定喷灌浆、副坝劈裂灌浆。
坝体劈裂灌浆施工
1考虑到堤身应力,劈裂灌浆安排在不挡水的枯水期进行,同时应核算灌浆期堤坡的稳定性,进行堤身变形、裂缝等观测,以策安全。
对于较宽的堤防,也应核算堤身应力分布,避免贯穿性横缝产生。
2施工流程(详见图3-1)
④达到控制位移和回
劈裂灌浆施工工艺流程图图3-1
3施工机械设备及劳动力配备
1施工机械设备配置(详见表3-1)
造孔设备选用土坝劈裂灌浆工程配套打孔机械C30锤击钻,其主要规格参数有:
锤孔深度:
30m,锤孔直径Φ75mm,钻杆直径Φ50mm吊锤重量300kg,卷扬能力20kN,钻进速度100~200m/台班(粘性坝体)
搅拌灌浆设备选用WJG80型搅灌机,该机具有搅浆、筛浆、拌浆防沉自动化,全机可自动连续性搅灌作业,移动方便灵活。
可搅灌符合灌浆工艺要求的均质泥浆、砂土混合浆、黏土水泥浆、水泥砂浆和其他各种混合浆液。
劈裂灌浆施工机械设备配置一览表表3-1
序号
设备名称
型号
数量
动力(KW)
1
锤击造孔机
C30
1
7.5
2
搅灌机
WJG80
1
134
3
输浆管
ф51mm
180m
油动
4
泥浆比重称
1
5
测斜仪
KXP-1
1
6
三通管测压器
1
7
灌浆记录仪
1
8
柴油电动机
1
24马力=17.64kW
9
水泵
2
5.05×2
2劈裂灌浆劳动力配备(详见表3-2)
劳动力配备一览表表3-2
序号
机构
名称
人数
合计
1
钻孔组
工长
1
3
钻探工
2
2
搅灌组
工段长
1
7
制浆工
2
灌浆工
2
普工
2
3
观测组
测量工
3
3
4
运土组
普工
8
8
5
修配组
电工
1
3
修理工
2
6
管理及后勤
技术人员
1
3
其他人员
2
4场地布置及施工准备
1场地布置
主坝灌浆场地布置在坝顶左端,靠近1号土料场,副坝灌浆场地布置在坝顶右端,方便土料运输,减少运距,提高效率。
2施工准
由于灌浆需要24小时不间断施工,为保证工程进度与质量,施工前必须做好施工准备,首先,灌浆机、发动机应进行全面检修,保证机械设备正常运行。
第二,选择符合要求的土料场,由于灌浆孔吃浆量的不确定性,所选择的料场土料必须充足。
第三,选好水源及送水车辆。
5辟裂灌浆施工
5.1钻孔施工
劈裂灌浆钻孔均是一次成孔。
钻孔之前,先根据设计要求布好孔位,采用C30锤击钻锤击造孔,进行锤击时,卷扬机通过钢丝绳牵引提升钻杆,使钻杆带着吊锤上升到一定高度后突然放下,让钻杆及吊锤靠自重落下冲击钻孔。
造孔应保证垂直,倾斜度不大于2%。
孔深应大于隐患深度1~2m
5.2安放护壁管
护壁管的作用是使堤顶不致过早劈裂,保证灌浆效果。
护壁管为DN100的无缝钢管,长5m。
下管方法:
悬吊起护壁管放入孔内,上管口在离地1.0m时用布缠绕护壁管,徐徐落下;在离地0.3m时,再用布条二次封堵孔口并填土夯实,防止浆液从孔口冒浆。
上述封孔方法在施工中效果较好。
5.3灌浆施工
浆液由泥浆泵通过注浆管压入孔内,排气完毕后,关闭阀门,向孔内注浆直至大堤劈裂冒浆。
(工艺流程图详见图3-2)
灌浆开始先灌稀浆,水泥浆比重控制在1:
2,等孔口压力突然下降后,再次将比重提高到1.4~1.6之间。
每个灌浆孔都要经过多次复灌,前两次应避免坝顶裂缝,后几次复灌时,坝顶裂缝宽度控制在3cm以内,并在灌后能基本闭合。
每次灌浆量控制在每米0.5~1m3之间。
黏土坝段每孔复灌间隔时间不少于5d,砂土坝不应少于3d。
孔口压力控制在设计最大允许灌浆压力之内。
每孔必须达到终孔标准后,方能起管,直至浆面不再下沉为止,最后加填土夯实。
5.1分序分次施灌
先对第一序孔轮灌,采用“少灌多复”的方法,待第一序孔灌浆结束后,再进行二序孔。
分序分次施灌能使灌入坝体中的泥浆得以尽快析水固结,强度及时提高,同时,能迅速消除由于灌浆引起坝体中局部孔隙水压力升高的威胁,保证大坝施工期的安全,并能促使灌入坝体内的泥浆黏粒向两侧移动,使黏粒在坝体与泥浆交接处进行定向排列,形成一层防渗性能很强的泥浆层。
5.2注浆方法
采用孔底注浆全孔灌注的方法,注浆管下至距孔底20cm左右,泥浆从注浆管下口沥出,使坝体由下部逐渐向上劈开,复灌2~3次或基本不吃浆时,将注浆管提升1~2m,达到间隔时间后,再复灌,直至注浆管距坝顶2m左右为止。
5.3压力控制
灌浆压力是劈裂灌浆施工中一个重要控制指标,控制灌浆压力以“内劈,外不劈”为原则,应注意掌握:
起始劈裂压力、裂缝的扩展压力、最大控制灌浆压力。
对于初灌和复灌时不起压的钻孔,控制压力为P0≤50kPa;一般坝体灌浆控制压力为50~300kPa。
灌浆孔口压力需要现场灌浆试验确定。
5.4弯曲坝段灌浆
弯曲坝段灌浆采用一次成孔轮灌法的施工工艺。
在转弯段施工轴线上,将设计灌浆孔连续钻完,然后逐孔轮流灌浆,单孔每次灌浆量要少,发现孔口有裂缝时就停灌,改灌另孔,当每个钻孔都形成小的裂缝,而且互相交接,灌浆量再逐渐增加,直至灌完形成与转弯段轴线一致的泥浆防渗帷幕为止。
5.5岸坡坝段灌浆
岸坡坝段沿坝轴线布孔,一次成孔采取轮灌,或由河谷坝段向岸坡推进,钻一孔灌一孔,灌浆压力控制在50~100kPa,当岸坡段出现斜缝时,先对斜缝进行充填灌浆处理,灌浆压力采用50kPa,然后再进行劈裂灌浆施工。
5.4灌浆效果检查
主要方法有:
标准贯入试验、弹性波法、现场透水试验、现场载荷试验等。
坝体定喷灌浆施工
1定喷灌浆施工采用三管定喷施工工艺,采用自下而上的灌浆方式,分两序组织高喷施工。
灌浆造孔按一序孔和二序孔分部进行,先喷一序孔,再喷二序孔。
2定喷施工工艺参数表(详见表4-1)
定喷施工工艺参数表表4-1
项目
砂卵石层
参数
定喷角α
25°
定喷摆角β
20°
提升速度(cm/min)
5
高喷注浆参数值
高压泵
压力(MPa)
37~40
流量(L/min)
75
空压泵
压力(MPa)
0.7
流量(L/min)
>60
泥浆泵
压力(MPa)
1~3
流量(L/min)
100
浆液比重
1.6
3施工流程(详见图4-1)
4施工机械设备及劳动力配备
1高喷灌浆施工机械设备配置(详见表4-1)
高喷灌浆施工机械设备配置表4-1
序号
设备名称
型号
数量
动力(KW)
1
地质钻机
SH30-2
1
17
3
灌浆泵
BW-250/50
1
18
4
沙浆泵
C232
1
11
5
空压机
3M3/min
1
油动
6
搅拌机
ZJ-400
1
13
7
测斜仪
KXP-1
1
8
水泵及排污泵
2
5.05
9
灌浆记录仪
1
2高喷灌浆劳动力配备(详见4-2)
劳动力配备一览表(注:
为每班配备人员)表4-2
序号
机构
名称
人数
合计
1
钻灌工段
工段长
1
8
钻探工
2
灌浆工
2
空压机工
1
普工
2
2
制浆工段
工段长
1
5
制浆工
2
普工
2
3
修配工段
电工
2
4
修理工
2
4
管理及后勤
技术人员
1
3
其他人员
2
5现场高压喷射注浆试验
5.1在现场高压喷射注浆作业开始前,选择地质条件具有代表性的区段,并按室内试验选定的配合比进行高压喷射注浆的工艺试验,以选定布孔方式、孔距、排距和孔深以及喷射流量、压力、旋速和提升速度等工艺参数。
5.2试验结束后,应根据工程师指示抽取芯样进行固结体的均匀性、整体性、强度和渗透性等试验,并将试验成果提交工程师。
6定喷施工
6.1钻孔
钻孔沿坝轴线布孔,分工序孔钻孔,采用SH30-2型工程钻机进行钻孔施工,首先把钻杆(注浆管)对准孔位中心,偏差不超过50mm,钻机座要平稳,立轴或转盘要与孔位对正,倾角与设计误差一般不得大于0.5º,钻孔护壁材料为黄泥浆,比重初定为1:
1,孔深达设计孔深后再加深0.5m。
钻孔过程记录完整。
6.2下喷射管
可先钻孔后下管,亦可直接打管,在下(打)管过程中,需防止管外泥砂或管内水泥浆小块堵塞喷嘴(可在插管前用一层薄塑料膜包扎好),一旦发现塌孔等情况,喷射管未能下到孔底,必须重新钻孔。
当喷射管置入土层预定深度后用清水试压,若注浆设备和高压管路安全正常,则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。
6.3注浆作业:
自下而上进行高喷作业,高喷头部只做上升运动(定喷)。
此时,高喷作业系统的各项工艺参数如:
凝结时间、注浆流量、风量、压力、旋转(摆动)和提升速度等应符合设计要求。
并随时做好关于喷射时间、用浆量、冒浆情况、压力变化的记录。
为解决凝结体顶部因浆液析水而出现凹陷现象,每当高喷结束后,随即在喷射孔内进行静压充填灌浆,直至孔口液不在下沉为止。
6.4浆液冲洗
当喷浆结束后,立即清洗高压泵、输浆管路,注浆管及喷头。
不得留有残渣,以免堵塞管线。
6.5灌浆结束条件及回填封孔
高喷灌浆结束条件应在设计规定的灌浆压力下,高喷灌浆孔段单位吸浆量小于0.4L/min,延续灌注60min,或不大于1L/min时,必须灌注90min,灌浆即可结束。
灌浆结束后,应随即将灌浆孔清理干净,用回填料填充密实封孔。
回填前,应会同监理工程师及时进行验收,验收合格后才能进行封孔。
回填材料采用水泥砂浆。
砂浆所用砂粒需洁净,粒度不大于2毫米。
砂的掺量可为水泥的0.75~2倍,水灰比不宜过大,以使水泥砂浆具有适宜的流动性,且使砂粒又不宜于很快沉淀为原则。
6.6单孔高喷施工循环时间表(详见4-5)
单孔高喷施工循环时间表(平均孔深约20M)表4-3
项目
作业
时间(min)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
钻机就位
20
钻孔
40
灌浆
300
静压灌浆
60
其他
60
合计
480
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