中国水利水电第六工程局有限公司 辽宁丹东 118002
摘要:文山州德厚水库坝址区左岸下层平洞灌浆主要采用回填灌浆及固结灌浆,本文主要阐述了回填灌浆及固结灌浆施工工艺、方法。
关键词:施工工序;工艺流程;灌浆材料;设备和制浆;回填灌浆;固结灌浆
一、工程概况
坝址左岸上层灌浆平洞地处浅~中等切割中山山地高原地貌,总体地势北高南低。工程区地处滇东南部弱地震活动区内,强地震活动带距工程区距离多大于100Km,无较大活动断裂穿越库区,区域构造相对稳定。
坝址区大面积分布碳酸盐岩,主要为石炭系(C1、C2、C3)、二叠系下统(P1)厚层、巨厚层状灰岩。坝址区岩溶强烈发育,钻孔线岩溶率8%~15%,钻孔遇洞率一般超过3个/百米,地下岩溶形态以溶隙、溶管、小溶洞、大溶洞为主,岩溶发育带属中等~强透水层,岩溶欠发育带属弱~中等透水层。坝址两岸灰岩段地下水位基本与河水位齐平,与正常水位无交点,两岸强岩溶带下限高程基本与河床段相同。施工内容主要:回填灌浆、固结灌浆。
坝址区存在坝基及绕坝渗漏问题,渗漏形式为岩溶管道~溶隙型渗漏,渗漏问题严重;坝基及两岸防渗处理底界以接入弱岩溶带中的微弱透水岩体10m为原则,坝址区段岩溶防渗处理底界位于河面下约80m,最低高程1243m。
二、施工工序
回填灌浆施工工序:按分序加密的原则分两序施工。先灌边排后灌顶孔,各次序灌浆时间不得少于48小时。
固结灌浆施工工序:按环间分序、环内加密的原则进行灌浆,一般分为两次序。
回填灌浆在衬砌混凝土达到70%设计强度后进行,固结灌浆在该部位的回填灌浆检查孔施工完后进行。
灌浆施工程序为:回填灌浆及质量检查—→固结灌浆及质量检查
三、施工工艺流程
灌浆施工基本工艺流程为:钻孔定位及编号→一序孔钻孔→一序孔灌浆→48小时后二序孔造孔→二序孔灌浆 →封孔→7d后进行检查孔。
四、灌浆材料、设备和制浆
1、灌浆材料
(1)灌浆材料采用强度等级为:P.O42.5普通硅酸盐水泥。
(2)灌浆用水应符合《混凝土拌和用水标准》JGJ63-2006规定,且制浆水温不高于40℃。
(3)掺合料和外加剂质量应符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL62-2014)的规定。
2、钻孔设备
选用YT-28手风钻进行钻孔。这种风动钻机具有钻孔效率高,钻进效果好,优势明显。
3、制浆、灌浆设备
(1)根据灌浆需要配置高速和低速搅拌机,高速搅拌机的转速达到1440r/min。所有搅拌设备用于制浆前必须现场先进行试运行。
(2)灌浆均采用记录灌浆压力、注入率、密度等施工参数的三参数自动灌浆记录仪,其记录打印的成果报监理审查,做为结量计算的依据,并做为竣工资料的重要组成部分,灌浆自动记录仪在使用前要有率定和检验的证明。
(3)水泥灌浆采用稳定性很好的黑旋风3SNS灌浆泵,泵头设有压力表。
(4)灌浆管路应保证浆液流动畅通,并能承受足够的压力。
(5)使用水泵、灌浆泵的工作压力按施工图纸要求选定,并保证在所有压力下都有足够的供水量,保证压力稳定、出水均匀、工作可靠。
(6)施工过程中准备足够的流量计、压力表、高压钢丝胶管、供水管及高压阀门等备品。
4、制浆
(1)制浆材料必须称量,称量误差应小于5%。水泥等固相材料应采用重量称量法计量。
(2)各类浆液必须搅拌均匀,测定浆液密度和沉淀稳定性等参数,并作好记录。
(3)纯水泥浆液的搅拌时间:使用普通搅拌机时,应不少于 3min;使用高速搅拌机时,应不少于30s。浆液在使用前应过筛,从开始制备至用完的时间宜小于4h,否则不能再用。加入掺和料和外加剂的浆液搅拌时间以及自制备到用完的时间通过试验确定。
(4)制浆站应制备水灰比为 0.5:1的纯水泥浆液,输送浆液流速应为1.4~2.0m/s,各灌浆地点应测定来浆密度,并根据各灌浆点的不同需要调制后使用。
(5)浆液温度应保持在 5~40℃,低于或超过此标准的应视为废浆,若用热水制浆,水温不得超过40℃。
(6)各类浆液制备完成后均应测定浆液密度。
制浆站平台示意图
五、回填灌浆
1、一般要求
(1)回填灌浆应在衬砌混凝土达到70%设计强度后进行。
(2)回填灌浆孔按图纸在顶拱角90°~120°范围内布置,采用从预埋管中或者导向管钻孔法,预埋管内径应大于50mm,钻孔孔径不宜小于38mm,孔深入岩100mm。
2、钻孔
根据施工现场的实际情况,采用YT28手风动钻机进行钻孔。回填灌浆孔分两序施工,先施工Ⅰ序孔后施工Ⅱ序孔,同序孔一次性钻出。Ⅰ序孔与Ⅱ序孔分类编号,并实测混凝土厚度和空腔尺寸。
3、灌浆施工
回填灌浆按划分的灌浆区段分序加密进行,区段内灌浆孔分为Ⅰ、Ⅱ序。Ⅰ序环每环2个孔,Ⅱ序环每环1个孔,灌浆施工应先灌边排后灌顶孔。
(1)回填灌浆排距3m,钻孔深入围岩不小于10cm。灌浆压力控制在0.3~0.5Mpa,在隧洞进出口部位灌浆压力可应适当降低
(2)浆液要求:采用强度等级P.O42.5的普通硅酸盐水泥,浆液水灰比0.5:1。空隙大的部位应灌注水泥砂浆,掺沙量不宜大于水泥总量的200%。
(3)采用孔口阻塞纯压式灌浆法施工。
(4)灌浆顺序:
先灌Ⅰ序环,再灌Ⅱ序环。同序孔从最低孔开始灌浆,相邻孔作排水、排气用,待排出浓浆后立即将该孔堵塞,直至全序孔灌至结束,顶拱中心线两侧孔要对称灌注。
(5)灌浆结束标准:在规定压力下,灌浆孔停止吸浆,并继续灌注10min即可结束灌浆。
(6)灌浆结束后,应先关闭孔口闸阀,再停泵,若孔段内的浆液存在返流溢出现象,则需要采用闭浆措施,即灌浆塞应留在灌浆孔内,继续保持孔段封闭状态直至浆液初凝,以打开孔口阀门,孔口不返浆时取塞。
(7)特殊情况处理:回填灌浆因故中断时,应及早恢复灌浆,中断时间大于30min,则应清洗至原孔深后恢复灌浆,此时若灌浆孔仍不吸浆,则应重新就近钻孔进行灌浆。灌浆过程中若发生串浆,应待被串孔排出浓浆后将其堵塞,灌浆孔继续灌注。
4、质量检查
(1)在该部位灌浆结束7d后,进行质量检查。
(2)回填灌浆质量检查采用双孔连通试验,在指定部位布置2个间距为2m的检查孔,向其中一孔内注入水灰比为2的水泥浆,压力与灌浆压力相同,若另一孔出浆流量小于1L/min为合格若不合格,应按监理工程师的指示或批准的措施进行处理,
(3)封孔:考虑到后续固结灌浆施工,回填灌浆孔不封孔。
6.固结灌浆
1、一般要求
(1)固结灌浆应在回填灌浆质量检查合格后进行。
(2)固结灌浆孔按补充设计通知单全断面范围内布置6个孔,孔深3m。采用从预埋管中或者导向管钻孔法。
2、钻孔
根据施工现场的实际情况,采用YT28手风动钻机进行钻孔。固结灌浆孔按环间分序、环内加密施工,并实测混凝土厚度和空腔尺寸。
3、灌浆施工
固结灌浆按划分的灌浆区段环间分序、环内加密进行,一般分为Ⅰ、Ⅱ序。灌浆施工应先灌Ⅰ序环,环内应先施工两边孔再施工中间孔的加密原则进行。
(1)固结灌浆排距2m,钻孔深3m。灌浆压力控制在0.3~1.2Mpa,在隧洞进出口部位灌浆压力可应适当降低
(2)浆液要求:采用强度等级P.O42.5的普通硅酸盐水泥,浆液水灰比3:1,、2:1、1:1、0.5:1。空隙大的部位应灌注水泥砂浆,掺沙量不宜大于水泥总量的200%。
(3)采用孔口阻塞纯压式灌浆法施工。
(4)灌浆顺序:
先灌Ⅰ序环,再灌Ⅱ序环。同序孔从最低孔开始灌浆,相邻孔作排水、排气用,待排出浓浆后立即将该孔堵塞,直至全序孔灌至结束,顶拱中心线两侧孔要对称灌注。
(5)灌浆结束标准:在规定压力下,灌浆孔段注入率不大于1L/min,继续灌注30min即可结束灌浆。
(6)灌浆结束后,应先关闭孔口闸阀,再停泵,若孔段内的浆液存在返流溢出现象,则需要采用闭浆措施,即灌浆塞应留在灌浆孔内,继续保持孔段封闭状态直至浆液初凝,以打开孔口阀门,孔口不返浆时取塞。
(7)特殊情况处理:回填灌浆因故中断时,应及早恢复灌浆,中断时间大于30min,则应清洗至原孔深后恢复灌浆,此时若灌浆孔仍不吸浆,则应重新就近钻孔进行灌浆。灌浆过程中若发生串浆,应待被串孔排出浓浆后将其堵塞,灌浆孔继续灌注。
4、质量检查
(1)固结灌浆质量检查采用单点法压水试验,在该部位灌浆结束3d~7d后,进行质量检查。
(2)采用压水进行固结灌浆质量检查时,合格标准为85%以上试段的透水率不大于5Lu,其余试段的透水率不超过7.5Lu,且分布不集中
(3)封孔:采用“全孔灌浆法”封孔。
灌浆设备连接图
6.结语
随着科技的进步不断的实践,灌浆技术将更完善的应用于水利工程施工,其施工技术与施工质量对水利工程整体质量有着至关重要的影响,因此在施工过程中要严格按照施工设计图纸和施工规范进行,严格保证施工质量。
论文作者:星明明
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/20
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