（2）中国水利水电第六工程局有限公司 辽宁省沈阳市110000
【摘要】 利用固结灌浆提高消力池底板砂砾石段基础的整体性、均质性和抗压强度，减小基础变形与不均匀沉陷。新疆和田波波娜大坝工程消力池段基础由岩石基础和砂砾石基础两部分组成，为减小两种不同基础对消力池的影响，在砂砾石基础上进行固结灌浆，成功解决了砂砾石基础的整体性。均质性和抗压强度问题，为今后类似工程施工积累了丰富的经验。
【关键词】 砂砾石基础、固结灌浆、施工技术
1.概述
固结灌浆，是指用浆液灌入岩体裂隙或破碎带以提高岩体的整体性和抗变形能力的灌浆。其主要作用是：①提高岩石的整体性与均质性;②提高岩石的抗压强度与弹性模量;③减少岩石的变形与不均匀沉陷。
2.施工布置
施工平面布置示意图 图1
122.1施工用电、用水
从指定的配电柜，将用电电缆引至工作配电盘，再分至各用电设备。在制浆站内修建蓄水罐，由供水水泵向蓄水罐供水。
2.2制浆系统
制浆站布置在消力池护坦下游一处平台上，该部位高程约为▽1840.00m，制浆站内布置2台JJS-2B型双层搅拌筒、2台输送浆液的3SNS型灌浆泵以及相应的临时水泥仓库。
2.3排污系统
将施工过程中产生的废水、废浆集中，经污水沉淀池进行沉淀处理，集中排至导流明渠。
3.施工分区及施工工艺
33.1施工分区
采用分区施工。
3.2施工工艺要点
消力池砂砾石段固结灌浆主要施工工艺包括：准备工作→钻孔→制浆→灌浆→待凝→检测。
灌浆孔采用地质钻机钻进，每孔分为3段进行施工。由于砂砾石层内钻孔和成孔困难，故砂砾石固结灌浆采用自上而下分段灌浆法进行施工。每段为0.8～2.3米，钻孔完成后灌浆，待凝后再在原孔下钻，灌浆，直至完成。此法针对砂砾石层钻孔过程中易塌孔现象有明显效果。
4.施工方法
44.1施工准备
消力池砂砾石段固结灌浆为有盖重灌浆，待消力池底板混凝土强度到达80%以上后，进行消力池砂砾石段固结灌浆施工。人员、设备和灌浆材料准备就绪，保证设备具备施工生产，灌浆材料已检验合格后，进行灌浆施工。
4.2钻孔
(1) 孔位：灌浆孔开孔孔位由测量放线测出并符合施工图纸要求，孔位与设计位置偏差不大于10cm。
(2) 钻孔方法：灌浆孔地质钻机钻进，固结灌浆孔孔径为φ60mm。
(3) 钻孔施工
Ⅰ序孔钻孔施工，采用GJ-200型地质钻进行钻孔、灌浆，Ⅰ序孔灌浆结束后，进行Ⅱ序孔钻孔、灌浆。
由于消力池底板下基础为砂砾石层，多次分段钻孔，每段钻入砂砾石层的深度为0.8m～2.3m（根据钻孔过程中是否塌孔作为每次钻孔深度），自上而下分为第一段、第二段、第三段等。第一段钻孔、灌浆、凝固后，先钻透已完成灌浆的第一段再进行下一段，以此类推。
4.3灌浆
(1) 制浆采用JJS-2B型双层搅拌筒，拌制水泥浆的顺序为先加水，后加水泥，用磅秤对制浆材料称量，保证称量误差小于5%。配比按设计要求进行。搅拌时间为3分钟，浆液搅拌均匀，每次制浆测定浆液比重，并作好记录。浆液在使用前过筛，从开始制备至用完时间小超过4h。
(2) 灌浆分序：固结灌浆孔分二序。
(3) 灌浆压力：固结灌浆压力初拟为I序孔0.05Mpa，II序孔0.1Mpa。
(4) 浆液水灰比和浆液变换标准
现场固结灌浆浆液水灰比采用2:1、0.5:1两个比级（重量比）。开灌初始比级均为2:1。
固结灌浆浆液水灰比2：1和0.5：1的比重值分别为1.286Kg/L和1.8Kg/L。施工过程中，采用比重计随时检测。灌浆过程中未改变水灰比。
根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 DL/T5148-2001》中第6.5.6条，浆液浓度变换标准如下：
① 当灌浆压力保持不变，注入率持续减小时，或注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。
② 当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，应换浓一级水灰比浆液灌注。
③ 当注入率大于30L/min时，应根据施工具体情况，可越级变浓。
在灌浆过程中，由于砂砾石层强透水性，注浆量非常大，现场决定，在满足规范要求的前提下，浆液水灰比由2:1换为0.5:1。
(5) 灌浆施工
每段钻孔结束后，进行灌浆施工，待上段灌浆结束4h后（水泥终凝后），进行下一段钻孔、灌浆，以此类推完成灌浆施工。灌浆过程中，回浆管的浆液集中处理，不作为灌浆液使用。在灌浆过程中发现邻近孔冒浆时，采用表面封堵，若邻近孔具备灌浆条件，可同时进行灌浆施工。
(6) 灌浆结束标准和封孔
4.4质量检测
砂砾石段固结灌浆合格标准为灌浆前后声波测试波速确有改善，则认为合格。
灌浆前，声波检测波速低于1500m/s，灌浆后，8#灌区设置4个声波检测孔，检测波速为1600～2659m/s，9#灌区设置4个声波检测孔，检测波速为1659～2497m/s，10#灌区设置3个声波检测孔，检测波速为1704～2286m/s。
波速均大于灌浆前的波速，符合消力池砂砾石段固结灌浆要求。
5.砂砾石段固结灌浆施工质量控制
55.1灌浆浆液质量控制
固结灌浆浆液由水泥和水进行拌制，采用高抗硫酸盐水泥，标号为P.HSR 42.5，水泥细度要求通过80um方孔筛，筛余量不大于5%，且质量符合规定的标准。在施工前经过检验，符合施工用水条件，拌浆水的温度控制在5℃～40℃之间。
5.2灌浆施工质量控制
（1）在钻孔过程中，发生塌孔后，应停止钻孔，记录深度后，进行灌浆施工。待上段水泥终凝后，再进行下一段钻孔
（2）灌浆工作必须连续进行，若中途因故中断，应及时恢复灌浆，中断时间超过30min后，需重新钻孔，再进行灌浆施工。
5.3灌浆检测标准
消力池砂砾石段固结灌浆检测标准以检测砂砾石灌浆前后声波测试成果的方法进行质量检验，如灌浆后，波速确有改善，则认为合格。
6.总结
通过对消力池段砂砾石层地基进行固结灌浆处理，灌浆前与灌浆后的声波检测波速发生了明显的提高，体现固结灌浆对消力池段砂砾石层地基的整体性和均质性有明显的改善，提高了基础的强度和承载能力，到达固结灌浆的目的。
参考文献：
[1]DL/T5148-2001,水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].北京:中国电力出版社,2001.
论文作者:于继强（1）张大伟（2）
论文发表刊物:《科技新时代》2019年10期
论文发表时间:2019/12/6
标签：砂砾论文; 钻孔论文; 浆液论文; 波速论文; 水灰比论文; 声波论文; 基础论文; 《科技新时代》2019年10期论文;