帷幕灌漿工程施工簡介
一、灌漿:灌漿是帷幕施工中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。按漿液的灌注方式,可分為純壓式和循環(huán)式,前者漿液全擴散到巖石的裂隙中去,不再返回灌漿桶,適用于裂縫發(fā)育滲透性大的孔段;后者漿液在壓力作用下進入孔段,一部分進入裂縫擴散,余下的漿液經(jīng)回漿管路流回到漿液攪拌機中去。大壩灌漿工程大都采用后一種(循環(huán)式)方法,此法的特點是漿液在孔段中始終持流動狀態(tài),減少漿液中顆粒沉淀現(xiàn)象,灌漿質(zhì)量高。
1、 灌漿設(shè)備
水泥漿液灌注所用的主要設(shè)備有水泥漿攪拌桶、灌漿機(泵)、管路、灌漿塞等。有的灌漿機附有水泥攪拌桶,有的攪拌桶由工程單位自行制造。攪拌桶由上下兩個筒體及拌灰裝置、傳動裝置組成,容量一般在100 ~ 200L之間。對攪拌筒的要求是連續(xù)地進行高速攪拌,保證灌漿泵不間斷地工作,桶內(nèi)水泥漿不會分離和沉淀。
灌漿管路有內(nèi)外管、返漿管及高壓輸漿管,要求管子有足夠的耐壓強度,便于拆裝。
灌漿塞是水泥灌漿孔的一種裝置,裝在灌漿管的頭部,其作用在于能分隔密封灌漿孔,進行分段灌漿。主要包括灌漿頭和一些管、閥。也有稱之為帶有橡皮上漿塞的射漿管。純壓式和循環(huán)式的灌漿塞不一樣,一般為工地自制。
灌漿機(泵),常用的有C-232型灰漿泵,單缸隔膜式,***大壓力為15個大氣壓,輸漿量100L/min,機體總重750Kg,漿液輸送距離水平125m,垂直40m,生產(chǎn)率為6m3/時。能連續(xù)壓送摻有細(xì)砂的較濃的水泥漿,但壓力低、噪音大。適用于吸漿量特大,需要灌注砂漿以及低壓灌漿的孔段。用水泥砂漿封孔時,也多采用這種類型的泵。
常用于鉆探的BW-250/50型泥漿泵,也可用來代替灌漿泵。
2.灌漿壓力的控制
在灌漿過程中,應(yīng)根據(jù)灌漿試驗的成果(或者同類灌漿工程的經(jīng)驗),選定灌漿的壓力,整個灌漿過程應(yīng)在規(guī)定的壓力下有控制地進行。
在透水性不大,裂隙不甚發(fā)育的較堅硬、完整的巖石中灌漿,采用一次升壓法。灌漿開始后,即盡快地將壓力升到規(guī)定的壓力,不管其單位吸漿量的大小,在規(guī)定的壓力下,漿液的累計吸漿量達到一事實上限度后,調(diào)換漿液配合比,改變漿液濃度,逐***加濃,單位吸漿量將逐漸減少,直至達到灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為止。
在遇到基礎(chǔ)巖石透水性嚴(yán)重、吸漿量大時,采用分***升壓法灌漿,在灌漿過程中,將壓力分為幾個階段,逐漸升高到規(guī)定的壓力值。灌漿開始時使用***低的壓力灌注,當(dāng)單位吸漿量減少到一定限度(稱為下限),如30L/min,則將壓力升高一***;當(dāng)單位吸漿量再減少到30L/min時,再升高一***壓力;如此進行下去,直到規(guī)定壓力之下,單位吸漿量減少到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時結(jié)束灌漿。灌漿過程中、在某一***壓力下,單位吸漿量超過一定限度(稱為上限),如100L/min,則應(yīng)降低一***壓力灌注,待單位吸漿量達下限時,再提高到原一***壓力,繼續(xù)灌注。壓力的***數(shù)不宜過多,可分為二個或三個階段。采用三段時,壓力可選0.4P1,0.7 P1, P1(P1為規(guī)定壓力)或0.5 P1,0.8 P1,P1至于單位吸漿量的上限和下限可根據(jù)巖石的透水性,視帷幕中不同的部位及灌漿次序而定,一般上限可事實上為80 ~ 100L/min,下限可定為30 ~ 40L/min。
3.漿液濃度的控制
在灌漿的過程中,要控制漿液的濃度,使在一定壓力下灌入孔中。從稀漿開始灌注,逐漸改變漿液濃度,直至單位吸漿量達到一定數(shù)值為止。
漿液的濃度用重量比表示,常用水灰比的標(biāo)準(zhǔn)分***為10: 1、5: 1、3: 1、2: 1、1.5: 1、1: 1、0.8: 1、0.6:1 、0.5:1等九***(可簡寫為10、5、3、2、1.5、1、0.8、0.6、0.5)。水灰比在0.6以下的漿液很少使用,因為漿液濃,流動性不好;易堵塞輸漿管路;制備,運輸和灌注都有困難,僅在回填封孔時使用。以水泥為主體并摻有其他材料如粘土、砂等的漿液,其配合比根據(jù)受灌巖石情況和對灌漿的要求,經(jīng)試驗室漿液配比性能試驗而定,目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)濃度比例。
在灌漿過程中,要掌握漿液濃度的變換,***常用的是限量法。開始時,用***稀一***漿液灌漿,在灌入一定的漿液量V后,單位吸漿量沒有減少或顯***減少時,即將漿液變濃一***灌注,如此下去,逐漸變濃直至結(jié)束。此法每***灌入的漿液體積均為V。
在灌入漿量V后,單位吸漿量顯***減少,此時不且改變漿液濃度,應(yīng)繼續(xù)以原濃度漿液再灌一個V量,觀察其單位吸漿量有否減少,以決定是否可以改變濃度。因為單位吸漿量顯***減少,表明裂隙或空洞已逐漸被漿液所填棄壓實,漿液流失的可能性很小,此時如果仍將漿液變濃一***,常常會造成巖石突然不吸漿的現(xiàn)象,不利于灌漿質(zhì)量。
灌漿的結(jié)束條件,國內(nèi)多數(shù)工程規(guī)定:在規(guī)定的灌漿壓下,灌漿段單位吸漿量小于0.2~0.4L/min,延續(xù)30分鐘結(jié)束。有的規(guī)定小于0.6L/min,延續(xù)30分鐘。也有少數(shù)工程規(guī)定直灌至不再吸漿為止。在規(guī)定***終單位吸漿量的標(biāo)準(zhǔn)時,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和壩工要求等實際情況而定。同時,還應(yīng)將灌漿段長度和灌漿壓等因素考慮在內(nèi)。有的為了不使灌漿結(jié)束時間拖延過長,附加有灌注時間限制。
二、回填封孔:回填封孔在帷幕灌漿施工中,基礎(chǔ)巖石中鉆孔多且深,因此,在各孔灌完后,均應(yīng)很好地回填封孔,將鉆孔嚴(yán)密填實。回填材料多采用水泥或水泥加砂。砂粒需潔凈,粒度不大于1~2mm。砂的摻量一般為水泥的0.75~2倍,水灰比為0.5:1或0.6:1,使砂漿具有適當(dāng)?shù)牧鲃有,以及砂粒不易很快沉淀為原則。在施工時,要求保證使回填料和鉆孔巖壁緊密膠結(jié)且不漏水,并要求在封孔后,鉆孔內(nèi)的回填料填密壓實,孔內(nèi)不應(yīng)留有孔洞。
回填封?**剎捎沒笛菇,将胶管煌慂管下惦A昕椎撞浚ú揮?a target="_blank" href="http://www.renqituan.cn/chanpinzhanshi/gjs/36.html">灌漿塞),用灌漿泵或砂泵經(jīng)膠管向鉆孔內(nèi)壓入水灰比為0.6以下的濃水泥漿或水泥: 砂: 水=1: 0.75: 1的水泥砂漿,濃漿由孔底向上逐漸上升,將孔內(nèi)積水頂出,直到?**諉俺讎ㄋ嘟埂=汗馨緯齪蟮目錐純稍傺菇淮;箍稍諶嘟甌蝦,将全孔分为几庚Zざ,醉嵚而蓱蛑段灌浆,或蕢?a href='http://www.renqituan.cn/chanpinzhanshi/gjs/' target='_blank'>灌漿塞卡在孔門,采田一次灌漿進行復(fù)灌。對于鉆孔上部殘余部分,再用機械壓漿法。予以填實。如沒有機械,也可以采用人工填入封孔的方法,但難以保證封孔質(zhì)量。從大壩基礎(chǔ)的安全出發(fā),盡可能不采用人工封孔法。
三、灌漿過程中特殊情況的處理
1.冬季灌漿施工
當(dāng)日平均溫度在5℃以下,或日平均溫度雖在5℃以上,但日***低溫度在-3℃以下時,要采取防寒、防凍、保溫措施。如將灌漿泵及槳液攪拌設(shè)備安置在能防寒的工作室內(nèi)、室溫保持在10℃以上;?**詿Φ慕虜壞陀?℃;要有保溫措施.用熱水?dāng)嚢铦{液;灌漿結(jié)束后,灌漿機械和管路中的積水或漿液要全部沖洗放凈等。此外,還要及時掌握漿液溫度的變化。
2.高溫下灌漿施工
高溫季節(jié)施工注意防熱降溫措施,如控制水溫不要高于30℃;避免灌漿材料及管路受到曝曬;工作室要有良好的通風(fēng)散熱措施等。
3.有涌水情況下灌漿施工
遇到有承壓水時,鉆孔內(nèi)將出現(xiàn)有揚壓刀的涌水現(xiàn)象,這種情況對灌漿很不利。由于承壓水的作用,常將巖石裂隙中一些未凝固的水泥漿沖出,灌漿質(zhì)量難以保證,同時施工也很困難,因此必須在施工工藝上采取特殊措施。通常采用壓力并漿法、濃漿結(jié)束法、或者化學(xué)灌漿(如丙凝)處理。
壓力并裝法是按一般正常的情況進行灌漿,達到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時,改用10:l ~ 8:l的稀漿或清水進行并漿,以相同的壓力繼續(xù)循環(huán)灌注4~8小時,即行結(jié)束,防止已灌入裂隙的漿液回流,有時在并漿結(jié)束時,還要采取閉漿措施,即在停灌后,立刻關(guān)閉回漿管和進漿管的閥門,使灌入的漿液仍暫時處于受壓狀態(tài).待凝一定時間后,打開閥門,檢查無往?**克純傘?/p>
濃漿結(jié)束法與上法不同點在于灌漿到達結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時,改用0.5:1的濃漿灌注,此時漿液中要加促凝劑。當(dāng)回漿濃度也達0.5:1時,續(xù)灌30分鐘后閉漿,待?**諢亟藶飛涎沽Ρ淼難沽χ鸞ソ檔攪閌,打开回浆管和进浆谷O系姆偶觳,染_幌蟯夥到鄧,韵l戰(zhàn)ぷ骷蔥薪崾。睉(zhàn)奔涫歉莨嘟暗撓克沽Χㄒ話鬮?~12小時。為了防止射漿管被水泥漿凝結(jié)于孔內(nèi),可采用內(nèi)管活動式灌漿塞。
當(dāng)用上述兩法處理***果不顯***時,則可改用化學(xué)灌漿(如丙凝)處理。
4.在滲透性報的巖層中越漿施工,常采用以下幾種措施:
(1)降低灌注壓力用低壓甚至用自流式灌漿;待裂隙中逐漸充滿漿液,降低流動性后,再逐漸升高壓力,按正常的施工要求進行灌漿。
(2)限制進裝量用濃漿灌注,待進漿量明顯減少后,將壓力升高,使進漿量又達原來進漿量時,再次升高壓力,增大進漿量,反復(fù)進行灌注,達***后灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時泥漿為止。
(3)增大漿液濃度使用摻加砂料的漿液,降低漿液的流動性,同時適當(dāng)?shù)亟档蛪毫?限制共流動范圍,不使流失過遠,待單位吸漿量降到一定程度,再灌不摻砂料的水泥漿,并逐漸升高壓力,灌至條例結(jié)束條件時為止。
(4)間歇灌漿每連續(xù)灌注一定時間,暫停灌漿,待凝一定時間再灌。此法只有在比較長時間內(nèi),巖層一直大量吸漿且基本增大壓力的情況下適用。
上述幾種方法可單***或綜合使用,視具體情況而定。
5.地表冒漿與串漿的處理
(1)地表冒漿 在灌漿過程中,漿液沿裂隙或?qū)用嫱洗髅俺龅孛妫Q為地表冒漿。這種現(xiàn)象往往發(fā)生在灌漿孔段與地表有垂直向的連通裂隙、灌漿壓力較大而灌漿段位置距地表又接近時。地表冒漿對灌漿質(zhì)量不利,如灌漿壓力上不去、漿液擴散范圍小、孔壁四周需要灌漿的裂隙難以灌好,結(jié)合的密實性也差。
對冒漿的處理需耐心細(xì)致,有時可能要反復(fù)多次處理。一般先是在冒漿處用碎***、棉花、水泥袋紙或速凝水泥封堵。如果冒漿孔成片,則可考慮在其上加蓋板壓住。若無***,則降壓、改變漿液濃度,增加水泥含量,加人適量粗料和促凝劑以及間歇灌漿等辦法處理。
(2)串漿 灌漿過程中漿液從其他鉆孔內(nèi)流出,這種現(xiàn)象叫串漿。發(fā)生的原因是:在巖層中裂隙多,相互串連造成串漿通咱;壓力較高、裂隙發(fā)育、孔距較小等。發(fā)生串漿不僅影響灌漿質(zhì)量,且浪費水泥。
處理的辦法是.1)若預(yù)計到可能會串漿,則加大***I次序孔的間距,并適當(dāng)?shù)匮娱L相鄰二個次序孔灌漿的間隔時間,采用自上而下分段灌漿方法;(2)串漿孔和灌漿孔同時灌漿。
四、帷幕灌漿質(zhì)量和***果的檢查:檢查的內(nèi)容:(1)對整個帷幕灌漿孔的單位吸水量進行分析?椎呐盼患肮酀{次序?qū)挝晃渴怯杏绊懙,要找出單位吸水量和灌注次序的關(guān)系曲線,一般來說***一排孔及***一序孔的單位吸水量***大。以后的將會減少。(2)整理各排各序孔的單位注水量及其變化情況,找出單位注水量和灌注次序的關(guān)系曲線,并與單位吸水量和灌注次序的關(guān)系曲線對比,以判斷帷幕的灌漿質(zhì)量。(3)鉆設(shè)檢查孔,作滲透試驗和取巖樣作檢查。(4)埋設(shè)測壓管,以觀測孔內(nèi)的水頭,檢查帷幕灌漿后的揚壓力。
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