磨盤山溢洪道帷幕灌漿施工
磨盤山溢洪道帷幕灌漿施工 摘要:由于墻深且薄磨盤山溢洪道帷幕灌漿工程,鉆孔工程量大,精度要求高,采用了預(yù)埋灌漿管工藝,埋管成功率達(dá)87%,對(duì)鉆灌施工中部分孔段“吸水不吸漿”,用濕磨細(xì)水泥漿液灌注灌入量仍不明顯進(jìn)行分析。 關(guān)鍵詞:磨盤山溢洪道 帷幕灌漿 預(yù)埋灌漿管 磨盤山溢洪道是磨盤山工程最主要的二級(jí)永久建筑物,他的防滲工程,設(shè)計(jì)采用垂直防滲方案。帷幕灌漿伸入到相對(duì)不透水層內(nèi)。 1帷幕設(shè)計(jì)簡(jiǎn)況 本帷幕灌漿工程按設(shè)計(jì)分為橫向段、縱向段,帷幕的軸線與防滲墻軸線一致,全長(zhǎng)42m,呈折線型布置與大壩防滲結(jié)合到一起。其主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下: (1)帷幕由單排灌漿孔組成,孔距一般為1.5m,分為三個(gè)次序施工,其中1序孔中含有部分先導(dǎo)孔。 (2)帷幕深度按照設(shè)計(jì)底線和伸入透水率q≤10Lu的巖體內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)控制,鉆孔深度一般為:10~30m,最大深度32m。 (3)灌漿孔均為垂直孔,考慮到鉆孔深、造孔精度高、工期緊等特點(diǎn),設(shè)計(jì)要求在左右翼墻體內(nèi)采用預(yù)埋灌漿管法。 (4) 灌漿后的合格標(biāo)準(zhǔn)為:檢查孔壓水實(shí)驗(yàn)透水率q≤5Lu。 2地質(zhì)條件 防滲墻底部的基巖為前震旦紀(jì)至弱風(fēng)化閃云斜長(zhǎng)花崗巖,呈灰~欠灰色,中粗粒結(jié)構(gòu),局部有中細(xì)粒結(jié)構(gòu),巖性堅(jiān)硬花崗巖脈、偉晶巖脈,輝綠巖脈侵入。 堰基內(nèi)規(guī)模較大的斷層主要有:f35、f39、f13、f17、f32、f6等,傾角為60——70°,走向多與防滲軸線呈銳角相交。在斷層和巖脈附近,傾角裂縫較為發(fā)育,并有不同程度的分化現(xiàn)象,巖體比較破碎。 受上述斷層裂縫的影響,弱風(fēng)化帶巖體有一定的透水性,其影響范圍在墻下30m深度以下,并且有自上而下的逐漸變小的規(guī)律?碧浇Y(jié)果表明,弱風(fēng)化巖體透水率q≥5Lu者占45%,qmax達(dá)54Lu。 3帷幕灌漿施工 帷幕灌漿在相鄰槽孔混凝土強(qiáng)度達(dá)50%以上后進(jìn)行,與左右翼墻交叉施工,受到左右翼墻施工進(jìn)度的制約,鉆孔機(jī)組的布置采用見(jiàn)縫插針,高峰期共投入2個(gè)生產(chǎn)機(jī)組,巖芯回轉(zhuǎn)鉆機(jī)共2臺(tái),灌漿泵2臺(tái),灌漿自動(dòng)記錄儀2臺(tái)。自2004年6月開(kāi)始至2004年9月全線完工歷時(shí)三個(gè)月,共完成灌漿孔32個(gè),灌漿進(jìn)尺860m,壓水檢查孔4個(gè)(進(jìn)尺102.9m)。 3.1鉆孔 灌漿孔的上部要穿過(guò)左右翼墻,但左右翼墻普遍較深(約有2/3的灌漿孔要在20—25m深的墻體成孔),而且墻體薄(0.8—3m),因此采用鉆進(jìn)方法容易達(dá)到鋼筋及墻外,影響帷幕灌漿質(zhì)量,為此采取在墻外預(yù)埋灌漿管后鉆進(jìn)的方法。 3.1.1預(yù)埋灌漿管 墻內(nèi)預(yù)埋灌漿管就是在左右翼墻槽孔澆筑混凝土前將灌漿管下置到槽底,待澆筑成墻后即形成預(yù)留孔。但埋設(shè)灌漿管時(shí)必須固定牢靠,以防混凝土料的沖擊而產(chǎn)生位移、彎曲或變形而成為廢孔。通過(guò)總結(jié)前期在預(yù)進(jìn)占段預(yù)埋灌漿管試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn),本次主要采取了以下措施: ① 根據(jù)墻體的深度選擇不同材質(zhì)的灌漿管,即墻身小于10m時(shí),預(yù)埋內(nèi)徑φ110mm的鋼管。 ② 預(yù)埋管的單根長(zhǎng)度以9~10m為宜,太短則接頭多,影響預(yù)留孔順直度,太長(zhǎng)又不便于安裝。單管連接方式:塑料管采用套接,其搭接部位用錨釘固定;鋼管則以絲扣連接。 表1 各序孔灌前透水率統(tǒng)計(jì)表 孔序 孔數(shù) 總段數(shù) 透水率平均值/Lu 透水率/Lu <1 1~5 5~10 10~50 50~100 Ⅰ 21 105 29.73 段數(shù) 23 25 17 29 11 頻率% 21.9 23.8 16.2 27.6 10.5 Ⅱ 21 105 11.23 段數(shù) 34 23 15 25 8 頻率% 32.39 21.9 14.28 23.81 7.62 合計(jì) 42 210 20.46 段數(shù) 57 48 32 54 19 頻率% 27.14 22.86 15.24 25.71 9 表2 各次序孔水泥單位注入量統(tǒng)計(jì)表 孔序 孔數(shù) 總段數(shù) 總段長(zhǎng) 單位注入量Kg·m-1 單位注入量Kg·m-1 <20 20~50 50~100 100~500 500~1000 Ⅰ 21 105 430 21.95 段數(shù) 23 25 17 29 11 頻率/% 21.9 23.8 16.2 27.6 10.5 Ⅱ 21 105 430 16.28 段數(shù) 461 73 40 55 30 頻率/% 34 23 15 25 8 合計(jì) 42 210 860 28.23 段數(shù) 32.39 21.9 14.28 23.81 7.62 頻率/% 57.4 11.7 6.6   磨盤山溢洪道帷幕灌漿施工; 9.0 4.1 3.1.2鉆進(jìn) 采用巖芯回轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合金剛石鉆頭鉆進(jìn)。開(kāi)始鉆前用水平尺、羅盤儀校正鉆機(jī),確?紫虻木,并將鉆機(jī)牢固定位于槽口板上。在防滲體內(nèi)鉆進(jìn),用φ91mm合金鉆頭,墻下基巖則用φ76mm金剛石鉆頭?锥毋@終后采用KXP—1型測(cè)斜儀檢測(cè)孔斜,根據(jù)測(cè)試結(jié)果隨時(shí)采取糾偏措施,嚴(yán)格控制鉆孔偏斜率在允許范圍內(nèi)。 鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)個(gè)別孔在墻底有鐵器(主要是左右翼墻造孔時(shí)掉入槽內(nèi)而未撈取干凈的鋼筋、螺釘、鐵絲、鉆頭等),造成鉆進(jìn)困難且易發(fā)生于孔內(nèi)事故,采取了移位重新鉆孔的措施。 3.2鉆孔沖洗 各段鉆孔結(jié)束后,立即以大流量高壓水經(jīng)過(guò)鉆桿和鉆具對(duì)孔底、孔壁的巖粉進(jìn)行沖洗,待孔口回水澄清10min后提鉆并打撈殘留巖芯,孔深合格后,下設(shè)阻塞器進(jìn)行裂隙沖洗。 3.3壓水試驗(yàn) 先導(dǎo)孔作自上而下分段阻塞單點(diǎn)穩(wěn)定水壓試驗(yàn),其他灌漿孔只作自上而下的分段阻塞單點(diǎn)簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn),壓水試驗(yàn)過(guò)程采用灌漿自動(dòng)記錄儀測(cè)記。 3.4灌漿 3.4.1灌漿材料 采用新鮮無(wú)結(jié)塊的“牡丹江”牌普通硅酸鹽水泥(哈爾濱水泥產(chǎn))標(biāo)號(hào)525#。 3.4.2灌漿方法 灌漿方法主要有三種:自上而下分段阻塞孔內(nèi)循環(huán)法,自上而下分段、孔口封閉孔內(nèi)循環(huán)法和自下而上分段阻塞孔內(nèi)循環(huán)法。灌漿過(guò)程也用自動(dòng)記錄儀測(cè)記。 3.4.3灌漿段長(zhǎng) 第一段段長(zhǎng)1.0m,第二段段長(zhǎng)為2.0m,以下各段3.0~5.0m。 3.4.4灌漿壓力 第一段0.5Mpa,第二段1.0~1.5Mpa,第三段及以下各段為1.5Mpa。 3.4.5漿液水灰比 灌漿漿液水灰比從3:1開(kāi)灌,以后按2:1、1:1、0.5:1的濃度變換。 3.4.6灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及封孔 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為:在設(shè)計(jì)規(guī)定壓力下,當(dāng)注入率不大于0.4L/min時(shí),持續(xù)灌注60min或注入率不大于1.0L/min時(shí),持續(xù)灌漿90min結(jié)束。當(dāng)采用自下而上灌漿方法時(shí),持續(xù)時(shí)間縮短至30min或60min。全孔灌漿結(jié)束后,采用機(jī)械灌漿法封閉孔,壓力為第一段灌漿壓力,持續(xù)時(shí)間30min。 3.5特殊情況處理 3.5.1冒漿及大漏量孔段的灌注 灌漿過(guò)程中大漏量孔段(注入率大于50L/min者)較多,約占總孔段的1/3,并以第一段居多。這類孔段灌漿時(shí),可見(jiàn)到墻體側(cè)壁有冒漿現(xiàn)象,或盡管地表未見(jiàn)冒漿,但推斷分析有外漏,對(duì)此主要采取降壓、表面封堵、限流、間歇灌注、加促凝劑等措施處理。 3.5.2“吸水不吸漿”孔段的灌注 有部分孔段壓水漏量大,但灌漿時(shí)漏量卻很小,不足漏水率的1/2,個(gè)別孔段甚至不吸漿。初期,我們分析認(rèn)為是巖基微細(xì)裂縫發(fā)育致使灌漿段“吸水不吸漿”,因此采用長(zhǎng)江科學(xué)院試制的GSM—1型濕磨機(jī)將水泥漿液濕磨2~3遍后在灌注,但灌入量并無(wú)明顯提高。通過(guò)進(jìn)一步綜合分析,這種“吸水不吸漿”現(xiàn)象是以下原因所致: ① 為了搶工期,在相鄰的槽孔尚未澆筑混凝土前就已鉆孔并做了壓水試驗(yàn),此時(shí)孔段兩邊槽孔相當(dāng)于臨空面,由于距離太近(一般1~2.5m),所以壓水時(shí)臨空面將會(huì)外漏,而灌漿時(shí)臨空面已澆筑混凝土,外漏通道被封堵,漏漿量驟然下降。 ② 用自上而下分段鉆孔、壓水,全孔終后在采用自下而上分段灌漿法,也是導(dǎo)致漏水量與漏漿量出現(xiàn)異常的原因之一。大部分先導(dǎo)孔有這類反,F(xiàn)象。 4灌漿效果及質(zhì)量分析 4.1灌前透水率分析 從表1所列出的各次序孔的灌前壓水透水率統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出,Ⅰ序孔的透水率平均值為49.73Lu,Ⅱ序孔的平均值為18.43Lu,Ⅱ序列孔較Ⅰ序降低了62.9%;Ⅰ序列孔中透水率q>5Lu的孔段占56.1%,而Ⅱ序孔中下降到了44.9%。說(shuō)明巖石的透水性隨灌漿次數(shù)的增加而逐漸減少。 4.2單位注入量分析 從統(tǒng)計(jì)的各序孔的水泥單位注入量情況看(見(jiàn)表2),Ⅰ序孔平均注入量為213.95kg/m,Ⅱ序孔為146.28kg/m,遞減率為31.6%,而且大漏量孔段也隨孔序的增加明顯減少,符合正常灌漿遞減規(guī)律,表明帷幕灌漿效果是顯著的。 4.3檢查孔壓水成果分析 灌后共布置檢查孔31個(gè),做壓水試驗(yàn)111段,透水率q≤51Lu者108段,占總試驗(yàn)段的97.3%,q>5Lu者僅3段占2.7%,且分部不集中,滿足設(shè)計(jì)檢查要求,說(shuō)明灌漿質(zhì)量和防滲效果良好。 4.4單元工程質(zhì)量評(píng)定 根據(jù)《水利水電基本建設(shè)工程單元工程質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(一)——SDJ88》對(duì)帷幕灌漿施工工序質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定,共劃分45個(gè)單元工程,全部合格。優(yōu)良單元工程37個(gè),占82.2%。 5結(jié)語(yǔ) (1)采用特別的鋼筋定位架將多根埋管聯(lián)結(jié)成整體下入防滲墻槽孔內(nèi),能保證預(yù)埋管在墻內(nèi)順直,埋管成功率高,為順利完成墻下帷幕灌漿施工奠定了基礎(chǔ)。 (2)在相鄰的防滲墻槽孔澆筑混凝土前即對(duì)灌漿孔先鉆進(jìn)、壓水,贏得了工期,但不利于灌漿資料分析。 (3)使用的GSM—1型水泥濕磨機(jī)出漿量太小(最大為10L/min),而且尚無(wú)合格的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試漿液細(xì)度的儀器。
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