帷幕灌浆施工方法和工艺.doc

帷幕灌浆施工方法和工艺帷幕灌浆主要施工方法钻孔与测斜采用小口径地质回转钻机金钢石钻头钻孔开孔前用两点法地锚固定用角度尺和地质罗盘校正钻机立轴第段灌浆结束后进行孔口管埋设埋入基岩深度孔口管采用的无缝钢管钻孔测斜选用型测斜仪一般帷幕灌浆主要施工方法钻孔与测斜采用小口径地质回转钻机金钢石钻头钻孔开孔前用两点法地锚固定用角度尺和地质罗盘校正钻机立轴第段灌浆结束后进行孔口管埋设埋入基岩深度孔口管采用的无缝钢管钻孔测斜选用型测斜仪一般每测次钻孔冲洗与简易压水采用高压水脉动冲洗冲洗时间不少于回清水灌浆前均进行简易压水试验压水压力制浆与检测采用集中制浆分部位供浆浆液经台湿磨机串联磨制后送入搅拌桶外加剂为型高效减水剂掺量浆液浓度采用标准漏斗粘度计检测要求漏斗粘度小于细度主要采用沉降法用激光粒度仪校核要求每水泥检测次自动记录灌浆记录全部采用自动记录仪自动记录仪为长江科学院型和湖南力合型灌浆压力控制在施工过程中为了避免抬动破坏建立了注入率与最大灌浆压力的关系帷幕灌浆主要技术指标坝基渗控设计采用常规防渗排水与封闭抽排相结合的方案孔深与段长孔深按与深入相对不透水岩体顶板以下控制同时要求终孔段应满足透水率单耗否则自动加深灌浆段长第一段第二段第三段以下各段灌浆压力设计灌浆压力按不小于倍坝前水头考虑灌浆压力值见下表灌浆材料与浆液配比灌浆材料采用湿磨细水泥细度要求现场按按制采用个比级灌浆施工方法按分序加密的原则采用小口径孔口封闭自上而下孔内循环高压灌浆方法结束标准在设计压力下段注入率小于以下各段小于延续灌注时间不少于质量合格标准质量合格标准接触段及其下一段的合格率应为以下各段应达以上且应帷幕灌浆特殊情况灌浆过程中发现冒浆漏浆应根据具体情况采用嵌缝表面封堵低压浓浆限流限量间歇灌浆等方法进行处理帷幕灌浆过程中发生串浆时如串浆孔具备灌浆条件可以同时进行灌浆应一泵灌一孔否则应将串浆孔用塞塞住持灌浆孔灌浆结束后串浆孔并行扫孔冲洗而后继续钻进和灌浆灌浆工作必须连续进行若因故中断可按照下述原则进行处理应及早恢复灌浆否则应立即冲洗钻孔而后恢复灌浆若无法冲洗或冲洗无效则应进行扫孔而后恢复灌浆恢复灌浆时应使用开灌比级的水泥浆进行灌注如注入率与中断前的相近即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注如注入率较中断前的减少较多则浆液应逐级加浓继续灌注恢复灌浆后如注入率较中断前的减少很多且在短时间内停止吸浆应采取补救措施涌水问题涌水是由于坝基岩体裂隙水在四周河水水压传递下当钻孔揭露裂隙含水带后地下水的排泄释放过程属于地下水正常迳流对钻孔涌水问题采取如下措施对涌水严重部位增加灌浆孔深改单排帷幕为双排帷幕加密灌浆孔对涌水孔段提高灌浆压力设计压力涌水压力提高结束标准要求屏浆时间不少于闭浆待凝通过以上处理后涌水孔段灌后扫孔均无涌水且钻孔涌水量与涌水孔段频率随帷幕灌浆排序孔序增加而减少灌浆段注入量大灌浆难于结束时可选用下列措施处理低压浓浆限流限量间歇灌浆浆液中掺加速凝剂灌注稳定浆液或混合浆液该段经处理后仍应扫孔重新依照技术要求进行灌浆直至灌浆过程中如回浆变浓宜换用相同水灰比的新浆进行灌注若效果不明显延续灌注即可停止灌注在岩溶地区的溶洞灌浆应先查明溶洞的充填类型和规模而后采取相应的措施处理溶洞内无充填物时根据溶洞的大小可采用泵入高流态混凝土投入碎石再灌注水泥砂浆灌注混合浆液等措施待凝后扫孔再灌水泥浆溶洞内有充填物时根据充填物类型性能以及充填程度可采用高压灌浆高压喷射灌浆等措施灌浆注入量大时可参照第条进行处理岩溶地质条件下土石坝帷幕灌浆中出现的特殊情况处理灌浆是在已建成的大坝顶上进行在渗透水流的作用下溶洞溶蚀裂隙内的充填物几乎被冲空构成长期漏水通道且灌浆是在水库蓄水情况下进行地下水流速大水泥不易沉淀向下游流动很远会出现灌不住浆吃浆量很大的现象对此可采取以下措施处理浓浆堵漏即先灌或的浓浆用浓浆冲灌细砂开始时用砂浆泵灌砂浆即用灌浆泵向孔内灌或的浓浆在孔口向孔内加粒径为毫米的细砂直至孔口返浆加速凝剂为加快浆液凝固避免浆液沿裂隙流失太远在浓浆中掺入的水玻璃或的氯化钙孔口冲灌砾石粗砂用清水在孔口向孔内由粗到细冲灌砾石粗砂砾石的粒径控制在毫米最大不超过毫米砂的粒径控制在毫米最小不小于毫米使其沿裂隙流动积累使砾石粗砂在裂隙中堵塞通道减小渗水流速形成反滤建立阻浆滞浆体帷幕灌浆的问题中断处理由于停电机械故障器材等问题出现的被迫中断灌浆情况应尽快恢复灌浆恢复时应从稀浆开始如果吸浆率与中断前接近则可尽快恢复到中断前的稠度否则应逐级变浆若恢复后的吸浆率减少很多则短时间内即告结束说明裂隙口因中断被堵应起出栓塞进行扫孔冲洗后再灌串浆处理采取浆液加浓降压限流灌注当吸浆率下降时逐步提高灌浆压力被串孔则需扫孔后方可灌浆冒浆处理在灌浆过程中发生表面冒浆时轻微者可以稍停灌浆让其自行凝固堵漏严重者应先行实行堵漏措施无效可越级变浓浆液降低压力中断间歇等办法特大吃浆量的解决方法在只具有一般性裂痕的岩层中灌浆大都可在之内灌注结束注灰量不会超过然而有时候会出现大量吃浆不止长时间灌不结束的情况其原因大多不是因空隙体积太大没有灌满而是因为地层的特殊结构条件促使浆液从附近地表冒出或始终沿着某一固定的通道从或明或暗的地方流失了对此采取以下方法进行处理进一步降低灌注压力限制吸浆率不超过以减少浆液在缝隙里的流动速度促使尽快沉积在最稠的水泥浆中掺入速凝剂如水玻璃氟化钙等促使尽快凝结灌注更稠的水泥砂浆间歇灌浆以促使浆液在静止状态下沉积将通道堵住每次间歇前应灌入的材料数量和停歇时间视地质条件灌浆目的等确定一般可按每次灌入以停歇掌握这种特殊情况的灌浆限制吸浆滤不使其超过以减少浆液在缝隙里的流动速度促使浆液尽快沉积在最稠的水泥浆中掺入速凝剂如水玻璃氟化钙等促使尽快凝结灌注更稠的水泥砂浆间歇灌浆以促使浆液在静止状态下沉积将通道堵住每次间歇前应灌入的材料数量和停歇时间视地质条件灌浆目的等确定一般可按每次灌入以停歇掌握这种特殊情况的灌浆结束时不必强迫达到设计压力但如能达到则必须达到若到此压力时就发生冒浆或大量吃浆的可在较低的压力下结束但凡在低压结束的待凝一段时间以后应再将孔扫开复灌一次在复灌中争取达到设计压力对于特大漏水通道采用直接充填细骨料的方法三峡二期厂坝工程帷幕灌浆设计与施工摘要三峡坝基渗控设计采用常规防渗排水与封闭抽排相结合的方案帷幕灌浆采用小口径孔口封闭自上而下孔内循环高压灌浆方法在施工中对部分地段进行了加排加密加深孔口段升压及补充化学灌浆处理工程质量满足要求关键词渗透灌浆帷幕设计施工三峡工程工程简介长江三峡水利枢纽工程拦河大坝为混凝土重力坝坝轴线坝顶高程坝高正常蓄水位三峡二期厂坝工程帷幕灌浆左起非溢流坝段右至纵向围堰坝身段防渗帷幕总长年月开工年月完工累计完成水泥灌浆化学灌浆工程地质条件坝基岩性主要为闪云斜长花岗岩建基岩体以微新岩体为主局部利用弱风化带下部岩体优良质岩体占以上少量的中等及中等以下岩体进行了处理建基面高程从两侧向主河床逐渐降低中间为深槽最低高程右纵坝段建基面高程左非坝段建基面高程断层以陡倾角为主约占中倾角次之占缓倾角少见出露断层长度一般占长度大于仅占宽度大多数小于最宽为区内断层走向与坝轴线多呈的交角仅个别断层与坝轴线近于平行与垂直断层构造岩一般胶结较好个别胶结较差者规模小陡倾角裂隙较发育占缓倾角裂隙仅占裂面多被绿帘石钙质充填大坝基坑四周环水地下水主要来自河水与基坑内降水施工用水补给开浇抽排集水井钻孔成为新的排水点地下水为裂隙潜水局部具有承压性岩体绝大部分透水性微弱小于约占在断层裂隙密集带透水性相对较强具有导水作用随着深度增加岩体透水性有减弱的趋势但并不存在明显统一的相对隔水层勘测设计将透水率小于厚度大于的岩体视为相对隔水层作为防渗帷幕设计的底线主要技术指标坝基渗控设计采用常规防渗排水与封闭抽排相结合的方案布孔形式上游主帷幕一般按单排布置左非安左导墙坝段坝段上游主帷幕为排布置排距孔距幕前布设排孔深的辅助帷幕下游封闭帷幕为单排孔距幕前布设排孔深的辅助帷幕对构造发育部位及灌浆异常部位进行补充加密处理孔深与段长孔深按与深入相对不透水岩体顶板以下控制主帷幕孔深一般为局部地段达封闭帷幕孔深一般为局部达左右同时要求终孔段应满足透水率单耗否则自动加深灌浆段长第一段第二段第三段以下各段灌浆压力设计灌浆压力按不小于倍坝前水头考虑灌浆压力值见下表灌浆材料与浆液配比灌浆材料采用湿磨细水泥细度要求现场按按制采用个比级灌浆施工方法按分序加密的原则采用小口径孔口封闭自上而下孔内循环高压灌浆方法结束标准在设计压力下段注入率小于以下各段小于延续灌注时间不少于质量合格标准质量合格标准接触段及其下一段的合格率应为以下各段应达以上且应主要施工方法及问题处理资源配置二期厂坝帷幕灌浆共投入等型号钻机台灌浆泵台自动记录仪台湿磨机台基本上采取钻灌配置备用台灌浆泵钻孔与测斜采用小口径地质回转钻机金钢石钻头钻孔开孔前用两点法地锚固定用角度尺和地质罗盘校正钻机立轴第段灌浆结束后进行孔口管埋设埋入基岩深度孔口管采用的无缝钢管钻孔测斜选用型测斜仪一般每测次钻孔冲洗与简易压水采用高压水脉动冲洗冲洗时间不少于回清水灌浆前均进行简易压水试验压水压力制浆与检测采用集中制浆分部位供浆浆液经台湿磨机串联磨制后送入搅拌桶外加剂为型高效减水剂掺量浆液浓度采用标准漏斗粘度计检测要求漏斗粘度小于细度主要采用沉降法用激光粒度仪校核要求每水泥检测次自动记录灌浆记录全部采用自动记录仪自动记录仪为长江科学院型和湖南力合型灌浆压力控制在施工过程中为了避免抬动破坏建立了注入率与最大灌浆压力的关系见下表转主要技术问题及处理涌水问题灌浆施工过程中部分钻孔出现涌水涌水部位主要在集中左厂泄深槽坝段及右纵坝段涌水段数占灌浆段数单孔平均涌水量水压最大涌水量水压各孔段涌水量之和涌水是由于坝基岩体裂隙水在四周河水水压水头传递下当钻孔揭露裂隙含水带后地下水的排泄释放过程属于地下水正常迳流对钻孔涌水问题采取如下措施对涌水严重部位增加灌浆孔深改单排帷幕为双排帷幕加密灌浆孔对涌水孔段提高灌浆压力设计压力涌水压力提高结束标准要求屏浆时间不少于闭浆待凝通过以上处理后涌水孔段灌后扫孔均无涌水且钻孔涌水量与涌水孔段频率随帷幕灌浆排序孔序增加而减少左厂坝段缓倾角裂隙区处理左厂坝段属于岸坡地段由于坝基下游厂房基坑开挖形成临空面倾向下游的缓倾角裂隙较发育有可能对坝基深层抗滑稳定问题不利所以对该部位渗控工程帷幕进行了加强处理坝基设三层平行帷幕的纵向地下排水洞和两条横向排水洞并沿排水洞及帷幕廊道设排水孔幕形成厂坝联合封闭抽排区将主帷幕主排水前移孔深加深至高程到主排水相应加深至高程在主帷幕前增加一排孔深的帷幕孔深槽部位深厚透水带处理将左导墙泄深槽坝段帷幕加深至高程左导墙泄坝段封闭帷幕加深至高程泄及泄两个风化深槽前排加深到与后排等深孔口段升压根据质量专家组的意见结合现场试验孔口段浅层灌浆压力升至对在升压前已完成施工的部位主帷幕前增加一排孔深的浅孔采用压力进行补充灌浆经调整后第段灌浆压力均达到了不小于倍坝前水头的要求浅层透水率偏大吸浆量偏小的处理三峡厂坝二期帷幕灌浆采用提高灌浆压力加排加密加深等措施后孔口段仍存在透水率偏大单耗偏小涌水孔段不吸浆或吸浆量很小等现象即指灌前压水透水率单耗透水率单耗透水率单耗出现透水率偏大单耗偏小的主要原因是微细裂隙用湿磨细水泥浆得不到有效灌注对该部位进行补充化学灌浆在主帷幕的中心线上增补了排化学灌浆孔孔深距原水泥灌浆孔距一般孔径分序加密两段压水第段第段全孔次灌浆灌浆压力主帷幕压水灌浆封闭帷幕压水灌浆化灌材料采用丙烯酸盐陡倾角裂隙发育部位处理为了提高钻孔穿透陡倾角裂隙的机率在陡倾角裂隙发育的几个典型坝段补充布置了顶角的个斜孔其透水率耗浆量与直孔无明显差别对大耗浆孔段的处理三峡坝基主要渗漏通道为断层裂隙密集带帷幕灌浆的首要任务就是灌封这些透水裂隙遇到断层裂隙密集带大耗浆孔段要求灌浆连续进行不得中断待凝灌浆成果分析三峡坝基岩体完整除局部孔段外可灌性普遍较差灌前压水试验透水率小于的占大于的只占其中序孔透水率小于占平均值序孔小于占平均值序孔小于占平均值平均单位注入量序孔序孔序孔随着孔序的增加透水率单位耗灰量递减规律明显质量检查孔压水成果设计共布个检查孔压水试验段透水率小于的段占对不合格孔段进行了补灌和补灌后检查均满足小于的要求补充化灌结束后进行了灌后检查压水透水率远远小于设计的要求微细裂隙已得到了有效灌注大口径钻孔检查水泥结石一般密实坚硬胶结良好为密实的结晶网络结构含结石芯样单轴抗压强度干燥状态为饱和状态为抗拉强度为搞剪强度为结石抗渗强度结语坝基岩体总体透水微弱在断层宽大张性裂隙岩脉接触面透水性中等较严重为坝基主要渗透通道是防渗的重点帷幕灌浆质量好坏主要取决于断层裂隙的灌封程度微细裂隙卸货裂隙爆破裂隙一般在较小区域内自行封闭储水不导水可灌性差布孔方式以单排为主重点部位断层裂隙发育部位采取双排与加密的方式一般与重点兼顾节省了工程量总体上满足了工程要求最大灌浆压力为孔口段在充分考虑到岩体工程地质条件上覆盖重情况下灌浆压力提升到在灌浆过程中按注入量逐级升压达到了在不产生有害抬动的情况下尽量使用较在灌浆压力的目的提高了灌浆效果基于坝基岩体微细裂隙发育水泥细度要求提高了微细裂隙的可灌性如采用改性细水泥更加有利于施工和质量控制帷幕灌浆施工进展顺利在施工中建立了施工单位三级质检监理全过程旁站设计现场技术跟踪服务业主统一协调的质量保证体系施工质量问题得到了及时处理没有发生质量事故与安全事故单元工程质量合格率优良率质量等级优良上下游基坑充水后排水孔排水总量为远远小于设计排水量帷幕灌浆的质量最终还要接受大坝蓄水的考验今后需加大排水孔的动态观测查清坝基渗流规律红旗水库坝基防渗帷幕灌浆施工分析期刊门户中国期刊网来源黑龙江科技信息年月下供稿文张永桂导读介绍在帷幕灌浆施工过程中采用先进的施工工艺和施工技术从而取得了较好的灌浆防渗效果摘要介绍在帷幕灌浆施工过程中采用先进的施工工艺和施工技术从而取得了较好的灌浆防渗效果关键词施工方法灌浆效果分析质量控制工程概况红旗水库位于新疆吉木乃县境内的拉斯特河中游是一座引水注入式中型水库该水库于年月动工修建年月建成投产属于典型的三边工程由于建库过程中边设计边施工对水库两岸又未做前期地质工作致使水库两坝肩防渗处理不彻底建成运行后蓄水位库容万立方米远未达到设计库容标准为此必须对水库进行除险加固以使水库达到设计库容标准充分发挥工程效益工程于年开工建设年完工运行至今一切正常取得了良好的经济效益和社会效益设计方新疆水利水电勘测设计研究院经过多方案比选推荐采用土工膜斜墙砼防渗墙基岩灌浆方案施工内容主要包括大坝砼防渗墙施工复合土工膜铺设两岸及基岩防渗帷幕灌浆和放水闸改建由于帷幕灌浆主要是对防渗墙底部基岩进行防渗处理对于减小大坝渗漏至关重要但此部分属于隐蔽工程施工过程较难控制稍有不慎则会对工程造成很大影响因而对于灌浆施工一定要做好施工方案设计严格控制每一道工序狠抓质量确保万无一失主要从施工方面对帷幕灌浆工程进行一点探讨灌浆施工灌浆孔的设计布置情况红旗水库防渗墙底部帷幕灌浆全长按设计要求在帷幕灌浆轴线上布置灌浆孔分序孔距孔位在上下游方向偏差不得超过共计个孔灌浆后要求达到压水试验透水率施工方法简介施工组织及主要施工设备为保证质量和工期共组织投入两个钻灌机组施工顺序施工顺序为测量布孔设备安装造孔冲洗压水试验灌浆封孔施工方法施工测量在施工前按监理部门提供的测量基准点基准线及其基准资料和数据与监理工程师共同校测基准点线的测量精度并复核其资料和数据的准确性根据提供的测量资料对帷幕灌浆孔轴线进行实测灌浆孔布置按设计要求在防渗墙轴线上布置灌浆孔分序孔距孔位轴向偏差不得超过孔深为防渗墙砼底部不等均超过设计帷幕灌浆底线造孔灌浆深孔取芯孔和检查孔选用型地质岩芯钻机孔径准硬质合金或金刚石钻头钻进水做冲洗介质每回次取岩芯仔细量测钻杆钻具机上余尺长度卡准每灌浆段长度部分浅孔采用潜孔钻机造孔孔径准孔斜测量采用型电动测斜仪量测钻孔斜率每量测一次不足的钻孔终孔量测一次根据量测结果决定是否对钻孔进行纠斜或封堵重钻钻孔冲洗和压水试验灌浆孔段在灌浆前采用压力水或压力风进行裂隙冲洗直至回水清净返风无灰为止灌浆孔段在灌浆前采用压力水进行裂隙冲洗直至回水清净为止冲洗压力为灌浆压力的大于时采用先导孔采用单点法做压水试验压力为灌浆压力的压水时间不少于每测读一次压入流量以最终流量表读数作为计算流量稳定标准符合下列标准之一时即可结束当流量大于连续次读数其最大值与最小值之差小于最终值的当流量小于连续次读数其最大值与最小值之差小于最终值的连续次读数流量均小于灌浆方法帷幕灌浆工程按分序加密的原则进行分序先进行序孔序孔次之最后进行序孔施工灌浆采用自上而下循环式分段灌浆法灌浆段自上而下分段第一段接触段以下每段长均为段长可适当的进行调整灌浆采用自上而下分段卡塞法灌浆为了避免浆液沉淀堵塞裂隙用寸水管做射浆管射浆管距离孔底不超过灌浆材料采用布尔津水泥厂生产的普通硅酸盐水泥细度要求为的方孔筛的筛余量不大于要求材质新鲜不得使用过期失效和散装水泥每批水泥应做好水泥细度试验并做好记录每批水泥要求有产品出厂合格证检验合格证并抽样由监理部门指定的试验室做检验灌浆设备和机具制浆设备为自制的高速搅拌机转分浆液搅拌完后通过过滤网灌浆泵选用型三缸往复式柱塞泵输浆管路采用寸高压胶管胶管最大承受压力灌浆泵和灌浆回浆管处均安装压力表压力表定期检测压力表与管路之间设有胶皮隔离装置灌浆栓塞采用橡胶式和气馕式制浆灌浆材料必须称重误差不大于纯水泥浆液的搅拌时间不少于浆液使用前应过筛自制备到用完时间小于浆液温度保持在之间灌浆压力灌浆压力按设计要求并根据生产性灌浆试验由设计进行调整灌浆开始后在尽可能短的时间内达到设计压力使整个灌浆过程尽可能地在规定压力下进行浆液浓度灌浆浆液浓度应由稀到浓逐级变换水灰比采用七个比级开灌水灰比采用浆液变换当灌浆压力保持不变注入率持续或减少时或当注入率不变而压力持续升高时不得改变水灰比当某一比级的浆液注入量已达到以上或灌注时间又达而灌浆压力和注入率无改变或改变不显著时改浓一级当注入率大于时根据具体情况越级变浓当灌浆压力或注入率突然改变较大时立即查明原因采取相应段处理措施灌浆结束标准在灌浆规定压力下注入率小于时持续灌注或注入率小于继续灌注灌浆可以结束封孔灌浆结束后采用分段压力灌浆封孔法封孔用灌浆泵压入水灰比的浓水泥浆浓封完毕后待凝孔口上部空余部分采用粘土球扎实封孔灌浆效果分析灌浆注灰量整理分析防渗墙墙底帷幕灌浆单排共个孔灌浆总进尺水泥注入量平均单位水泥注入量从单排帷幕灌浆序孔单位注入量情况来看序孔个灌浆进尺水泥注入量平均单位水泥注入量序孔个灌浆进尺水泥注入量平均单位水泥注入量较序孔平均单位水泥注入量降低序孔个灌浆进尺水泥注入量平均单位水泥注入量较序孔平均单位水泥注入量降低由此可以看出防渗墙帷幕灌浆分三序施工各次序孔灌浆规律明显变化较大检查孔压水试验分析帷幕灌浆效果检查主要以钻孔压水试验为主共个检查孔并报业主设计监理地质部门同意经钻孔压水试验透水率最大值最小值满足设计小于的标准经过实验得出灌浆后透水率均小于说明帷幕灌浆后渗水通道已被堵塞灌浆效果较好施工质量控制灌浆工程是地下隐蔽工作要从以下几个方面控制施工质量以设计要求为依据建立自己的施工质量保证体系制定管理制度并认真贯彻执行对各道重要工序进行自检和控制所有用于钻孔冲洗压水试验和灌浆的机械设备及仪表经监理工程师到现场查看后才能使用灌浆单元工程质量评定对完成的工作由监理工程师进行质量评定防渗墙底部帷幕灌浆工程共划分为个单元其中优良个优良率评定等级为优良