帷幕注浆施工工艺标准
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接触灌浆及帷幕灌浆总体方案桩号0+050〜0+250段接触灌浆及桩号1+250〜1+400段帷幕灌浆的总体方案均拟定为孔口封闭、孔内循环自上而下分段灌浆方案。
接触灌浆分两序施工,先施工I序孔,其间距为3.0m,相邻I序孔施工完毕后施工其间的II序孔,最终灌浆孔间距为1.5m。
帷幕灌浆施工次序为先施工上、下游排,后施工中间排。
同排帷幕灌浆分两序进行,最终孔间距为3.0m。
施工工艺流程单孔灌浆施工工艺流程见图4.1-1。
r QW礼冲it星♦變码蜕射L段站兀冲IL臭豪黛T图4.1-1接触灌浆施工工艺流程施工方法主要设备配置本项目的施工机具计划按“两机一泵”进行配置,即一个机组的施工设备由两台地质钻机、一台高压灌浆泵和其它必要的设备(灌浆自动记录仪、高速制浆机、低速搅拌机等)组成。
(1)地质钻机:选用XY-II和SGZ-IIIA型钻机,其特点是搬迁灵活,适用于金刚石和硬质合金钻进,钻杆加卸方便并能保证成孔质量。
(2)高压灌浆泵:选用SNS100/10型灌浆泵,三缸往复式泵,运行状态好,压力平稳。
额定压力lO.OMPa,最大排量100L/min。
(3)高速搅拌机:选用ZJ-400型高速搅拌机,搅拌轴转速1200r/min以上,最大制浆能力10〜15m3/h,适用于拌制改性水泥、普通水泥浆。
(4)立式双桶低速搅拌机,单桶储浆量200L,搅拌轴转速50r/min。
钻孔(1)钻孔方法采用水泥膨润土浆液护壁、回转钻进的方法施工。
根据地层情况,选用金刚石钻头或硬质合金钻头钻孔。
①护壁浆液配比为1:2:12(水泥:粘土:水),如孔壁不稳,有坍塌、掉块现象,则改用1:2:10或1:2:8的浆液,塌孔现象消除后,可换回原配比浆液。
②采用金刚石钻头钻进时,其钻头与扩孔器的胎体硬度和金刚石浓度、品级选用适应坝体盖板混凝土和坝基灰岩的级别。
③采用硬质合金钻头钻进时,使用大八角柱状合金加工的可取芯钻头或全断面钻头,后者可提高不取芯钻孔的钻进效率。
帷幕注浆施工一、概述在地质特殊地段(富水、破碎岩层或自稳性差的地质地段),采用预注浆(地表超前注浆、洞内围岩全断面注浆等)对围岩进行处理,即可形成较大范围的筒状加固区,这种注浆方式称为帷幕注浆。
帷幕注浆分为两种:对于破碎岩层,砂卵石层,中、细、粉砂层等有一定渗透性的地层,采用中低压力将浆液压注到地层中的裂缝、孔隙里,经过物理化学作用凝固后将岩土或土颗粒胶结为整体,称为“渗透注浆”;对于颗粒更细的不透水、不透浆液的地层,采用高压浆液强行挤压孔周,使黏土层劈裂成缝并使浆液充塞凝结于其中,从而对黏土层起到挤压加固的作用,称为“劈裂注浆”。
帷幕注浆是加固地层、封堵水源的一种方法,对保持围岩稳定、增强隧道施工安全有着积极的作用。
二、帷幕注浆施工技术要点1.地质判断及注浆范围确定进行地质判断是为了搜集有关帷幕注浆施工地段的工程地质和水文地质情况,为正确选择注浆参数和采取相应的技术参量提供依据。
一般的超前地质判断手段有超前探水孔钻探、红外线、TSP地质雷达超前地质预测预报和地质素描等。
通过对地质预报信息的综合分析,可以比较准确地判明相应施工区域的地质情况,从而可以掌握岩土的渗透性、土颗粒的组成、孔隙率、饱和度及地下水量、水压和水质等物理化学性质,为合理地采取注浆方法和获得理想的注浆效果提供理论依据。
注浆范围与地质情况、开挖断面大小、开挖方法、对周边的影响等密切相关,可根据自身工程所处的地质环境、设计图纸和试验效果来确定注浆范围。
如下面工程实例中明月山隧道的注浆加固范围为隧道开挖断面及开挖轮廓线外5~10 m。
2.注浆材料的选择及配比注浆材料的选择与地质条件和涌水量有关,通常有以下几个方面。
①断层破碎带和砂卵石地层,当裂隙宽度(或粒径)大于1 mm时,加固地层或者堵水注浆,宜优先选用料源广、价格便宜的单液水泥浆和水泥-水玻璃浆液。
a.采用单液水泥浆时,水灰比宜采用0.8∶1~2∶1,若须缩短胶凝时间,可加入食盐或三乙醇胺速凝剂。
帷幕灌浆施工方案1.1 编制依据(1)施工设计图纸及设计说明;(2)《锦凌水库工程坝基固结灌浆、帷幕灌浆施工技术要求》(3203-LC-02);(3)《水利水电工程钻孔压水试验规程》(SL31-2003);(4)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2001);(5)《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ338-89);(6)《建筑工程质量检验评定标准》(GBJ301-88);(7)《硅酸盐水泥、变通硅酸盐水泥》(GBJ107-87)。
1.2 工程概述1.2.1坝址地质条件坝址区基岩岩性主要为安山岩和熔岩,以安山岩为主,坝址区分布较广;熔岩以凝灰岩和火山角砾岩为主,局部为熔结流纹岩、凝灰质砂岩等,主要分布于坝址区河床部位和右岸岸坡。
基岩风化程度较弱,风化界线有一定的规律性;岩体完整程度及强度因岩性不同有一定的差异,安山岩强度较高,一般为中硬,岩体完整性差〜较完整;熔岩强度较低,一般为较软岩〜中硬岩,完整性差〜较完整。
坝基全、强风化岩透水性较强,一般为弱〜中等透水;弱风化岩,一般为弱〜中等透水;微风化〜新鲜岩,一般微〜弱透水。
坝基安山岩和熔岩碱活性成份含量均低于0.1%,无潜在危害。
坝址区构造简单,未发现大的构造。
坝址区基岩节理裂隙较发育,局部中等发育,以剪性为主,节理面多平直光滑或粗糙,闭合或微张,无充填或钙质充填,最小间距15cm左右,结合一般,延伸中等。
顺河向节理不发育。
1.2.2主要项目和工程量锦凌水库工程右岸建筑及安装工程的帷幕灌浆施工主要包括左右岸土石坝帷幕灌浆、混凝土坝段帷幕灌浆。
帷幕灌浆为单排,灌浆孔孔距为2m。
连接坝段帷幕灌浆孔深约为基岩下29m,挡水坝段、引水坝段、底孔坝段帷幕灌浆孔深约为基岩下27m,溢流坝段帷幕灌浆孔深约为基岩下23m。
右岸土石坝段帷幕灌浆孔约为1622个,左岸滩地段帷幕灌浆孔约为266个,混凝土坝段帷幕灌浆孔约为69个,共计1957个灌浆孔,总长度为13330m。
六、施工方法与技术措施6.1概述本标段帷幕灌浆自桩号G0+423.00起至G0+631.00止,轴线长度208m,向上及向下钻孔灌浆形成防渗帷幕。
向上孔深为18.5m;向下孔深为133m。
本标段工作内容包括:按规范规定、图纸及工程师要求,提供一切劳务、设备、材料,并完成灌浆孔、检查孔所必需的钻孔、套管、冲洗和压水试验,以及帷幕灌浆材料的提供、储存、拌合、注浆,等所需的各项工作。
本标段主要工作项目应包括:(1)灌浆工作场地的排水、清污、照明和施工后的场地清理;(2)动力和照明设备的连接(业主提供电源至施工场地附近);(3)洞内通风设备及管道的提供和安装;(4)洞内穿过混凝土底板至一定深度以及地面不要求灌浆的上部岩层或覆盖层的孔口管的提供和镶铸;(5)帷幕灌浆孔、检查孔、抬动观测孔的钻孔、测斜和观测仪器的提供和安装;(6)井下电视的安装和观测;适用标准:(1)灌浆部位的施工图:(2)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5158-2001)(3)《硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥技术规范》(GB175-85)(4)《水工混凝土外加剂技术规范》(SD108)(5)施工过程总工程师下达的指令和有关文件。
6.2灌浆试验本次实施补强灌浆的廊道高程较低,幕底高程更低,灌浆施工时可能会遇到较高的水压力和出现较大的涌水量,为保证灌浆质量,在灌浆前将进行灌浆试验,以确定合适的灌浆方法、灌浆浆液、灌浆工艺、灌浆压力和灌浆结束标准,以及遇到较高涌水压力、大涌水量和较大耗浆量时的紧急处理措施,并报工程师批准。
6.2.1首先进行浆液试验:(1)按监理工程师的指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验:①浆液配制程序及拌制时间;②浆液密度或比重测定;③浆液流动性或流变参数;④浆液的沉淀稳定性;⑤浆液的凝结时间,包括初凝或终凝时间;⑥浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性;⑦监理工程师指定的其它试验内容;(2)用于现场灌浆试验的浆液水灰比以及掺合料、外加剂等的品种及其掺量要通过浆液试验选择,并将试验成果报送监理工程师;6.2.2选择地质条件有代表性的部位进行帷幕灌浆生产性试验,以验证灌浆孔的布孔方式、灌浆分段、灌浆压力及浆液配比等参数;6.2.3在生产试验区内,按批准的灌浆试验大纲拟定的施工程序和方法进行灌浆试验,检查灌浆效果,整理分析各序孔和检查孔的透水率、单位耗灰量等试验资料,并将试验成果报送监理工程师;根据先导孔或一序孔压水试验结果,经工程师同意后调整灌浆参数和选择孔距的大小。
帷幕注浆施工工艺
为了加固地层及保护地下水资源的目的,在围岩破碎、富水、易坍塌地段以及可能引起地表浅层地下水位严重下降地段,采用帷幕注浆加固止水。
帷幕注浆的基本方法是在预计的开挖松弛范围内形成一个止水环。
⑴帷幕注浆施工工艺流程见图10
图10 帷幕注浆施工工艺流程图
⑵工艺主要说明及要求
注浆材料的选择主要依据地质条件和注浆的目的进行选择,一般优先采用水泥浆液,必要时采用水泥、水玻璃双液浆,为改善水泥浆的性能,在注浆时可掺入适量的外加剂,如速凝剂、早强剂、悬浮材料等。
注浆方式采用分段前进式,为防止未注浆段地下水涌向工作面及注浆时跑浆,注浆起始处掌子面应以喷射混凝土,做成止水浆墙,厚度不小于20cm,每个注浆段中止处均应保证有不小于3.0m的止水盘(第一环节注浆止水盘长度不小于5.0m)
注浆量的大小根据不同地层按公式Q=Anα(1+β)计算Q-总注浆量A-注浆范围岩层体积
nα(1+β)-填充率,不同岩层填充率见小表:
⑶施工注意事项
待每个环节注完后,可钻2~3个检查孔检查注浆效果,如未达到预期效果,应以小导管压注一定比例的水泥浆液、水玻璃浆补充注
浆,小导管可采用φ42热轧钢管,壁厚3.5mm。
所有注浆参数,包括注浆范围、浆液配比、胶凝时间、注浆孔数、注浆孔位、注浆顺序、注浆压力等均应通过试验进行必要调整,以便符合现场情况,达到预期压注效果。
施工中应根据地质情况对单孔注浆浆液扩散半径可进行调整,因在洞内施工,要注意施工安全,注浆的同时防止对环境造成污染。
帷幕灌浆的施工工艺帷幕灌浆的施工工艺1 施工测量放样:根据招标文件要求本次施工按单排孔分三序实施帷幕灌浆,帷幕灌浆轴线布置在距坝轴线上游1.0 m 处,按单排孔布置,孔距 3.0 m 。
测量放样由专业人员采用经纬仪测量定线,用钢尺丈量孔距,确定孔位。
在每一孔位上打一木桩,在木桩中心钉一小钉,作为灌浆孔的中心点。
对于转折点桩号,在旁边加设固定参照标志,以便施工确认。
并用水准仪测出各孔口高程,根据设计初步计算出各灌浆孔帷幕底线、顶线高程。
2 钻孔①钻孔机具及设备本次施工根据工程任务,为了提高劳动生产率和保证施工质量,选用2 台SH-30 钻机及2 台国产二三三厂生产的XU-200A型钻机,该钻机最大钻进深度可达200 米,详见下表:钻孔主要施工设备表名称型号数量工作内容备注钻机SH-30 2 台钻土层钻机XU-200A 2 台钻孔岩层灌浆泵BW-150 2 台送水冲洗测斜仪KXP-1 1 台钻孔测斜②钻孔次序钻孔按三序次施工,先进行先导孔(Ⅰ序孔)施工,进一步探明地质情况,然后按Ⅱ、Ⅲ序孔分别进行,详见下图: Ⅰ序孔30 00 30 00 30 00 30 00 30 0030 00 30 00 30 00 帷幕灌浆孔序布置图③钻孔操作步骤根据测量的孔位将钻机设备移机就位,钻孔中心与放样孔位偏差控制在规范允许范围内,然后将钻机垫平,校核立轴竖直。
根据不同地层,采用不同的钻进工艺。
土层采用SH-30型钻机冲击,直至基岩,下Φ110 mm 套管,再采用XU-200A 型岩芯钻机旋转钻进,终孔孔径为Φ75 mm 。
钻孔深度按照设计孔深钻进。
④钻孔技术指标A . 孔位偏差及孔深:孔位力求对中,其水平偏差控制在10 cm 之内。
孔深按设计要求控制。
B . 钻孔力求铅直,所有帷幕灌浆孔均全孔测斜。
如发现钻孔偏斜超过规定时及时纠正孔斜率控制在2 之内。
帷幕灌浆孔孔深其允许偏差控制如下表:帷幕孔孔底允许偏差值孔深(m )20 30 40 50 60最大允许偏差值(m )0 . 25 0.5 0.5 1.15 1.5 C . 记录:做好造孔记录和描述,详细加以分析并报监理人员存档。
帷幕灌浆施工1、灌浆材料1.1水泥1)帷幕灌浆所用的水泥为普通硅酸盐水泥,水泥强度等级为P.O42.5。
水泥的品质必须符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999规定的质量标准。
2)水泥细度要求通过80μm方孔筛的筛余量不大于5%。
3)帷幕灌浆用的水泥的化学成分及其物理力学性质,必须符合国家规定,所用水泥定期抽样检查,不合格者不使用。
不使用受潮结块的水泥。
1.2水帷幕灌浆用水必须符合《混凝土用水标准》JGJ63-2006和《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001的要求的规定,拌浆水的温度不得高于40°C。
1.3掺合料根据灌浆需要,经监理工程师批准,可在水泥浆液中掺入砂、粘性土和水玻璃等掺合料。
各种掺合料质量必须符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001第5.1.6条规定,其掺入量通过试验确定,试验成果必须经批准。
1.4外加剂根据灌浆需要,在灌浆过程中,如遇到特殊情况,经监理工程师批准,可在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂以及批准的其他外加剂。
各种外加剂的质量必须符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001第5.1.7条规定,其最优掺入量通过室内试验和现场灌浆试验确定,所有能溶于水的外加剂均以水溶液状态加入。
2、钻灌设备2.1钻孔设备1)钻孔采用XY-2型回转式钻机,根据施工实际情况采用金刚石或硬质合金钻头。
2)使用的钻孔冲洗和压水试验设备,水泵的工作压力均按设计和规范的要求选定,压力稳定,工作可靠;并保证在所有压力下都有足够的供水量,出水均匀;仪表经标定并保持足够的精度,同时符合要求的标值范围。
3)配备足够的流量计、压力表、压力软管、供水管及阀门等物品,并有必需的备用量。
2.2灌浆设备1)灌浆采用3SNS型高压灌浆泵进行灌浆,采用长江科学院生产的GJY4型灌浆自动记录仪进行记录。
灌浆泵的技术性能与所灌注浆液的类型、浓度相适应,其容许工作压力大于最大灌浆压力的1.5倍,压力波动范围小于灌浆压力的20%,并有足够的排浆量和稳定的工作性能。
围护止水帷幕双液注浆疏水施工工法围护止水帷幕双液注浆疏水施工工法是一种有效的围护止水技术,能够防止地下水渗漏,保障工程的稳定性和安全性。
本文将从前言、工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面进行详细介绍。
一、前言随着建筑工程的发展,地下结构越来越复杂,地下水渗漏问题成为困扰工程施工的重要因素。
围护止水帷幕双液注浆疏水施工工法是一种有效解决地下水渗漏问题的技术,具有广泛应用前景。
二、工法特点围护止水帷幕双液注浆疏水施工工法具有以下特点:1. 高效:采用双液注浆技术,注浆速度快,施工效率高。
2. 灵活性好:可以根据施工环境和需要进行调整,适应不同地层条件。
3. 围护效果好:通过注浆形成坚固的帷幕,有效隔离地下水渗漏。
4. 施工过程简单:工人需要掌握的技能较为简单,易于操作。
5. 与其他工法相容性强:可以与其他围护止水工法相结合,提高止水效果。
三、适应范围围护止水帷幕双液注浆疏水施工工法适用于以下情况:1. 地下结构建设:适用于地下隧道、地下车库、地下室等地下结构的围护止水。
2. 地铁建设:适用于地铁站台、车站、隧道等地下工程的围护止水。
3. 水电工程:适用于水坝、水库、水利渠道等水利工程的围护止水。
四、工艺原理围护止水帷幕双液注浆疏水施工工法的工艺原理是通过注浆在地下形成一个帷幕,阻止地下水的渗透。
具体工艺原理如下:1. 选择合适的注浆材料:根据地层情况选择合适的双液注浆材料。
2. 选择合适的注浆方式:根据施工环境选择合适的注浆方式,如钻孔注浆、切割墙注浆等。
3. 进行注浆施工:根据设计要求,通过注浆设备将双液注浆材料注入地下,形成围护帷幕。
4. 确保注浆质量:通过监测设备对注浆过程进行监控,确保注浆质量达到设计要求。
五、施工工艺围护止水帷幕双液注浆疏水施工工法的施工工艺一般包括以下几个阶段:1. 地质勘察与设计:根据工程需要进行地质勘察,制定施工设计方案。
大坝工程帷幕灌浆方案一、前言大坝是水利工程中重要的设施之一,其安全稳定性直接影响着坝后的人员财产安全,因此在大坝的建设和运行过程中,各种安全隐患都需要得到高度重视。
其中,帷幕灌浆作为一种有效的加固和防渗措施,对于大坝的安全性起着至关重要的作用。
本文将针对大坝工程帷幕灌浆方案进行深入探讨,旨在为大坝工程建设提供科学合理的灌浆方案。
二、帷幕灌浆的工作原理及作用帷幕灌浆是指利用高压注浆机在岩体或土体内部形成一定深度的注浆层,以改善其物理力学性质和渗透性能的工艺。
帷幕灌浆一般分为单孔灌浆和多孔灌浆,通过管道将灌浆材料注入到地层内部,形成坚实的灌浆帷幕,从而提高地基的承载能力和抗渗性能。
在大坝工程中,帷幕灌浆主要起到如下作用:1. 加固地层:对于地层松软、疏松或具有较高渗透性的情况,帷幕灌浆可以填充土层孔隙,形成坚实的灌浆帷幕,增加地层的抗剪强度和承载能力,从而提高地基的稳定性和安全性。
2. 防渗措施:对于地层具有较高渗透性的情况,帷幕灌浆可以形成一层坚实的防渗屏障,阻止水体渗透,从而在一定程度上减小了大坝工程的渗漏风险。
3. 合理分流:帷幕灌浆可以在一定程度上改善地层的渗透性,缩小地下水流域范围,有利于合理分流和排水,减小对大坝地基的侵蚀和冲刷,保护大坝的安全稳定。
综上所述,帷幕灌浆对大坝的安全性和稳定性具有重要的作用,因此在大坝工程建设中,帷幕灌浆方案需要得到合理的设计和施工实施。
三、帷幕灌浆方案的设计原则1. 结合地质条件:在设计帷幕灌浆方案时,需要充分考虑大坝所处地质条件,包括地质构造、岩性、地层倾向、地下水位等因素,确保灌浆帷幕与地质条件相适应。
2. 合理布局孔距:帷幕灌浆孔距的合理布局直接影响到灌浆效果,一般情况下,孔距不能过大,同时也不能过小,需要综合考虑地质条件、灌浆材料的渗透能力等因素。
3. 灌浆材料的选取:灌浆材料的选择需要综合考虑地层的物理力学性质和渗透性能,确保选用的灌浆材料具有较好的渗透性能和加固效果。
帷幕灌浆施工工艺方法一、灌浆钻孔1、测量人员、施工人员应按设计要求进行放样施工,不得随意更改。
2、所有钻孔应统一编号并注明施工次序,开孔孔位与设计位置的偏差不大于100mm,钻孔时全孔测斜,及时纠偏,超过规定值的重新钻孔。
钻孔的终孔深度应符合设计规定。
对各项钻孔的实际深度、孔位、孔斜均应有记录。
垂直的帷幕灌浆孔孔底的偏差不得大于下表:表1钻孔孔底最大允许偏差值4、帷幕灌浆单排孔距2m,帷幕孔按三次序逐渐加密。
宜选用较小的孔径,但不应小于46mm。
5、帷幕孔孔深:要求伸入相对隔水层(透水率q≤5Lu)5.0m且最小孔深10m。
两坝头延伸段详见“混凝土重力坝帷幕灌浆平面布置图”。
6、钻孔时,应根据设计要求对孔内各种情况,如砼厚度、涌水、漏水、断层、洞穴、破碎、掉块等进行详细记录,作为分析钻孔情况的依据。
7、钻孔过松软岩层或遇有塌掉块时,应先进行灌浆处理,然后再继续钻进,如发现集中漏水,应立即停钻,查明漏水部位原因,处理后再进行钻进。
二、钻孔取芯和芯样试验1、灌浆检查孔应予钻取芯样。
2、对钻取岩芯进行试验,并将试验记录和成果作为验收文件。
3、检查孔岩芯必须保存,全孔岩芯必须保存,全孔岩芯获得率要求不低于90%。
并进行编录,便于地质人员鉴定检查后并决定去存。
三、钻孔冲洗钻孔至设计深度后,对孔深和孔底残留物进行检查,不符合要求的,应及时处理。
孔底沉积厚度不得超过20cm。
对钻孔孔壁冲洗与裂隙冲洗,直至回水清净并延续10min结束,冲洗水压力为灌浆压力的80%,并不大于1Mpa。
灌浆孔冲洗后应立即连续进行灌浆作业,因故中断超过24h。
则应在灌浆前重新进行灌浆冲洗。
四、压水试验帷幕每隔5m应选孔自上而下分段进行压水试验,压水试验是为了检查岩石条件。
灌浆先导孔和检查孔必须逐个进行正规压水试验。
各普通灌浆段在灌浆前宜应进行简易压水试验,简易压水试验可以结合裂隙冲洗进行,压力为灌浆压力的80%,并不大于1Mpa,压水时间20min,每5min测读一次压入流量,取最后流量值作为计算流量等成果以透水率q表示,单位为(lu)。
4.5.7.1.1.帷幕注浆材料、设备帷幕注浆是通过在掌子面钻地质探孔和注浆孔,再向孔内压注浆液,浆液挤出开挖断面及其周围一定范围内的岩缝中的水,保证围岩的裂隙被具有一定强度的混合浆体充填密实,并与岩体固结成一体,形成止水帷幕。
4.5.7.1.1.1.注浆材料的选择及适用范围针对本隧道富水区各种岩溶水的赋存情况的不同,拟采用三种不同的注浆堵水材料。
单液水泥浆类浆液:单液水泥浆类浆液是以水泥为主,添加一定量的速凝剂,用水调剂成的浆液。
它具有以下特点:凝结时间可根据实际需要随意调节,其变化范围为几十分钟至几小时;浆液结石率较高,抗压强度可达5~10Mpa,对于基岩裂隙中堵水和加固是完全能满足要求的;抗渗性能好;工艺设备简单,操作方便,较之双液浆有更大的优越性;难以注入0.2mm以下岩溶裂隙;浆液无毒性,对地下水和环境无污染,较之使用化学药剂为添加剂的浆液更安全;来源丰富,价格便宜;凝结时间相对较长。
根据注浆对浆液凝胶时间的要求,施工中试验人员在隧道内对不同浆液配比进行分组试验,取得不同凝胶时间下的配比,供注浆选用。
水泥—水玻璃类浆液:水泥—水玻璃类浆液是以水泥和水玻璃为主剂,两者按一定的比例采用双液方式注入,必要时加入缓凝剂(磷酸氢二钠)所形成的注浆材料,是一种用途及其广泛,使用效果良好的注浆材料。
它具有以下特点:来源丰富,价格便宜;结石体抗压强度高,可达5~20Mpa,但后期强度由于水玻璃的作用易降低;浆液结石率为100%,结石体渗透系数10~3cm/s,抗渗性能好;难以注入0.2mm以下岩溶裂隙;采用双液方式注入,施工工艺较单液复杂。
TGRM水泥基特种灌浆材料:TGRM水泥基特种灌浆材料:是以特制的高性能水泥,配以适当种类和数量的外加剂,共同混合均匀,制成具有早强、高性能的水硬性胶凝材料。
它具有以下特点:比表面积大,可注入0.2mm以下岩溶裂隙中,弥补了普通水泥浆液在岩溶小裂隙中不易扩散的不足;浆液结石率可达100%,抗压强度可达50MPa以上;操作技术要求高;浆液无毒性,对地下水和环境无污染,较之使用化学药剂为添加剂的浆液更安全;价格昂贵。
其主要性能指标如下表:注浆施工时,浆液类型的选择原则是根据岩溶水赋存情况和涌水量大小而确定:当遇到断层破碎带或涌水量大时,选用单液或双液浆;反之当遇到小裂隙型岩溶水且水量较小时,则选用TGRM水泥基特种灌浆材料,以上三种注浆材料各有所长,在注浆堵水过程中配合使用。
4.5.7.1.1.2.注浆设备钻孔设备:ZYG-150地质钻机ZY-200地质钻机注浆设备:ZG6310 往复式柱塞泵(单液注浆机)2TGZ60/210 可调式高压注浆泵(双液注浆机)制浆设备:JZ350叶片式搅拌机辅助设备:搅拌储浆桶多功能轨行式钻孔台车T型混合器Y型混合器施工中以多功能轨行式台架为龙头骨架,以注浆管路为脉络,以轨道平板车为载体,将钻孔系统、注浆系统、浆液制备系统、运输系统等设备有机地组合在一起,形成机动灵活的轨行式钻孔注浆列车。
钻孔台车钻机泵站车制浆车水玻璃车说明:各轨道平车之间用车钩连接,由电瓶车牵引,可迅速就位和撤离。
钻孔台车用于安放钻机(含风动钻机)推进器及支架、操作台及注浆管路。
1号轨道平车用于安放液压钻机的泵站,与钻孔台车共同组成钻孔系统。
2号轨道平车为注浆车,上面安放ZG6310单液注浆机两台、ZTGZ60/210可调压注浆机一台,根据注浆工艺要求选用不同的注浆泵。
与孔口管、高压闸阀、注浆管、吸浆管共同组成注浆系统。
3号轨道平车为制浆车,JZ350叶片式搅拌桶两台,自搅拌储浆桶一台。
另设水玻璃桶一个,容量1m3。
4号为14m3梭式矿车,用于水泥运输、存储。
与3号车之间设活动跳板。
5号轨道平车为水玻璃罐车,与4号车共同组成后勤保障系统。
水玻璃运到后,直接用浓油泵抽送到前面的水玻璃桶。
4.5.7.1.2.帷幕注浆工艺和作业要点4.5.7.1.2.1.注浆工艺流程:详见附后的《帷幕注浆施工工艺流程图》。
4.5.7.1.2.2.注浆段长和注浆孔的布置:根据钻机性能,选用每循环注浆段长30~40米;帷幕注浆就是要使浆液扩散到注浆帷幕范围内的所有岩层裂隙中,所以注浆孔的布置要以浆液扩散不出现空白为原则,据此根据设计注浆孔数量以隧道中轴为中心呈伞形布置,详见《帷幕注浆钻孔布置示意图》。
4.5.7.1.2.3.注浆方式:采用分段前进式注浆或全孔一次压入式注浆。
当钻孔过程中未遇见泥夹层或涌水,就一钻到底,全孔一次压入式注浆;在钻孔过程中遇到泥夹层或涌水,立即停止钻孔,采取注一段钻一段的分段前进式注浆,直至终孔。
帷幕注浆施工工艺流程图4.5.7.1.2.4.注浆参数的选择:每循环注浆长度30~40m,单孔有效扩散半径2.5 m左右,终孔间距2.0~3.0m;注浆范围为:一般地段隧道衬砌外5m,断层破碎带得胜场暗河段为衬砌外8m。
注浆方式:如果出水量较小且成孔容易,用一次性注浆方式或分段后退式注浆;如果成孔困难,则采用分段前进式注浆。
注浆压力:注浆压力是注浆的主要参数,它对浆液的扩散范围,岩层裂隙充填的密实程度及注浆效果的好坏起着决定性的作用,所以必须有足够的注浆压力克服静水压力和地层阻力,方能达到注浆目的,一般富水地段取静水压力的2~3倍。
浆液的注入量:指单孔注入量,按假设浆液在地层中均匀扩散公式为:Q=πR2L nαη式中:Q——单孔注浆量(m3);R——浆液扩散半径(m)取2.5m;L——注浆孔长(m);n——地层的裂隙(%),取2~4%;α——浆液在岩石裂隙中的充填系数,视岩石情况取0.3~0.9;η——浆液消耗率,取1.1。
4.5.7.1.2.5.止浆岩盘一个止浆岩盘止浆效果的好坏,将直接关系到帷幕注浆成功与否。
本隧道根据注浆段围岩情况预留不同厚度的止浆岩盘:一般取5m~7m,这样既确保了注浆效果,又避免了每个注浆循环浇筑砼作为止浆墙这道工序,加快了施工进度。
4.5.7.1.2.6.埋设孔口管:固结牢固密实,保证不漏浆、不窜浆的孔口管是决定注浆效果好坏的重要因素,其埋设方法:先用YQ-100型冲击式钻机钻4.0m 深,再将φ108孔口管插入,外露20~30cm,管壁与孔口接触处用麻丝填塞,再向孔口管内注TGRM水泥基固结。
孔口管起着导向作用,钻孔安装时要控制好外插角度。
4.5.7.1.2.7.钻孔:根据不同用途,选用了ZYG-150全液压钻机和ZY-200全液压钻机。
钻机由机头(钻杆推进器)、操作台、液压泵站三部分组成,之间通过高压管及快速接头连接,用于钻注浆孔。
先根据设计图孔位、钻孔参数,在工作面上放出钻孔位置,并用油漆标定。
调整钻杆的仰角和水平角,移动钻机,将钻头对准所标孔位。
将棱镜放在钻杆的尾端,用全站仪检查钻杆的姿态,并进行调整。
根据探孔预测结果,决定是否采用孔口管。
对探孔预测水压较高(P≥1.0MPa),且水量较大(Q≥20m3/h)的区域,采用孔口管注浆,否则采用止浆塞止浆方式注浆。
当采取后退式分段注浆时,可采用钻机直接钻孔至设计深度。
当采取前进式分段注浆时,采取钻一段注一段的方式,直至设计孔深。
钻孔按先外圈,后内圈的顺序进行。
内圈钻孔可参照外圈钻孔的顺序。
后序孔可检查前序孔的注浆效果。
逐步加密注浆一方面可根据钻孔的情况,调整注浆参数;另一方面如果钻孔情况证明注浆效果已达到设计要求,即可进行下一圈孔的钻进,减少钻孔的工作量,加快施工进度。
钻孔时,还要严格作好钻孔记录:孔号、进尺、起讫时间、岩石裂隙发育情况、出现涌水位置、涌水量和涌水压力。
施钻过程中,若单孔出水量小于30L/min,可继续施钻;若单孔出水量大于30L/min ,立即停钻进行注浆。
4.5.7.1.2.8.制浆:选用JZ350叶片式搅拌机四台,作为水泥浆制浆设备,为了保证水泥浆的均匀性和在注浆间隙时不沉淀,另自行加工搅拌储浆桶两台,容量1立方米,采用立式电动机和摆线针轮式减速器,用支架倒立于储浆桶上,通过联轴节将动力直接传给搅拌轴。
为了方便吸浆,在储浆桶外侧设两个以上取浆口,以保证大流量注浆时浆液的供应。
根据选定浆液的配比参数拌好浆液,其中水泥浆拌好后用1×1mm网筛过滤,放入叶片立式搅拌机进行二次搅拌,确保浆液均匀。
4.5.7.1.2.9.注浆准备:注浆管路的连接详见附后的《注浆管路连接图》。
通过压水检查注浆管路的密封性;同时冲冼岩石裂隙,扩大浆液通路,增加浆液充塞的密实性。
4.5.7.1.2.10.浆液的确定:注浆管路连接图固结孔口管和封孔注浆时选用双液浆:当注浆孔涌水量小于30L/min ,选用纯水泥浆;当注浆孔涌水量在30~200L/min 范围内,选用凝胶时间为4~6min 的浆液;当注浆孔涌水量大于200L/min ,选用凝胶时间为3~4min 的浆液。
4.5.7.1.2.11.注浆顺序:先注外圈,后注内圈,同一圈由下而上间隔施作。
4.5.7.1.2.12.注浆速度:当钻孔涌水量≥50L/min 时,注入速度80~150L/min ;当涌水量≤50L/min 时,注入速度35~80L/min 。
4.5.7.1.2.13.注浆结束标准:全部注浆孔注浆完成后,在主要出水点附近设至少5个检查孔,测孔内涌水量,要求一般地段小于0.4L/min.m ,且一处涌水量小于10 L/min ;或进行压水实验,在0.75Mpa 压力下,吸水量小于2 L/min ,若达到上述要求,则可以开挖,否则进行补注浆。
注 浆 孔4.5.7.1.2.14.异常情况处理若钻孔过程中,遇见突泥情况,立即停钻,拔出钻杆,安装孔口管及高压阀,进行注浆。
若掌子面小裂隙漏浆,先用水泥浆浸泡过的麻丝填塞裂隙,并调整浆液配比,缩短凝胶时间;若仍跑浆,在漏浆处采用普通风钻钻浅孔注浆固结。
若掌子面前方8米范围内大裂隙串浆或漏浆,采用止浆塞穿过该裂隙进行后退式注浆。
当注浆压力突然增高,则只注纯水泥浆或清水,待泵压恢复正常时,再行双液注浆;若压力不恢复正常,则停止注浆,检查管路是否堵塞。
当进浆量很大,压力长时间不升高,则调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小泵量、低压力注浆,以使浆液在岩层裂隙中有相对停留时间,以便凝胶;有时也可以进行间歇式注浆,但停注时间不能超过浆液凝胶时间。
4.5.7.1.3.帷幕注浆施工技术注意事项和质量控制4.5.7.1.3.1.帷幕注浆施工注意事项注浆钻孔的方向、深度都要严格按设计要求进行。
需要装设孔口管时,孔口管的装设要牢固、密实。
根据超前钻孔探测,随时测量涌水量及水压,化验水质,核实地质情况,如与设计不符,及时向设计单位、监理工程师提出,及时作好信息反馈,以便迅速变更设计、施工方案。
注浆中发生堵管时,先打开孔口泄浆阀,再关闭孔口进浆阀,然后停机,查找原因,迅速进行处理。