帷幕灌浆施工方法和工艺

帷幕灌浆施工方法和工艺帷幕灌浆主要施工方法1.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1段灌浆结束后进行孔口管埋设，埋入基岩深度2m，孔口管采用73mm的无缝钢管。钻孔测斜选用KXP-Ⅰ型测斜仪，一般帷幕灌浆主要施工方法1.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1段灌浆结束后进行孔口管埋设，埋入基岩深度2m，孔口管采用73mm的无缝钢管。钻孔测斜选用KXP-Ⅰ型测斜仪，一般每10m测1次。2.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30min，回清水10min。灌浆前均进行简易压水试验，压水压力1.0MPa。3.制浆与检测：采用集中制浆，分部位供浆，浆液经3台湿磨机串联磨制后送入搅拌桶，外加剂为UNF-5型高效减水剂，掺量7%。浆液浓度采用标准漏斗粘度计检测，要求漏斗粘度小于30s；细度主要采用沉降法，用激光粒度仪校核，要求每10t水泥检测1次。4.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GJY-Ⅲ型和湖南力合LHGY-2000型。5.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。1.孔深与段长：孔深按H≥1/3h+c与深入相对不透水岩体顶板以下5m控制，同时要求终孔段应满足透水率≤1Lu、单耗q≤20kg/m，否则自动加深；灌浆段长第一段2m，第二段1m，第三段2m，以下各段5m。2.灌浆压力：设计灌浆压力按不小于1.5倍坝前水头考虑，灌浆压力值见下表1：3.灌浆材料与浆液配比：灌浆材料采用湿磨细水泥，细度要求D9740μm，现场按D9540μm按制。采用3∶1、2∶1、1∶1、0.6∶1,4个比级。4.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。5.结束标准：在设计压力下，1～3段注入率小于0.4L/min、以下各段小于1.0L/min，延续灌注时间不少于90min。6.质量合格标准：质量合格标准q≤1.0Lu,接触段及其下一段的合格率应为100%,以下各段应达90%以上,且q应≤2.0Lu。帷幕灌浆特殊情况1.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。2.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。3.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：(1)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。(2)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。(3)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。4.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1h，闭浆待凝24～48h。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。5.灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用下列措施处理：(1)低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；(2)浆液中掺加速凝剂；(3)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3.8.6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30min。即可停止灌注。6.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。(1)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。(2)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5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：1.浓浆堵漏。即先灌0.6：1或0.5：1的浓浆。2.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0.6：1或0.5：1的浓浆，在孔口向孔内加20%～30%粒径为0.1～0.25毫米的细砂，直至孔口返浆。3.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1%的水玻璃或2%～4%的氯化钙。4.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2～5毫米，最大不超过5毫米，砂的粒径控制在O.5～2毫米，最小不小于0.5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1)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.2)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.3)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.4)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1～3ｈ之内灌注结束,注灰量不会超过100～200ｋｇ/ｍ[2].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5Ｌ/(ｍｉｎ•ｍ),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200～500ｋｇ/ｍ,以停歇2～8ｈ掌握.这种特殊情况的灌浆,限制吸浆滤,不使其超过5Ｌ/(ｍｉｎ•ｓ),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200～500ｋｇ/ｍ,以停歇2～8ｈ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1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2309.5m，坝顶高程185m，坝高183m，正常蓄水位175m。三峡二期厂坝工程帷幕灌浆左起12#非溢流坝段、右至纵向围堰坝身段，防渗帷幕总长1304.5m，2000年4月开工，2002年3月完工，累计完成水泥灌浆104900m，化学灌浆1365m。2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95%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4m，右纵坝段建基面高程45m，左非12#坝段建基面高程80m。断层以陡倾角为主，约占82%，中倾角次之，占17%，缓倾角少见出露。断层长度一般30～100m，占84%，长度大于200m，仅占4.5%，宽度大多数小于1m，最宽为4.5m。区内断层走向与坝轴线多呈30°～60°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89%，缓倾角裂隙仅占11%，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1Lu约占85%～90%，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1Lu，厚度大于20m的岩体视为相对隔水层，作为防渗帷幕设计的底线。3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。3.1布孔形式上游主帷幕，一般按单排布置，左非17#～安Ⅲ#、左导墙坝段～19#坝段上游主帷幕为2排布置，排距0.2m，孔距2.0m，幕前布设1～2排、孔深10～20m的辅助帷幕。下游封闭帷幕为单排，孔距2.5m，幕前布设1排、孔深10m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。3.2孔深与段长孔深按H≥1/3h+c与深入相对不透水岩体顶板以下5m控制，主帷幕孔深一般为60～80m，局部地段达125m，封闭帷幕孔深一般为40～60m，局部达85m左右。同时要求终孔段应满足透水率≤1Lu、单耗q≤20kg/m，否则自动加深。灌浆段长第一段2m，第二段1m，第三段2m，以下各段5m。3.3灌浆压力设计灌浆压力按不小于1.5倍坝前水头考虑，灌浆压力值见下表1：3.4灌浆材料与浆液配比灌浆材料采用湿磨细水泥，细度要求D9740μm，现场按D9540μm按制。采用3∶1、2∶1、1∶1、0.6∶1,4个比级。3.5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。3.6结束标准在设计压力下，1～3段注入率小于0.4L/min、以下各段小于1.0L/min，延续灌注时间不少于90min。3.7质量合格标准质量合格标准q≤1.0Lu,接触段及其下一段的合格率应为100%,以下各段应达90%以上,且q应≤2.0Lu。4主要施工方法及问题处理4.1资源配置二期厂坝帷幕灌浆共投入XY-2、XU-300等型号钻机96台，灌浆泵82台，自动记录仪40台，湿磨机30台，基本上采取3钻1灌配置，备用1台灌浆泵。4.2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1段灌浆结束后进行孔口管埋设，埋入基岩深度2m，孔口管采用73mm的无缝钢管。钻孔测斜选用KXP-Ⅰ型测斜仪，一般每10m测1次。4.3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30min，回清水10min。灌浆前均进行简易压水试验，压水压力1.0MPa。4.4制浆与检测采