三峡三期土石围堰防渗工程施工技术

[12-11 16:59:40]   来源:http://www.tmgc8.com  水利水电   阅读:3712


     振孔高喷是用大功率振动锤直接将高喷管送至预定深度即开始上提的一种高喷技术。喷射注浆机理同常规高喷相似,造孔采用振、转结合同时进行,下管速度快,成孔机理先进且不需固壁材料。规模造墙施工前的现场试验表明,在风化砂回填层造24 m深孔时只需5 min左右,且有一定的入岩能力。由于成孔快可采用小孔距不分序连续施工,工效高,适宜于双排防渗墙部位,缺点是目前孔深有限(试验时最大孔深24.5m),因此布置在孔深较浅的右侧。

     左右岸接头加厚区(四排墙)、砼斜坡段同上游一样采用常规高喷施工。

3.2 上游墙施工方法

  工艺流程:测量放样→先导孔施工→高喷孔、自凝灰浆挖槽施工→墙体埋灌浆钢管→帷幕灌浆→质量检查

  (1)先导孔是测量放样后造墙前的第一施工项目,目的是确定墙底线。先导孔造孔采用XY-2型地质钻机造孔,膨润土浆固壁。取芯要求为:风化砂回填地层每5 m取一次样,以下100%取样(芯)。孔深要求进入花岗岩弱风化5m,孔距20m一个,特殊部位根据地质条件依监理要求加密,孔径φ75mm。在自凝灰浆以外的一体化和常规高喷部位,先导孔兼作高喷Ⅰ序孔,取芯完成后按设计参数立即进行高喷作业。

   (2)常规高喷:分Ⅲ序钻喷。造孔采用地质钻机,固壁采用膨润土泥浆,达到设计深度后移开钻机喷机就位进行地面孔口试喷,并检查高压系统的完好性及设备的可靠性和检查压力、转速、提速等满足要求后开始下设喷管至孔底,为防止喷管下设过程中泥砂堵塞喷嘴,边喷水边下管(但水压不宜太大)。然后原地旋转喷射至孔口冒浆开始按设计要求的技术参数进行喷射灌浆。喷射过程中,发现不冒浆时停止提升,原地静喷至孔口冒浆再提升。因机械故障、孔内事故等原因而造成的施工参数未达到设计要求的孔段,要进行复喷,其重复搭接长度≥0.5m。上游墙孔距0.6~0.75m,孔径φ130mm。

  (3)钻喷一体化施工:本次施工过程中由于导流器机械原因未过关,部分孔投球不能配合到位,增加了不应有的提钻验孔和孔口试喷两道工序,尚待改进完善。其它如膨润土浆固壁,检查压力、转速、复喷等工艺同常规高喷。一体化孔距0.6~0.75m,孔径φ130mm。

  (4)回灌:常规高喷和钻喷一体化喷射灌浆完毕后均需做移机回灌(向孔内回灌水泥浆或冒出的弃浆),直到浆面不再下沉为止,以保证墙顶设计高程。

  (5)孔斜控制:常规高喷钻机就位后将机身调平,保证“三点一线”,并用水平尺复核,开孔偏差≤5cm;钻喷一体化机具就位后调平底座和调直塔架,开孔时用水平尺复核钻杆使之铅直。部分孔(包括常规高喷孔)采用了基岩帷幕孔测斜仪进行抽验。

  (6)钻埋灌浆管:常规高喷、一体化墙体桩体成墙达24h以上,用地质钻配合金或金刚石钻头造110mm的孔,孔深至墙底以上0.5m,孔口高出地面0.2m,孔内冲洗干净注0.5∶1水泥净浆,再下φ91mm的无缝钢管,每节6m丝扣连接。www.tmgc8.com

  (7)自凝灰浆施工:采用“纯抓法”和“抓凿法”配合施工,即由抓斗先抓风化砂,遇到硬岩以后采用重凿冲击破碎,然后由抓斗抓出破碎的岩块,直至设计孔深。

3.3 下游墙施工方法

    下游墙施工工艺流程及常规高喷施工方法同上游墙,不再敖述。振孔高喷施工方法如下:

    (1)振孔高喷墙:采用双泵大流量不分序连续施工。

     测量放样后首先沿防渗轴线进行导槽开挖,导槽宽1m,深2~3m,用机械挖槽后再用人工回填1~2m,导槽可以消除浅部个别石块对振管的阻扰,减少废浆的污染。振孔机调平以后即进行振孔施工,首先送浆和供压缩气,送浆采用单泵,浆量约80L/min,风量约1.0m3/min,待两管出浆、供压缩气正常后即可旋转振管下振。旋转速度约15r/min,下振速度宜控制在2.0~5.0m/min,尽可能保持匀速下振,并保持孔口冒浆冒气正常,当冒浆冒气量不足时,应放缓下振速度。振管下振到基岩面附近时要减速,发现有明显变化时,要及时标出位置,再继续慢速下振,以确保进入基岩。

     振孔到达设计孔深后,即可向浆路投球器中投球,投球后约30s,浆压明显上升,此时开动第二台浆泵,当浆压提高至35.0MPa孔口冒浆冒气正常后,开始慢速旋转在孔底静喷30s,然后旋转上提喷浆。孔深大于大于15 m的部分提升速度20cm/min,小于15 m的部分提升速度30cm/min。正常提升至距地面约1.5m进入人工挖沟后,可适当加快提升速度,并降低喷浆压力,直至提出地面。
孔、排距原设计分别采用0.6m和0.8m,施工过程中发现桩径达1 m以上,改为孔距0.8m,排距1.0m

     (2)振孔高喷墙体预埋灌浆管:高喷孔上提喷射灌浆至孔口后,立即用振管带着灌浆钢管下部在原高喷孔(孔距1.6~1.8 m)插入到距墙底0.5m止。管径φ89mm,浅孔部分灌浆管为焊接,伸孔部分为丝扣连接,以防振动下管过程中被拉断。

     (3)振孔高喷孔孔斜控制:振机两个步履管平行于防渗墙轴线就位后,依靠振机上的水平泡调平振机,水平泡居中表明振机立柱铅直,可进行振孔高喷作业。

     (4)回灌:利用导槽内的浆液自然回灌。

4 墙下帷幕灌浆施工

     墙体达50%强度后,在预埋钢管内采用自上而下、分段阻塞灌浆,上游采用孔口循环灌浆、下游采用孔内循环灌浆。

     段长:第一段(接触段)前期2m,第二段及以下各段段长为5m,后期设计修改为第一段1m,第二段为6m,第三段及以下各段段长为5m。

     浆材:强度等级不低于42.5的普硅水泥。

     灌浆压力:上游围堰第一段0.2~0.3MPa,第二段0.3~0.5MPa,第三段及以下各段0.8MPa。下游围堰第一段0.3~0.5 MPa,第二段0.5~0.8MPa,第三段及以下各段1.0MPa。

     孔径:φ76 mm,终孔孔深深入到q≤50 Lu止。

     孔距:上游围堰1.8m;下游围堰1.6~1.8m。

     结束标准:在设计压力下,注入率不大于1 L/min后,继续灌注60min,可结束灌浆。

     封孔:全孔结束灌浆后,采用0.5∶1水泥浆“机械压浆封孔法”封孔。封孔后孔口干缩部分,可采用砂浆继续封填密实。

5 工效分析

     四种工艺工效分析见表1、表2,其中自凝灰浆不属高喷工艺,不与高喷工艺做对比分析。www.tmgc8.com

表1 自凝灰浆防渗墙施工工效分析表


  成墙面
(m2
时间耗用(h) 工效 地层
  纯抓 辅助 其它 纯抓
(m2/台时)
生产
(m2/台班)
平均
(m2/台日)

风化砂 2481.142 326.65 43.37 1463.67 7.60 53.60 115.20 全风化 232.358 183.94 133.3 63.92 1.26 5.86 14.63

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