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1、4.8鉆孔與灌漿工程4.8.1概述本工程灌漿為三管高壓旋噴灌漿。三管高壓旋噴灌漿主要是主壩三管高壓旋噴灌漿工程748.60m。4.8.2高噴防滲墻施工方案選擇根據地質情況，及我單位在其它基礎處理工程中的相關經驗，高壓旋噴成墻工藝采用水泥漿配比： 水：水泥=1：1。根據以往工程施工經驗，結合水庫防滲軸線地質條件，高噴施工技術參數初步確定如下表：選定高壓旋噴技術參數高噴方法孔距（m）噴嘴高噴臺車高壓水泵空壓機泥漿泵孔徑（mm）數目（個）旋轉頻率次/min提升速度cm/min壓力Mpa流量l/min 壓力Mpa流量l/min壓力Mpa流量l/min三管旋噴1.01.82.021020102035382、70800.60.80.81.20.31.065854.8.3高噴施工施工機械設備配置根據工程量、工期要求及施工設備工效分析，安排1臺套鉆機進行灌漿孔鉆孔施工，臺套高噴設備進行防滲墻噴灌施工。主要施工機械設備配置計劃見下表：主要施工設備配置表序號設備名稱型號設備情況功率數量1工程沖擊鉆機CZ6良好45kw2臺2高噴臺車HT30m良好35kw1臺3高壓水泵3D2良好90kw1臺4空壓機DYV6/7良好15kw1臺5灌漿泵BW80良好4kw2臺6攪拌機WJG80良好5.5kw2臺套7潛水泵良好2.2kw3臺4.8.4三管高壓旋噴防滲墻施工方法高噴防滲墻施工分造孔和灌漿兩大部分。1、造孔質量要求1）3、孔距：根據地質條件和以往工程施工經驗初步確定孔距為1.0m，在施工過程中如有不良地質現象（大漂石、孤石），根據監理工程師要求加密鉆孔。2）孔徑：選定與高噴管徑相匹配的終孔孔徑，一般采用130mm終孔。3）孔位及孔斜：孔位偏差5cm，鉆孔傾斜率不大于1%。4） 孔深：孔深滿足設計要求，確保樁深入相對隔水層深度達到設計要求。5）在一個施工單元內，為防止發生串孔現象，先施工I序孔，后II序孔。鉆孔施工時應做好詳細班報記錄，包括鉆進過程中的快慢，返漿情況，塊石的分布等。2、鉆孔施工1）測量放樣，確保孔距控制在規定范圍內，每個施工段所有鉆孔應一次性放完，挖深0.5m，以147套管作護管，用水泥砂漿澆好孔4、口，以便施工。2）鉆機進場前必須作好維修保養，進場后做好安裝調試，確保鉆進效率，鉆機就位時必須分清孔序，開鉆前應調正鉆機，使立軸垂直度保持在1%以內，鉆進過程中如發現傾斜應及時糾正。3）必須泥漿鉆進，確保孔壁穩定，鉆進時泥漿參數如表62：項目參數 表62密度g/m3漏斗粘度(S)失水量ml/30min泥皮厚(mm)塑性指數(CP)靜切力Pa/min動切力(Pa)PH值一般1.062837120.81101524288.510極限2030320/1010鉆進過程中控制好泥漿質量：嚴格按配合比加量，各種材料加量誤差不得超過5%，保證泥漿的穩定性，泥漿配合比如表63： 泥漿配合比（重量比） 表63 5、材料膨潤土Na2CO3水聚丙烯酰胺配合比1008%85%1008（01）新制泥漿應保證24小時水化時間，使膨潤土顆粒充分溶脹、分散，以滿足粘度及其它質量要求；泥漿中加入植物膠（SM）改善泥漿性能，還可加入重晶石粉和鋸末。泥漿循環系統與高噴水泥漿循環系統互不干擾，防止泥漿中混入水泥漿產生鈣侵失效。泥漿在使用過程中應經常對其性能進行測試，不斷進行凈化處理。4）成孔后必須更換孔內泥漿，孔內泥漿更換為高固相、高粘度（漏斗粘度60s左右），低含砂量泥漿，確保710天內高噴桿能順利插入孔底。孔口用泥（砂）袋蓋好。3、單排三管高壓旋噴灌漿技術說明高壓噴射灌漿技術是通過在地層中的鉆孔內下入噴射管，用高速射流（6、水、漿液或空氣）直接沖擊、切割、破壞、剝蝕原地基材料，受到破壞、擾動后的土石料與同時灌注的水泥漿或其它漿液發生充分的摻攪混合、充填擠壓、移動包裹，至凝結硬化，從而構成堅固的凝結體，成為結構較密實、強度較高、有足夠防滲性能的構筑物，以滿足工程需要的一種技術措施。三管法是使用能輸送水、氣、漿的三個通道的噴射管，從內噴嘴中噴射出壓力為3040MPa或更高的超高壓水流，水流周圍環繞著從外噴嘴中噴射出的圓管狀氣流，同軸噴射的水流與氣流沖擊破壞土體。由泥漿泵灌注較低壓力的水泥漿液進行充填置換。1) 灌漿軸線擬定灌漿軸線選擇主要考慮的因素有：施工期壩體安全穩定；具備良好的施工場地條件；灌漿后受力條件好，壩體7、應力分布狀態得以改善。壩頂寬5.0m，能滿足施工要求。因此，選定防滲軸線在壩軸線位置。2) 灌漿頂界、底界高程的確定壩頂高程為395.9m，寬5m，滿足施工平臺寬度要求，正常水位以上0.5m，底界綜合考慮確定為深入建基面1m。3) 孔距及鉆孔要求孔距及鉆孔要求：大壩防滲處理采用單排孔，沿壩軸線布置，壩體三管旋噴鉆孔位置從樁號0+0000+060，孔距為1.0m，灌漿一般要分序造孔，先導孔應最先施工。灌完第一序孔后視情況再造第二序孔，孔距由2m-1.0m，壩體采用水泥灌漿，鉆孔采用鉆機鉆孔，造孔應鉛直，偏斜率不得大于1%。4、三管高壓旋噴法施工工藝流程 1）施工準備：先進行場地平整，清除樁位處地8、上、地下的一切障礙物，場地低洼處用粘性土料回填夯實，并做好排漿溝。 2）測量定位：首先采用全站儀根據高壓旋噴樁的里程樁號放出試驗區域的控制樁，然后使用鋼卷尺和麻線根據樁距傳遞放出旋噴樁的樁位位置，用小竹簽做好標記，并撒白灰標識，確保樁機準確就位。 3）機具就位：人力緩慢移動至施工部位，由專人指揮，用水平尺和定位測錘校準樁機，使樁機水平，導向架和鉆桿應與地面垂直，傾斜率小于5。對不符和垂直度要求的鉆桿進行調整，直到鉆桿的垂直度達到要求。為了保證樁位準確，必須使用定位卡，樁位對中誤差不大于5cm。 4）采用三管高壓旋噴施工。造孔：按設計孔位在壩頂安裝XY-1A型和XU-300型液壓地質巖芯旋噴鉆機9、鉆孔，宜優先使用跟管鉆進。也可采用地質鉆機鉆孔，泥漿護壁。鉆孔達到設計孔深后注入護壁泥漿，再拔出套管。護壁泥漿應根據施工機械、工藝及穿越土層情況進行配合比設計和試驗，在現場配制使用。 5）下入噴射管:使用地質鉆機鉆孔時，終孔后須取出鉆具，換上旋噴管下入到預定深度。在下管過程中，為防止泥沙堵塞噴嘴，可采取包扎塑料膜或膠布的防護措施，也可邊低壓送水、氣、漿邊下管，水壓力一般不超過1MPa，如壓力過高則易將孔壁射塌。 6）漿液配置：為了提高均質土壩的防滲能力，增加高噴墻凝結體的塑性，施工中選擇水泥漿液作為高噴的主要漿材。42.5級硅酸鹽水泥。水泥：黏土：水1:0.15:0.8（重量比），進漿密度1.10、501.70g/cm3，回漿密度1.251.30g/cm3。7）噴射注漿：在插入旋噴管前先檢查高壓設備和管路系統，設備的壓力和排量必須滿足設計要求。各部位密封圈必須良好，各通道和噴嘴內不得有雜物，并做高壓水射水試驗，合格后方可噴射漿液。噴射管下到設計深度后，開始時先送高壓水，再送水泥漿和壓縮空氣（在一般情況下，壓縮空氣可遲送30s）。之后原地靜噴13min，待達到預定的噴射壓力和噴漿量，且孔口冒出漿液后，再按預先定好的提升、旋轉或擺動速度，自下而上進行噴射作業，直到設計高度方可停送水、氣、漿，提出噴射管。設計參數:水壓3540MPa，流量Q=7080L/min。壓縮氣：壓力0.60.8MPa,11、氣量0.81.2m3/min。漿液比重:漿液采用42.5級普通硅酸鹽水泥攪制，漿液比重1.41.5g/cm3/。提升速度:旋噴提升速度為1015cm/min。旋轉速度:1215次/min。旋噴樁直徑120cm，搭接長度60cm，搭接厚度20cm。旋噴作業系統的各項工藝參數都必須按照預先設定的要求加以控制，并隨時做好關于旋噴時間、用漿量，冒漿情況、壓力變化等的記錄。噴射時，先應達到預定的噴射壓力、噴漿旋轉30秒，水泥漿與樁端土充分攪拌后，再邊噴漿邊反向勻速旋轉提升注漿管，直至距樁頂1米時，放慢攪拌速度和提升速度 。保證樁頂密實均勻。中間發生故障時，應停止提升和旋噴，以防樁體中斷，同時立即檢查排除12、故障，重新開始噴射注漿的孔段與前段搭接不小于1m，防止固結體脫節。 8）沖洗：噴射施工完成后，應把注漿管等機具設備采用清水沖洗干凈，防止凝固堵塞。管內、機內不得殘存水泥漿，通常把漿液換成清水在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管和軟管內的漿液全部排除。 9）充填灌漿：噴射結束后漿液凝固析水，凝結體頂部會出現凹陷，應隨即在噴射孔內進行靜壓充填灌漿，直至孔口液面不再下沉。 10）移動機具：噴射灌漿結束后，把鉆機等機具設備移到新孔位上，進行下一孔的施工作業。相鄰兩樁施工間隔時間應不小于72h，間距應不小于46m。 5、施工參數確定1) 高壓噴射灌漿施工參數很多，主要的參數有孔距、漿密度、水壓力、提升速度13、轉速等，先按設計參數進行試驗最終確定施工參數。2) 應選定部分一序孔作為先導孔，采取芯樣，劃分層位，核對補充勘探資料，先導孔能進一步確定高噴墻底部位置。當地層復雜、層位變化較大時，先導孔間距可小一些，反之則宜大一些，一般2030m，先導孔的深度應不小于設計墻底深度0.3m以下。 3) 灌漿深度根據實驗確定。4.8.5施工質量控制1. 為了保證墻體連續性，首先要確保孔位偏差5厘米，其次要確保鉆孔垂直，施工中采取控制方法：鉆機用水平尺調平；鉆桿采用粗徑鉆桿盡量滿眼鉆進；鉆桿用鉛垂調直。2. 采用普硅42.5或普硅32.5水泥，使用前委托有資質的質檢單位抽檢，合格方可使用。施工前進行配合比性能試驗14、及凝固體的物理力學性能試驗；3. 認真做好灌漿孔鉆孔施工，提供準確的防滲深度；4. 進行現場生產性試驗（做兩組共6孔試驗樁），進一步明確各種參數并報監理審批；5. 施工中采取跳打法，先施工序孔，后序孔，相鄰樁孔間隔施工時間72小時以上，間距應不小于46m；6. 樁底應按設計要求進行靜噴13min，樁頂1.0m以下往上應慢提；7. 高噴作業過程中風、水、漿必須連續，遇有風、水、漿中斷，應重新復噴,復噴搭接長度不小于0.5m；8. 嚴格控制進漿、回漿比重，進漿比重控制在1.51.7，回漿比重1.261.3；9. 水泥漿存放時間當氣溫在10以下時不超過8h，10以上時，不超過5h。超過時間應廢棄；115、0. 及時不間斷進行回填灌漿直至漿面不再下降。11. 施工前，要求檢查旋噴管的高壓水與空氣噴射情況，各部位密封圈是否封閉，合格后方可噴射漿液。12. 噴射時，先應達到預定的噴射壓力、噴漿量后再逐漸提升注漿管。中間發生故障時，應停止提升和旋噴，以防樁體中斷，同時立即進行檢查排除故障。13. 高壓旋噴樁施工前應先測量出放水涵洞具體位置及壩軸線附近涵管頂高程，放水涵洞上部旋噴樁底部距涵洞頂1m，涵洞兩側旋噴樁距涵洞洞壁1m，放水涵洞處旋噴樁鉆孔施工時，應慢鉆，防止破壞涵洞壁。4.8.6質量檢驗高噴墻施工過程中應做孔位、孔斜、注入漿液性能檢驗、回漿性能檢驗、噴嘴下入深度、噴漿作業過程的壓力、轉速、提升速度檢驗。質量檢驗在旋噴注漿結束28天后進行取芯試驗和壓水試驗，測定防滲墻的抗滲和強度指標。滲透系數應不大于110-6cm/s，成墻后28d凝期抗壓強度應不小于4MPa。檢驗樁的數量不小于已經完成樁數的3%，不合格者進行補噴。