劈裂灌浆工程施工技术方案

劈裂灌浆工程施工技术方案内容摘要：

有机质含量小于 2%，可溶盐小于 8%。 每孔复灌不少于 5次，每孔每次灌浆停灌时间不少于 3d，每次灌浆两坝肩水平位移不大于 2cm。 当发现该孔所处坝段的水平位移较大时，停灌时间延长 5~10d。 灌浆压力控制：本工程钻孔起裂压力估算最大不超过，灌浆压力由试验确定，偶尔超过设计压力采取停灌或灌稀浆 等措施，使 压力降下来。 出现无压或者负压时，应立即停灌，查明坝体位移是否过大，坝体边坡是否稳定安全以后，方可继续灌浆，这时可增加单位灌浆量，灌稠泥浆。 坝顶出现冒浆时，在 灌浆初期，处理后再灌，后期冒浆则停灌 1~3d 后再灌，坝坡出现冒浆要进行处理并灌稠泥浆，停灌 1~2d后再灌。 1 终孔标准需同时满足以下条件： A、每孔复灌次数大于 5次；B、坝顶纵向裂缝反复冒浆； C、 每延米吃浆量达到设计要求； D、灌浆压力普遍有所增大。 1 封孔措施：每孔 达到终孔标准后，拔出注浆管，孔口用土堆成“浆盆”，反复 充填稠浆，最后回填夯实。 1 以上灌浆质量控制要求为建议措施，最终的质量控制要求依据现场试验，其它技术要求详见《土坝坝体灌浆技术规范》 SD26688及《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》 SL6294 的规定。 6 灌浆材料 设计要求： 灌浆用土料，以粉质壤土为好。 土料选择应满足塑性指数 8~15；粘粒含量 30%~50%，粉粒含量 30%~50%，砂粒含量10%~30%，有机质含量小于 2%，可溶盐小于 8%。 施工时选用土场的采样试验结果 (见土料颗粒分析成果表 )。 土料颗粒分析成果表 土料编号 颗粒组成 （ %） 塑性指数（ Ip） 有机质含量（ %） 可溶盐含量（ %） ~ 取土场 A 区 12 取土场 B 区 10 由表 1可以看出， 二 个料场的 粘 粒含量为 ％～ ％，粉粒含量 ％～ ％，砂粒含量 ％～ ％，土料均为 粉质 壤土，符合设计要求。 对灌浆土料和灌浆的物 理力学性质的要求如下表： 粘土的物理力学性质表 灌浆土料成分 % 浆液物理力学性能要求 单位 数量 塑性指数 8~15 容 重 t/m3 ～ 粘粒含量 30～ 50 粘 度 S 30～ 100 粉粒含量 30～ 50 稳定性 g/cm3 砂粒含量 10～ 30 胶体率 % 80 有机质含量 2 失水量 cm3/30min 10～ 30 可溶盐含量 8 灌浆区段 单元 划分 根据本工程 的地形地质和水文地质情况 ， 结合本 工程范围内 裂 7 缝、洞穴等隐患的分布情况 ， 拟将 本工程 劈裂 灌浆划分为 8个单元，具体划分情况见主坝 劈裂 灌浆孔位布置图。 主坝劈裂灌浆施工均采取从坝中间向两岸展开， 先灌 上游排 孔、后灌下游排孔 的方式灌浆。 同一排灌浆孔先进行 Ⅰ 序孔的钻孔及灌浆施工，接着进行 Ⅱ 序孔的钻孔及灌浆施工。 为加快帷幕 灌浆 及劈裂灌浆施工进度， 确保在水库低水位条件下完成 主 坝灌浆施工， 拟将 帷幕灌浆 施工 与劈裂灌浆 施工 根据灌浆单元划分 穿插进行施工，帷幕灌浆与劈裂 灌浆 均从坝中间向两岸推进， 帷幕灌浆单元施工完成后，该单元即进行劈裂灌浆施工，同时下一单元进行帷幕灌浆施工； 如此循环推进，直至灌浆施工完成。 劈裂 灌浆施工工艺流程 劈裂 灌浆施工工艺流程如下图： 接管灌浆 制 浆 合格 合格 送 料 验 收 供 水 坝体变形观测 灌浆量压力控制 每孔不少于 5 次以上 初灌 满足要求复灌 终 灌 安装灌浆导管 造 孔 布 孔 检 测 满足 8 劈裂 灌浆施工方法 布孔、造孔及钻孔保护 本合同工程劈裂灌浆 是在 坝基 帷幕灌浆施工完成后 ， 利用帷幕灌浆孔对 坝体 进行劈裂灌浆。 因此帷幕灌浆施工过程中 应对已 完成的灌浆孔和在灌的灌浆孔要采取一定的保护措施， 孔口 应 进行 堵盖，妥加保护。 劈裂灌浆孔孔位应根据设计图纸 统一编号。 造孔应保证垂直，倾斜度不大于 2％。 孔深应大于隐患深度 1~2m。 安放护壁管 由于本工程劈裂灌浆孔孔深达 60m,每孔劈裂灌浆宜分段进行，每段长度 灌浆 ， 以 保证 坝体 劈裂灌浆 效果和 坝体 劈裂过程中的稳定。 劈裂灌浆是在坝基帷幕灌浆施工完成后，利用帷幕灌浆孔对 坝体 9 进行劈裂灌浆， 因此帷幕灌浆造孔一律采用干钻法，如干钻有困难时，改用湿钻，严禁使用清水循环钻进，以防产生坝体的水力劈裂和大量水分注入坝体，影响灌浆质量和大坝运行安全。 自上而下造孔时，边钻孔，边安放钢套管护壁， 以防塌孔 或孔内返浆 ， 使坝的顶部注浆压力由孔口管承担，避免地层表面劈裂，使灌注浆液在地层内始终处于封闭状 态，因而可施加较大的注浆压力，促使浆液析水固结；当孔口压力消失后，地层所产生的回弹压力较大，有利于提高浆液的固结速率和浆体固结的密实度 ； 同时防止 坝体 、 坝 顶不致过早劈裂，保证灌浆效果。 护壁管为 DN100 的无缝钢管， 每节长度 m。 造孔钻头直径与护壁管直径一致。 下管方法：悬吊起护壁管放入孔内， 在上一节 护壁管 上部管口距离地面 ,安装 下一节 护壁管， 每节护壁管之间的联结通过丝扣连接。 护壁管一直 下至劈裂灌浆孔孔底。 最后一节护壁管 安放时在 上管口离地 m 时用布缠绕护壁管，徐徐落下；离地 m 时 ，再用布条二次封堵孔口并填土夯实，防止浆液从孔口冒浆。 或 在 护壁孔口 管周边回填 粘 性土并夯压密实，必要时可回填塑性混凝土。 上述封孔方法在施工中效果较好。 清孔 帷幕灌浆单元施工完成后， 根据劈裂灌浆“ 坝体分段， 双 排布孔，分序钻灌， 分段灌浆， 孔底注浆， 分段 全孔灌注，综合控制，少灌多复 ” 的原则， 劈裂灌浆清孔 工作 宜 自下而上 分段进行 ，段长不超过。 清孔前必须将钢套管 提离 劈裂灌浆土壁面， 每次提升钢套管 10 高度不超过。 为了使灌浆能在裂缝内顺利流通，以便充分地填充每一处裂缝、洞穴等隐患，灌浆前均要进行 清孔（包括复灌）。 清孔时用灌浆管接上比 护壁管 管径小的镀锌管，插进 护壁管 内用稀浆或风水联合，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗。 冲洗时注意冲洗水压和时间，对回水达不到澄清要求的孔段应继续进行冲洗以保证灌浆能顺利进行。 清孔使灌浆孔有吃浆反映时，再接好导浆管装上压力表、流量计进行灌浆。 当遇上孔底严重堵塞时要重新清孔，以便浆液能顺利流通。 制浆 采用搅拌机湿法制浆。 把土料投放到制浆机里按设计要求加水制浆，浆液送至筛网过滤，随时测定泥浆密度，浆液比重为。 开始采用稀浆灌注，待坝体被劈裂后，改用浓浆。 浆液 经测定达到设计要求后输送到灌浆机进行灌浆，浆液不合格时重新调 配 制浆。 制浆形成的废料运至弃渣场堆放，保持工作面清洁。 灌浆 灌 浆 原则是 “ 稀浆开始，浓浆灌注，分序 分段 灌 浆 ，先疏后密，少灌多复，控制浆量 ” ，施工时要将注浆管下到 该段 孔底部 ～ 处。 启动灌浆泵泥浆由射 浆 管喷出。 浆液劈裂坝体始于注管底部，沿小主应力作用面，逐渐向上发展。 孔底注浆可施加较大压力，使坝体内部劈开，把较多的泥浆压入坝体，产生挤压变形，待停灌后，坝体 11 产生回弹，有利于提高坝体和浆脉的密度。 分段 全孔灌注，浆液从注浆管底部涌出，自 下而上、从压力大处向压力小处、从坝体质量好部分向质量差部分、从已充填部分向未充填的部分、从裂缝中间向边缘流动和充填。 要求每次灌浆后，要 及时 提 升 注浆管，以免孔底堵塞和孔口冒浆。 灌 1～ 2次后， 注浆管 可提 升 1～ 2m。 （ 1） 灌浆施工 主坝劈裂灌浆采用 “全孔护壁 ,孔底灌注”的施工方法 ，可使孔内浆 液 由孔底反向全孔，处于半循环状态。 劈裂灌浆是孔底先被劈裂裂缝向上发展，从而达到加固坝体的作用。 充填灌浆是由孔底向上发展，对全孔孔壁土体裂隙、隐患进行充填，从而加固坝体。 所谓劈裂式，即在套管顶部加回浆管，当孔口压力过高时，从回浆管回浆，以加快浆液的流动性，减少和避免固形物在灌浆管中沉淀。 灌浆流程 见 图 1。 浆液由泥浆泵通过注浆管压入孔内，排气完毕后，关闭阀门，向孔内注浆直至 坝体 劈裂冒浆。 注浆装置如图 2所示。 12 分序分次灌浆。 先对第一序孔轮灌，采用 “ 少灌多复 ” 的方法，待第一序孔灌。