三管高压旋喷施工方案

'4.8钻孔与灌浆工程4.8.1概述本工程灌浆为三管高压旋喷灌浆。三管高压旋喷灌浆主要是主坝三管高压旋喷灌浆工程748.60m。4.8.2高喷防渗墙施工方案选择根据地质情况，及我单位在其它基础处理工程中的相关经验，高压旋喷成墙工艺采用水泥浆配比：水：水泥=1：1。根据以往工程施工经验，结合水库防渗轴线地质条件，高喷施工技术参数初步确定如下表：选定高压旋喷技术参数高喷方法孔距（m）喷嘴高喷台车高压水泵空压机泥浆泵孔径（mm）数目（个）旋转频率次/min提升速度cm/min压力Mpa流量l/min压力Mpa流量l/min压力Mpa流量l/min三管旋喷1.01.8～2.0210～2010～2035～3870～800.6～0.80.8～1.20.3～1.065～854.8.3高喷施工施工机械设备配置根据工程量、工期要求及施工设备工效分析，安排1台套钻机进行灌浆孔钻孔施工，１台套高喷设备进行防渗墙喷灌施工。主要施工机械设备配置计划见下表：主要施工设备配置表序号设备名称型号设备情况功率数量1工程冲击钻机CZ～6良好45kw2台2高喷台车HT30m良好35kw1台3高压水泵3D2良好90kw1台4空压机DYV6/7良好15kw1台5灌浆泵BW80良好4kw2台6搅拌机WJG～80良好5.5kw2台套7潜水泵良好2.2kw3台 4.8.4三管高压旋喷防渗墙施工方法高喷防渗墙施工分造孔和灌浆两大部分。1、造孔质量要求1）孔距：根据地质条件和以往工程施工经验初步确定孔距为1.0m，在施工过程中如有不良地质现象（大漂石、孤石），根据监理工程师要求加密钻孔。2）孔径：选定与高喷管径相匹配的终孔孔径，一般采用φ130mm终孔。3）孔位及孔斜：孔位偏差≤5cm，钻孔倾斜率不大于1%。4）孔深：孔深满足设计要求，确保桩深入相对隔水层深度达到设计要求。5）在一个施工单元内，为防止发生串孔现象，先施工I序孔，后II序孔。钻孔施工时应做好详细班报记录，包括钻进过程中的快慢，返浆情况，块石的分布等。2、钻孔施工1）测量放样，确保孔距控制在规定范围内，每个施工段所有钻孔应一次性放完，挖深0.5m，以φ147套管作护管，用水泥砂浆浇好孔口，以便施工。2）钻机进场前必须作好维修保养，进场后做好安装调试，确保钻进效率，钻机就位时必须分清孔序，开钻前应调正钻机，使立轴垂直度保持在1%以内，钻进过程中如发现倾斜应及时纠正。3）必须泥浆钻进，确保孔壁稳定，钻进时泥浆参数如表6～2：项目参数表6～2密度g/m3漏斗粘度(S)失水量ml/30min泥皮厚(mm)塑性指数(CP)静切力Pa/min动切力(Pa)PH值一般1.06±28～3712±0.8～110～152～42～88.5～10极限<1.1>20≯30≯3<20/<10≯10钻进过程中控制好泥浆质量： 严格按配合比加量，各种材料加量误差不得超过5%，保证泥浆的稳定性，泥浆配合比如表6～3：泥浆配合比（重量比）表6～3材料膨润土Na2CO3水聚丙烯酰胺配合比100×8%8×5%1008×（0～1‰）新制泥浆应保证24小时水化时间，使膨润土颗粒充分溶胀、分散，以满足粘度及其它质量要求；泥浆中加入植物胶（SM）改善泥浆性能，还可加入重晶石粉和锯末。泥浆循环系统与高喷水泥浆循环系统互不干扰，防止泥浆中混入水泥浆产生钙侵失效。泥浆在使用过程中应经常对其性能进行测试，不断进行净化处理。4）成孔后必须更换孔内泥浆，孔内泥浆更换为高固相、高粘度（漏斗粘度60s左右），低含砂量泥浆，确保7～10天内高喷杆能顺利插入孔底。孔口用泥（砂）袋盖好。3、单排三管高压旋喷灌浆技术说明高压喷射灌浆技术是通过在地层中的钻孔内下入喷射管，用高速射流（水、浆液或空气）直接冲击、切割、破坏、剥蚀原地基材料，受到破坏、扰动后的土石料与同时灌注的水泥浆或其它浆液发生充分的掺搅混合、充填挤压、移动包裹，至凝结硬化，从而构成坚固的凝结体，成为结构较密实、强度较高、有足够防渗性能的构筑物，以满足工程需要的一种技术措施。三管法是使用能输送水、气、浆的三个通道的喷射管，从内喷嘴中喷射出压力为30～40MPa或更高的超高压水流，水流周围环绕着从外喷嘴中喷射出的圆管状气流，同轴喷射的水流与气流冲击破坏土体。由泥浆泵灌注较低压力的水泥浆液进行充填置换。1)灌浆轴线拟定灌浆轴线选择主要考虑的因素有：施工期坝体安全稳定；具备良好的施工场地条件；灌浆后受力条件好，坝体应力分布状态得以改善。坝顶宽5.0m，能满足施工要求。因此，选定防渗轴线在坝轴线位置。2)灌浆顶界、底界高程的确定 坝顶高程为395.9m，宽5m，满足施工平台宽度要求，正常水位以上0.5m，底界综合考虑确定为深入建基面1m。1)孔距及钻孔要求孔距及钻孔要求：大坝防渗处理采用单排孔，沿坝轴线布置，坝体三管旋喷钻孔位置从桩号0+000～0+060，孔距为1.0m，灌浆一般要分序造孔，先导孔应最先施工。灌完第一序孔后视情况再造第二序孔，孔距由2m-1.0m，坝体采用水泥灌浆，钻孔采用钻机钻孔，造孔应铅直，偏斜率不得大于1%。4、三管高压旋喷法施工工艺流程1）施工准备：先进行场地平整，清除桩位处地上、地下的一切障碍物，场地低洼处用粘性土料回填夯实，并做好排浆沟。2）测量定位：首先采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出试验区域的控制桩，然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小竹签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。3）机具就位：人力缓慢移动至施工部位，由专人指挥，用水平尺和定位测锤校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆应与地面垂直，倾斜率小于5‰。对不符和垂直度要求的钻杆进行调整，直到钻杆的垂直度达到要求。为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于5cm。4）采用三管高压旋喷施工。造孔：按设计孔位在坝顶安装XY-1A型和XU-300型液压地质岩芯旋喷钻机钻孔，宜优先使用跟管钻进。也可采用地质钻机钻孔，泥浆护壁。钻孔达到设计孔深后注入护壁泥浆，再拔出套管。护壁泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计和试验，在现场配制使用。5）下入喷射管:使用地质钻机钻孔时，终孔后须取出钻具，换上旋喷管下入到预定深度。在下管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，可采取包扎塑料膜或胶布的防护措施，也可边低压送水、气、浆边下管，水压力一般不超过1MPa，如压力过高则易将孔壁射塌。6）浆液配置：为了提高均质土坝的防渗能力，增加高喷墙凝结体的塑性，施工中选择水泥浆液作为高喷的主要浆材。42.5级硅酸盐水泥。水泥：黏土：水＝1:0.15:0.8（重量比），进浆密度1.50～1.70g/cm3，回浆密度1.25～1.30g/cm3。 7）喷射注浆：在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并做高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。喷射管下到设计深度后，开始时先送高压水，再送水泥浆和压缩空气（在一般情况下，压缩空气可迟送30s）。之后原地静喷1～3min，待达到预定的喷射压力和喷浆量，且孔口冒出浆液后，再按预先定好的提升、旋转或摆动速度，自下而上进行喷射作业，直到设计高度方可停送水、气、浆，提出喷射管。设计参数:水压35～40MPa，流量Q=70～80L/min。压缩气：压力0.6～0.8MPa,气量0.8－1.2m3//min。浆液比重:浆液采用42.5级普通硅酸盐水泥搅制，浆液比重1.4～1.5g/cm3/。提升速度:旋喷提升速度为10～15cm/min。旋转速度:12～15次/min。旋喷桩直径≥120cm，搭接长度≥60cm，搭接厚度≥20cm。旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量，冒浆情况、压力变化等的记录。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆旋转30秒，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。保证桩顶密实均匀。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。8）冲洗：喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成清水在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。9）充填灌浆：喷射结束后浆液凝固析水，凝结体顶部会出现凹陷，应随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直至孔口液面不再下沉。10）移动机具：喷射灌浆结束后，把钻机等机具设备移到新孔位上，进行下一孔的施工作业。相邻两桩施工间隔时间应不小于72h，间距应不小于4～6m。5、施工参数确定1) 高压喷射灌浆施工参数很多，主要的参数有孔距、浆密度、水压力、提升速度、转速等，先按设计参数进行试验最终确定施工参数。1)应选定部分一序孔作为先导孔，采取芯样，划分层位，核对补充勘探资料，先导孔能进一步确定高喷墙底部位置。当地层复杂、层位变化较大时，先导孔间距可小一些，反之则宜大一些，一般20～30m，先导孔的深度应不小于设计墙底深度0.3m以下。2)灌浆深度根据实验确定。4.8.5施工质量控制1.为了保证墙体连续性，首先要确保孔位偏差<5厘米，其次要确保钻孔垂直，施工中采取控制方法：①钻机用水平尺调平；②钻杆采用粗径钻杆尽量满眼钻进；③钻杆用铅垂调直。2.采用普硅42.5或普硅32.5水泥，使用前委托有资质的质检单位抽检，合格方可使用。施工前进行配合比性能试验及凝固体的物理力学性能试验；3.认真做好灌浆孔钻孔施工，提供准确的防渗深度；4.进行现场生产性试验（做两组共6孔试验桩），进一步明确各种参数并报监理审批；5.施工中采取跳打法，先施工Ⅰ序孔，后Ⅱ序孔，相邻桩孔间隔施工时间72小时以上，间距应不小于4～6m；6.桩底应按设计要求进行静喷1～3min，桩顶1.0m以下往上应慢提；7.高喷作业过程中风、水、浆必须连续，遇有风、水、浆中断，应重新复喷,复喷搭接长度不小于0.5m；8.严格控制进浆、回浆比重，进浆比重控制在1.5～1.7，回浆比重1.26～1.3；9.水泥浆存放时间当气温在10℃以下时不超过8h，10℃以上时，不超过5h。超过时间应废弃；10.及时不间断进行回填灌浆直至浆面不再下降。11.施工前，要求检查旋喷管的高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，合格后方可喷射浆液。 1.喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即进行检查排除故障。2.高压旋喷桩施工前应先测量出放水涵洞具体位置及坝轴线附近涵管顶高程，放水涵洞上部旋喷桩底部距涵洞顶1m，涵洞两侧旋喷桩距涵洞洞壁1m，放水涵洞处旋喷桩钻孔施工时，应慢钻，防止破坏涵洞壁。4.8.6质量检验高喷墙施工过程中应做孔位、孔斜、注入浆液性能检验、回浆性能检验、喷嘴下入深度、喷浆作业过程的压力、转速、提升速度检验。质量检验在旋喷注浆结束28天后进行取芯试验和压水试验，测定防渗墙的抗渗和强度指标。渗透系数应不大于1×10-6cm/s，成墙后28d凝期抗压强度应不小于4MPa。检验桩的数量不小于已经完成桩数的3%，不合格者进行补喷。'