海外项目钻孔与灌浆工程设计施工方案实例

'海外项目钻孔与灌浆工程设计施工方案实例DesignandConstructionMethodologyofDrillingandGroutingWorksforOverseasProject郑志宏(中工国际工程股份有限公司，北京100082)ZHENGZhi—hong(ChinaCameEngineeringCo．Ltd．，Bcijing100082，china)【摘要】以菲律宾阿格诺灌溉项曰为例，根据美标的执行标准，从钻孔与灌浆工程的定义、设备材料要求、规范要求、工艺流程、检查试验等方面论述，编写的钻孔与灌浆工程设计施工方案，并成功应用于该项目执行中，取得了良好的功能性效果，对其他大型海外水利灌溉工程项目有一定的借鉴作用。【Abstract]Thispaperdiscourseaboutthedefinitionofdrillingandgroutingworks，equipmentandmaterialrequirements，specifications，processes，testingandotheraspects，accordancewiththeAmericanStandardwhichusedduringtheimplementationofAgnoRiverIntegratedIrrigationProjectinthePhilippines．ThisDesignandConstructionMethodologyofDrillingandGroutingWorkswereappliedsuccessfullyinthesaidprojectwhichachievedgoodfunctionalefect．Itisgoodreferenceforothersimilarlarge·scaleirrigationprojectsoverseas．【关键词】钻孔与灌浆工程；压力灌浆；帷幕灌浆；巡回灌浆；分离灌浆法；吕荣单位；水压试验；钻孔检查【Keywords】drillingandgroutingworks；pressuregrouting；curtaingrouting；circuitgrouting；split—spacingmethod；lugeonunitorlugenn；waterpressuretest；checkholedrilling【中图分类号]TV543；TV698．2+35【文献标志码】B【文章编号]1007-9467(2014)01-0129-04坝体混凝土32xlOfn；正常满水位为98．Om，设计泄洪流量为1项目概况5600mVs。菲律宾阿格诺河流综合灌溉项目名称为AGNOR／VER2)引水闸：右侧引水闸宽14．75m，设计流量46．465m3／s；INTEGRATEDIRRIGATIONPROJECT(ARIIP)，业主为菲律宾左侧引水闸宽11．5m，设计流量39．634m3／s。国家灌溉局(NationalIrrigationAdministration)。该项目旨在利3)调节池：蓄水面积1250O00m~，调节池有效存储上限用灌溉和排水设备对34450hm2土地进行全年灌溉，以此来促5000000m3。进农业产量。该工程分布在17个直辖市和位于邦嘎锡南省的本文主要针对调节池水库左岸护坡防渗透灌浆工程设计两个市。积水面积1250O00m2，设计泄洪流量5600mVs，调节施工方案进行阐述。池有效存储上限5000000m3。该项目主要由以下部分组成：2相关名词术语定义1)溢流坝及冲砂闸：为混凝土重力坝，设有2孔冲砂闸及300m溢流坝段，总长368．75m。堰顶高程为98．0m，高17．0m，压力灌浆：往灌浆孔注射灰浆。当使用“灌浆”时，若无修改，将理解为一种或几种规定形式的灌浆。【作者简介】郑志宏(1982~)，男，北京人，工程师，从事海外工程项帷幕灌浆：减少渗漏的一种灌浆孔注射灰浆的方式。目开发及管理研究，(电子信箱)richardzhihong@hotmal1．tonio巡回灌浆：泵送灰浆通过注射管延伸到喷管处的橡胶垫129 l工程建设与设计1com1‘cn＆DesignFor脚ecI圈，通过不稳定区域到达灌浆孔底部。然后沿灌浆~LJ．g回并通算。过第二根注射管，流向搅拌装置。钻孔检查：使用3套钻管，目的是获取岩芯样本并且能够区域：帷幕灌浆的预定深度是从地表开始的垂直深度。验证灌浆工作是否成功完成。延伸水压试验是为了测定灌浆分段：灌浆孔一般是根据孔内实际地质条件决定的，间隔的效率。区上部设置橡胶垫圈做隔离便做水压试验或者灌浆。连接：在灌浆孔要求的位置顶部设置栓塞，在灌浆孔顶部上升式灌浆：当钻孔达到预定深度或者限于地质条件能连接水泵和喷嘴，灌浆前做15min水压试验。达到的深度后，试水然后从隔离区底部开始一直到钻孔顶部二次钻孔：灌浆全部结束之前，通过钻孔来移除灌浆孔中依次灌浆。的灰浆。下降式灌浆：顶部先灌浆然后钻到具体位置。这种方法一工程师：指甲方项目经理或他的授权人。般应用于失水或汇水区或者塌陷区。项目经理：指承包商的项目经理或其授权人。分离灌浆法：钻孔及灌浆的操作分隔了主孔，在灌浆结束灌浆负贵人：承包商项目经理委派的对整个钻孔及灌浆后，主孔之间的中间位置，开始次孔的钻孔及灌浆工作，这样工程负责的工程师。可以有效地减小空间，依照此法直至达到最大主次孔间距，并3工程设备要求且达到封闭标准要求。工程设备要求主要包括三部分：钻孔设备、灌浆设备及水封闭标准：此标准规定了一个区域内是否完成灌浆，并且压试验设备。决定是否使用分离灌浆法再开一个灌浆孔或者继续灌浆。此3．1钻孔设备标准取决于灰浆使用量及灌浆孔的深度。灌浆量可以描述为用来钻灌浆孔及非取-心I-4-核实孔，有旋转及冲击钻两种。冲每米的水泥使用量，灰浆灌入孔洞以避免该段达到最大安全击钻使用时需单独提供环流水以及钻孔冲洗工具。旋转冲击压力。0～lOm深度范围内使用20kg／m，1O～20m范围内为钻须配备大口径的导杆或其他合适的设备以保证在钻孔超过50kg／m，20m以下为70kg／m。视察完现场实际情况并对现场10m但最大不超过50m的范围内钻孔不会倾斜。灌浆做出评估后，菲律宾灌溉局工程师，监理顾问及其驻地代钻头直径不应小于5．08em(2in)的商用标准AX或AW。表可以修改此标准以便达到水利传导率的标准。甲方工程师将决定不会在所有灌浆孔中使用侧卸钻头，它将阻力：在任何一段完成灌浆所需的灰浆量，可以表示为在腐蚀孔洞并将给栓塞的安装带来问题。工程师设置的水灰比最大注射强度下每分钟内lm范围内灰用来取芯的钻孔设备须是旋转型的，并且使用3套管外浆渗透1L的性能。数量上来说，按照5min标定压力值来说，加对开管口以便取得最大的岩芯收获率。1：1或更稠的灰浆是不能接受的，按照10minl0m范围渗透3．2灌浆设备10L的性能来说，1：1或更稀的灰浆可以接受。灰浆搅拌机须是有高剪力，高速的设备。最小容量为水灰比：为水泥浆中的水灰比重。按重量为0．66，按体积300~400L。搅拌机须装备能准确易读的重型水表，并且在搅为1．5。拌完一盘灰浆后能归零。吕荣单位：1吕荣相当于在1MPa水压力作用下，每米钻灰浆搅拌装置包括容量合适的滚筒，防止灰浆外溢的挡孔内每分钟耗水1L时的渗透性。当水压小于1MPa水压时，板，还有搅拌用的螺旋叶片。灰浆泵可以是NAS4或NAS6型那么将线陛外推10个大气压。吕荣为是否灌浆以及灌什么浆的或者相似类型的。灰浆泵的输送能力在灌浆集管中最大为的决定因素。20kg／cm3。连接水装置可以用来清洗灰浆泵同时还可以往钻孔水压试验：每个阶段的灌浆孔灌浆之前都应进行15min中注水。的水压试验，水压相当于灌浆压力。灰浆管径不能超过3．81era(1．5in)。所有管件及配件的最，j、水压试验延伸：水压试验在分为5个压力段，25％，50％，内径范围为25mm到2．54cm(1in)。循环水管线将利于注射压100％，25％及50％的外加压力值，其将用于吕荣值的评估及计130 强的控制。5工程总体要求栓塞有两种：一种是充气塞，另外一种是带有橡胶膨胀圈1)钻孔区，灌浆区及设备区保持清洁卫生，无污水，无灰的塞子。栓塞根据合适的直径跟长度用来封闭环形空隙，也能浆。现场经理须优先解决废物外溢及意外泄露问题。用来防止刺破和磨损。单层跟双层栓塞可以方便压力试验以2)所有钻孔及灌浆工作须在甲方工程师代表及监理顾问及隔离灌浆段或检查孔。密切监督之下进行。压力表须有高灵敏度，高精确度，同时应配备精准的数据储存器。用来校核压强表的计算设备也将时时用到。6钻孔及灌浆工艺流程3．3水压试验设备除非甲方工程师或监理顾问另有要求，灌浆工作都是从用以水压试验及水力传导性试验的水表须能够精确显示低到高进行施工。帷幕灌浆须逐行进行施工，从最外端的A和下降的水的方量，以1L／rain来计。c行开始，向B行靠拢施工。用以水压试验及水力传导性试验的压力表须能够精确标钻孔和灌浆将间断进行。灌浆孔间距8m，后续依次减小定最大数值，低压试验不超过5kg／em3，高压试验不超过间距直到甲方工程师或咨询顾问作出决定不再减小间距，其20kg／em3。他情况下不得缩小间距。灌浆孔须垂直钻孔，检查孔应倾斜钻用以水压试验及水力传导性试验的灌浆集管应配备阀门孔，或者甲方工程师或监理咨询顾问另外指示钻孔方式。或者相似的溢流调节阀门以方便压力试验的调节。钻孔开始前须提前10h对灰浆进行设定，钻孔间距为用以水压试验及水力传导性试验的输送泵须输送稳定，8m，除非甲方工程师或者HTC的顾问凭借其对地下地质条件在试验压力范围内无震荡。的判断作出小于8m间距的决定。两头的灌浆孔灰浆凝固之后才可以进行中间灌浆孔的施工。灌浆没有达到初凝之前不能4灌浆材料增加钻孔深度。使用硅酸盐水泥，符合规范AsTMc150(美规)，硅酸盐水帷幕灌浆所要进行的主次钻孔要达到30m的深度，如果泥类型二要求。需要第三级钻孔时，钻到主次钻孔位置的50％深，一些有闭合可塑剂推荐使用。要求的地方可以钻地深一些。用于钻孔，清洗，水压试验及灌浆的水须是清洁无油污，三级钻孔或新增钻孔的最小钻孔深度须加上相邻二级钻盐，泥，有机物等杂物。孔的分段深度，或者其他对闭合有更好要求的钻孔的分段深氯化钙的使用须符合规范ASTM第98条规定或类型二度。水泥的要求。在灌浆负责人选择下使用的氯化钙可以加速基7施工时技术要求础灰浆的凝结速度。灌浆材料储存时应防潮防污染，水泥结块后不得使用。7．1灌浆孔的钻孔在所有灌浆孔中灰浆喷管须牢固安装。喷管为标准的黑清洁水是所有钻孔工作中的惟一选用的循环液体，可以铁管，20号，接近lm长或者甲方工程师指定，直径上比所使高效清除钻屑保持钻孔清洁。用的钻头大6～12mm。喷管底部外张以免被轻易拔出。喷管安甲方工程师或监理顾问要求下降式灌浆时，初凝结束装须高于地面20cm。后，如果钻孔没有在终凝之前清理干净，那么将二次钻孔。芯盒须是lm长，用胶合板加工而成的，而且有带盖的链循环水全部流失或发现地下溶洞时应立即停止钻孔工扣，能够扣住。芯盒最多能够装5L的岩芯样品，分布在5列作。这些钻孔内有侵蚀物质或者坍陷物无法移除时，此时可以中，列长lm，列与列之间用硬质隔断隔开，两头开槽固定隔使用下降式灌浆来稳固钻孔，从上往下灌浆，以便能控制地面断，每段岩芯样品贴标签做标记。岩芯缺失区须立木牌说明缺渗透。如果没有环流水流失时，钻孔须按照甲方工程师或监理失位置深度等信息。一个盒子里只放一个孔的岩芯样品。顾问要求达到预定深度。131 I工程建设与设计lConsmu：tion&DesitgtForProject不允许使用钻杆或高分子材料作为环流液体。除了在螺二次钻孔前充分凝固。灰浆将用来加固坍陷区，而且在钻孔继纹上使用黄油，钻竿上不得使用。水压实验前如果钻孔堵塞，续加深之前允许已灌入灰浆达到终凝。须用水冲开或者二次钻孔。倾角计可以用来测量灌浆孔的倾如果发现灰浆从注射孔流出并且已经与邻近灌浆孔连斜角度。接，应立即使用栓塞，安装压力计。同时将与正在灌浆的孔洞7．2水压试验连接。为了能选择合适的灰浆形式并获得预灌试水试验数据，如果发现灌浆冒出地面，应减少压力直至灰浆不再外溢。主孔灌浆前须进行15min水压试验。每段的水压试验须在最如果灰浆继续外溢，应立即停止灌浆，一小时后再次灌人。大安全灌浆压力进行，或者依照甲方工程师或监理顾问的指任何一段的灌浆工作一旦开始，必须完成，除非灰浆质量示。但无论如何不能超出最大灌浆压力值。水压试验数据以吕降低达不到要求，否则中途不得停止。荣单位记录。任何一段的灌浆工作开始后不得受到其他干扰，除非停延伸水压试验(见表1)包括6个压力段，在检查孔里或者电或者设备损坏。在这种隋况下应立即注水以保证灰浆渗透甲方工程师及HTC顾问指示的地方进行。总的来说，在洞口完之后孔洞能够继续灌浆。顶部所测最大压力值为外加压力的25％，50％，100％。7．5检查孔钻孔，水压试验及灌浆表16个压力段的延伸水压试验压力值检查孔的钻孔设备由3根芯管组成，为了能获得最大的分段kn最大压力值，kP岩芯获取率。一段钻孔工作完成之后，做25％，50％，lOO％~b~O～62．O6～124．O压力的延伸水压试验，每次5min。12～186．018～248．0延伸水压试验结束后，马上做灌浆。灰浆凝结后，下一段24～3O10．O30"-"3612．O岩芯钻孔工作继续。依次重复，直到完成预定深度。完成检查注：压力值是按0．34kg／cm2来计算的。孔最后一段工作后，马上用浓的灰浆回填钻孔。7．3灰浆配比和搅拌7．6工作范围及工期所有灰浆的拌和都应由甲方工程师或者监理顾问来选灌浆原始区域为9mx50m的范围，包括34个A型孔，分择，根据灌浆及灰浆定量前的水压试验结果来迅速计算决定。3排，每个孔深27．5m。此区域位于CDH9和CDH12钻孔之水灰比也将由甲方工程师或监理顾问或其现场代表来确定。间。所有灰浆都将在高速搅拌机最大转速情况下生产。根据评估审核阿格诺河综合灌溉项目调节池及导流工程的细生产建议或甲方工程师，监理顾问或现场代表的指示，可塑剂部图纸是施工图编制的关键，完成钻孔及灌浆工作总工期为或其他外加剂可以在部分材料搅拌之后添加。为了避免浪费，90d。搅拌量不要太多，除非甲方工程师，监理顾问或现场代表另有指示。7．4注浆总体来说，帷幕灌浆须在下降式灌浆法中使用，由机械或充气塞联合装备。下降式灌浆法只有在遇到硬质岩层或者甲方工程师，监理顾问或现场代表另有指示的情况下使用。注射压力应在上表所示范围内。经甲方工程师指示，由于特殊条件停止钻孔的位置处，在钻孔钻满整个分段区之前要求实施灌浆，在此区域上部加栓塞封闭并灌浆。如果灌浆是为了自流水处理，那么灰浆可以在【收稿日期12013．08．15132'