钻孔和灌浆施工方法.docx

钻孔和灌浆施工方法 钻孔和灌浆的施工方法 1.帷幕灌浆 (1)帷幕灌浆施工技术要求 1)帷幕钻孔的开孔孔位与设计位置的偏差不得大于10cm,钻孔的深度应达设计要求 2)帷幕钻孔均应全孔测斜,其孔底偏差值不得大于1/40孔深 3)灌浆孔在灌浆前应进行孔壁冲洗与裂隙冲洗,冲洗到回水澄清为止孔内沉积厚度不得超过20cm冲洗水压采用的80%灌浆压力,该值若大于1MPa时,采用1MPa;冲洗风压采用50%灌浆压力,压力超过0.5MPa,采用0.5MPa 4)灌浆孔的压水试验在岩石裂隙冲洗后进行帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆时,先导孔应自上而下分段进行压水试验,可采用五点法或单点法各孔灌浆段在灌浆前宜进行简易压水试验,其压力可为灌浆压力的80%,若该值大于1MPa时,采用1MPa,压水20分钟,每5分钟读一次压水流量,取最终的流量值作为计算流量,其成果以透水率q表示 5)帷幕灌浆时,坝体与基岩接触段应单独先行灌浆并待凝24小时后,方可进行以下各段的钻孔灌浆工作接触长不得大于2m,灌浆塞应塞于基岩面以上0.5m左右 灌浆压力应通过试验确定,并符合设计要求。

不允许灌浆压力过大造成灌区岩石破坏和建筑物抬动变形帷幕灌浆的灌浆压力,当采用一般灌浆方法时,可按以下经验公式估算:P=PO+mD,式中PO为岩基表层段的允许灌浆压力,本工程取0.2MPa,m为表层段以下每深入岩基1m可增加的压力,本工程取0.15MPa/m,D为灌浆段以上岩层的厚度(m) 6)浆液水灰比和变浆标准 ①按灌浆试验确定的监理批准的水灰比施灌,灌浆浆液应由稀到浓逐级变换当灌浆压力保持不变,注入率持续削减时,或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时,不得转变水灰比 ②当某一比级浆液注入量已达到300L以上,或灌注时间已达1h,而灌浆压力和注入率均无显著转变时,应换浓一级水灰比浆液灌注;当注入率大于30L/min时,依据施工详细状况,可越级变浓 7)灌浆结束标准 帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时,在规定压力下,当注入率不大于0.4L/min时,连续灌注60min,或不大于1L/min时,连续灌注90min,灌浆即可结束采用自下而上分段灌注法时,连续灌注时间应削减为30min和60min,灌注即可结束 固结灌浆在规定压力下当注入率不大于0.4L/min,群孔灌浆不大于0.8L/min时,连续灌注30min,灌浆即可结束。

当长期达不到结束标准时,应报请监理人共同研究处理措施 8)其它按水利电力部《SL62-94》灌浆规范有关规定和设计要求进行 (2)灌浆材料 1)帷幕灌浆应采用425号平凡硅酸盐水泥,细度:通过80微米标准筛筛余量<5% 2)灌浆用水泥应保持新奇,受潮结块者不得采用水泥在使用前,必需对其质量作出鉴定,符合质量标准者方可使用严禁将不合格的材料灌进孔内各类浆液掺入掺合料和外加剂的种类及其掺量应通过室内浆材试验和现场灌浆试验确定 3)水泥浆液的搅拌时间,使用平凡搅拌机时不得少于3分钟,使用高速搅拌机时宜通过试验确定 (3)施工工艺及方法说明 1)工艺流程图 帷幕灌浆施工工艺流程如下图: 2)钻孔 ①依据施工掌握点,进行现场测量放点,将每个帷幕孔的孔位都测放出来,并用木桩打入测放孔位处再用红油漆注明其桩号、孔号等,然后钻机就位,固定后,校正钻机立轴,进行钻孔施工 ②用液压回转式钻机(SGZ-ⅢA型),配金刚石或硬质合金钻头造孔,开孔孔径为φ130mm,钻至基岩面以下2m,进行第一段灌注,然后用0.5:1浓浆换出孔内清浆,置入孔口管,待凝三天以上。

然后采用φ110mm钻具钻进以下各段至终孔 ③钻孔分段:初拟第一段2.0m(孔口管段)、第二段3.0m、第三段5m、第四段及以下各段5.0~6.0m如遇特别地段段长可适当进行调整段长误差不大于10cm,钻孔中使用kxp-1型轻巧测斜仪校测钻孔孔斜,并准时纠偏,钻进中采取勤起下钻及加长钻具等方法,确保孔斜在允许偏差范围内钻孔时对岩层、岩性以及孔内各种状况进行具体记录钻孔遇到孔内涌水、漏水、断层、洞穴、塌孔、掉块时,准时报告监理人分析钻孔和岩体状况,作出打算后方可进行处理或钻进一般可先进行灌浆处理,而后连续钻进 ④钻孔取芯和芯样试验: a灌浆先导孔、观测孔、检查孔以及监理人指示的其它钻孔,应钻取岩芯,按取芯次序统一编号,填牌装箱,并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述; b芯样的最大长度应限制在3m以内,一旦发觉芯样卡钻或被磨损,应马上取出除监理人另有指示,对于1m或大于1m的钻进循环,岩芯样获得率很低,应更换钻孔机具或改进钻进方法; c在钻孔过程中,对钻孔冲洗水、钻孔压力、芯样长度及其它能充分反映岩石特性的因素进行监测和记录,并提交监理人; d依据监理人指示,对钻取的岩芯进行试验,并将试验记录和成果提交监理人; e对每箱芯样拍两张彩色照片,并作好钻孔操作的具体记录,一并提交监理人; f监理人指示应予保存的岩芯,按指定的地点存放,防止散失和混装。

⑤钻孔保护:施工图纸所示的全部钻孔,在分段钻进结束或终孔钻进结束,均加盖保护,以防异物掉入孔内,直至下序施工或验收合格为止 ⑥钻孔冲洗及压水试验 本工程灌浆孔均不进行特地裂隙冲洗帷幕灌浆在灌前,对全部灌浆孔(段)进行压水试验 可依据监理人指示,采用“简易压水”、“单点法”、“五点法”进行压水试验,简易压水试验压力为灌浆压力的80%,且不超过1.0Mpa;压水时间20min,每5min测读一次压入流量,取最终的流量值作为计算流量,其成果以透水率表示 帷幕灌浆先导孔应自上而下分段卡塞进行压水试验,并按施工图纸要求采用五点法或单点法其它各次序孔的各灌浆段,可进行简易压水试验检查孔(不少于灌浆总孔数的10%)应采用五点法压水试验五点法和单点法压水试验按SL62-94附录A执行 3)灌浆 灌浆方法:采用孔口封闭灌浆法,即“自上而下、孔口封闭、不待凝、孔内循环高压灌浆”工艺灌浆采用3SNS型灌浆泵在灌前依据要求埋设抬动变位观测仪器,灌浆时允许变位建议暂按岩体抬动变位小于2mm要求执行: 灌浆过程中设 专人观测,并定时对围岩进行观测记录,变位大于规定值时马上降低灌浆压力,直至停灌待凝。

灌浆次序:灌浆孔统一编号,并严格按分序加密的原则进行,灌浆孔分Ⅲ序,其施工顺序为Ⅰ序→Ⅱ序→Ⅲ序 灌浆压力:灌浆压力一律采用孔口回浆管的压力表值为准,读其中值依据招标文件的有关规定帷幕灌浆设计压力掌握方法用一次升压法,最终灌浆压力的大小通过试验确定 浆液水灰比和变换标准: 应按灌浆试验确定的或监理人批准的水灰比施灌,灌浆浆液应由稀到浓逐级变换当灌浆压力保持不变,吸浆量匀称减小时,或当吸浆量保持不变,压力匀称上升时,灌浆应持续进行,不得转变水灰比;当某一级水灰比的吸浆量超过300L,灌浆压力及注入率均无明显转变时,浆液可加浓一级变浆后如压力突增或注入率突减时,应马上查明原因,进行处理,并报告监理人;当注入率大于30L/min时,可依据详细状况越级变浓 灌浆结束标准:在设计压力下,当注入率不大于0.4L/min时,连续灌注60min,或不大于1L/min时,连续灌注90min,灌浆即可结束当长期达不到结束标准时,报请监理人共同研究处理措施 灌浆孔封孔:灌浆孔(含先导孔)和检查孔结束后,采用“置换和压力灌浆封孔法”进行封孔即用泵送0.5:1的浓浆将孔中余浆全部顶出,直至孔口返出浓浆止,而后提升灌浆管,向孔内补浆,最终,在孔口进行纯压式封孔灌浆1h,仍用0.5:1的浓浆,压力为灌浆最大压力。

灌浆记录及监测:采用测记灌浆压力、注入率等施工参数的自动记录仪 (4)帷幕灌浆试验 1)试验目的 为探索出适合于本区工程地质条件的合理的灌浆参数、有效的灌浆工艺、经济的工程投资进行灌浆试验 2)试验内容 室内试验:原材料调研和取样、灌浆材料品质鉴定、浆液协作比试验;岩体变位观测;钻灌技术:验证“孔口封闭灌浆法”在本区的可行性以确定灌浆孔、排距及灌浆压力;压水试验;帷幕耐久性试验;防渗帷幕底线的研究 (5)帷幕灌浆特别状况处理 1)灌浆工作必需连续进行,若因故中断,按下列原则进行处理 a、尽可能准时恢复灌浆; b、中断超过30min,要马上设法冲洗,如冲洗无效,则在重新灌浆前进行扫孔; c、复灌开始要使用最大水灰比的浆液灌注;如吸浆量同中断前相近,即可用中断前的水灰比,如吸浆量削减不多,则浆液逐级加浓;如吸浆量削减许多,且极短时间内停止吸浆,则认为该段不合格,需采取补救措施 2)灌浆过程中如发觉冒浆时,视详细状况采用嵌缝,表面封堵、浓浆和降低压力等方法处理 3)当灌浆过程中发生串浆时,采取下列措施处理: a、如被串孔正在钻进,马上停钻; b、如串浆量不大,可灌浆的同时在被串孔通入水流,使水泥浆不致充填钻孔; c、当串浆量大时,如条件可能,可与被串孔同时施灌,否则用堵塞器塞于被串部上方1~2m处; d、如串浆沿裂缝串得比较远,可采用浓浆施灌。

4)如串浆沿裂缝串得比较远,可采用浓浆施灌 a、灌浆结束后,采用原压力连续灌浆1h; b、灌浆结束后,快速关闭进回浆闸阀后停机,进行闭浆; c、待凝时间不少于48h; d、有必要时在浆液中掺速凝剂; 5)钻孔弯曲纠正措施 对不符合钻孔偏斜规定的孔,应按下述方法处理 a、掌握法 掌握法的主要动身点是保持钻孔已有的偏斜程度,使之不再增大 主要措施是增加粗径钻具的长度,在合理的钻进压力、给水量的协作下,纠正钻孔方向 b、扩孔法 钻孔在变径时产生严重弯曲,一般是由于在钻具上未增加导向所致这时可采用扩孔法来纠正孔斜,即采取加大与原一级钻孔钻进的同一直径钻具,用硬质合金钻头从钻孔变径位置连续打下去,这样可扩出与原一级钻孔偏斜相近的钻孔 c、变径钻进法 在钻垂直孔且孔向偏斜过大时,如孔径还能符合变径要求,则用比原来小一级或二级的钻具进行钻进,利用重力作用,纠正孔斜纠正前要捞净孔内岩芯开始变径钻进时应用低压慢速钻进 d、转变钻机立轴方向 当钻孔较浅(不超过30m)时,可采用转变钻机立轴方向的方法(垫钻机)纠正孔斜。

钻孔往右偏时,垫钻机左侧,往机头方向偏时,垫钻机后部,反之亦然 e、利用导斜器纠正孔向 在要作纠正的孔段中,依据孔斜方向要求,埋入废岩芯管或钢筋焊制的钻孔导斜器,并把要纠正的孔段用水泥砂浆回填,等砂浆达一定强度后再重新钻开由于钻孔导斜器的作用,把钻孔的方向迫到设计要求的方向上来 (6)帷幕灌浆质量检查 1)帷幕灌浆检查孔应按下列原则布置: ①在帷幕中心线上; ②岩石破裂、有断层、洞穴及耗灰量大的部位; ③注入量大的孔段四周; ④钻孔偏斜过大、灌浆不正常和灌浆过程中出现过事故等,资料分析认为对帷幕质量有影响。