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文档简介
1、水泥-水玻璃双液灌浆施工技术潘洪武警水电第二总队第七支队江西鹰潭335000主题词:江坪河水电站导流洞进口围堰因填筑时河床水位高,水下部分无法碾压;同时新填筑围堰轴线是前期施工围堰的堰脚部位,大块右架空现象突出,由此导 致了围堰水下部分结构比较松散,按设计的高压旋喷施工无法形成防渗墙,经综 合考虑采用了水泥-水玻璃双液灌浆施工技术成墙。关键词:江坪河导流洞进口围堰双液灌浆防渗墙、工程概述江坪河水电站导流洞前期因地质灾害原因导致被洪水淹没, 未能全部建设完成即停建。导流洞的完建并投入使用是江坪河水 电站能否在2008年实现大江截流的关键;而要恢复导流洞剩余 工程的施工,首先必须完成导流洞进、出口
2、围堰填筑以及围堰防 渗体的施工。导流洞进、出口围堰防渗体设计方案是高压旋喷防渗墙,因 填筑围堰时河床水位高,水下部分无法碾压;同时新填筑围堰轴 线是前期施工围堰的堰脚部位,大块石架空现象突出,由此导致 了进、出口围堰水下部分结构比较松散,高压旋喷施工无法形成 防渗墙。我项目部在认真研究了塑性混凝土防渗墙、防渗土工膜 技术、双液灌浆等国内常用的防渗墙施工技术后,经从工期要求、 经济指标、施工边界条件等方面综合考虑,决定导流洞进口围堰 防渗墙采用双液灌浆施工技术。二、双液灌浆技术1、水泥-水玻璃双液灌浆的作用原理水泥-水玻璃双液灌浆可视为渗透、劈裂扩散、填充和挤密 四部分组成,浆液在压力作用下向钻
3、孔周围砂砾石体中发生渗 透、劈裂打散。水泥中硅酸三钙发生水解和水化反应,产生氢氧 化钙。氢氧化钙与水玻璃发生反应,生成细分散状的凝胶体 水化硅酸钙。凝固后形成强度较高、水稳定性好的水泥结石体, 从而使地基挤密,固结强度增高,形成一道固结的帷幕止水带。水泥一水玻璃双液浆材具有两种浆材的优点:浆液粘度较 低,可灌性较好,在水中可以迅速凝固,凝胶时间可在几秒到几 十分钟内准确控制,结石率可高达98%以上,结石强度较高,且 浆液木身无毒,对下游居民用水无污染。2、灌浆材料1)砾石:必须选择质地坚硬,砾径12cm, 0.52cm两级 配的砾石,保证无泥质物混杂;2)砂:必须选择质地坚硬清净无泥粗径2.
4、5mm的天然砂或 人工砂,含泥量3%, s0:j含量vi%,有机物含量v3%。3)水泥:po32. 5普通硅酸盐水泥,质量满足硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥gb175-1999屮的规定。4)水玻璃:模数为2.43.0,浓度3045be;3、凝胶时间为防止浆液在水中流失,并满足双液在孔口混合后能渗透至 砾石层的时间要求,浆液凝胶时间控制为60s。根据现场试验数据统计结果显示,在保证浆液可灌性和有效 扩散距离前提下,应根据渗漏水情况、砂砾石充填情况合理选用 浆液配比,并同吋在实际施工中根据吸浆量和注浆压力适吋加以调整。水泥-水玻璃浆液不同条件下的胶凝时间(m二3.0)度 浓 璃 玻 水30- /eb
5、53- /e b40- /e blu 量 一一才一 c w水泥浆:水玻璃5o 1x7292431x 6 oo 11 1a50"657 o /1£5o 1x373241x 8oo 11 1a/ /65211 /1x23 /1£5o 1x7272o1x 1xo 11 1a21a /1a62 /1x25 /1£凝结转点比值102030405060708090加入的水玻璃占水泥浆液体积的百分数()4. 灌浆压力及吸浆量灌浆压力与地质构造、钻孔深度、浆液粘度、灌浆速度和 灌浆量等因素有关,灌浆过程中压力是变化的。灌浆压力宜通 过现场试验确定,即通过试验性灌浆,绘制
6、出灌浆量与灌浆压 力的关系曲线,灌浆量突然增加时的压力即为容许灌浆压力。 经现场灌浆试验确定,本工程灌浆的压力控制为0.60. 9mpa 之间。为防止浆液流失造成浪费,对砂砾石层其吸浆量应控制在 20l/min 左右。5、扩散半径浆液扩散半径可按经验公式进行估算,但由于地质条件的 复杂多变,理论公式计算常常偏差很大,一般应通过现场灌浆 试验确定,经现场试验确定r=l. 0mo6、灌浆量砂砾石层的孔隙率n为2545%之间,故浆液注入率为 i=nx n=0. 3x0. 7=0. 21 (式中h为地层孔隙不完全充填的折 减系数,对砾石土层r=0. 71.0)。灌浆量q=vxix (1+3 )(式中v
7、为防渗区体积,b为浆 液流到防渗区外的损耗系数,一般取b二15%)。7、灌浆施工 造孔孔位确定无误后,将钻机移至核定的孔位上,按照要求进行 机架、机座校正,配备良好钻具,保证钻孔铅直开孔。在钻进过程中,精心操作,合理掌握钻进参数,合理掌握钻 进速度,以防止埋钻、卡钻等各种孔内事故。原始记录:每孔钻进时均要详细填写钻探班报表,记录孔深、 孔径、钻进时间;下入套管规格、长度,遇到的特殊情况。钻进至设计孔深后,待灌或灌浆结束时待钻,孔口均需进行加盖处理,防止异物进入。 制浆制浆材料采用称量法,称量误差小于5%,水泥等固相材料 采用重量称量法。浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度,纯水泥浆液的搅拌时 间,用
8、普通搅拌机时,应大于3min,使用高速搅拌机时应大于 30so浆液在使用前应经二次过筛,从制浆到用完的吋间不宜大 于4h。高速搅拌机配制0.5:1的浆液,并根据各灌浆点的不同 需要,经普通搅拌机拌制各灌段所需的浆液,配制好的水泥浆, 浆液自制备到用完时间不超过4h。应将浆液的温度保持在5 40°c之间。有必要时,可以考虑使用热水制浆,但注意保持水温 不得超过40°co 灌浆灌浆设备系用2tg2-60/210型双液灌浆专用泵,先将下部 带尖头的花管打入填充砂砾石至孔底设计标高,用水冲洗进入管 中的砂土。按规定的配比制备浆液,凝胶时间控制在60s左右,达不到 要求吋可适当对浆液
9、配比进行调整。安装灌浆内管及混合器(注浆头),连接高压胶管,用两台 灌浆泵分别将水泥浆和水玻璃浆同时压入灌浆管内进行灌浆。用 人工葫芦自下而上分段拔管灌浆至规定灌浆高度。8、灌浆效果水泥-水玻璃双液注浆结束后,通过现场观测,基坑内渗水 被有效封堵,无明显渗漏现象。堵漏结果表明,采用水泥-水玻璃 双液灌浆防渗堵漏方案堵水率达到90%以上。9、特殊情况的处理灌浆过程中,发现冒浆、漏浆,应先查明原因,根据具体情 况,采取表面封堵、低压浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法处 理。灌浆过程屮若因故屮断,应及早恢复灌浆。否则应立即冲洗 钻孔,再后恢复灌浆;若冲孔无法解决问题,则应进行扫孔清洗, 再恢复灌浆;恢复灌浆时,使用开始灌注水灰比灌浆;当注入率 与屮断前基本一致时,再改用屮断前水灰比灌注;若注入率与屮 断前减少较多,则浆液逐级变浓进行灌注。恢复灌浆后,若注入 率在短时间内停止吸浆,则考虑扫孔冲洗或在旁侧补打钻孔进行 补强灌浆。对灌入量大,难以结束的灌段采用以下方法:低压、浓浆、 限流、限量、间歇灌浆
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