黄湾水库坝基防渗高压摆喷灌浆施工技术

黄湾水库坝基防渗高压摆喷灌浆施工技术

1坝型二型黄湾水库位于河南省西平县出境山市。它位于河流支流旭河上游。控制面积16.0km2，总建筑面积862.65万3m，设计标准50年1年，每年500年1年，是一座均质的水库。最大水库高度为19.8米。这是一个集防洪、水产养殖和灌溉于一体的小型水库（iii）。项目类型为iv，主要建筑等级为iv。黄湾水库坝基防渗工程布置在大坝桩号0+000～0+150,长150m。根据地质及渗水情况,采用坝基灌浆防渗,坝基灌浆范围以透水层边线为基准向坝体填筑土深入1.5m,向中、重粉质壤土层深入2m。坝基灌浆采用高压摆喷灌浆,在坝轴线上游3m处顺坝布一防渗墙,墙体宽150m、最深19.8m,灌浆孔间距1.3m,单排布孔,深度进入底部粘土层2m。2高压喷射注浆法高压喷射灌浆是一种采用高压水或高压浆液形成高速喷射流束,冲击、切割、破碎地层土体,并以水泥基质浆液充填、掺混其中,形成桩柱或板墙状的凝结体,用以提高地基防渗或承载能力的施工技术。它的工作原理就是利用钻机钻孔,把带有喷嘴的注浆管插至土层的预定位置后,以高压设备使浆液成为20MPa以上的高压射流,从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体。当喷射动压超过土体结构时,土粒便从土体上剥落下来。部分细小的土料随着浆液冒出水面,其余土粒在喷射流的冲击力,离心力和重力等作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例有规律的析排列,形成桩柱或扳墙状的凝结体,用以提高地基防渗或承载能力的施工技术。3施工要求3.1施工完成后高压摆喷灌浆施工工序大体分为:定孔、钻孔、制浆、试喷、下注浆管、喷射、提升等。3.2施工设备高压摆喷灌浆施工主要施工设备有:钻机、高喷台车、制浆机、高压水泵、空压机、灌浆泵等。3.3地层喷喷管验收高压摆喷灌浆单孔施工工艺流程如下:放线布孔→钻机就位整平牢固→造孔→终孔验收→高喷台车就位→试喷定向→下喷射管至孔底→提升喷射→至设计深度结果→验收合格移台车至下一孔口。1坝体灌浆范围黄湾水库坝基防渗高压摆喷灌浆施工在坝顶施工,沿坝顶轴线布设单排孔,孔距1.3m,灌浆范围以透水层边线为基准向坝体填筑土深入1.5m,向中、重粉质壤土层深入2m。布孔按III序施工,先施工I序孔,再施工II序孔,最后施工III序孔,相邻两孔间隔不小于3天。2钻机倾斜钻孔采用回转法钻进,孔径为ϕ130mm。把钻机移至钻孔位置,对准孔位用水平尺掌握机台水平,立轴垂直,垫牢机架,经技术人员检测合格后方可开钻。在钻进过程中,每钻进3～5m,用测斜仪量测一次,如发现钻机倾斜,则停机垫平平台再开钻,保证两孔间所形成的防渗凝结体保证结合,不留孔隙。钻孔时钻机就位要水平、牢固、钻机立轴与水平垂直,钻具、钻杆连接要铅直不许弯曲,确保钻孔垂直度,成孔倾斜率要求<0.8%;钻孔深度进入粘土层2m后终孔;钻探采用金刚石或合金钻头钻进,对于塌孔,漏水段可投惰性材料堵漏或用低固相泥浆护壁;钻进过程中记录完整,丈量准确,对地层岩性,孔深、塌孔掉块,漏水及时间记录要求详细;孔深达到设计要求后,捞清孔内残留,冲洗钻孔减少孔内沉淀,保证高喷下管直孔底;成孔后孔径、孔深、孔斜率等技术指标核验合格。3水泥浆处理工艺本工程坝基高压摆喷灌浆浆液为纯水泥浆,使用PO42.5普通硅酸盐水泥,水灰比为1∶1.1,浆液比重1.6～1.7g/cm3。水泥浆采用二级搅拌,二级过滤。一级搅拌时间不少于90s,经过一级过滤后进入二级搅拌机,边搅拌边过滤边使用,过滤筛网眼尺寸为2mm。水泥浆自制备至用完的时间不超过4h,否则作为废浆处理。如制浆过程中遇见故障,应立即通知喷射人员停喷,处理好后再进行施工。制浆过程中应定时测量浆液相对密度,每孔高压喷射灌浆结束后要统计该孔的材料用量。4水、气、浆之间的连接注浆前先进行地面试喷,检查机械及管路情况,如水、气、浆是否畅通,并准确确定喷射方向和摆动角度,确保凝结体的有效连接;检查各项高压喷射灌浆参数符合设计要求,将喷嘴对准喷射方向不准偏斜是关键。5注浆管检查各项工艺参数符合设计要求后将喷射管下到设计深度,可根据孔深量取喷射管长度,入孔后测量余尺,确认已下入孔底。6喷射回浆容重当喷射管下到设计深度并经现场技术人员检查认可后,送入合乎要求的水、气、浆,喷射1～3min,待孔口返出浆液密度达到1.2g/cm3后再按设计的提升速度由下至上进行持续摆喷作业,直到设计高度。喷射灌浆过程中,值班技术人员要随时检查各环节的运行情况,特别是水压、浆压,浆量和进出浆容重,进浆容重控制在1.6g/cm3以上,回浆容重控制在1.2～1.3g/cm3以上,以及摆动、提升速度等参数是否符合设计要求,并且随时做好记录。整个高压喷射灌浆过程监理工程师进行旁站监理,遇有不返浆、喷射参数不正常等情况均记录在案,经调整仍达不到要求者需进行二次处理,处理意见由监理工程师填于高压喷