CN106381879B - 一种大水深帷幕灌浆方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大水深帷幕灌浆方法，它包括以下步骤：S1、施工准备；S2、水面平台搭建；S3、利用测绘仪测孔位；S4、在水下帷幕灌浆作业面（2）上确定钻孔开孔位置；S5、在水下帷幕灌浆作业面（2）上进行帷幕灌浆钻孔开孔作业前由潜水员辅助水面平台钻机操作人员，将钻头套住水下钢筋后再开机缓慢钻进，以确保钻机作业点位于钻孔开孔位置上；S7、制作孔口管，取用多根地质钢管（11），相邻两根地质钢管（11）的接触处采用丝扣接头连接，同时在接头处用夹具进行加固，从而制作出孔口管（12）；S8、孔口管镶铸及水下加固；S9、帷幕灌浆的施工；S11、撤场及后期维护。本发明的有益效果是：能够在55~60m水深条件下进行帷幕灌浆施工。

Description

一种大水深帷幕灌浆方法

技术领域

本发明涉及在深水条件下在水下作业面上帷幕灌浆的技术领域，特别是一种大水深帷幕灌浆方法。

背景技术

混凝土面板堆石坝库区内储藏水主要用于水力发电，为防止大坝中的水由地基向山体中渗漏，通常采用混凝土面板堆石坝防渗体系进行防渗。混凝土面板堆石坝防渗体系由防渗面板、设置于防渗面板两侧的趾板以及施工于趾板上的帷幕灌浆组成，大坝面板和趾板均用于防止大坝内的水渗透到外部，造成山体疏松，为了达到更好的防渗效果，通常的施工方式是在趾板上进行帷幕灌浆以形成止水帷幕，有效防止大坝水从地基向山体中渗透，避免了山体滑坡，同时避免了大坝水位降低。为方便施工，施工前需将大坝库区内的水排干才能在趾板上进行帷幕灌浆操作。然而排水周期长、排水难度大，且排水期间无法发电将严重影响到电站经济效益。

目前，也有采用在不排水的情况下直接在进行施工的情况，该施工方法主要采用水下搭设脚手架至水面作为操作平台，但仅仅适用于水深在5~10m的范围内。因为超过该深度时，将面临水面平台布置及固定难、水下钻孔定位和孔口管镶铸等工作必须辅以潜水员、库区水位变化对水面操作平台造成较大的影响与不便等各种亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够在55~60m水深条件下进行帷幕灌浆施工的大水深帷幕灌浆方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种大水深帷幕灌浆方法，它包括以下步骤：

S1、施工准备，包括钻机和施工设备就位，施工人员进场以及确定水下帷幕灌浆作业面位置；

S2、水面平台搭建，其具体施工步骤为：先在水坝的水面上放置浮船，浮船间隔布置且沿水下帷幕灌浆作业面的帷幕灌浆走向布置，再在相邻两个浮船之间搭建浮桥，在浮桥上安装套筒，同时在位于旁侧的稳定边坡上固定垂向导向杆，最后将套筒套在导向杆上，最终实现了水面平台的搭建；

S3、利用测绘仪测孔位，孔位为水下帷幕灌浆设计钻孔孔位在浮桥上的投影，所述的孔位处安装钻机和钻塔；

S4、在水下帷幕灌浆作业面上确定钻孔开孔位置，即将孔位导点至水下帷幕灌浆作业面上，其具体施工步骤为：S4（1）、在浮桥上孔位处采用“细线+锤球”的方式将孔位导至水下帷幕灌浆作业面上；同时采用钻机下放“钻具+钻杆”的方式将浮桥上孔位导至水下帷幕灌浆作业面上；S4（2）、下入潜水员，通过潜水作业人员随身携带的水深测量装置，测出水下帷幕灌浆作业面对应位置的水深，通过该水深和步骤S4（1）中导入点在水下帷幕灌浆作业面上的相对位置确定钻孔开孔准确位置；S4（3）核对完毕钻孔开孔位置后，潜水员采用便携式水下钻锤在该位置处施工一个10cm的小孔，并在小孔上安装一根长20~30cm的钢筋以进行定位标识；

S5、在水下帷幕灌浆作业面上进行帷幕灌浆钻孔开孔作业前由潜水员辅助水面平台钻机操作人员，将钻头套住水下钢筋后再开机缓慢钻进，以确保钻机作业点位于钻孔开孔位置上；

S6、先施工钻孔至第一段灌浆孔设计深度，起钻后在第一段灌浆孔内安装灌浆塞，采用卡塞法进行第一段灌浆孔的灌浆；灌浆结束后，取掉灌浆塞，扫孔第一段灌浆孔内浆液后继续施工钻孔至第二段灌浆孔设计深度，起钻后在第二段灌浆孔内安装灌浆塞，采用卡塞法进行第二段灌浆孔的灌浆，灌浆结束后，取掉灌浆塞；

S7、制作孔口管，取用多根地质钢管，相邻两根地质钢管的接触处采用丝扣接头连接，同时在接头处用夹具进行加固，从而制作出孔口管；

S8、孔口管镶铸及水下加固，先下入孔口管，使孔口管插入于第二段灌浆孔内，再次下入潜水员，潜水员沿孔口管下爬，潜水员在孔口管与第一段灌浆孔之间的缝隙中安放堵塞，通过堵塞将孔口管固定；在相邻两根孔口管之间安装连接杆，固定后向孔口管内注入水泥浓浆，操作完成后须待凝等强48h以上方可进行后续操作；

S9、帷幕灌浆的施工，向孔口管内下入钻杆钻具，钻进完成第三段灌浆孔，起钻后向下入不带钻具的钻杆至距离孔底50cm处，采用孔口封闭孔内循环的灌浆方式完成第三段灌浆孔的灌注；

S10、多次重复步骤S9，直到灌浆孔的总深度达到设计要求帷幕灌浆深度，即完成了单孔帷幕灌浆施工；

S11、撤场及后期维护，将孔口管的根部沿水下帷幕灌浆作业面进行切割，切割后对切割处进行打磨。

本发明具有以下优点：本发明缩短帷幕灌浆施工周期、能够在55~60m水深下进行帷幕灌浆、提高施工效率。

附图说明

图1 为水面平台在水面上搭建后的俯视图；

图2 为钻孔开孔位置施工示意图；

图3 为孔口管与灌浆孔的安装示意图；

图4 为第一灌浆孔和第二灌浆孔循环灌浆的施工示意图；

图5 为第三灌浆孔循环灌浆的施工示意图；

图中，1-浮船， 2-水下帷幕灌浆作业面，3-浮桥，4-套筒， 6-边坡，7-导向杆，8-钻塔，9-第一段灌浆孔，10-第二段灌浆孔，11-地质钢管，12-孔口管，13-堵塞，14-连接杆，16-第三段灌浆孔，17-地基。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

一种大水深帷幕灌浆方法，它包括以下步骤：它包括以下步骤：

S1、施工准备，包括钻机和施工设备就位，施工人员进场以及确定水下帷幕灌浆作业面位置；

S2、如图1所示，水面平台搭建，其具体施工步骤为：先在水坝的水面上放置浮船1，浮船1间隔布置且沿水下帷幕灌浆作业面2的帷幕灌浆走向布置，再在相邻两个浮船1之间搭建浮桥3，在浮桥3上安装套筒4，同时在位于旁侧的稳定边坡6上固定垂向导向杆7，最后将套筒4套在导向杆7上，最终实现了水面平台的搭建；

S3、利用测绘仪测孔位，孔位为水下帷幕灌浆设计钻孔孔位在浮桥3上的投影，所述的孔位处安装钻机和钻塔8；

S4、如图2所示，在水下帷幕灌浆作业面2上确定钻孔开孔位置，即将孔位导点至水下帷幕灌浆作业面2上，其具体施工步骤为：S41、在浮桥3上孔位处采用“细线+锤球”的方式将孔位导至水下帷幕灌浆作业面2上；同时采用钻机下放“钻具+钻杆”的方式将浮桥3上孔位导至水下帷幕灌浆作业面2上；S42、下入潜水员，通过潜水作业人员随身携带的水深测量装置，测出水下帷幕灌浆作业面2对应位置的水深，通过该水深和步骤S41中导入点在水下帷幕灌浆作业面2上的相对位置确定钻孔开孔准确位置；S43核对完毕钻孔开孔位置后，潜水员采用便携式水下钻锤在该位置处施工一个10cm左右的小孔，并在小孔上安装一根长20~30cm的钢筋以进行定位标识，钢筋起到了导向的作用，避免了钻具在水下帷幕灌浆作业面2上钻孔时孔位发生倾斜，影响后期帷幕灌浆施工，保证了灌浆孔的垂直度；

S5、在水下帷幕灌浆作业面2上进行帷幕灌浆钻孔开孔作业前由潜水员辅助水面平台钻机操作人员，将钻头套住水下钢筋后再开机缓慢钻进，以确保钻机作业点位于钻孔开孔位置上；

S6、如图3和图4所示，先施工钻孔至第一段灌浆孔9设计深度，起钻后在第一段灌浆孔9内安装灌浆塞，采用卡塞法进行第一段灌浆孔9的灌浆；灌浆结束后，取掉灌浆塞，扫孔第一段灌浆孔9内浆液后继续施工钻孔至第二段灌浆孔10设计深度，起钻后在第二段灌浆孔10内安装灌浆塞，采用卡塞法进行第二段灌浆孔10的灌浆，灌浆结束后，取掉灌浆塞；

S7、制作孔口管，取用多根地质钢管11，相邻两根地质钢管11的接触处采用丝扣接头连接，同时在接头处用夹具进行加固，从而制作出孔口管12；

S8、孔口管镶铸及水下加固，先下入孔口管12，使孔口管12插入于第二段灌浆孔10内，再次下入潜水员，潜水员沿孔口管12下爬，潜水员在孔口管12与第一段灌浆孔9之间的缝隙中安放堵塞13，通过堵塞13将孔口管12固定；在相邻两根孔口管12之间安装连接杆14，连接杆14用于保证孔口管12之间的机械强度，避免被水浪打弯，固定后向孔口管12内注入水泥浓浆，操作完成后须待凝等强48h以上方可进行后续操作；

S9、如图5所示，帷幕灌浆的施工，向孔口管12内下入钻杆钻具，钻进完成第三段灌浆孔16，起钻后向下入不带钻具的钻杆至距离孔底50cm处，采用孔口封闭孔内循环的灌浆方式完成第三段灌浆孔16的灌注；

S10、多次重复步骤S9，直到灌浆孔的总深度达到设计要求帷幕灌浆深度，即完成了单孔帷幕灌浆施工；

S11、撤场及后期维护，将孔口管12的根部沿水下帷幕灌浆作业面2进行切割，切割后对切割处进行打磨。整个施工过程中没有抽排大坝内的水，极大的缩短了施工周期，提高了施工效率。此外，由于孔口管12之间的连接结构，保证了在钻灌浆孔和灌浆施工时，钻具不会被水浪打偏，进一步保证了灌浆孔及灌浆的顺利施工，因此不受水深的影响，该方法适用于在55~60m水深下进行帷幕灌浆。

Claims (1)

1.一种大水深帷幕灌浆方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、施工准备，包括钻机和施工设备就位，施工人员进场以及确定水下帷幕灌浆作业面位置；

S2、水面平台搭建，其具体施工步骤为：先在水坝的水面上放置浮船（1），浮船（1）间隔布置且沿水下帷幕灌浆作业面（2）的帷幕灌浆走向布置，再在相邻两个浮船（1）之间搭建浮桥（3），在浮桥（3）上安装套筒（4），同时在位于旁侧的稳定边坡（6）上固定垂向导向杆（7），最后将套筒（4）套在导向杆（7）上，最终实现了水面平台的搭建；

S3、利用测绘仪测孔位，孔位为水下帷幕灌浆设计钻孔孔位在浮桥（3）上的投影，所述的孔位处安装钻机和钻塔（8）；

S4、在水下帷幕灌浆作业面（2）上确定钻孔开孔位置，即将孔位导点至水下帷幕灌浆作业面（2）上，其具体施工步骤为：S4（1）、在浮桥（3）上孔位处采用“细线+锤球”的方式将孔位导至水下帷幕灌浆作业面（2）上；同时采用钻机下放“钻具+钻杆”的方式将浮桥（3）上孔位导至水下帷幕灌浆作业面（2）上；S4（2）、下入潜水员，通过潜水作业人员随身携带的水深测量装置，测出水下帷幕灌浆作业面（2）对应位置的水深，通过该水深和步骤S4（1）中导入点在水下帷幕灌浆作业面（2）上的相对位置确定钻孔开孔准确位置；S4（3）核对完毕钻孔开孔位置后，潜水员采用便携式水下钻锤在该位置处施工一个10cm的小孔，并在小孔上安装一根长20~30cm的钢筋以进行定位标识；

S5、在水下帷幕灌浆作业面（2）上进行帷幕灌浆钻孔开孔作业前由潜水员辅助水面平台钻机操作人员，将钻头套住水下钢筋后再开机缓慢钻进，以确保钻机作业点位于钻孔开孔位置上；

S6、先施工钻孔至第一段灌浆孔（9）设计深度，起钻后在第一段灌浆孔（9）内安装灌浆塞，采用卡塞法进行第一段灌浆孔（9）的灌浆；灌浆结束后，取掉灌浆塞，扫孔第一段灌浆孔（9）内浆液后继续施工钻孔至第二段灌浆孔（10）设计深度，起钻后在第二段灌浆孔（10）内安装灌浆塞，采用卡塞法进行第二段灌浆孔（10）的灌浆，灌浆结束后，取掉灌浆塞；

S7、制作孔口管，取用多根地质钢管（11），相邻两根地质钢管（11）的接触处采用丝扣接头连接，同时在接头处用夹具进行加固，从而制作出孔口管（12）；

S8、孔口管镶铸及水下加固，先下入孔口管（12），使孔口管（12）插入于第二段灌浆孔（10）内，再次下入潜水员，潜水员沿孔口管（12）下爬，潜水员在孔口管（12）与第一段灌浆孔（9）之间的缝隙中安放堵塞（13），通过堵塞（13）将孔口管（12）固定；在相邻两根孔口管（12）之间安装连接杆（14），固定后向孔口管（12）内注入水泥浓浆，操作完成后须待凝等强48h以上方可进行后续操作；

S9、帷幕灌浆的施工，向孔口管（12）内下入钻杆钻具，钻进完成第三段灌浆孔（16），起钻后向下入不带钻具的钻杆至距离孔底50cm处，采用孔口封闭孔内循环的灌浆方式完成第三段灌浆孔（16）的灌注；

S10、多次重复步骤S9，直到灌浆孔的总深度达到设计要求帷幕灌浆深度，即完成了单孔帷幕灌浆施工；

S11、撤场及后期维护，将孔口管（12）的根部沿水下帷幕灌浆作业面（2）进行切割，切割后对切割处进行打磨。