CN110055990B - 帷幕灌浆施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了帷幕灌浆施工方法，针对于深度为10‑15m的灌浆孔，1)确定灌浆孔的位置，沿坝体轴线打孔形成灌浆孔；2)在灌浆孔内放入套管，套管竖直放入灌浆孔且上下贯通，套管轴线与灌浆孔的轴线重合，套管外壁与灌浆孔的内壁形成灌浆通道一，套管内腔形成灌浆通道二；3）灌浆时，先将稠度较低的浆料从灌浆通道一内灌入并持续灌入，再将稠度较高的浆料从灌浆通道二灌入并持续灌入，同时将套管不断抬升，并且此过程中，灌浆通道二的浆液高度高于灌浆通道一内的浆液高度。本方案在先将稠度较低的浆料从灌浆通道一内灌入并持续灌入，而再将稠度较高的浆料从灌浆通道二灌入并持续灌入；由于后续的浆料均持续灌入，保持同步，因此灌浆速度大大得到提升。

Description

帷幕灌浆施工方法

技术领域

本发明涉及坝体修补领域，特别涉及帷幕灌浆施工方法。

背景技术

帷幕灌浆是将浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成连续的阻水帷幕，以减小渗流量和降低渗透压力的灌浆工程。

帷幕灌浆在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透；与位于其下游的排水系统共同作用，还可降低渗透水流对闸坝的扬压力。20世纪以来，帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段，对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。

按防渗帷幕的灌浆孔排数分为两排孔帷幕和多排孔帷幕。地质条件复杂且水头较高时,多采用3排以上的多排孔帷幕。按灌浆孔底部是否深入相对不透水岩层划分：深入的称封闭式帷幕；不深入的称悬挂式帷幕。

混凝土坝岩基帷幕灌浆都在两岸坝肩平洞和坝体内廊道中进行。土石坝岩基帷幕灌浆，有的先在岩基顶面进行，然后填筑坝体；有的在坝体内或坝基内的廊道中进行，其优点是与坝体填筑互不干扰，竣工后可监测帷幕运行情况，并可对帷幕补灌。帷幕灌浆的钻孔灌浆按设计排定的顺序，逐渐加密。两排孔或多排孔帷幕，大都先钻灌下游排，再钻灌上游排，最后钻灌中间排。同一排孔多按 3个次序钻灌。灌浆方法均采用全孔分段灌浆法。

灌浆压力是指装在孔口处压力表指示的压力值。岩石帷幕灌浆压力，表层不宜小于1～1.5倍水头，底部宜为2～3倍水头。砂砾石层帷幕灌浆压力尽可能大些，以不引起地面抬动或虽有抬动但不超过允许值为限。

一般情况，灌浆孔下部比上部的压力大，后序孔比前序孔压力大,中排孔比边排孔压力大,以保证幕体灌注密实。灌浆开始后，一般采用一次升压法，即将压力尽快升到设计压力值。同时为了使得浆料扩散充分，会先将较稀（稠度较低）的浆料灌入，然后灌入较稠(稠度较高)的浆料，但这种分步灌浆的方式效率较低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种帷幕灌浆施工方法，加速灌浆效率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种帷幕灌浆施工方法，针对于深度为10-15m的灌浆孔，包括如下步骤：1)确定灌浆孔的位置，沿坝体轴线打孔形成灌浆孔；2)在灌浆孔内放入套管，套管竖直放入灌浆孔且上下贯通，套管轴线与灌浆孔的轴线重合，套管外壁与灌浆孔的内壁形成灌浆通道一，套管内腔形成灌浆通道二；3）灌浆时，先将稠度较低的浆料从灌浆通道一内灌入并持续灌入，再将稠度较高的浆料从灌浆通道二灌入并持续灌入，同时将套管不断抬升，并且此过程中，灌浆通道二的浆液高度高于灌浆通道一内的浆液高度。

该方案是针对特定的深度为10-15m的灌浆孔，单个灌浆孔自上而下其直径保持不变，本方案在先将稠度较低的浆料从灌浆通道一内灌入并持续灌入，而再将稠度较高的浆料从灌浆通道二灌入并持续灌入；由于后续的浆料均持续灌入，保持同步，因此灌浆速度大大得到提升。由于灌浆通道二的浆料稠度较高，因此其会给到外侧的稠度较低的浆料向外的推力，使得稠度较低的浆料更加容易扩散；且灌浆通道二的浆液高度高于灌浆通道一内的浆液高度，其高度差产生的压差也会进一步给到稠度较低的浆料压力，进一步使得浆液扩散，保障其灌浆质量。

进一步的，1）对灌浆孔进行冲洗，灌浆孔内的沉积厚度不超过20cm，冲洗压力为灌浆压力的80%，且不超过1Mpa。

灌浆孔存留的沉积物会对灌浆质量产生影响，因此需要控制其沉积物的厚度，冲洗压力过大可能会导致灌浆孔结构发生破坏，因此需要控制其冲洗压力。

进一步的，相邻的灌浆孔为2-3m，孔径为φ110～130mm。

孔径的大小和灌浆孔的间距均会影响帷幕灌浆后的强度，其孔径较小为佳，但过小会使得其灌浆孔数量增加，从而会导致施工困难以及施工时间长。

进一步的，稠度较低的浆料含有速凝剂。

通过增加速凝剂的方式控制浆液的扩散范围。

进一步的，套管底部沿其圆周方向固定有多根缓流绳。

缓流绳的设置降低灌浆通道二的浆液对灌浆通道一内浆液的冲力，便于控制浆液的扩散范围。

进一步的，缓流绳末端具有螺纹端头，套管底部具有螺纹孔，螺纹端头与螺纹孔连接。

如此便于根据需要安装缓流绳的数量以及位置或者更换缓流绳型号。

进一步的，灌浆通道二的浆液高度高于灌浆通道一内的浆液高度0.1-0.2m。

高度差（压差）控制在一定范围内，便于控制浆液的扩散范围。

进一步的，3)后面还包括4）质量检查。提升工程安全质量。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明有效提升帷幕的灌浆速度。

附图说明

图1为套管与缓流绳的连接示意图。

附图标记：1、套管；11、螺纹孔；2、缓流绳；21、螺纹端头。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

1）钻孔定位：钻孔孔位按照设计布孔原则，采用全站仪结合钢尺放样即可。钻孔孔排距：根据生产性试验情况，检测浆液扩散范围，确定帷幕灌浆钻孔最优孔排距，一般选用2～3m，不宜大于5m。钻孔孔径采用φ110～130mm。

由于帷幕灌浆孔的孔间距较小，因此在钻孔开孔前或重新就位后均应严格校正钻机立轴角度，保证钻孔的垂直度要求。

钻孔：钻孔采用液压地质钻机或潜孔钻机钻进，钻孔自上而下沿坝体轴线穿过壤土层、卵石层、基岩段，针对不同的地层特点，钻进方法可采用以下方式进行：壤土层钻进采用合金钻头，如三页钻，以膨润土泥浆作为循环液护壁，中低转速钻进；卵石层钻进采用金刚石薄壁钻头，以膨润土泥浆作为循环液护壁，低转速钻进；基岩段采用全断面钻头、长钻杆、中高速钻进，采用清水作为循环液，中途不用提钻取芯，减少钻进过程中的加钻杆次数，可大大提高钻进效率；遇强度较高的石英砂岩地层时，提钻换用金刚石薄壁钻头钻进。

灌浆孔冲洗：壤土层、卵石层的钻渣，通过膨润土泥浆的悬浮作用带出孔外，进入泥浆回浆池中沉淀排除；基岩段采用全断面钻头钻进，钻孔过程中可加大清水冲洗液的流量，将岩粉冲出孔外；钻孔终孔后，不提钻继续用压力清水冲洗不少于10min，将岩石裂隙、空隙中的充填物带走，以使注浆时浆液扩散范围加大；灌浆孔内的沉积厚度不超过20cm，冲洗压力为灌浆压力的80%，且不超过1Mpa。

2)在灌浆孔内放入套管1，管底部沿其圆周方向固定有多根缓流绳2；缓流绳2末端具有螺纹端头21，套管1底部具有螺纹孔11，螺纹端头21与螺纹孔11连接。套管1竖直放入灌浆孔且上下贯通，套管1轴线与灌浆孔的轴线重合，套管1外壁与灌浆孔的内壁形成灌浆通道一，套管1内腔形成灌浆通道二（图1）。

3）灌浆时，先将稠度较低的浆料从灌浆通道一内灌入并持续灌入，再将稠度较高的浆料从灌浆通道二灌入并持续灌入，同时将套管1不断抬升，并且此过程中，灌浆通道二的浆液高度高于灌浆通道一内的浆液高度0.1-0.2m。

稠度较低的浆料：按照重量份配比:水100份、水泥15份、粉煤灰70份、膨润土10份以及占水泥与粉煤灰总重量2%的速凝剂。稠度较高的浆料，按照重量份配比:水60份、水泥15份、粉煤灰70份、膨润土10份。

4）质量检查：进行压水试验，检查时间在灌浆结束后14天进行；检查孔数量为灌浆孔总数的10%；一个单元至少布置一个检查孔，检查孔孔深比该部位灌浆孔深5m，检查孔应分段进行单点法压水试验，单段透水率合格标准为q≤5Lu。

检查孔孔位布置在帷幕中心线上，同时考虑在断层、裂隙发育等地质条件复杂，注入量大的孔段附近或灌浆过程不正常经分析资料可能对质量有影响的部位；

评定标准为：经检查孔压水检查，混凝土与基岩接触段及其下一段的透水率合格率为100%，以下各段的合格率应在90%以上，3Lu-5Lu在10%以下，不合格孔段的透水率不超过设计规定值的150%，且不得集中，灌浆质量可评为合格。

检查孔钻孔采用地质钻机，孔径为76mm。

检查孔进行取芯，孔数为总灌浆孔数的2%，岩芯采取率不小于95%，获得率RQD值不小于80%，混凝土与岩石结合面胶结良好；岩芯应进行拍照、编录、描述、绘制钻孔柱状图，并妥善保留。

检查孔结束后，按技术要求进行灌浆和封孔。

Claims (4)

1.一种帷幕灌浆施工方法，针对于深度为10-15m的灌浆孔，其特征在于，包括如下步骤：1)确定灌浆孔的位置，沿坝体轴线打孔形成灌浆孔；2)在灌浆孔内放入套管(1)，套管(1)竖直放入灌浆孔且上下贯通，套管(1)轴线与灌浆孔的轴线重合，套管(1)外壁与灌浆孔的内壁形成灌浆通道一，套管(1)内腔形成灌浆通道二；3)灌浆时，先将稠度较低的浆料从灌浆通道一内灌入并持续灌入，再将稠度较高的浆料从灌浆通道二灌入并持续灌入，同时将套管(1)不断抬升，并且此过程中，灌浆通道二的浆液高度高于灌浆通道一内的浆液高度；套管(1)底部沿其圆周方向固定有多根缓流绳(2)，缓流绳(2)末端具有螺纹端头(21)，套管(1)底部具有螺纹孔(11)，螺纹端头(21)与螺纹孔(11)连接；稠度较低的浆料含有速凝剂；灌浆通道二的浆液高度高于灌浆通道一内的浆液高度0.1-0.2m。

2.根据权利要求1所述的帷幕灌浆施工方法，其特征是：1)对灌浆孔进行冲洗，灌浆孔内的沉积厚度不超过20cm，冲洗压力为灌浆压力的80％，且不超过1Mpa。

3.根据权利要求1所述的帷幕灌浆施工方法，其特征是：相邻的灌浆孔为2-3m，孔径为φ110～130mm。

4.根据权利要求1所述的帷幕灌浆施工方法，其特征是：3)后面还包括4)质量检查。

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