无盖重固结灌浆试验
方案
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一、工程概况
泄洪洞长1077.5m,洞身坡度10.39%,洞身开挖宽度16.16m,19.38m,洞身开挖高度为21.12,23.12m。根据设计图纸对泄洪洞?、?围岩及渐变段在混凝土衬砌完成后进行固结灌浆施工,固结灌浆孔排距3m,排间交错布置,入岩深度8m。根据泄洪洞洞身开挖情况泄洪洞洞身为新鲜花岗岩,局部出露辉绿岩脉,其中前段为肉红色中粒正长花岗岩,后段为灰白色、微红色中粒黑云二长花岗岩。岩体中局部发育有裂隙密集带、
洞身开挖?层(顶拱)以?、?类围岩为主,?、?层及底断层或岩脉破碎带。泄洪洞
板保护层以?类围岩为主,根据设计图纸只对渐变段及?、?类围岩进行固结灌浆,具体工程量统计如下:
桩号 灌浆部位 单位 工程量 备注
0+000—0+025 全断面 m 1536
0+025—0+120 顶拱 m 1896
0+120—0+150 全断面 m 1760
0+150--1+037.71 顶拱 m 12248
1+037.71—1+075.5 全断面 m 1224
共计 m 18664 注:由于?、?层及底板保护层?、?类围岩较少,非渐变段边墙底板固结灌浆工程量未进行统计 二、试验的原因、目的及要求
1、试验的原因
(1)根据
规范
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及设计要求回填灌浆需在混凝土需达到强度70,后进行,而固结灌浆应在回填灌浆完成7天后进行,固结灌浆施工将成为制约工期关键线路的主要因素。如果采用无盖重固结灌浆,在混凝土浇筑前进行固结灌浆施工,固结灌浆施工将不影响直线工期。
(2)采用有盖重固结灌浆时,为了不影响混凝土结构,一般采用在混凝土浇筑时
埋设管路施工方法。在固结灌浆完成后对预埋管路进行封堵将直接影响混凝土外观质量。
(3)有盖重固结灌浆需监测衬砌抬动情况,当到达设计允许变型值需采用降低灌浆压力,并采取相关有效补救措施,而无盖重固结灌浆不需监测衬砌抬动情况,无需降低灌浆压力等。
(4)采用有盖重固结灌浆时,在混凝土埋设管路或在混凝土上造孔时,对混凝土中预埋件或安全监测仪器可能造成损毁及破坏,而采用无盖重固结灌浆可避免仪器损坏。
(5)无盖重固结灌浆不用预埋灌浆管,能够节约成本。
2、试验的目的
(1)选择固结灌浆合适的钻孔与灌浆设备;
(2)验证灌浆孔排距、灌浆次序、灌浆材料、钻灌方法、灌浆方式及裂隙冲洗方法;
(3)在灌浆压力作用下,附近岩体的变形及抬动情况,确定合适的灌浆压力和压力控制措施;
(4)固结灌浆后岩体的透水性的改善程度;
(5)编制无盖重固结灌浆防止基岩表面冒浆等处理措施;
三、试验内容
1、灌浆工艺和灌浆参数分析研究 ;
2、无盖重固结灌浆中突出的冒浆问题研究;
3、压水试验资料分析研究 ;
4、灌浆资料和施工工效分析研究 ;
5、灌浆压力研究;
6、灌浆前后物探测试结果对比分析研究 通过这些分析与比较。 四、试验地点
试验地点选定在本标泄洪洞洞内0+0120-0+0150或0+025—0+120等施工部位,并将结合施工在本标段其它开挖部位进行试验。灌浆孔布置按照设计图纸进行布置;在灌注的试验灌浆孔周边布置监测孔。
五、试验时间
试验时间具体时间根据工期安排实施。
六、试验方法
1、试验
流程
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试验前准备?首先进行全孔一次性灌注和分段灌注试验?其次分段管灌注灌注方法试验?其次进行分序孔间距试验?最后设计孔间距灌注效果试验。如果设计孔距间达不到灌浆效果在进行加密灌浆试验。
2、试验前准备
(1)材料
水泥采用普通硅酸盐水泥P.O42.5;掺合料采用质地坚硬的天然或机制中细砂、化学纤维、粉煤灰、水玻璃等掺合料,外加剂采用速凝剂和减水剂等外加剂。
(2)施工设备
施工设备采用潜孔钻机、双层灰浆泵搅拌机、3SNS灌浆泵、灌浆记录仪等。
3、试验方法
(1)钻孔
固结灌浆试验孔采用潜孔钻机,具体钻孔孔位、孔深、孔径、孔斜和钻孔顺序按施工图纸要求和监理指示进行。,首先按照设计图纸孔间距、排距进行钻孔灌浆,验证设计孔间距在无盖重灌浆时是否满足要求,如果不满足要求对设计孔间距进行加密。 (2)裂隙冲洗
裂隙冲洗采用灌浆压力的80%,压力超过1MPa时采用1MPa。裂隙冲洗至回水澄清再延续10min后结束,且总的冲洗时间要求,单孔不少于30min,串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段,应继续进行冲洗,孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。 当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足24h时,不得进行裂隙冲洗。灌浆孔(段)裂隙冲洗后,该孔(段)立即连续进行灌浆作业,因故中断时间间隔超过24h者,在灌浆前重新进行裂隙冲洗。
(3)压水试验
压水试验采用“简易压水”。压水试验在岩石裂隙冲洗后进行(或结合裂隙冲洗进行)固结灌浆压水试验孔不小于总孔数的5%,。压水试验的压力采用0.6Mpa,压水试验的稳定
标准
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:在稳定压力下,每5min测读一次压入流量。连续四次读数,取最后一组流量数据最为计算流量。
(4)灌浆
灌浆用水泥采用强度等级为P.O42.5的水泥、掺合料、外加剂等。
1)灌浆方法
灌浆方法:全孔一次性灌注和全孔分段进行灌注分别进行试验,根据试验成果确定灌浆方法。如果采用全孔分段灌注在分别采用自上而下或自下而上钻灌方法进行试验确定灌浆方式。灌浆次序遵循分序加密的原则,试验分三序进行施工时孔序的间距、排距,先施工I序孔、后施工?序孔、最后施工?序孔。灌浆施工采用孔内阻塞灌浆法,灌浆方式根据试验情况确定采用纯压式或循环式。固结灌浆孔采用射浆管距离孔底不宜大于0.5m,应优先采用单孔一次灌浆的方法(一泵灌一孔),在注入量较小地段,灌浆孔可并联灌浆孔数宜为2个,孔位应保持对称,并严格控制压力以防止周边岩石抬动。
2)浆液水灰比及变浆标准
固结灌浆所用浆液水灰比采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1等四个重量比级。灌浆时浆液配比应由稀变浓,逐级改变,开灌水灰比采用2:1;当灌浆压力保持不变而注入率持续减小时,或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时,不得改变水灰比。
当某一比级的浆液注入量已达到300L以上,或灌浆时间已达到1h,而灌浆压力或注入率均无显著改变时,换浓一级水灰比浆液灌注;当注入率大于30L/min时,根据施工具体情况,可越级变浓。
3)升压试验
升压试验根据现场实际灌浆变形情况循序渐进地动态进行。原则上要求在无情况下进行,严格控制变形量不于0.2mm,提升灌浆压力的试验全过程由变形量进行控制。灌浆升压试验在现场根据实际灌浆变形情况循序渐进地动态进行。?序孔不分段和分段灌浆第一段起灌压力0.2MPa,分段灌浆第二段起灌压力0.3MPa,随后分级升压每级增加0(1 MPa,每级稳压时间5 min,当确认没有抬动时,则可以提升压力。
固结灌浆施工按施工图纸规定或监理人批示的灌浆压力进行施工,灌浆过程中,灌浆压力应尽快达到设计值,注入率大的孔段采取分级升压的方法进行灌浆。同时观测在灌浆压力作用下,附近岩体的变形及抬动情况,确定合适的灌浆压力。
4)抬动监测
在灌浆区域布点,由在远离此区域的测量基准点引点上进行测量控制;在灌浆孔周边安插锚杆上安装仪表,在灌浆的同时测读仪表读数,并同时视仪表读数调整灌浆压力。
(4)灌浆结束和封孔
在规定设计压力下,当注入率不大于1L/min后,延续灌注时间不小于30min 。灌浆孔灌浆工作结束后,排除孔内积水和污物后,可直接用干硬性水泥砂浆封填。 (5)质量检查
固结灌浆检查孔的钻进在灌浆施工完成3天后进行,质量检查采用以声波测试检查为主,压水试验检查为辅并结合钻孔取芯的综合检测方法。灌浆后声波纵波波速:灌后Up大于3500m/s,孔段合格率应在85,以上。灌后各类岩体透水率标准:q,5Lu,孔段合格率应在85,以上。
(6)固结灌浆试验过程中遇到特殊情况处理方法
1)灌浆过程中如发生冒(漏)浆现象时,一般可采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌注、嵌缝、地表封堵等方法处理。
2)钻灌过程中如发现灌浆孔串通时,如灌浆孔具备灌浆条件,可以同时进行灌浆。否则应立即在串浆孔内串浆部位以上用灌浆塞塞住,待灌浆孔结束后,串浆孔再继续钻进和灌浆。
3)对孔口有涌水的孔段,灌前测计涌水压力和涌水量,根据涌水情况,可按相应措施综合处理。
4)灌浆工作连续进行,因故中断尽快恢复灌浆,恢复灌浆时使用开灌水灰比的浆
液灌注,如注入率与中断前相近可改用中断前水灰比的浆液灌注,如恢复灌浆后,注入较中断前减少较多,且在短时间内停止吸浆,报告监理人研究相应的处理措施。
5)如遇注入率大、灌浆难以正常结束的孔段时,暂停灌浆作业,对灌浆影响范围内的地下洞井、岸坡、结构分缝、冷却水管等进行彻底检查,如有串通,采取措施后再恢复灌浆,灌浆时可采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆法灌注,必要时亦可掺加适量速凝剂灌注,该段经处理后待凝24h,再重新扫孔、补灌。其灌浆资料及早报送监理、设计等,以便根据灌浆情况及该部位的地质条件,分析、研究是否需进行补充钻灌处理。
七、资源配置
根据现场试验需要,需投入人员:管理人员1名,技术员3名,技术工人3名,普通工人2人。
所投入机械:采用潜孔钻机3台、双层灰浆泵搅拌机2台、3SNS灌浆泵2台、灌浆记录仪2台
八、质量保证措施
1原材料的质量控制
进场水泥和各种外加剂等的质量应符合施工图纸要求,使用前应通过试验检验各项技术指标;骨料的强度、粒径和细度模数、含水率均控制在设计允许范围之内。
2工序质量控制
1)通过现场试验确定水灰比、施工工艺,严格按施工图纸、设计规范进行施工。
2)采用测量仪对孔位进行放样,控制锚杆孔孔位偏差符合设计技术要求。 九、安全保证措施
(1)在注浆作业开始前或结束后,应认真检查、清洗机械管道和接头,检查后还应经过试运转方可正式作业,以防止发生剧烈振动、管道堵塞等现象。当发生注浆管路或接头堵塞时,需在消除压力之后,方可进行拆卸和维修。
(2)注浆人员及所有进入隧洞施工工地的人员,必须按规定佩戴防护用品、穿戴防护用具(胶皮手套、口罩、眼镜、防护罩等)。
(3)各种机械电力设备、安全防护装置和用品,应按规定进行定期检查、试验和日常检查,不符合安全技术要求者严禁使用。