(一)工程概况
该节制闸基础为液化层含土砾质中粗砂,采用高压喷射灌浆进行地基处理。摆喷桩布置范围:上游至铺盖齿墙,下游至新建闸室底板末端,两岸至上下游围堰中心线。下游桩顶高程26.8m,上游桩顶高程30.0m,桩底高程23.62m。左岸桩顶高程35.16m,右岸桩顶高程35.38m。钻机钻高压灌浆孔7116.32m.高压摆喷灌浆6271.52m。孔距1.5m,采用两序孔法施工。
(二)施工准备
1.技术准备
(1)现场配合比试验。施工技术人员进驻现场后,进行配合比试验。配合比实验内容包括浆液拌制时间、浆液密度、浆液流动性、浆液的沉淀速度和沉淀稳定性、浆液的凝结时间(初凝和终凝)等。
(2)技术交底。编制施工质量计划,按10孔为一单元工程进行质量控制,同时向施工人员进行技术交底,进行安全操作培训,使其能够了解整个工艺流程、技术要求、各种机械性能及安全操作规程。
2.材料供应
(1)水泥。拟采用P.O32.5普通硅酸盐水泥,水泥新鲜无结块。
(2)供水。从湖中抽取。
(3)供电。采用系统电与发电机发电相结合。
3.施工设备选型
(1)设备选型条件:
1)高喷灌浆机具。高喷灌浆所用的喷射管、喷头和管路,应密封可靠,装卸简便。喷射管体连接应顺直,喷头定向准确。高压喷嘴的出口直径应与设计压力和流量相适应。
2)高灌喷浆设备:①搅拌机的性能和搅拌能力应与所用浆液类型和需浆量相适应,且能保证浆液搅拌均匀;②储浆桶应能满足连续供给高喷灌浆浆液的需要;③灌浆泵或变压灌浆泵和高压水泵的性能应与所灌浆介质的类型、浓度和供浆量、供水量相适应,其额定压力应不小于设计压力的1.2倍;④应在各类泵上安装压力表以检测压力。使用的压力宜在压力表最大值1/3～1/4之间,压力表应定期进行检定,不合格的严禁使用;⑤空气压缩机的供风量和额定压力不应小于设计值;⑥高喷台车的旋转、提升和摆动装置应能满足设计要求,并应与孔深相适应。
(2)设备选型。根据该工程的地质条件、工程量及工期要求,计划投入2套性能优良、生产效率高的设备。造孔采用XY—2型 (CXU—300型)地质钻机,该钻机具有机身重,钻杆粗、回转运行稳定、功效高等优点,特别成孔垂直度方面有很大优势。制浆采用WJG—8C型搅浆机,该机集制浆、储浆、送浆为一体,制浆速度可调节,能够保证送浆的连续性。采用GPT—Ⅱ型液压行走式台车,该台车具有液压底盘,前后左右移动自如,安装拆卸自行完成,该台车机械化程度高,提升高度大,提升速度、摆动角度可调节,施工下操作简单、效率高。空压机选用YV—6/8型,水泵选用3XB型,灌浆泵选用EW—150型。另外配备一定数量的潜水泵、电焊机等辅助设备。
(三)施工现场试验
本工程采用试验和施工相结合的方法进行。按施工图纸的要求和监理人的指示,在东岸高喷灌浆轴线上选取一试验段进行高喷试验。在达到龄期后,在墙体提取芯进行室内抗压强度、渗透系数、渗透破坏比压降等指标试验。并将试验成果报送监理人审批,根据监理人的审查意见,对施工参数进行调整。施工参数见表4-39。
表4-39 高压喷射灌浆施工参数
(四)施工进度计划
高压摆喷灌浆 (左右侧3480m)2004年12月25日至2005年1月12日。
高压摆喷灌浆(闸室2790m)2005年1月15日至2005年3月8日。
(五)施工方法
本工程高喷拟采用三管法进行施工,喷射注浆的水灰比为0.8∶1～0.6∶1。
1.施工工艺流程
高喷施工工艺流程见图4-1。
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图4-1 高喷施工工艺流程
2.施工布置
高喷施工投入设备一览表见表4-40。
表4-40 投入设备状况一览表
高喷施工布置见图4-2。
图4-2 高喷施工布置
3.主要环节施工
(1)测量定孔。按设计要求放线定孔位,孔位偏差不大于3cm,用木桩固定,标上孔号,并妥善保护,对全部钻灌孔统一编号。每隔20m 设一固定标志桩。
(2)钻孔。造孔采用XY—2型 (或CXU—300型)地质钻机,该钻机具有机身重,钻杆粗、回转运行稳定、功效高、成孔垂直度高等优点。分两序,按先I序、后H 序钻孔。
钻孔前校对孔位,确定孔位无误后将钻机移至钻孔位置,对准孔位,然后用水平尺调整机身水平,立轴垂直,垫平,垫牢机座,测试无误后方可开钻,以控制成孔偏斜率。开钻时轻压慢钻,钻进过程中,经常用水平尺检查钻机立轴的垂直度。
钻进过程中随时注意钻机的工作情况,以便及时发现问题并纠正,钻进中对地层情况要详细记录,钻孔的有效深度应超过设计墙底深度0.3～0.5m。
钻孔过程中,采用泥浆护壁回转钻进。钻进过程中,出现泥浆严重漏失,孔口不返浆时,应查明原因,采取有效措施。根据施工单位以往施工经验,采取下面的处理办法:
停止钻进,开始在泥浆液内投入泥球或掺加2～5mm 机制砂,直至孔内泥浆液面升起时再继续钻进,掺加的原则是先细后粗,先少后多。这种方法不仅是为了顺利钻孔,更重要的是形成反滤,为高喷灌浆提供施工条件。
钻孔施工时,要严格控制成孔偏斜率。要求成孔孔斜率不大于1%,以确保防渗墙的搭接可靠。
钻孔施工中应详细记录孔位、孔深、地层变化和漏浆、掉钻等特殊情况。钻进暂停或终孔待喷时,在孔口加盖保护,并应防止塌孔。
(3)下喷射管。将高喷台车移至孔口处,先进行地面试喷并调准喷射方向。喷射管要求下到设计深度,同时将井口摆动装置调整好方向,并与其他工序相互配合,作好灌浆前的准备工作。高喷灌浆分二序施工,相邻孔高喷灌浆间隔时间一般不少于24h。
(4)制浆。水泥采用P.O32.5普通硅酸盐水泥,水泥细度要求通过80μm 方孔筛的筛余量不大于5%,水泥新鲜无结块。灌浆用水泥必须符合质量标准。
制浆用水从湖中抽取。严格按配合比制浆,浆液比重符合设计要求。制浆站0.5h测量浆液比重一次,并对制浆量及比重作详细记录。水泥浆的搅拌时间不少于30s。自制备至用完时间少于2h。浆液控制过程中应保持均匀上料,使浆液比重保持在1.6以上。
(5)喷射灌浆。喷射管下至设计深度后,同时启动高压水泵、空压机、搅拌机、泥浆泵等配套设备,各工艺参数调整到设计要求,送入符合质量要求的水、气、浆,喷射1～3min,待孔内浆液冒出孔口后,即按设计的提升速度。自下而上开始边喷射边提升,直至设计的终喷高度,停喷并提出喷射管。喷射完成后,应及时熔各管路冲洗干净,不得留有残渣,以防堵塞。
在灌浆过程中随时检查浆液比重。注意孔口冒浆现象,如孔口出现不返浆,说明基础中有大空隙或集中漏水通道,此时应立即停止提升,采取充砂或掺加速凝剂等措施使其返浆,以确保防渗墙的连续性。
(6)回浆利用。从孔口冒出的部分浆液,除被切割的地层颗粒外,大部分为水泥浆,将冒浆导入沉淀池,使地层颗粒沉淀,并尽快将沉淀的水泥浆泵送到搅拌机回收利用,这样既可以节约成本又能保护环境。
(7)回灌封孔。喷射结束后,及时回灌,直至孔内液面不下降为止。在黏土层进行喷射时,不得将冒浆进行回灌。
(8)弃浆排放。废弃的浆液排放到指定位置。
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