某水电站厂区围堰高压旋喷防渗墙施工总结

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某水电站厂区围堰高压旋喷防渗墙施工总结

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 1172 0


摘要: 厂区围堰高压旋喷防渗墙施工过程中遇到的问题及解决方法

关键词:围堰;高喷;防渗墙

1 概述

1.1工程概述

厂区围堰采用高压旋喷桩套接成墙,高压旋喷防渗墙布置于护岸挡墙轴线上(轴线长度208m),喷射孔间距采用0.9m,共228个孔,单排孔布置,深度22~24.5m(深入基岩0.5m)选用“三重管法”旋喷注浆。钻孔灌浆分Ⅰ、Ⅱ序进行施工。总工程量为5400m。平均每米单耗为458.42kg/m,防渗墙面积为4860㎡。

基本地层为:上部为人工回填粘土夹层厚约4~5m;下部为河床冲积层,含的块石与漂石,厚度约为(5~7m),分布广,粒径不等,集中体现在2单元(46~58#孔,桩号为:0+062~0+074);3单元(65~77#孔,桩号为:0+114~0+126)且部分地段含粒砂层,层厚2~3m;底部为灰紫色砂岩。

1.2设计技术指标

(1)高喷防渗墙标准:有效墙厚0.8~1.0m,墙体连接处最小厚度不小于0.6m。

(2)防渗墙深度:要求墙下部深入基岩不小于0.5m。

(3)防渗墙排数及孔距:根据设计要求,采用三重管法旋喷套接,防渗墙为单排,孔距0.9m,为保证墙体完整和连续性而需进行生产性高喷试验,以保证高喷墙质量和选用合理技术参数。

2施工参数确定及施工布置

2.1施工参数确定

根据设计要求进行生产性试桩,采用参数为:空气压力为0.7Mpa,排量0.4~1.8m3/min,浆压:18~22Mpa,水灰比1:1~1.5:1,进浆比重:1.37~1.5g/cm3,排量60~160L/min,回浆比重应大于:1.2~1.3g/cm3,提升速度:8~18cm/min,旋转速度:7~10r/min,分次卸管注浆,搭接厚度≥30cm。试验施工高压旋喷孔5个,累计钻孔进尺119.15m、旋喷119.15延米;开挖检查30m³。旋喷水泥用量总计79.80吨,PVC管(钻孔护壁)用量125m,水玻璃用量50kg,平均水泥用量669.7kg/m。

通过试验段试桩开挖检验,桩体连接不好,成墙效果差。(原因为开挖检查过早,水泥与砂石未能有效粘合,强度太低)。为保证墙体连续性采用后续补孔措施进行补救,并将后续施工参数调整为:空气压力为0.6~0.8Mpa,排量0.8~1.2 m3/min,浆压:18~22Mpa,水灰比1:1~1.5:1,进浆比重:1.37~1.5g/cm3,排量60~160L/min,回浆比重应大于:1.2~1.3g/cm3,提升速度:Ⅰ序(6~8)Ⅱ序(10~12)cm/min,旋转速度:0.8~1.0V(V:提升速度)r/min,分次卸管注浆,搭接厚度≥30cm。

2.2施工布置

2.2.1水泥制浆站

高压喷射灌浆施工采用集中制浆站供浆,根据地形条件,在黑水河上游右岸河边适当位置设置一个集中制浆站,制浆站面积约40m2。制浆站由水泥堆放平台和高速搅拌机平台组成,送入灌浆现场的低速搅拌机内后采用SGB6-10型输浆泵泵送入至喷射管内进行喷浆作业。管路采用Φ25CM钢管。

2.2.2施工用风、水、电

高压喷射灌浆施工用风采用移动式电动空压机供风,供风量约为20m3/h;

施工用水根据需要使用潜水泵直接从河道内抽取,用水量约35m3/h;

施工用电,高峰期同时用电负荷约为382.5kvA(取0.8同时系数)。

1#变压器: 容量1000kvA,负责供应空压机站180KW空压机一台、浆液制输站、高喷灌浆工作面、泵站抽水及辅助作业等用电。

柴油发电机:容量400kvA,供应空压机站一台200KW空压机用电。

备注:当主供电系统电压过低或者电压不稳时,采用柴油发电机进行临时供电,以保证工程的连续性及工程质量、进度。

3机械设备及浆液材料

3.1机械设备

GYP-50型高喷机1台,XPB-10高压水泵1台,SGY-80岩心钻机2台,6PQ潜水泵1台,XPB-90E高压水泵1台,SGB6-10中压灌浆泵1台,20m3空压机1台,MZ-200履带液压潜孔钻机1台。

3.2浆液材料

(1)制浆:水泥采用标号不低于32.5号硅酸盐水泥,并符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175-1999)的规定,采用ZJ-400型高速搅拌机制浆。

(2)高喷灌浆浆液的水灰比1~1.5,为提高防渗性根据需要在孔口对正在进行灌注的孔内加入水玻璃。

(3)制浆材料的称量采用质量或体积计量法,其误差不大于5%。

4施工工艺

4.1施工工序

(1)高喷防渗强施工采用分段作业,依次成墙。

(2)高喷防渗强各旋喷孔分序施工,套接成墙,自下游再上游,先Ⅰ序后Ⅱ序。分段包干,平行作业。

(3)单孔喷灌施工程序为:放样→造孔→下喷具→喷射→提升→回灌→成桩→结束。

4.2施工方法

4.2.1钻孔

(1)测量放样:防渗墙施工平台形成后,由测量人员准确放样,并在适当位置布置控制点,进行施工期的检测校核,孔位中心允许偏差不大于5cm。

(2)钻孔时先移机就位,用水平尺校准机身,控制孔位偏差不大于5 cm,确保钻孔偏斜率不大于1%。

(3)由于工程地质条件复杂,采用MZ-200履带液压潜孔钻机以及MGY-80钻机钻孔潜孔偏心锤跟管钻进造孔,孔径150mm,下¢146mm套管跟进,在孔深达到设计要求时下入特制PVC管护壁直至孔底,(PVC管要求脆性较好)然后起拔套管。

4.2.2喷浆

(1)钻孔结束后,将喷射机移至成孔处,先进行地面试喷,检查各项工艺参数符合要求后下管,待现场技术人员认可后方可喷射施工,喷射过程中如遇到特殊情况,如喷嘴堵塞等,应将管提出地面进行处理后再进行施工。

(2)制浆:水泥采用标号不低于32.5号硅酸盐水泥,采用ZJ-400型高速搅拌机制浆,如需掺加外加剂时,浆液配比将通过试验后确定。

制浆过程中应随时测量浆液密度,工作结束后,统计该孔的材料用量,浆液制备采用无受蚀水源,确保浆液质量。

(3)喷射提升:喷射管下至设计深度,开始送入符合要求的气、浆,待注入浆液冒出孔口后,按设计的提升、旋转、搅动速度,自下而上边转动喷射边提升,直至设计终喷高程停喷。

喷射过程中,技术人员应随时检查各环节的运行情况,并根据具体情况采取下列措施:

①接、卸、换管要快,防止塌孔和堵咀。

②喷射因故障中断应酌情处理,因机械故障要尽力缩短中断时间,及早恢复喷射灌浆,如中断时间超过1小时,要采取补救措施,恢复喷射时,喷管要多下0.5~1.0m,保证凝结体的连续性。

(4)回灌:高喷注浆完成后,由于浆液的析水作用,一般固结体均有不同程度的收缩,使固结体顶部出现下沉现象,故应在完成注浆后,停滞一定时间,根据浆液回落情况直至浆面不再下沉为止,回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆自流充填。

4.2.3高喷灌浆施工要点

高压喷射灌浆施工时应注意如下情况:

(1)围堰填筑的高度和宽度,填筑材料的级配和压实度均应认真规划,以满足灌浆施工的客观要求。

(2)管路、旋转活接头和喷嘴等必须拧紧,达到安全密封;水泥浆液、高压水和压缩空气各管路系统均应不堵不漏不串。设备系统安装后,必须经过运行试验,试验压力要达到工作压力的 1.5~2.0 倍。

(3)台车安放应保持水平,喷管的允许斜度不得大于 1.5%。

(4)喷管进入预定深度后应先进行试喷,待达到预定压力、流量后,再提升摆喷。中途发生故障,应立即停止提升和喷射,以防止桩体中断。同时进行检查,尽快排除故障恢复注浆并做好详细记录。高喷灌浆因故中断恢复施工时,要将喷射管头下入中断处以下 30cm,采取重叠搭接喷射处理后,方可继续向上提升喷射注浆,停机时间超过 3h时,要对泵体及输浆管路进行清洗后方可继续施工。

(5)高喷水泥浆液必须严格过滤,防止水泥结块和杂物堵塞喷嘴及管路。

(6)高喷结束后要连续将冒浆回灌至孔内,直到浆液面稳定为止,在黏土层或淤泥层内进行喷射时,不得将冒浆回灌至孔内。每次施工完毕后,必须立即用清水冲洗喷射机具和管路,检查磨损情况,如有损坏零部件应及时更换。

(7)高压喷射作业过程中,应经常测试水泥浆液密度。浆液水灰比为 1:1时,其相应浆液密度为 1.5g/cm3 ,当施工中浆液密度超出上述指标时,应立即停止喷注,并调整至上述正常范围后,方可继续喷射。

(8)喷射过程中,按设计文件要求或监理人指示经常检查、调整高压水泵或低压灌浆泵的压力,浆液流量、空压机风压和风量,旋转和提升速度以及实际的浆液耗用量。当冒浆量超过 20%或完全不冒浆时,则在浆液中加入速凝剂,缩短固结时间,使浆液在一定地层范围内凝固,同时增大注浆量,减慢提升速度或进行静喷,直至正常为止。

(9)若冒浆过大,采取提高喷射压力,加快提升速度,但应经现场监理人批准,同时对冒出地面的浆液进行过滤,沉淀去杂质,再回收利用。

4.2.4特殊情况处理措施

(1)在喷射过程中,因停电或喷嘴堵塞等分原因造成的喷灌中断,尽快排除故障,并复喷0.3~0.5cm。

(2)孔内严重漏浆需降低喷管提升速度或停止提升静喷30min,掺加速凝剂,加大浆液密度或灌注水泥砂浆、水泥粘土浆,向孔口冲填砂、土料,如上述方法无效,则报告监理人采用间歇处理。

(3)在喷射过程中,喷射流遇大块石层或大卵石层,在正常旋喷的情况下,并在块体另一端的两侧(或一侧,依钻孔情况而定)补增喷灌孔以确保搭接,或者调整邻孔孔距以及相应参数进行处理。

5施工中遇到的主要问题

5.1钻孔

(1)遇有块石后漂石时,集中体现在2单元(46~58#孔,桩号为:0+062~0+074);3单元(65~77#孔,桩号为:0+114~0+126)钻进十分困难,平均进尺为1.2m/d,且消耗材料多,采用直捶钻进,偏心锤扫孔钻进速度稍有提高。

(2)在砂卵石层中经常出现卡锤的现象,严重时偏心锤回返不出就必须连同套管一起拔出,重新造孔,造成大量重复工作。通过更换管靴和偏心锤此问题才得以缓解。

5.2喷浆

(1)孔口返浆反常,返浆量小于进浆量的20%或者不返浆,或反浆密度小于1.2g/cm3,密度过小或者不返浆,慢速提升或加入水玻璃。过大可采用提高喷射压力,适当加快提升。

(2)为防止喷嘴堵塞,采用下管低压喷水或者气的方式,也可用胶布缠住喷嘴下管。

6结语

(1)工程完工后检测墙体0.8~1.1m,

土工膜是一种以高分子聚合物为基本原料的防水阻隔型材料。主要分为: 低密度聚乙烯LDPE土工膜、高密度聚乙烯HDPE土工膜和EVA土工膜。1.幅宽、厚度规格齐全。2.具有优良的耐环境应力开裂性能及优良的耐化学腐蚀性能。3.优良的耐化学腐蚀性能。4.具有较大的使用温度范围和较长的使用寿命。5.使用于垃圾填埋场、尾矿储存场、渠道防渗、堤坝防渗及地铁工程等。

抗压强度达到6mpa,,抗压强度达到75kn,达到了质量要求。后期开挖桩体搭接好,防渗效果很好,使后续工程得以顺利进行。


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