砼进行回填灌浆和固结灌浆施工,以确保砼与岩面紧贴,形成一个整体受力结构。结合本工程实际情况谈一谈具体的施工方法,对今后类似工程的施工具有借鉴意义。
关键词 引水隧洞 回填灌浆 固结灌浆
1工程概况
藤子沟水电站引水系统工程B 标段包括1355m 引水隧洞,起讫桩号为3+500~4+855。引水隧洞洞身主要穿行于微新泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及长石石英砂岩岩体中,岩体较完整。洞身开挖断面:泥岩段为Φ5.3m 圆形断面;砂岩段为Φ5.1m 圆形断面,衬砌厚度40cm 。
2施工程序
隧洞衬砌砼灌浆先回填灌浆后固结灌浆,回填灌浆在砼达到70%设计强度进行,固结灌浆在该部位回填灌浆结束7天后进行。根据本工程实际情况,结合当地的气候条件及砼衬砌浇筑方法,灌浆施工顺序为:先进行顶拱部砼回填灌浆,待浆液达到强度后进行该部位固结灌浆施工。
3施工布置
3.1风、水、电系统
风、水、电系统利用洞身开挖施工及砼施工时已形成的相应系统。
3.2现场布置
回填灌浆:浆液搅拌机、灌浆泵等布置在洞内距灌浆区域不大于60米的地方,随灌浆进度适时搬移;固结灌浆:浆液搅拌机、灌浆泵等布置在底拱已浇筑砼上,用1.5”钢管搭设临时平台堆放水泥等灌浆材料。
3.3灌浆平台
回填灌浆:平台采用液压平台升降车。
固结灌浆:利用自制平台作为灌浆平台,随灌浆进度移动。
3.4材料运输
水泥等施工材料采用3.5t 自卸汽车运输,人工搬运至灌浆区域的灌浆平台上。
4灌浆材料
4.1水泥
水泥采用普通硅酸盐水泥,用于回填灌浆的水泥标号不低于32.5级,用于固结灌浆的水泥标号不得低于42.5级。水泥必须新鲜,受潮、结块及出厂期超过三个月的水泥不得用于工程中。
4.2水
灌浆用水应符合拌制水工砼用水的要求,不含油污、淤泥等杂质,PH 值及物质含量等符合规定要求,拌浆水的温度不得高于40。
C 。
4.3掺合料
在水泥浆液中掺入砂、水玻璃等掺合料时,掺合料的质量必须符合规定要求,掺入量通过试验确定。
4.4外加剂
外加剂的质量必须符合规定要求,其最优掺加量通过室内试验和现场灌浆试验确定,所有溶于水的
外加剂以水溶液状态加入。
5回填灌浆
回填灌浆在砼强度达到70%设计强度后进行,分段分序施工,区段长度不大于50m ,分两序施工,
后序孔应包括顶孔。
5.1施工参数
a.回填灌浆孔孔径48mm ,孔深为穿过砼后进入岩石10cm 。
b.回填灌浆压力按施工图纸要求。
c.回填灌浆I 工序孔采用水灰比值0.6(或0.5):1的水泥,II 序孔采用水灰比1:1和0.6(或0.5):1
两个比级的水泥浆。
d.空隙大的部位灌注水泥砂浆,掺砂量不大于水泥重量的200%。
5.2施工方法
a.钻孔
根据隧洞砼衬砌的布筋情况进行,对于无筋的砼采用YT-28手风钻,按设计要求的孔深、孔向进行钻孔,对于有筋砼在进行砼施工时,先预埋Φ50钢管,钻孔沿预埋管内进行,采用YT-28手风钻钻孔,预埋管方向和位置按施工图纸要求,保证孔向准确,偏差满足规范要求。在同一个灌浆单元内,同序孔一次全部钻出,并测记每个钻孔砼厚度和空腔尺寸。
b.制浆
制浆采用2×200L 的立式砂浆搅拌机,该机既可拌制砂浆,又可拌制水泥浆。制浆材料必须称量准确,各种浆液搅拌均匀并测定浆液密度,浆液在使用前要过筛。
c.灌浆
灌浆采用100/15砂浆泵,该泵既可灌浆砂浆,又可灌注水泥浆。
灌浆应连续进行,若因故中断,必须及早恢复灌浆,中断时间大于30min,设法清洗至原孔深后恢复灌浆,此时若灌浆孔仍不吸浆,须重新就近钻孔进行灌浆。
灌浆结束标准:在规定压力下,灌浆孔停止吸浆,延续灌注5min,即可结束。
d.质量检查
回填灌浆质量检查在该单元灌浆结束7d后进行。检查孔布置在脱空较大,串浆孔集中以及灌浆情况异常的部位,数量为灌浆孔总数的5%。
质量检查采用钻孔方法,即向孔内注入水灰比2:1的浆液,在规定的压力下,初始10min内注入
量不超过10L,即为合格。
e.封孔
灌浆孔灌浆及检查孔检查结束后,排出钻孔内积水和污物,采用浓浆将全孔封堵密实,孔口压抹齐
平。
6固结灌浆
固结灌浆在该部位的回填灌浆结束7d后进行。固结灌浆按环间分序、环内加密的原则进行。环间
分两个次序,地质不良段可适当增为三序。
6.1施工参数
a.固结灌浆孔孔径48mm,孔深按图纸及设计要求施钻。
b.灌浆压力按施工图纸要求。
c.浆液按灌浆试验确定的水灰比施灌,由稀到浓逐级变换。
6.2施工方法
a.钻孔
钻孔采用YT-28手风钻钻孔,开孔孔位及钻孔方向按施工图纸要求,保证孔向准确、孔底偏差满足规范要求。
b.钻孔冲洗
钻孔工作完成后,用压力水进行冲洗,冲净孔内岩粉及杂质。灌浆开始前用压力水对裂隙进行冲洗,直至回水澄清为止。冲洗压力为灌浆压力的80%,该值大于1mpa时,采用1mpa。
当邻近有正在灌浆的孔或邻近孔灌浆结束不足24小时,不得进行裂隙冲洗。
c.压水试验
压水试验在裂隙冲洗后进行。压水试验采用单点法,透水率以吕容值表示,试验压力为灌浆压力的
80%,试验孔数不宜少于总孔数的5%。具体作法如下:
在稳定的压力下,每3~5min 测读一次压入流量,连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%,或最大值与最小值之差小于1L/min 时,试验即可结束,取最终值作为计算值。
计算方法:q=Q/PL
式中:q ———透水率,Lu ;
Q ———压入流量,L/min ;
P ———作用于试验段内的全压力,mpa ;
L ———试验段长度,m 。
d.制浆
制浆采用2×200L 的立式砂浆搅拌机。制浆材料必须称量,各种浆液搅拌均匀并测定浆液密度,
浆液在使用前要过筛。
e.灌浆
灌浆采用SGB-1型灌浆泵,采用分段灌浆法。当固结灌浆孔基岩段小于6m 时。可全孔一次灌浆,
当地质条件不良或有特殊要求时,可分段灌浆。
浆液变换:当灌浆压力保持不变,注入率持续减小时,或注入率保持不变,灌浆压力持续升高时,
不得改变水灰比;当某一级的浆液注入量已达300L 以上或灌浆时间已达1h ,而灌浆压力和注入率均无
显著改变时,应换浓一级水灰比浆液灌注;当注入率大于30L/min 时,可根据具体情况越级变浓。
灌浆结束标准:在规定的灌浆压力下,灌浆孔(段)注入率不大于0.4L/min 时,延续30min ,即可
结束。
f.质量检查
固结灌浆质量检查采用压水试验法,在该部位灌浆结束3~7d 后进行,检查孔的数量为灌浆总孔数
的5%,具体孔位由现场确定。试验采用单元法,具体做法详见“压水试验”一节。
孔段合格率应在80%以上,不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%,且不集中,灌浆质量可认为合格。
g.封孔
灌浆孔灌浆和检查孔检查结束后,排除孔内的积水和污物,进行封孔,并将孔口抹平。
下倾孔采用“机械压浆封孔法”,即灌浆结束后,将进浆管插至孔底,改用0.5:1的水泥浆液灌注,将孔内稀浆换出;上倾孔采用“置换和压力灌浆封孔法”,即灌浆结束后,不立即取下塞具,根据不同比级的浆液其初凝时间不同,待裂隙内浆液刚初凝时,取下塞具,孔内浆液流出,采用“压力灌浆封孔法”对灌浆孔回填0.5:1的水泥浆液,孔口部分用砂浆封堵。
7.质量控制点、质量控制方法
7.1质量控制点
a.各种钻孔的钻孔精度
b.灌浆材料的质量
c.实行全过程质量控制,制定严格的质量管理岗位责任制。
7.2质量控制方法
a.钻孔前,必须按设计孔位进行测量放线,钻孔结束后,妥善保护,并经验收合格后方可作业,未验收合格,不得进行下一步操作。
b.用于灌浆的任何材料的各项性能都必须满足规范要求,并有质量检验合格证书。
c.设备完好,满足施工要求。
d.技术、质量人员跟班作业,检查指导施工,发现问题及时处理。
e.严格按施工程序、技术参数进行施工。
f.做好施工记录,总结施工经验,并用于指导施工。
8.结束语
回填灌浆和固结灌浆是水工隧洞施工中常用的灌浆方法,通过合理、有序的施工组织,选用合理的
灌浆参数,既可节省投资,又可提高衬砌砼整体受力强度,从而保证水工隧洞正式运营后的安全。