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摘 要:灌浆就是用制浆搅拌机浆一定水灰比的水泥、粘土、澎润土及化学得理剂等浆液均匀拌合后,用泥浆泵灌入钻孔内。随着钻探事业的发展,灌浆施工也不断更新,现在有的基础处理还应用高压旋喷技术,但灌浆施工在基础处理中应用最为广泛。在水电站大坝、水库坝体、矿山开采基础灌浆施工中,为确保施工质量,需要按一定的施工工序进行施灌,达到防渗,加固基础的作用。
关键词:钻孔;灌浆
中图分类号:U443.154 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)27-0144-02
1 地质情况的了解
在本区域进行勘探,了解本区域基岩的弱、微风化、岩溶发育、主要通道的渗透情况。
2 灌浆设备与材料
在选用灌浆设备时,一定要选择制浆速度快,制浆能力大、制浆浓度大的制浆搅拌机,要配有储浆能力为600L的储浆搅拌桶。
灌浆材料以水泥为主,采用着普通硅酸盐水泥(或其它牌号水泥),为了改善浆液性能,提高结石抗溶蚀能力,降低成本可在浆液中掺适量的粘土,粘土用量一般根据地质条件确定,但集中渗漏通道、溶洞,不宜掺粘土,需备骨料、砂、砾石、速凝剂(水玻璃)惰性材料(锯木屑)。
3 钻孔布置
根据各工程的设计要求及各工程地质情况的需要进行孔距和排距的确定。
4 造 孔
在保证质量的前提下,灌浆孔应优选用水口径钻进。岩溶发育溶洞多而大的情况下,应采用较大的孔径开孔,比较理想,如遇钻进大的溶洞和暗河,大孔径便于投砂、砾石,也便于布袋法灌浆。钻完每灌浆段时,必须对钻孔进行测斜,终孔后,再自下而上逐段进行复测。
5 钻孔冲洗与压水试验
第一个钻段钻完后,应立即加大水量和压力进行冲洗,直到清水返出孔口为止。提钻后,用专用测绳,测量孔内残留岩心和沉淀,残余物不能大于0.2m。漏水严重的灌浆段,冲洗无回水可不必冲洗,冲洗结束后,下入灌浆拴塞、阻塞后进行简易压水试验,求出W值(渗透系统)来确定该灌浆段的起始水灰比。
6 灌 浆
6.1 灌浆方法
灌浆钻孔均采用孔口封闭或孔内阻塞自上而下分段灌浆,也可采用终孔后自下而上分段灌浆,灌浆段一般控制在5m,若岩石条件较好,渗透性较弱的孔段,可适当延长,但不得超过10m,射浆管下端距段底不得大于0.5m。
6.2 灌浆压力
灌浆压力按各工程、矿区设计压力来确定。为了便于施灌,一般采用表压力进行控制。
6.3 灌浆方式
(1)纯压式灌浆
灌入灌段内的浆液都扩散到岩石的裂隙中去,不再返回的一般方法。
(2)循环式灌浆
灌入灌段内的浆液一部份进入岩石裂隙而扩散,余下一部份浆液便经回浆管路返回到浆液搅拌机中。
6.4 双液灌浆
在配制好的水泥浆液中,加入一定浓度的水玻璃(或速凝剂),同时分别用泥浆泵送入,经双液混合器,混合均匀后,扩散到孔段内裂隙中,这种方法在岩溶发育,漏浆量转大的地区应用广泛。它能提高工效,节约成本。
6.5 浆液浓度的选用
按水泥灌浆规范规定,灌浆浆液的浓度应遵循由稀至浓的原则逐渐改变,浆液浓度一般情况下按技术要求选用。
其水灰比如表1。
6.6 浆液浓度的变换
(1)限量法:每一级浓度的浆液灌入一定量LL(一般为400L但不得超过1000L)后,如果原吸浆量没有改变或改变不显著时,则交浆液变浓一级灌注,如此逐级变浓直至结束。
(2)限率法:每一级浓度的浆液,在一定时间内灌入浆液量的多少,作为变换浆液浓度的标准。
(3)双限法:在灌浆过程中,根据每一次浓度浆液灌入的总量和单位注入量两个界限来决定是否变换浆液浓度。
7 灌浆结束的条件与封孔
7.1 灌浆结束的条件
(1)在规定的灌浆压力下,灌浆段的单位吸浆量小于0.4L/min,延续30~60min灌浆工作即可结束。
(2)在规定的灌浆压力下,灌浆段单位长度的吸浆量小于0.5L/min或0.1L/min,延续30min即可结束。
(3)在规定的灌浆压力下,单位吸浆率小于0.002~0.003L/min,延续30min即可结束。
帷幕灌浆:在设计规定的压力下,灌浆段吸浆量不大于0.4L/min,继续灌注60min(自下而上分段灌浆时采用30min),灌浆工作即可结束。
固结灌浆:在设计规定的压力下,灌浆段的吸浆量不大于0.4L/min,继续灌注30min,灌浆工作即可结束。
7.2 封 孔
采用机械压浆法,在全孔灌浆完毕后,浆胶管或铁管下入到钻孔底部,用灌浆泵经管路向钻内压入水灰比为0.5:1的浓水泥浆,浓浆由孔底逐渐上升,浆液把孔内积水顶去,管子则随着孔内浆液上升而慢慢向上提取,直到孔口回浆为止,待孔内水泥结石后,孔口空余部份及时进行补封,用水泥砂浆填筑,每次填0.3m左右,用长棒夯实,直至封平孔口。
8 灌浆过程中特殊情况的处理
8.1 灌浆中断的处理
因机械、管路、仪表出现故障造成灌浆中断,应尽快排除故障,立即恢复灌浆。中断时间超过30min应立即冲孔,如无效则应进行扫孔冲洗,重新灌浆。恢复灌浆时,开始使用8:1的浆液灌住,如浆量较中断前减少较多,则应从稀开始,按依次换比的规定重新灌浆。若停止吸浆,则应扩孔,并用高于灌浆使用压力0.1MPa的高压水流冲洗,重新开灌。
8.2 串浆处理
如被串孔,正在钻进,則应立即停钻,如串浆量不大时,在被串孔中通入水流,以免浆液充填孔内,如串浆量大时,条件允许,可与被串孔同时灌注,无法同时,可用栓塞塞于被串孔渗浆部位上方1~2m处,对灌浆孔继续灌注,灌浆结束后,浆被串孔的栓塞取出,并扫孔冲洗然后灌注。
8.3 地表冒浆处理
在出现地表冒浆处,用棉絮或浇捣混凝土盖层来进行堵塞,有时堵塞了一处而又出现另一处冒浆、涌浆,应采用双液灌浆法。
8.4 岩层大量漏浆处理
(1)降低灌注压力:待其吸浆量减少后逐渐升高压力。
(2)控制进浆量:浆量限制在30~40L/min或更小一些,使用浓浆进行灌注,待进浆量减少后,浆压力升高一级,仍限浆升压到结束。
(3)间歇灌浆:灌一段时间后,让其待凝一段时间后再灌,这种一般在岩层吸浆并且不起压的情况下使用。
8.5 溶洞的处理
当钻进某一段时,遇到溶洞,这时一定确定溶洞的顶底板。确实是否有充填物,若有充填物,在粘土稳定性好的情况下,可不必清除,按常规浆液灌注直至结束标准。若充填物不密实,不稳定,则应冲洗清除,然后投骨料(砂、砾石)回填,尔后再灌注水泥浆液,待通道基本堵死待凝48h后再扫孔,采用纯水泥浆按常规方法灌注。
9 质量检查
检查孔在全部灌浆结束14天进行,检查孔要采取岩心,依序编号,并按5m一段进行压水试验,终孔后,自下而上分段阻塞灌浆。
参考文献
[1]扬 勇,王 军.钻孔灌浆施工工艺[J].中国西部科技,2010,09(15):26~28.
[2]赵锡山,赵 晋.钻孔灌注桩后注浆施工技术的原理与应用[J].西部探矿工程,2011,23(12):21~24.
[3]李治国,王全胜,徐海廷.隧道钻孔注浆一体化施工技术[J].隧道建设,2010,30(4):365~370.
[4]刘建平.钻孔灌注桩孔底注浆施工技术和质量控制要点[J].价值工程,2010,29(31):100.
收稿日期:2018-8-8
作者简介:任冬湘(1963-),男,湖南汨罗人,从事钻探灌浆工作。
关键词:钻孔;灌浆
中图分类号:U443.154 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)27-0144-02
1 地质情况的了解
在本区域进行勘探,了解本区域基岩的弱、微风化、岩溶发育、主要通道的渗透情况。
2 灌浆设备与材料
在选用灌浆设备时,一定要选择制浆速度快,制浆能力大、制浆浓度大的制浆搅拌机,要配有储浆能力为600L的储浆搅拌桶。
灌浆材料以水泥为主,采用着普通硅酸盐水泥(或其它牌号水泥),为了改善浆液性能,提高结石抗溶蚀能力,降低成本可在浆液中掺适量的粘土,粘土用量一般根据地质条件确定,但集中渗漏通道、溶洞,不宜掺粘土,需备骨料、砂、砾石、速凝剂(水玻璃)惰性材料(锯木屑)。
3 钻孔布置
根据各工程的设计要求及各工程地质情况的需要进行孔距和排距的确定。
4 造 孔
在保证质量的前提下,灌浆孔应优选用水口径钻进。岩溶发育溶洞多而大的情况下,应采用较大的孔径开孔,比较理想,如遇钻进大的溶洞和暗河,大孔径便于投砂、砾石,也便于布袋法灌浆。钻完每灌浆段时,必须对钻孔进行测斜,终孔后,再自下而上逐段进行复测。
5 钻孔冲洗与压水试验
第一个钻段钻完后,应立即加大水量和压力进行冲洗,直到清水返出孔口为止。提钻后,用专用测绳,测量孔内残留岩心和沉淀,残余物不能大于0.2m。漏水严重的灌浆段,冲洗无回水可不必冲洗,冲洗结束后,下入灌浆拴塞、阻塞后进行简易压水试验,求出W值(渗透系统)来确定该灌浆段的起始水灰比。
6 灌 浆
6.1 灌浆方法
灌浆钻孔均采用孔口封闭或孔内阻塞自上而下分段灌浆,也可采用终孔后自下而上分段灌浆,灌浆段一般控制在5m,若岩石条件较好,渗透性较弱的孔段,可适当延长,但不得超过10m,射浆管下端距段底不得大于0.5m。
6.2 灌浆压力
灌浆压力按各工程、矿区设计压力来确定。为了便于施灌,一般采用表压力进行控制。
6.3 灌浆方式
(1)纯压式灌浆
灌入灌段内的浆液都扩散到岩石的裂隙中去,不再返回的一般方法。
(2)循环式灌浆
灌入灌段内的浆液一部份进入岩石裂隙而扩散,余下一部份浆液便经回浆管路返回到浆液搅拌机中。
6.4 双液灌浆
在配制好的水泥浆液中,加入一定浓度的水玻璃(或速凝剂),同时分别用泥浆泵送入,经双液混合器,混合均匀后,扩散到孔段内裂隙中,这种方法在岩溶发育,漏浆量转大的地区应用广泛。它能提高工效,节约成本。
6.5 浆液浓度的选用
按水泥灌浆规范规定,灌浆浆液的浓度应遵循由稀至浓的原则逐渐改变,浆液浓度一般情况下按技术要求选用。
其水灰比如表1。
6.6 浆液浓度的变换
(1)限量法:每一级浓度的浆液灌入一定量LL(一般为400L但不得超过1000L)后,如果原吸浆量没有改变或改变不显著时,则交浆液变浓一级灌注,如此逐级变浓直至结束。
(2)限率法:每一级浓度的浆液,在一定时间内灌入浆液量的多少,作为变换浆液浓度的标准。
(3)双限法:在灌浆过程中,根据每一次浓度浆液灌入的总量和单位注入量两个界限来决定是否变换浆液浓度。
7 灌浆结束的条件与封孔
7.1 灌浆结束的条件
(1)在规定的灌浆压力下,灌浆段的单位吸浆量小于0.4L/min,延续30~60min灌浆工作即可结束。
(2)在规定的灌浆压力下,灌浆段单位长度的吸浆量小于0.5L/min或0.1L/min,延续30min即可结束。
(3)在规定的灌浆压力下,单位吸浆率小于0.002~0.003L/min,延续30min即可结束。
帷幕灌浆:在设计规定的压力下,灌浆段吸浆量不大于0.4L/min,继续灌注60min(自下而上分段灌浆时采用30min),灌浆工作即可结束。
固结灌浆:在设计规定的压力下,灌浆段的吸浆量不大于0.4L/min,继续灌注30min,灌浆工作即可结束。
7.2 封 孔
采用机械压浆法,在全孔灌浆完毕后,浆胶管或铁管下入到钻孔底部,用灌浆泵经管路向钻内压入水灰比为0.5:1的浓水泥浆,浓浆由孔底逐渐上升,浆液把孔内积水顶去,管子则随着孔内浆液上升而慢慢向上提取,直到孔口回浆为止,待孔内水泥结石后,孔口空余部份及时进行补封,用水泥砂浆填筑,每次填0.3m左右,用长棒夯实,直至封平孔口。
8 灌浆过程中特殊情况的处理
8.1 灌浆中断的处理
因机械、管路、仪表出现故障造成灌浆中断,应尽快排除故障,立即恢复灌浆。中断时间超过30min应立即冲孔,如无效则应进行扫孔冲洗,重新灌浆。恢复灌浆时,开始使用8:1的浆液灌住,如浆量较中断前减少较多,则应从稀开始,按依次换比的规定重新灌浆。若停止吸浆,则应扩孔,并用高于灌浆使用压力0.1MPa的高压水流冲洗,重新开灌。
8.2 串浆处理
如被串孔,正在钻进,則应立即停钻,如串浆量不大时,在被串孔中通入水流,以免浆液充填孔内,如串浆量大时,条件允许,可与被串孔同时灌注,无法同时,可用栓塞塞于被串孔渗浆部位上方1~2m处,对灌浆孔继续灌注,灌浆结束后,浆被串孔的栓塞取出,并扫孔冲洗然后灌注。
8.3 地表冒浆处理
在出现地表冒浆处,用棉絮或浇捣混凝土盖层来进行堵塞,有时堵塞了一处而又出现另一处冒浆、涌浆,应采用双液灌浆法。
8.4 岩层大量漏浆处理
(1)降低灌注压力:待其吸浆量减少后逐渐升高压力。
(2)控制进浆量:浆量限制在30~40L/min或更小一些,使用浓浆进行灌注,待进浆量减少后,浆压力升高一级,仍限浆升压到结束。
(3)间歇灌浆:灌一段时间后,让其待凝一段时间后再灌,这种一般在岩层吸浆并且不起压的情况下使用。
8.5 溶洞的处理
当钻进某一段时,遇到溶洞,这时一定确定溶洞的顶底板。确实是否有充填物,若有充填物,在粘土稳定性好的情况下,可不必清除,按常规浆液灌注直至结束标准。若充填物不密实,不稳定,则应冲洗清除,然后投骨料(砂、砾石)回填,尔后再灌注水泥浆液,待通道基本堵死待凝48h后再扫孔,采用纯水泥浆按常规方法灌注。
9 质量检查
检查孔在全部灌浆结束14天进行,检查孔要采取岩心,依序编号,并按5m一段进行压水试验,终孔后,自下而上分段阻塞灌浆。
参考文献
[1]扬 勇,王 军.钻孔灌浆施工工艺[J].中国西部科技,2010,09(15):26~28.
[2]赵锡山,赵 晋.钻孔灌注桩后注浆施工技术的原理与应用[J].西部探矿工程,2011,23(12):21~24.
[3]李治国,王全胜,徐海廷.隧道钻孔注浆一体化施工技术[J].隧道建设,2010,30(4):365~370.
[4]刘建平.钻孔灌注桩孔底注浆施工技术和质量控制要点[J].价值工程,2010,29(31):100.
收稿日期:2018-8-8
作者简介:任冬湘(1963-),男,湖南汨罗人,从事钻探灌浆工作。