5 灌漿
5.1 灌漿材料
強度等級為32.5R普通硅酸鹽水泥,細度為通過80m方孔篩其篩余量不大于5%.
5.2灌漿方法及段長
灌漿方法為孔口封閉、孔內循環法。灌漿段長:第一段為2m,第二段以下為5m,最后一段最長不超過7m.
5.3灌漿方式及灌漿方法
試驗采用自上而下分段鉆孔、孔口封閉式灌漿法。自上而下分段灌漿時,灌漿塞阻塞在該灌漿段段頂0.5m處,防止地層外漏。各段灌漿結束后一般不需待凝,即可進行下一段的鉆灌。
5.4漿液變換
漿液濃度由稀到濃,逐級變換。漿液水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1等7個比級,開灌水灰比為5:1 .實際施工時若透水率大,開灌水灰比可采用3:1或2:1,但必須經監理工程師批準。
漿液變換原則:灌漿時,當灌漿壓力保持不變,注入量持續減少或注入率不變,壓力持續升高時,不得改變水灰比。當某一級漿液注入量達到300L以上或灌漿時間已達30min,而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時,應改變一級水灰比。當注入率大于30L/min,可根據情況越級變濃。
灌漿過程中灌漿壓力或注入率突然改變較大時,應立即查明原因,采取相應的措施措施處理。
5.5灌漿結束條件
在該灌漿段最大設計壓力下,注入率不大于0.4L/min時,繼續灌注60min,或注入率不大于1L/min時繼續灌注90min即可結束灌漿。
5.6終孔標準
鉆孔到達設計灌漿底線后,如灌前壓水透水率q>10Lu時,加深一段(5m)。當灌前壓水透水率q<3Lu時,可灌漿終孔。
5.7封孔
采用“自上而下”分段壓力封孔法,即將該孔分成2~3段,每段段長不大于15m進行復灌封孔。
灌漿前壓水透水率出現882.5Lu及488.5Lu,可能為孔口封閉灌漿過程中由于追求高壓,致使頂板劈裂形成。單位注入量單段最高達1390.9kg/m,最小為41.4kg/m.T2、T4孔由于追求高壓,致使頂板劈裂,使漿液壓入砂礫石層,14m用水泥10637.2kg,平均760kg,是Ⅰ、Ⅱ序孔平均535kg的1.42倍,是Ⅱ序孔平均值172.14kg的4.42倍。試驗主要根據**水庫巖基情況和水庫設計的等級、庫容為依據參數,該大壩巖基帷幕灌漿階段設計原則采用常規中壓灌漿(0.5~3MPa)進行施工。試驗階段在了解地層分層界限鉆探和第一段壓水試驗(當下入14m護壁套管,并在帷幕灌漿頂線上的1.3~1.5m風化巖用壓力水泥漿將12.5~14m段全部固結,水泥凝固50小時后再次復鉆,第一段2m段壓力為0.52Mpa,也就證明,帷幕灌漿頂高程以上下班1.3~1.5m水泥固結后去灌漿蓋重頂板最大承受壓力是0.52Mpa)。
所以在帷幕灌漿試驗中提出第一段壓力1Mpa,最低壓力為0.7Mpa,以下各段視具體情況采取措施達到3Mpa壓力或根據地層構造的最大承受壓力決定灌漿壓力。
依據試驗孔的同類曲線頻繁產生,所以**水庫巖基帷幕灌漿必須依據大壩巖基的地質構造,由其對全、強風化地層采取常規的中值壓力灌漿。該地區不能使用國內目前傾向的高壓灌漿,若采取取一些施工手段進行較高灌漿壓力是不必要的。
灌漿壓力是提高和灌漿質量的重要因素之一,一般地層結構良好的情況下,使用較高
壓力是有利的,但是灌漿壓力的選擇必須結合地層實際情況,使用壓力過大會產生如下問題:
1)使巖石裂隙擴寬、甚至產生新的裂隙。
2)使原來的地質條件惡化或使巖石抬動變形。
3)擴大灌漿范圍,使漿液在高壓作用下延伸到擴散區域以外,形成浪費。
因此,依據**水庫大壩巖基地質構造及試驗孔的實踐論證,提出不同深度的巖層在灌漿時采用與此相匹配的壓力值。
6 帷幕灌漿試驗檢查
帷幕灌漿試驗結束后,待凝22天后對灌漿效果進行了鉆孔取芯和壓水試驗檢查。按試驗方案檢查孔布置兩個。
6.1取芯
帷幕灌漿檢查孔鉆孔時,對全風化片麻巖進行了干鉆取芯,取芯部位在試灌第一段,巖樣長度200mm,由于機械和金鋼石鉆頭的研磨壓縮,全風化巖體以擠壓成砂狀。但被灌入裂隙中水泥漿結石成碎片同時取出其最大長度30mm,厚度3mm,可推斷全風化巖層裂隙發育,洗孔良好,裂隙灌漿效果好。
6.2壓水試驗
壓水試驗采用五點法進行,透水率值灌漿前三序孔平均值25.2Lu,灌漿后透水率平均值為2.06Lu,滿足設計要求。
7 結語
通過灌漿過程和灌漿資料分析,有如下認識:
1) 本次灌漿試驗采用的施工程序、施工工藝能夠適應本工程的地層條件;
2) 試驗中帷幕灌漿施工參數如孔距、排距、深度是合理的。
3) 試驗中使用O32.5普通硅酸鹽水泥能滿足工程標準的要求。
4)灌漿孔灌前透水率以及灌漿單位注入量隨灌漿次次序序遞減明顯,符合一般灌漿規律。
5)應該指出由于地質條件的不確定性,本次灌漿試驗孔數較少,以及灌漿試驗中為了探索本工程中灌漿壓力的最大值在一定程度上造成了灌漿水泥用量的增加。
6)對于**水庫全風化地層透水率偏大,在灌漿過程中,低壓開灌也會產生注入量很大的情況,為做到盡快達到灌漿壓力的灌漿原則必須對特殊情況進行低壓、濃漿、限量、間歇灌漿、分級升壓的方法進行處理。以便提高灌漿質量,減少工程造價,是正確的施工措施。