帷幕注浆施工方法与技术措施

六、施工方法与技术措施

6.1概述

本标段帷幕灌浆自桩号G0+423.00起至G0+631.00止，轴线长度208m，向上及向下钻孔灌浆形成防渗帷幕。向上孔深为18.5m；向下孔深为133m。

本标段工作内容包括：按规范规定、图纸及工程师要求，提供一切劳务、设备、材料，并完成灌浆孔、检查孔所必需的钻孔、套管、冲洗和压水试验，以及帷幕灌浆材料的提供、储存、拌合、注浆，等所需的各项工作。

本标段主要工作项目应包括：

（1）灌浆工作场地的排水、清污、照明和施工后的场地清理；

（2）动力和照明设备的连接（业主提供电源至施工场地附近）；

（3）洞内通风设备及管道的提供和安装；

（4）洞内穿过混凝土底板至一定深度以及地面不要求灌浆的上部岩层或覆盖层的孔口管的提供和镶铸；

（5）帷幕灌浆孔、检查孔、抬动观测孔的钻孔、测斜和观测仪器的提供和安装；

（6）井下电视的安装和观测；

适用标准：

（1）灌浆部位的施工图：

（2）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5158-2001）

（3）《硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥技术规范》（GB175-85）

（4）《水工混凝土外加剂技术规范》（SD108）

（5）施工过程总工程师下达的指令和有关文件。

6.2灌浆试验

本次实施补强灌浆的廊道高程较低，幕底高程更低，灌浆施工时可能会遇到较高的水压力和出现较大的涌水量，为保证灌浆质量，在灌浆前将进行灌浆试验，以确定合适的灌浆方法、灌浆浆液、灌浆工艺、灌浆压力和灌浆结束标准，以及遇到较高涌水压力、大涌水量和较大耗浆量时的紧急处理措施，并报工程师批准。

6.2.1首先进行浆液试验：

（1）按监理工程师的指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验：

①浆液配制程序及拌制时间；

②浆液密度或比重测定；

③浆液流动性或流变参数；

④浆液的沉淀稳定性；

⑤浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间；

⑥浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；

⑦监理工程师指定的其它试验内容；

（2）用于现场灌浆试验的浆液水灰比以及掺合料、外加剂等的品种及其掺量要通过浆液试验选择，并将试验成果报送监理工程师；

6.2.2选择地质条件有代表性的部位进行帷幕灌浆生产性试验，以验证灌浆孔的布孔方式、灌浆分段、灌浆压力及浆液配比等参数；

6.2.3在生产试验区内，按批准的灌浆试验大纲拟定的施工程序和方法进行灌浆试验，检查灌浆效果，整理分析各序孔和检查孔的透水率、单位耗灰量等试验资料，并将试验成果报送监理工程师；

根据先导孔或一序孔压水试验结果，经工程师同意后调整灌浆参数和选择孔距的大小。

6.3灌浆材料

所有灌浆材料都必须具备厂家出厂材质证明并妥善保管，以防变质和污染，变质和污染的材料不能使用。稳定浆液必须通过有资质的试验室选择最优配方，并在施工过程中经常性地进行测试和调整。

6.3.1水

钻孔、取芯、清洗、压水试验及浆液拌合的用水要新鲜、干净，水中不含有有害的油、土、有机质、酸、碱、盐及其他有害杂质，并符合拌制水工混凝土用水要求。如对水质发生怀疑，应进行水质检测和浆液强度试验。浆液拌和时，水温要低于40℃，高于5℃。

6.3.2水泥

灌浆采用525＃硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。525＃硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥

对细度的要求为通过80μm方孔筛的筛余量不宜大于5％。

灌浆用水泥必须符合GB175质量标准，不得使用受潮结块的水泥。拌和时的水泥温度应在0℃以上。

不同品种和标号的水泥应分别储存，不得混杂。为防止水泥失效，水泥应按其运到工地的时间顺序使用。若水泥中混有不利于灌浆的结块或外来杂质，必须将其移离现场。

对灌浆用水泥的物理力学性能应作如下试验：初、终凝时间、比重、比表面积、颗粒组成、标准稠度、强度及水泥体积的安定性等。

6.3.3砂

加入水泥浆液掺合料中的砂应为质地坚硬的天然砂，不含有有机质、粘土块及杂质，粒径不宜大于2.5mm，细度模数不宜大于2.0，SO3含量宜小于1％，有机物含量不宜大于3％。

6.3.4膨润土和粉煤灰

水泥浆中加入少量的膨润土主要作稳定剂用，膨润土的含量为水泥重量的1％～3％，要求其水溶性好，粘粒含量（﹤0.002mm）大于40％，塑性指数大于40，液限值大于100。膨润土必须充分膨化后方可使用。

粉煤灰应符合国标GBJ-146的要求，粉煤灰因为经过精选，不宜粗于同时使用的水泥，烧失量宜小于8％，SO3含量宜小于3％。

6.3.5补强灌浆稳定浆液

补强灌浆采用稳定浆液，稳定浆液的性能指标要满足下述要求：

水灰比：0.6:1～0.8:1；比重（g/cm3）1.6～1.65；2h析水率﹤5％；马氏漏斗粘度（s）﹤40；凝聚力（N/m2）﹤4；28d结石强度＞15MPa；初凝时间（min）由试验确定

稳定浆液应在开始灌浆前60天或在工程师要求的其他时间内对灌浆材料作室内试验，以确定浆液的稠度、可行的配合比、初凝及终凝时间，确定砂、膨润土及其他外加剂的最优添加量，各种外加剂的相容性及影响浆液质量的其它参数。试验要采用灌浆中实际使用的材料。

试验结果要在灌浆开始前不少于40天提交给工程师以备检查。

灌浆拟采用的稳定性浆液配合比见表6-1。

图6-1 XY-2型地质钻机项目技术性能参数

钻孔深度100～530 m（φ73，60，50，钻孔倾角0～900

立轴转速

正：65, 114, 180, 248, 310，

538，849，1172 r/min;

立轴行程600 mm

立轴最大扭矩 2.76 kNm

立轴最大起拔力60 kN

卷扬机单绳提升力30 kN

立轴通孔直径76 mm （XY-2B 96 mm）

动力电动机22 kw; 柴油机19.85 kw 钻机重量950 kg

表6-2 XY-2型钻机性能技术参数

表6-1 稳定性浆液配合比

编号水灰比W/C 膨润土（%）减水剂RC-M

（%）

BR 备注

01 0.7 2.0 0.6 制膨润土浆时加碱2%

注：膨润土和减水剂掺入量均为水泥重量的百分数，加碱为膨润土重量的百分数。

6.4主要施工机具

根据总体施工方案，确定本工程帷幕灌浆的主要施工机具为：

（1）地质钻机

选用XY-2型钻机，外形尺寸小，搬迁灵活，适用于金刚石和硬质合金钻进，钻杆加卸方便并能保证成孔质量，其外形如图6-1所示，性能参数如表6-2所示。

（2）灌浆泵

选用SNS200/10型灌浆泵，如图6-2所示。SNS200/10型灌浆泵为三缸往复式泵，运行状态好，压力平稳。

技术参数：排量76～207 l/min，压力

4～12MPa，水、灰、砂比例：0.5:1:1.5，

功率18.5kW，重量730kg，外形尺寸1800

×945×700（mm）。

（3）高速搅拌机

图6-2 SNS200/10型高压灌浆泵