锚洞压浆试验

关于重庆市万州长江二桥南岸锚洞

压浆试验实施说明

一、制订说明的依据

1、铁道部第一勘察设计院《万州长江二桥南岸上游、下游锚碇

施工防水主要技术参数和工艺保障措施》

2、《万州长江二桥锚碇岩（土）体封闭压浆施工工程试验方案》

二、封闭压浆试验目的、范围及

基本要求

因南岸锚碇范围内地层变化大、工程地质情况复杂，主要为人工堆积土和坡洪积土组成。而锚碇洞室的大部分及锚塞体均位于三峡工程正常蓄水位以下，所以须对整个锚碇洞室周边进行封闭压浆处理，同时包括南岸上、下游锚碇的洞口处进行地基处理。其防渗要求岩石防渗标准为w=1-3Lu左右，对覆盖土层的防渗标准为k<10-4cm/s。

三、稳定性浆液类型的选择

根据试验方案选择悬浊型浆液，选用普通硅酸盐水泥作为主要材料配制浆液，要求浆液具有：

1、流动性

因施工的地段主要是处于粘性土夹块石，根据粘性土的渗透固结理论，须选择一种流动性和渗透性都很强的流体，主要采用散体材料的水泥浆液并掺入一定量的外加剂，为了准确确定浆液的流动性须要在实验室做试验，配制好浆液，测其它的粘度，和初凝时间，是否能达到要求。

2、防渗性

根据设计要求，所采用的浆浆液应有防渗性，其渗透系数要求k<10-3cm/s,所以也要在浆液中加入一定的量的防渗剂，根据工程类比法，和前有地基处理经验，我们选择最经济也最普通的水玻璃，其加入量为水泥量的2%。

因此，最后得出合理施工配合比为：水泥：水：水玻璃，1：1：0.02。既满足设计的防渗性要求又满足土体的工程物理性质，同时也达到了施工的要求。

四、压浆准备工作

（一）、压力可靠性确定

因工程施工的特殊性，考虑到锚碇的安全性，所以对压浆压力的可靠性应作重点。压力由下3方面因素影响。

i.粘性土的渗透固结理论：由于粘性土的物理状态为软塑-可塑，其孔隙率为50-60%左右，所以选择压力为0.3-0.5Mpa, ii.根据设计提出的压浆处理影响半径为30-50cm,这里取半径为50cm,那么其排距为它的1.7倍即为85cm。

iii.锚碇防护结构的安全性。锚碇的防护措施采用的是锚喷砼，它的工程性质决定了它受压的能力。所以最终确定压力为0.3-0.5Mpa 的压力。

注：关于覆盖层土体4m处的压力可能达到值。工程上垂直高度大约1m能产生0.1Mpa的压力，根据钻孔揭示的地下水位低于8米。

所以p0=p+ps

p:孔口处压力表显示压力；

ps:浆液自重产生压力；

L：钻孔深度。

因地下水位低于8米所以ps=1/10(h1+h2+L/2)×r s

r s：浆液的重度取1.5;

h1：土体表面与压力表的高度0.2m;

h2: 钻孔深度的0.5倍。

所以ps=0.1×（0.2+4+4/2）×1.5

=0.93Mpa

因此，估计沿程损失后为约为0.9Mpa,所以在土体内4米深处压力为0.9+（4×0.1）=1.3Mpa。达到设计提出的1-3Mpa。

（二）、压浆量确定

因在施工前没有土体的渗透系数和它的物理性质及岩体的透水率，所以布孔原则上采用铁道部第一勘察设计院《万州长江二桥南岸上游、下游锚碇施工防水主要技术参数和工艺保障措施》中原则进行。因此覆盖土层单孔理论压浆量为：

v=3.14×β×d2×L×n/4

β:充盈系数为1.27;

d：钻孔直径；

L：实际深度为8米；

n:孔隙率为0.5；

所以v=3.14×1.27×0.052×8×0.5/4

=9.9×10-3m3

（三）、钻孔

采用Φ50mm-Φ55mm回转钻机成孔，梅花形布孔。在覆盖土层深度为8m，在岩体钻孔深为3.5m。钻机开孔时钻机立轴应垂直于切坡表面（锚碇仰拱面）。

（四）、清孔

在土层采用低压水清洗孔，直到孔内没有残留冲洗液就满足要求，

如果不能达到要求，则要用钻机扫孔后，再清孔。在岩层采用脉动压力水清孔，将高压水管入于孔底，让清水与岩粉混合，形成冲洗液返出孔口，同时也让清水进入有裂隙的地方进行裂隙通道的清洗，给进的脉动压力水为0.8Mpa。

（五）、安放压浆管

1、制作压浆管：首先选用Φ48mm的钢管，其覆盖土层为8米，岩层为3.5米，然后在钢管的一端用Φ5mm的小钻成孔，形成花管，其钻孔方式采用双螺旋形式。其旋转长度土层为4米，岩层为2米，在另一端采用绵纱缠裹在钢管的外面，其厚度约为2mm,在孔口处焊接一个阀门，在距孔200mm处焊接长度为100mm的Φ6.5的钢筋。其示意图如后：

2、安放压浆管：在清洗过后孔中放入制作好的压浆管，孔口处用M30砂浆进行挤密灌注。灌注深度为50cm。

3、安阀门：在用M30砂浆封闭的压浆管的上口端安装阀门。

五、压浆施工

在压浆施工前，首先接好管路，准备好压浆材料，确保万无一失。

（一）、制备浆液

浆液严格按照实验过后的配合比制备，依次定量加入外加剂，充分搅拌，搅拌时间应在3-5分钟，不能过长，防止增强浆液的粘度，然后用孔径为Φ2mm筛孔过滤两次。观查其流动度和和易性。确定浆液已达到要求后，准备压注浆液。

（二）、压浆施工

调节回流管把压力调到0.3Mpa下进行覆盖土层压浆。在压浆时应注意观察计量表，如发现压浆孔吃浆量已趋于稳定，调节压力到0.5Mpa 压浆，原则上采用理论压浆量，在覆盖层不变浆液浓度。岩层采用

1-3Mpa的压力压浆。在压浆过程中要注意：

a)严禁任何方式和任何形式停止注浆，采用一孔到底，自下而上全段纯压力压浆，防止堵管。

b)如果在不可抗力外，停止注浆，停时间超过30分钟应采用高压清水清洗注浆泵和各路管线，以备重新压浆。

c)压浆同时进行地面观测。控制部位一次上抬量不能超过10mm，总抬量应控制在50mm内。

d)注浆顺序：总体原则首先从高程最低处开始，先四周后中部，采用由疏到密、中间插补、对称均匀施工，严禁分块集中连续施工。

e)压浆时，在覆盖土层采用一个浓度，岩体压浆采用由稀到浓渐变浆液浓度。其配合比为（水：水泥：水玻璃）2:1:0.01到1:1:0.02到0.8:1:0.03;最后封闭孔口，浓度变换时间根据压力和吸浆率确定。当吸浆率大于10L/min，且连续压浆量达到300L后无明显变化，则须变换浓度。如果变换浓度后，发现吸浆率突变减小，而压力也突变，则应换回原来的浓度。若压力升高后，注浆率减小，则无须变换浓度。

f)浆液从孔口处冒出或其它地方冒出应停止施工。为了防止冒浆和串浆及压浆量流失，则应控制注浆率和总注浆量。若某一孔已经注入了大量的浆液（超过理论量的2倍），且注浆率仍然很大，就须要中断施工，或提前变换浓度或结束压浆。所以要求是：当地层吃浆量很大，应控制注浆率不能太快，当吃浆量较小，注浆困难时则应快速把压力提到设计规定值。不能长时间在低压下压浆。

g)注浆压力超过设计压力的2倍时应停止施工。

h)注浆量超过理论量的2倍时也应停止施工，如果注浆量没有达到理论值，则需要间断注浆，间断的时间不宜超过5min,防止压力升高，破坏管路和影响锚洞的仰拱。