1工程简介
六盘水市玉舍供水工程煤炭沟倒虹管段基础,整个地质岩层分为两段,一段为充填灌浆,一段为固结灌浆,其中一段覆盖层厚0.5-3.5m,为残坡积砂质粘土组成,下伏基岩为T1f2的中厚层粉砂岩石。以基岩作持力层。其承载力为200-500KPa,土层承载为80KPa,f=0.4。另外一段覆盖层厚4-10m,为残坡积砂、粘土组成。下伏基岩为P21+d泥岩、沙岩、碳质页岩、夹煤层,由于该段有煤矿开采,岩体局部已被采空,未被采空基岩允许承载力为200-500KPa。覆盖边坡1:1.4,0-2m,土质疏松不宜作持力层。是下土层承载力为80KPa,f=0.3。煤矿采空区,全风化深16.8m,强风化深28.6m,岩体完全性差,在投入运行过程中发生基础下陷,必须作固结、回填灌浆处理。
2工程设计
共分充填灌浆和插筋补强固结灌浆两个分部工程,共280个孔,灌浆总进尺18151m,其中充填灌浆163个孔(先导孔14个),有效进尺11719m;插筋补强固结灌浆117个孔(先导孔14个),有效进尺6081m,钢筋用量49.4T(含5%损耗)。本文只叙述插筋补强固结灌浆分部工程。此工程主要利用插筋固结灌浆进行基础处理,使基础的整体性和抗变形能力提高,不再出现整体下沉、局部塌陷的情况。
3施工准备
施工用电采用网电,并配备自备电源。有几个班组同时施工,先充填,后固结。由于下有原煤矿采空区,除了对为了防止施工废水影响地基,采用PVC管对每一台钻机的废水统一引到原河道旁沉淀后排放。
施工顺序为:测量放样定位____先导孔____一序孔____二序孔____检查孔。
4工程施工
4.1布孔
按照设计图纸要求,使用全站仪进行施工放样,灌浆孔的孔位偏差不大于10cm。
4.2钻孔
根据地质情况,钻机采用XY-100和XY-2PB回转电动液压式地质钻机,硬质合金钻头及金刚石钻头钻进。开孔孔径采用Ф127mm,以后孔径用Ф110mm。施工前必须严格按照施工图确定孔位,最终施工孔位偏差不得大于10cm(特殊情况除外)。为保证孔向准确,在进行钻机安装时,班组人员先校正水平、加固,使立轴方向与钻孔孔向一致,经现场技术人员检查合格后,方能开孔钻进。钻进施工中采取埋设孔口管导向和较长钻具钻进,并在其中采取测斜控制手段,确保钻孔孔底的偏差值符合规定值。对于跨塌的孔采用跟进Ф127mm或Ф108mm地质管护壁。
4.3冲洗
钻孔冲洗方法是当钻孔达到灌浆分段深度提钻具取出岩芯后,随即将钻具下到底孔,采用压力清水大流量进行裂隙冲洗,冲洗压力采用灌浆压力的80%,直至回水清澈,孔内岩粉沉积厚度小于20cm时为止。
4.4压水试验
(1)地下水位的测定:为了计算水压力和灌浆压力,首先应测定地下水位。若无地下水位时,利用单元工程先导孔施工测定的地下水位,作为该单元的代表。其方法是:当钻孔冲洗完毕后,用测绳进行地下水位测定。稳定标准为:每5min测读一次孔内水位,当水位下降速度连续两次小于5cm/min时,可认为稳定,以最后的观测值作为地下水位值。
(2)压水试验:先导孔采用自上而下分段进行压水试验,各序次孔的各灌浆段在灌浆前采取简易压水试验。压水试验是在裂隙冲洗后进行,先导孔压水试验采用单点法,按电力部颁《DL/T5148-2001》规范附录A执行;各生产孔作简易压水试验,采用单点法,压水压力为灌浆压力(相应孔段)的80%,压水20min,每5min测读一次压入流量,取最后的流量值作为计算流量。
4.5根据设计要求,采用矿碴硅酸盐42.5#水泥进行,经试验细度通过80?m方孔筛的筛余量不大于5%。
4.6灌浆:采用自上而下灌浆,进行固结灌浆时,钻孔中灌浆段长为5m-6m,特殊情况下可适当缩短或加长,但不宜大于10m。在施工中当出现掉钻时,先进行灌砂后再进行灌浆。按固结灌浆相关规程规范进行实施。
4.7插筋:固结灌浆孔的2ф25钢筋之间间隔一定距离点焊一次,单根钢筋的搭接形式以采用焊接,其搭接长度不应小于500mm。同一钻孔的两根钢筋及相邻两钻孔的钢筋搭接点都不应在同一断面上。
4.8封孔:待插筋结束后,采用“压力灌浆封孔法”,并结合人工封孔。人工封孔主要是在机械封孔结束,浆液下沉后形成上层孔段空隙,这时用人工拌合M10水泥砂浆注入孔内,插捣密实并找平。
5施工注意要点
5.1中断处理
除因冒浆、串浆、大量耗浆等以及其它情况下的间歇灌浆外,正常情况下灌浆进程不允许中断。灌浆工作必须保持连续不间断地进行。若因意外原因造成灌浆过程中断,则应采取以下措施处理:
(1)若中断时间超过30min,则应立即冲洗钻孔。
(2)当恢复灌浆时,从稀浆开始,如发现吸浆率与中断前接近,就可立即恢复到中断前的浓度进行灌注,直到正常灌浆结束。若注入率比中断前减少很多且在短时间内拒绝吸浆,则应无条件扫孔、冲洗后复灌,直至正常施灌结束。
(3)灌浆中断即使采取补救措施后均应对其进行质量分析,经确认对该灌段质量无影响后方可进行下道工序施工,否则应无条件按技术要求重新施灌,以确保灌浆质量。
5.2冒浆处理
在灌浆过程中发现地面冒浆时,应立即降低压力使灌浆在无压状态下(保持浆液流动)灌注。并认真观察冒浆情况,同时封堵冒浆点,防止浆液大量漏失。冒浆不止时,应越级提高浆液浓度灌注或视情况直接采用浓浆缓慢灌注。以上措施均不奏效时应采用“灌____停____灌____停”的间歇灌浆方式进行处理。同时,每次停灌前应对冒浆点进行认真封堵,防止浆材漏失,保证漏浆通道或裂隙中充满浆液。
5.3串浆处理
灌浆过程中若出现相邻孔串浆,则采用灌浆孔和串浆孔同时施灌。
5.4大量吃浆
在灌浆施工过程中,随时可能遇到大的裂隙、断裂构造等渗漏比较集中的大漏段,这种区段的施工往往是整个灌浆成败的关键。所以做好这种地段的灌浆工作就显得尤为重要。根据我单位的灌浆施工经验,为保证的形成,防止浆材浪费,取得良好的灌浆质量,特采用以下措施进行处理:
(1)间歇灌浆:首次灌注5~10t水泥,复灌时每次灌注4~8t水泥。每次待凝10~24小时(也可根据水泥的初凝时间进行调整)如此反复直至达到设计灌浆压力并正常结束灌浆,同时经检查该段合格方可最终结束该段施工。
(2)掺入外加剂:当耗浆量较大,灌浆经历一段时间后注入量仍无明显递减同时孔口压力没有升高时,则采用掺入外加剂的方法进行处理。
6灌浆效果
工程施工结束后,通过打检查孔的方法进行质量检查,最大为4.79Lu,满足了设计要求,从检查孔取芯的情况看,岩体中的裂缝有水泥填充,完整性良好。共完成有17个单元工程,全部合格,其中优良单元工程9个,优良率为52.9%。
7结语
插筋固结灌浆在进行地质下沉的基础处理中,大大的降低了施工成本,也取得了良好的处理效果。经过此次的基础处理,经过了几年运行,至今未出现过塌陷、下沉等地质灾害,工程取得预期的效果。
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