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第二節 地基處理

水工建筑物的地基分為兩大類型,即巖基和軟基。

巖基是由巖石構成的地基,又稱硬基。軟基是由淤泥、壤土、砂、砂礫石、砂卵石等構成的地基。由于工程地質和水文地質作用的影響,天然地基往往存在一些不同程度、不同形式的缺陷,經過人工處理,使地基具有足夠的強度、整體性和均一性、抗滲性和耐久性,方能作為水工建筑物的地基。

一、地基處理方法

水利水電工程地基處理的基本方法主要有開挖、灌漿、防滲墻、樁基礎、錨固,還有置換法、排水法以及擠實法等。

(1)開挖。開挖處理是將不符合設計要求的覆蓋層、風化破碎有缺陷的巖層挖掉,是地基處理最通用的方法。

(2)灌漿。灌漿是利用灌漿泵的壓力,通過鉆孔、預埋管路或其他方式,把具有膠凝性質的材料 (水泥)和摻合料 (如黏土等)與水攪拌混合的漿液或化學溶液灌筑到巖石、土層中的裂隙、洞穴或混凝土的裂縫、接縫內,以達到加固、防滲等工程目的的技術措施。

(3)防滲墻。防滲墻是使用專用機具鉆鑿圓孔或直接開挖槽孔,以泥漿固壁,孔內澆灌混凝土或其他防滲材料等,或安裝預制混凝土構件,而形成連續的地下墻體。也可用板樁、灌注樁、旋噴樁或定噴樁等各類樁體連續形成防滲墻。

(4)置換法。置換法是將建筑物基礎底面以上一定范圍內的軟弱土層挖去,換填無侵蝕性及低壓縮性的散粒材料,從而加速軟土固結的一種方法。

(5)排水法。排水法是采取相應措施如砂墊層、排水井、塑料多孔排水板等,使軟基表層或內部形成水平或垂直排水通道,然后在土壤自重或外荷壓載作用下,加速土壤中水分的排除,使土壤固結的一種方法。

(6)擠實法。擠實法是將某些填料如砂、碎石或生石灰等用沖擊、振動或兩者兼而有之的方法壓入土中,形成一個個的柱體,將原土層擠實,從而增加地基強度的一種方法。

(7)樁基礎。樁基礎可將建筑物荷載傳到深部地基,起增大承載力,減少或調整沉降等作用。樁基礎有打入樁、灌注樁、旋噴樁及深層攪拌樁。

(8)錨固。將受拉桿件的一端固定于巖體中,另一端與工程結構相連接,利用錨固結構的抗剪、抗拉強度,改善巖土力學性質,增強抗剪強度,對地基與結構物起到加固作用的技術。

二、灌漿工程

巖基灌漿,就是把一定比例具有流動性和膠凝性的某種液體,通過鉆孔壓入巖層的裂隙中去,經過膠結硬化,提高巖基的強度,改善巖基整體性和抗滲性。

巖基灌漿類型,按材料分為水泥灌漿、黏土灌漿、瀝青灌漿和化學灌漿等;按用途分為帷幕灌漿、固結灌漿、接縫灌漿、回填灌漿、接觸灌漿等。

帷幕灌漿一般布置在壩體迎水面一側的地基內,形成一道連續的垂直或向上的幕墻。其作用就是為了減少壩基滲流、降低滲透壓力,保持地基的滲透穩定。特點是孔較深、灌漿壓力較大,一般采用單孔灌漿。斜幕比直幕效果好,但施工難度大。對于帷幕灌漿的主要部位,應在水庫蓄水前完成,容易保證質量。否則,由于出現較大的揚壓力,不僅增加施工難度,還造成漿液損失,影響帷幕的整體性和密實性。為了解決帷幕灌漿和混凝土澆筑之間的矛盾,灌漿通常安排在廊道內進行。

固結灌漿部位與范圍由地基地質條件、巖石破碎情況決定。當壩基良好時,有的工程僅在上下游應力大的范圍進行固結灌漿;壩基巖石較差,壩又較高時,多進行壩基全面積甚至超出壩基面積的固結灌漿。固結灌漿的目的是提高和改善巖基物理力學性質,提高巖基的強度和整體性,增強防滲效果,減少開挖深度。灌漿孔深較小,一般為5~8m,也有達15~40m的深孔。平面上為網格交錯布孔,通常采用群孔沖洗,分序加密灌漿。固結灌漿通常在壩基開挖和基礎混凝土澆筑等工序間穿插進行,施工干擾大,時間性強,應合理安排。為了保證灌漿質量,有的工程要求分期進行,在混凝土澆筑前進行一期低壓灌漿,基礎混凝土澆筑后進行二期中壓灌漿。

接觸灌漿的部位為混凝土與地基的結合面。通過混凝土鉆孔壓漿或預先在接觸面上埋設灌漿盒及相應的管道系統進行灌漿,灌漿方法與固結灌漿相同。在固結灌漿部位,可結合固結灌漿進行,目的是加強壩體混凝土與岸坡或地基之間的結合能力,提高壩體的抗滑穩定性。接觸灌漿應安排在壩體混凝土達到穩定溫度后進行,以防止混凝土冷縮拉裂。

(一) 灌漿材料

1.水泥灌漿

水泥是一種主要的灌漿材料,效果比較可靠,成本比較低廉,材料來源廣泛,操作技術簡便,在水利水電工程中被普遍采用。

在縫隙寬度比較大 (大于0.15~0.2mm)、單位吸水率比較高 [大于0.01L/(min·m·m)]、地下水流速度比較小 (小于80~200m/d)、侵蝕性不嚴重的情況下,水泥漿的效果比較好。

一般多選用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽大壩水泥,在有侵蝕性地下水的情況下,可用抗酸水泥等特種水泥。礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質硅酸鹽水泥不宜用于灌漿。

水泥標號,回填灌漿不宜低于325號;帷幕灌漿和固結灌漿不宜低于425號;接縫灌漿不宜低于525號。

水泥的細度對于灌漿效果影響很大,水泥顆粒越細,漿液才能順利進入細微的裂隙,提高灌漿的效果,擴大灌漿的范圍。一般規定:灌漿用的水泥細度,要求通過標準篩孔(4900孔/cm2)的篩余量不大于5%。應特別注意水泥的保管,不準使用過期、結塊或細度不符合要求的水泥。

根據灌漿需要,可摻鋁粉及速凝劑、減水劑等外加劑,改善漿液的擴散性和流動性。

2.黏土灌漿

黏土灌漿的漿液是黏土和水拌制而成的泥漿。可就地取材,成本較低。它適用于土壩壩體裂縫處理及砂礫石地基防滲灌漿。

灌漿用的黏土,要求遇水后吸水膨脹,能迅速崩解分散,并有一定的穩定性、可塑性和黏結力。在砂礫石地基中灌漿,一般多選用塑性指數為10~20、黏粒 (d<0.005mm)含量為40%~50%、粉粒 (d=0.005~0.05mm)含量為45%~50%、砂粒 (d=0.05~2mm)含量不超過5%的土料;在土壩壩體灌漿中,一般采用與土壩相同的土料,或選取粘粒含量20%~40%、粉粒含量30%~70%、砂粒含量5%~10%、塑性指數10~20的重壤土或粉質黏土。黏粒含量過大或過小都不宜做壩體灌漿。

3.化學灌漿

化學灌漿是以各種化學材料配制的溶液作為灌漿材料的一種新型灌漿。漿液流動性好、可灌性高,小于0.1mm的縫隙也能灌入。可以準確地控制凝固時間,防滲能力強,有些化學灌漿漿液膠結強度高,穩定性和耐久性好,能抗酸、抗堿、抗水生生物和微生物的侵蝕。這種灌漿多用于壩基處理及建筑物的防滲、堵漏、補強和加固。缺點是成本高,有些材料有一定毒性,施工工藝較復雜。

化學灌漿的工藝與水泥灌漿工藝大致相同。按漿液的混合方式,可分為單液法和雙液法兩種灌漿法。

單液法是在灌漿之前,漿液的各組成材料按規定一次配成,經過氣壓和泵壓壓到孔段內,這種方法的漿液配合比較準確,設備及操作工藝均較簡單,但在灌漿中要調整漿液的比例,很不方便,余漿不能再使用。此法適用于膠凝時間較長的漿液。

雙液法是將預先已配置好的兩種漿液分別盛在各自的容器內,不相混合,然后用氣壓或泵壓按規定比例送漿,使兩液在孔口附近的混合器中混合后送到孔段內,兩液混合后即起化學反應,漿液固化成聚合體。這種方法在施工過程中,可根據實際情況調整兩液用量的比例,適應性強,儲漿筒中的剩余漿液分別放置,不起化學反應,還可繼續使用。此法適用于膠凝時間較短的漿液。

化學灌漿材料品種很多,一般可分為防滲堵漏和固結補強兩大類。前者有丙烯酰胺類、木質素類、聚氨酯類、水玻璃類等,后者有環氧樹脂類、甲基丙烯酸酯類等。

(二) 灌漿施工

1.鉆孔

先進行放樣。一般用測量儀器放出建筑物邊線或中線后,由中線或邊線確定灌漿孔的位置。開孔位置與設計位置的偏差不得大于10mm,帷幕灌漿還應測出各孔高程。對于直孔或傾角小于5°的斜孔,孔斜偏差值不得大于表4 3中的允許值。

表4-3 孔斜允許值

灌漿孔有鉛直孔和傾斜孔。裂隙傾角小于40°的可打直孔,以提高工效。多采用回轉式鉆機鉆孔,鉆孔效率高,不受孔深孔向和巖石硬度的限制。回轉式鉆機的鉆頭,有硬質合金、鋼粒和金剛石三種。在7級以下的巖石中,采用硬質合金鉆頭,鉆進效率較高;7級以上的堅硬巖石,采用鋼粒鉆進,但產生的巖粉多、鐵屑多,孔徑不均,且只能鉆直孔;在石質堅硬且較完整的巖石中,采用金剛石鉆頭,效率高、孔徑均勻,且不受孔向影響,但成本高。孔徑由巖石情況、孔的類別、鉆孔深度而定,灌漿孔一般為75~91mm,檢查孔為110~130mm。

圖4-10 鉆孔灌漿順序

1、2、3—鉆灌次序

各灌漿孔都是采用逐步加密的施工順序。先進行第一序孔的鉆孔,灌漿后再依次進行第二序孔的鉆孔。這樣,后序灌漿孔即可作為前序孔的檢查孔,進行壓水試驗,如果單位吸水率達到了設計值,可省去后序孔的灌漿。帷幕孔布孔特點為線、單、深,固結孔特點為面、群、淺,其布孔順序如圖4 10所示。

2.沖洗

在灌漿之前,要對鉆孔孔壁及周圍的巖石裂隙進行沖洗,將殘存在孔底的巖粉、鐵砂粉及孔壁周圍裂隙中的充填物沖出孔口或推移到灌漿區以外以確保灌漿質量。經過沖洗,回水變清,孔內殘存雜質沉積厚度不超過20cm時,可結束沖洗。沖洗方法可根據地質條件、灌漿種類而選定,有單孔沖洗和群孔沖洗。

(1)單孔沖洗僅能沖掉鉆孔本身及周圍較小范圍裂隙的充填物,適用于巖石較完整、裂隙較少的情況,方法有以下三種:

1)高壓水沖洗將該孔段沖洗壓力盡可能地提高,可達到灌漿壓力的80%,該值大于1MPa時,采用1MPa。在規定的灌漿壓力下,達到回水完全清潔,延續20min,達到穩定流量止。

2)高壓脈沖沖洗就是用高低壓反復沖洗,先用高壓 (灌漿壓力的80%)沖洗5~10min后,將孔口壓力在極短的時間內突然降低到零,形成反向水流,將縫隙中的碎屑帶出,濁水變清后,再將壓力升到原來的壓力,維持幾分鐘,又突然降為零,一升一降,反復沖洗,直到回水變清,再延續5~20min結束。壓差越大,效果越好。

3)揚水沖洗對于地下水位較高、水量豐富的鉆孔可以采用。沖洗時,先將沖洗管下到鉆孔底部,壓入壓縮空氣,孔內水氣混合,由于重量輕,在地下水和壓縮空氣的作用下,噴出孔口外,將孔內雜物帶出。連續通水通氣,直到鉆孔沖凈為止。在斷層破碎帶地區沖洗效果最好。

(2)群孔沖洗。一般適用于巖層破碎、節理裂隙比較發育的巖層中。根據設備能力和地質條件,常把2~5個裂隙互相串通的鉆孔組成一批孔組,向一個或幾個孔壓入壓力水和壓縮空氣,而從另外的孔排出污水,互為輪換,反復交替沖洗,直到各孔出水潔凈為止。這種群孔沖洗,可不分序,同時灌漿。

3.壓水試驗

壓水試驗是在一定壓力條件下,通過鉆孔將水壓入孔壁周圍的縫隙中去,根據壓入的水量和壓入時間來計算出反映巖層滲透特性的技術參數。在我國,巖層的滲透特性一般多用單位吸水量W來表示。單位吸水量,就是在單位時間內,單位水頭壓力作用下壓入單位長度試驗孔段內的水量。

壓水試驗在裂隙沖洗結束后進行。試驗孔段長度和灌漿段長度一致,一般為5~6m。試驗采用純壓式壓水方法。按式 (4 1)計算:

式中 W——單位吸水量,L/(min·m·m);

Q——試驗孔段壓入流量,L/min;

L——試驗孔段長度,m;

H——試驗孔段的計算水頭,m。

壓水試驗的壓力,采用同段灌漿壓力的80%,該值大于1MPa時,取1MPa。

帷幕灌漿,在設計壓力下,壓水20min結束。其間每5~10min測一次壓入水量,取最后的流量值作為計算流量。

固結灌漿孔壓水試驗吸水量的穩定標準,可參考帷幕灌漿并適當放寬。

4.灌漿施工

(1)灌漿設備。水泥灌漿所用的設備主要由灰漿攪拌機、灌漿泵、管路、灌漿塞等組成。

攪拌機由上下兩個筒體及拌灰裝置、傳動裝置組成,容量為100~200L,作用是連續供應灌漿泵所用漿液。灌漿用的泵一般為活塞式灌漿泵,按缸體軸線方向分為立式和臥式兩種。立式為單缸,臥式分單缸和雙缸兩類。臥式較為常用,工作原理如圖4 11所示。當活塞右移時為吸漿,左移時為壓漿,漿液被壓入空氣室 (起穩壓作用),再壓入管路中去。

管路的作用是輸送漿液,有內外管、返漿管及高壓輸漿管之分,一般采用高壓膠管。灌漿塞的作用是分隔密封灌漿孔段,進行分段灌漿,提升灌漿壓力。主要包括灌漿頭、擴張器 (膠球)和一些管閥組成。擴張器被夾緊在底座和頂座之間,借孔口的絲桿壓緊而擴張,與孔壁貼緊,起到阻漿作用。

圖4-11 活塞臥式灌漿泵工作原理

1—活塞;2—閥門;3—吸漿閥;4—壓漿閥;5—壓力管道;6—空氣室;7—橡膠隔膜;8—水

(2)鉆灌次序。帷幕灌漿與固結灌漿中,鉆孔與灌漿都要遵循分序加密的原則。通過分序加密,漿液逐漸被擠壓密實,促進灌漿的連續性;逐序提高灌漿壓力,有利于漿液的擴散和密實;通過每序孔的ω和單位吸漿量的變化,判斷先序孔的灌漿效果,可減少串漿現象的發生。布孔時先稀后密,對于帷幕灌漿,一序孔按8~12m進行鉆孔,然后進行灌漿,二序、三序、四序孔距分別為4~6m、2~3m、1~1.5m,分別鉆孔灌漿。在有地下水或蓄水狀態下灌漿,雙排帷幕,應先下排,后上排;三排帷幕,先下排,然后上排,最后中間排,以免漿液過多地流失。

固結灌漿,對于孔深小于5m,巖層比較完整的條件下,可采用兩序孔,方格型布點,最后孔序的孔距一般采用3~4m。固結灌漿宜在混凝土壓重下進行,以便保護巖體,增大灌漿壓力。

當工程中某部位既要帷幕灌漿又要固結灌漿時,應遵循先固結后帷幕的原則。

(3)灌漿方法。灌漿方法包括每個孔段的漿液灌筑方式和每孔的鉆灌順序。

1)漿液灌筑方式。漿液灌筑方式分為純壓式和循環式兩種。工作原理如圖4 12所示。

圖4-12 漿液灌筑方式

1—水;2—拌漿筒;3—灌漿泵;4—壓力表;5—灌漿管;6—灌漿塞;7—回漿管

純壓式灌漿采用單根灌漿管,漿液壓入孔段后,只能向巖石縫隙擴散,不能返回,如圖4 12(a)所示。此法設備簡單,操作方便,但流速小,易沉淀,只用于吸漿量很大、淺孔巖基固結灌漿。化學漿液是稀溶液,無沉淀問題,所以采用純壓式灌漿。

循環式灌漿是灌漿泵把漿液壓入鉆孔后,漿液一部分進入巖層裂隙中去,另一部分由回漿管返回拌漿筒,如圖4 12(b)所示。此法在灌漿中,漿液在孔段內始終處于循環流動狀態,有效地防止固體顆粒材料在灌漿中沉淀。

2)鉆灌方法。單個鉆孔的灌漿順序,可分為全孔一次灌漿法、全孔分段灌漿法兩類。

全孔一次灌漿法是將鉆孔一次鉆到設計深度,灌漿塞卡在孔口,全孔一次灌漿。這種方法雖然施工簡單,但效果不佳,僅用于孔深小于6m、巖石較完整的地基。

全孔分段灌漿法是將全孔分為若干段進行鉆孔灌漿,按順序不同,又有自上而下分段、自下而上分段、綜合分段及孔口封閉灌漿法。分段長度對灌漿質量有一定影響,帷幕一般控制在5~6m,地質條件好的地區,可放寬到10m以內,地質條件差的地區,降到3~4m,壩體混凝土和基巖的接觸段應先行單獨灌漿并待凝,接觸段在巖石中的長度不得大于2m。對于孔口封閉灌漿,孔段長度適當降低,地面以下10m內,分段長依次為2m、2m、3m、3m,10m以上各段長為4m。

自上而下分段灌漿法將全孔分為3~5m若干段,自上而下鉆一段灌一段 (圖4 13)。其優點是隨著孔深的增加,可逐段提高灌漿壓力,保證灌漿質量;上段凝固后,才能灌下一段,可以防止地表冒漿;分段壓水試驗,成果準確,有利于分析判斷各段灌漿質量。但鉆機移動次數多、鉆孔工作量加大、待凝時間長,對施工不利。適用于地質條件差、巖石破碎、灌漿要求高的地區。

圖4-13 自上而下分段灌漿

1、2、3—灌漿段順序;4—灌漿塞

自下而上分段灌漿法是將全孔一次鉆完,然后自下而上,利用灌漿塞分段灌漿 (圖4 14)。這種方法提高了鉆機的工作效率,鉆灌互不干擾,進度較快,但灌漿壓力不能太大,易發生卡塞、串漿和繞塞返漿等,故僅適用于巖層較完整、裂隙較少的地區。

綜合分段灌漿法天然地基中,通常是接近地表的巖層比較破碎,下部巖層比較完整。當鉆孔較深時,在上部孔段采取自上而下分段鉆孔灌漿,下部采取自下而上分段鉆孔灌漿,取其兩者的優點。

孔口封閉灌漿法是用封閉器代替灌漿塞,將封閉器設在孔口,自上而下分段鉆孔和灌漿的一種方法。適用于最大灌漿壓力大于3MPa帷幕灌漿工程。灌漿必須采用循環式自上而下分段灌漿方法。孔口段以下的3~5個灌漿段,段長宜短,壓力遞增宜快,再向下的各灌漿段段長宜為5m,灌漿壓力提到設計的最大壓力。施工過程為:首先鉆一淺孔,深度不小于2m,進行表層灌漿,結束后埋入直徑為75mm,長度不小于2m的鋼管作孔口管,然后自上而下進行小孔徑 (直徑60mm左右)鉆孔,鉆一段,灌一段,中間不待凝,鉆灌結合,連續作業,工效高,進度快,成本低,工藝簡單,受到施工單位的歡迎。不足之處是孔口管不能回收,浪費鋼材,全孔多次復灌,壓水試驗不夠準確。灌漿進行中,如同時滿足兩個條件,方可結束:①在設計壓力下,注入率不大于1L/min時,延灌時間不少于90min;②灌漿全過程中,在設計壓力下的灌漿時間不少于120min。

圖4-14 自下而上分段灌漿

1、2、3—灌漿段順序;4—灌漿塞

(4)灌漿壓力是指作用在灌漿孔段中心點的壓力,是影響灌漿質量的重要因素。在不破壞巖層結構的前提下,壓力越大,漿液擴散越遠,膠體越密實,灌漿范圍越大,灌漿效果越好。灌漿壓力可由式 (4 2)估算:

式中 P——孔段中心點壓力,MPa;

P1——灌漿管路中壓力表的壓力,MPa;

P2——漿液自重壓力 (考慮地下水的影響后),MPa (按灌漿中漿液密度最大值計算);

P3——壓力表處至灌漿孔段間管路摩擦壓力損失,MPa,當壓力表安在孔口進漿管上時,取正值,壓力表安在孔口回漿管上時,取負值。

灌漿壓力的大小與孔深、巖層性質和灌漿段上有無壓重等因素有關,目前國內常根據式 (4 3)進行計算。

式中 P——灌漿壓力,Pa;

P0——基巖表層的允許壓力,Pa(可由表4 4查得);

D——灌漿段以上巖層的厚度,m;

m——灌漿段以上巖層每增加1m所能增加的灌漿壓力,Pa/m,(可由表4 5查得);

h——灌漿孔以上壓重的厚度,m;

γ——壓重的容重,kg/m3

g——重力加速度,m/s2

K——系數,可選用1~3。

表4-4 P0m值選用

1.采用自下而上分段灌漿時,m應選范圍內的較小值。

2.Ⅴ類巖石在外加壓重情況下,才能有效地灌漿。

影響灌漿壓力的因素很多,可按地質條件、壓重條件、孔深及灌漿要求,參照已完成工程進行類比確定。也可通過壓水試驗,確定不破壞巖石結構的臨界壓力,作為選取設計灌漿壓力的依據。臨界壓力可通過壓力與注入水量的關系來判斷,正常情況下,壓入水量與壓力成正比,當壓力上升至某一數值時,注入水量突然迅速增大,說明巖石裂隙已被擴寬,此時的壓力即為臨界壓力。灌漿壓力的控制有兩種方法:一種是灌漿開始后,在較短的時間內將壓力升到設計壓力,直到終止,這種方法稱為一次升壓法;另一種是將壓力分三級,即依次從0.3P、0.7P、1.0P逐級升壓,以吸漿率控制。前種壓力大,漿液擴散遠,利于提高質量,用于巖石完整、吸水率小的地層灌漿;后者可以防止超灌、延長機械壽命,用于巖石破碎、透水性強的地層。

(5)漿液稠度控制。稠度即水與干料的比值。在灌漿過程中,漿液的稠度要根據吸漿量的變化及時調整。稀漿流動性好,易擴散,細小縫也能灌入;濃漿流動性差,擴散范圍小,細小縫灌不進去。前者易超灌,漿液凝固收縮大,與巖石結合不好;后者凝固收縮小,固結質量高。巖基灌漿的漿液稠度,以水灰比表示 (重量比)。

帷幕灌漿漿液水灰比可分為5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1七個比級。灌漿可從5∶1開始,根據灌漿壓力和吸漿率的變化及時調整,應遵循由稀到濃的原則,形成循序漸進的灌漿過程,先灌稀漿,逐步變濃,直到結束。在灌漿過程中,要及時變換漿液的稠度,最常用的是限量法 (根據每一級稠度的漿液灌入量來控制,稱為限量法)。當某級稠度的漿液灌入量超過限量標準 (300L以上或灌筑時間超過1h),而灌漿壓力及吸漿量均無改變,或無明顯改變時,將漿液加濃一級;當灌入率大于30L/min時,可根據具體情況越級加濃。如果發現變濃后,吸漿量顯著下降,或灌漿壓力突然上升,說明裂隙被濃漿堵塞,變濃不當,應立即變回原稠度。

固結灌漿漿液比級和稠度變換,可參照帷幕灌漿的規定,根據工程實際情況確定。

(6)灌漿結束。

對于帷幕灌漿:當采用自上而下分段灌漿法時,在設計壓力下,灌入率不大于0.4L/min時,繼續灌60min;或不大于1L/min時,繼續灌筑90min,灌漿結束。采用自下而上分段灌漿法時,繼續灌筑的時間可相應地減少為30min和60min,灌漿可以結束。

對于固結灌漿:在規定壓力下,當注入率不大于0.4L/min,繼續灌筑30min,灌漿可結束。

封孔帷幕灌漿孔比較深,回填質量要求高,應采用分段壓力灌漿封孔法。即自上而下灌漿結束后,就應立即改用濃漿自下而上復灌,每段10~15m,采用原來的孔段壓力,按正常灌漿結束標準,灌完待凝,直至頂部空孔部分小于5m時,清孔后用水泥砂漿封滿。固結灌漿孔比較淺,當孔深大于10m時,和帷幕灌漿相同;當孔深小于10m時,采用機械壓漿封孔法,即灌漿結束后,將膠管下入底部,用灌漿泵或砂漿泵向孔內壓入濃漿或砂漿,直到將孔內積水頂出,孔口冒出濃漿或砂漿為止,緩緩上提膠管,但不得脫出。

(7)特殊情況處理。灌漿是一項隱蔽性工程,時間性強,質量要求高,但施工中往往出現一些不正常情況,應及時處理。

1)中斷。灌漿應連續進行,若因故中斷,應及早恢復。中斷未超過30min,應盡快沖洗,用5∶1稀漿復灌,逐漸變濃。超過30min,考慮重新鉆孔灌漿。

2)串漿。帷幕灌漿過程中發生串漿時,如串漿孔具備灌漿條件,可以同時進行灌漿,應一泵灌一孔。否則應將串漿孔用塞塞住,待灌漿孔灌漿結束后,串漿孔再行掃孔、沖洗,而后繼續鉆灌。

3)地表冒漿。可結合工地實際,在冒漿處用棉花、絲袋嵌縫或速凝水泥封堵、加濃漿液、降低壓力、間歇灌漿等方法處理。

4)地面抬動。降低灌漿壓力,在不抬動的前提下,灌至不吸漿為止。

5)特大耗漿。灌漿的漿液按正常變換條件,已達到最濃漿,但吸漿量仍然很大,難以達到結束標準,采取以下措施:①低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿;②在漿液中摻速凝劑;③灌筑混合漿液。對于溶洞灌漿,應查明溶洞的充填類型和規模,然后采取相應的措施。當洞內無充填物時,根據溶洞大小,可采取泵入高流態混凝土、投入碎石再灌筑水泥砂漿或混合漿液等措施。待凝后,掃孔,再灌水泥漿;溶洞內有充填物時,根據充填類型、充填程度,可采用高壓灌漿、高壓噴射灌漿等措施。

(8)灌漿質量檢查。帷幕灌漿質量檢查,應以檢查孔壓水試驗成果為主,結合對竣工資料和測試成果的分析,綜合評定。檢查孔應設在以下位置:①帷幕中心線上;②巖石破碎、斷層、大孔隙等地質條件復雜部位;③注入量大的孔段附近;④經資料分析灌漿不正常對灌漿質量有影響的部位。檢查孔的數量宜為灌漿孔總數的10%。檢查孔壓水試驗宜在灌漿結束14d后進行,采用自上而下分段壓水試驗,并采取巖芯,結束后,按技術要求進行灌漿和封孔。帷幕灌漿壓水試驗檢查,壩體混凝土與基巖接觸段及其以下的一段合格率應為100%;再以下各段的合格率應在90%以上,不合格段的透水率不超過設計規定值的100%,且不集中,灌漿質量可認為合格。

固結灌漿質量檢查宜采用測量巖體波速或靜彈性模量的方法,也可以采用單點壓水試驗的方法,檢查的時間應分別在灌漿結束7d、14d、28d后進行。檢查孔的數量不宜小于灌漿孔總數的5%,檢查結束后,按技術要求進行灌漿和封孔。對于壓水試驗檢查,孔段合格率應在80%以上,不合格孔段的透水率值不超過設計規定值的50%,且不集中,灌漿質量可認為合格。

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