浅谈千枚岩地层边坡灌浆施工技术

发表时间:2021/8/4   来源:《建筑实践》2021年第40卷9期   作者:马旭 韩小霞 曹永顺 王玉溪
[导读] 此文以老挝某水电站厂房边坡千枚岩地质的灌浆处理为实例,简要介绍了此特殊地层的处理方法,为类似工程的处理提供参考和借鉴。

        马旭  韩小霞 曹永顺 王玉溪
        (中国水利水电第十工程局有限公司  四川 成都 610072)

        【摘要】此文以老挝某水电站厂房边坡千枚岩地质的灌浆处理为实例,简要介绍了此特殊地层的处理方法,为类似工程的处理提供参考和借鉴。
关键词:千枚岩   钻孔  洗孔   深孔固结灌浆   
1  工程简介
        厂房后边坡EL.398m高程以下边坡坡度由缓变陡(1:0.8→1:0.5→1:0.3)且岩层为千枚岩,层状分布。开挖过程中容易造成边坡岩体应力集中,岩层倾向与边坡倾向相反易发生倾倒变形,基坑下部坡体位于地下水位之下、易发生软化、加大坡面变形。为保证下部边坡顺利开挖,拟采用深孔固结灌浆的方式进行加固。共计工程量为3245m,最深孔深达35m。
2  施工对策
        地层特点:千枚岩遇水成泥,强度降低,可灌性较差;岩层发育为倒倾角,角度在60-70度,呈层状分布,对施工极为不利。
   对策:1)钻孔时考虑整体岩层的穿透采用钻斜孔,为保证从五级到六级马道的高度采用深孔固结孔;2)考虑遇水泥化的特殊性,全程钻孔和洗孔均采用高压风;3)为保证灌浆效果开灌采用浓浆起灌,再根据灌浆情况变浆施工;4)孔距在采用常规的”排间分序、排水加密“的原则基础上将其缩短,以保证扩散范围。
3  施工方案
        根据现场情况,施工工艺流程如下:施工准备→钻孔→洗孔→灌浆→封孔→质量检查
3.1 施工准备
        施工前对施工区域的边界范围进行测量放线,然后平整清理场地,并浇筑C5混凝土,混凝土厚度50cm左右。待混凝土达到强度后,精确放出孔位。
3.2 钻孔
   采用XY-2B型地质钻机冲击器成孔,孔径ф80mm,孔深为35m,钻孔孔向分别为16°、18°、20°。钻孔顺序采用排间分序,排内加密的原则进行,间排距2m*2m,共分为两序施工。
3.2 冲洗
        钻孔冲洗采用高压风冲洗,冲洗压力为灌浆压力的50%。先进行冲壁冲洗,待冲洗干净,无岩粉岩屑后,再进行二次裂隙冲洗,冲洗时间不低于10min。冲洗完成后应立即进行灌浆作业。
3.3 灌浆施工
        灌浆采用SGB6-10高压灌浆泵,孔内卡塞自下而上全孔一次灌注的方式进行。灌浆压力如表1所示:
表1灌浆压力一览表
         段号                    项目    第一段    第二段    第三段    第四段及以下各段
段长(m)    3.0    3.0    5.0    6.0
压力(Mpa)    0.5    1.0    1.5    2.0
        浆液比级:根据此工程情况,采用灌浆比级为:2:1、1:1、0.8:1、0.5:1。


        浆液水灰比的变换原则:① 当灌浆压力保持不变,注入率持续减小时,或当注入率不变而压力持续升高时,不得改变水灰比; ② 当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,应改浓一级; ③ 当注入率大于30L/min时,可根据具体情况越级变浓。按规定变换浆液浓度后,如发现压力突然增大或单位吸浆量突然减少,则说明浆液浓度变换不合理,这时应尽快地换回原浓度的浆液,继续灌注。
         灌浆结束标准:灌浆段在最大设计压力下,注入率不大于1L/min,继续灌注30min,可结束灌浆。
3.4 封孔
        封孔采用“全孔灌浆封孔法”:全孔灌浆完毕后,孔内充满浓稠浆液,直接在孔口进行封孔灌浆,封孔采用水灰比为0.5:1的浆液,压力采用灌浆终孔段压力,结束标准和灌浆结束标准相同。
3.5 质量检查
        灌浆结束后7d进行检查孔施工。
4  成果分析
        本工程共计完成钻灌施工3245m,共计灌入水泥346t,平均单位注灰量为106.79kg/m。其中I序孔完成钻灌1637.5m,灌入水泥259.72t,单位注灰量为155.2kg/m,II序孔完成钻灌1572m,灌入水泥86.83t,单位注灰量为55.25kg/m。
        从数据分析,单位注灰量比较:I序孔>II序孔,符合灌浆规律。通过注灰量来看,平均注灰量已达到100kg/m以上,体现了充分的可灌性。
        通过检查孔来看,共计完成4孔,透水率均小于3lu。取芯来看,浆脉与结石较为明显,且岩芯完整,取芯率达96.7%,效果明显。
        从上述成果分析,采用此法施工灌浆效果较好,为后期开挖提供了良好的保障。
5  工程结论
        此地层灌浆处理关键点:1、施工前,应有相应的盖重,混凝土标号不用过高,即保证了施工又减少成本;2、钻孔应尽量多穿岩层面,有助于提高灌浆效果;3、钻孔、洗孔均不能用水,防止由于泥化现象堵塞地层通道,导致灌浆效果不好;4、灌浆浆液应选择浓浆灌注,防止清浆由于含水较多在通过裂隙时及早封闭裂隙;5、为更好达到灌浆效果,采用自下而上的灌浆方式,若采用自上而下灌浆方式,在上一段灌注时,有可能会影响下一段的灌浆效果。
6  结束语
   此工程采用的处理方法,是在常规灌浆的基础上作了部分适合本工程实际情况的调整,如不再采用高压水冲洗,不做灌浆压水试验,灌浆方法上也仅能采用自下而上的方式进行。从整体灌浆效果及后期开挖效果来看,都起到了相当好的作用,希望在以后类似工程中能起到借鉴作用。
参考文献
        [1]DLT 5148-2012,水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S]
        [2]唐世荣等,水利水电工程施工组织设计手册[M],北京,中国水利水电出版社,1996.
        [3]SL303-2004,水利水电工程施工组织设计规范[S]
        作者简介
        马旭(1989),男,助理工程师,从事水利水电基础处理施工及管理工作,有丰富的地基处理施工及管理工作经验。
        韩小霞(1987),女,助理工程师,从事水利水电基础处理施工。
        曹永顺,1982年,工程师,长期从事基础处理施工。
        王玉溪(1982),男,高级工程师,从事水利水电基础处理施工及管理工作,有丰富的地基处理施工及管理工作经验。
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