本發(fā)明涉及一種固結灌漿施工方法，特別是水利水電工程壩基巖石蓋重固結灌漿施工方法。

背景技術：

固結灌漿是一項改善巖基節(jié)理、裂隙發(fā)育或有破碎帶等地質缺陷部位巖石力學性能，提高壩基巖體均勻性、整體性和抗變形能力、抗壓強度和彈性模量，減少巖體變形與不均勻沉降的一種施工技術，在水利水電工程中得到了廣泛使用，幾乎每一座大壩為了提高壩基巖體的整體性，改善壩基地質缺陷部位巖體力學性能，增強壩基巖體均勻性，均對壩基巖體進行了固結灌漿，從而提高大壩安全儲備。

常規(guī)的固結灌漿方法為有混凝土蓋重固結灌漿，與基礎混凝土澆筑相伴，影響混凝土澆筑，占用工程直線工期；無蓋重固結灌漿和引管+無蓋重固結灌漿方法是有蓋重固結灌漿方法的進一步發(fā)展，較好的解決了混凝土澆筑與固結灌漿相互干擾的矛盾，加快了施工進度；但灌漿壓力較低，致使巖體中細小裂隙因壓力不足，漿液進不去，沒有得到較好的灌注；灌漿過程建基面易發(fā)生冒漿、串漿，建基面表層灌漿效果較差，因此采取有效的固結灌漿施工方法，解決固結灌漿與混凝土澆筑的矛盾，保證灌漿質量是固結灌漿施工的一大難題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是針對現(xiàn)有大壩固結灌漿方法存在的不足，提供一種巖石蓋重固結灌漿施工方法，以解決現(xiàn)有壩基固結灌漿施工與混凝土澆筑互相影響、互相干擾的矛盾和建基面表層灌漿效果差的問題，使固結灌漿與混凝土澆筑工序完全脫離，實現(xiàn)壩基混凝土連續(xù)澆筑。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

在大壩基礎開挖時，在建基面高程以上預留厚度5m的巖石層作為巖石蓋重，進行固結灌漿，灌漿孔方向垂直建基面。巖石蓋重層一次性成孔灌漿，低壓灌漿(灌漿壓力不大于0.5mpa)，蓋重以下巖體分段鉆進分段灌漿，高壓灌漿(灌漿壓力達到3mpa)，巖石蓋重固結灌漿結束檢查合格后，對巖石蓋重層進行開挖剝離，再在建基面上進行淺層質量檢查，不合格部位鉆引管灌漿孔，孔深6m，安裝灌漿管路，三孔一引，形成循環(huán)式灌漿系統(tǒng)，待引管部位混凝土厚度達到30m后進行引管灌漿。

所述巖石蓋重固結灌漿ⅰ、ⅱ、ⅲ序孔按等間距排列，每排中ⅰ、ⅱ序孔逐一交替設置或ⅱ、ⅲ序孔逐一交替設置，每列中ⅰ、ⅱ序孔逐一交替設置或ⅱ、ⅲ序孔逐一交替設置；

灌漿按分序加密的原則進行，先施工ⅰ序孔，再施工ⅱ序孔、最后施工ⅲ序及以上灌漿孔；ⅰ、ⅱ序孔使用普通硅酸鹽水泥漿液，水灰比采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1(重量比)四級，ⅲ序及以上孔使用濕磨水泥漿液水灰比采用3:1、2:1、1:1、0.5:1(重量比)四級。

所述引管灌漿的進、回漿管的安裝如下：預埋型孔口封閉器安裝在引管灌漿孔孔口部位，孔內進漿管和孔內回漿管均固定在預埋型孔口封閉器上，孔內進漿管的進口和孔內回漿管的出口分別與孔外進漿管和孔外回漿管連通，三孔一引，即位于同一等高線上相鄰的三個孔的進漿管、回漿管分別連通在孔外的同一個進漿管、回漿管上，形成循環(huán)灌漿系統(tǒng)管路。

本施工方法相對于現(xiàn)有技術具有以下特點和優(yōu)點：

1、本施工方法將固結灌漿工序與壩基開挖相結合，將固結灌漿時間由壩基混凝土澆筑期提前到壩基開挖階段，使壩基固結灌漿與混凝土澆筑工序完全脫離，解決了固結灌漿與混凝土澆筑之間相互影響相互干擾的矛盾，實現(xiàn)了壩基混凝土連續(xù)澆筑。

2、固結灌漿在建基面預留的保護層巖石面上進行，使壩基固結灌漿施工與混凝土澆筑工序完全脫離接觸，消除了固結灌漿作業(yè)引起的混凝土損傷和混凝土中冷卻水管的損壞，保證了壩基混凝土質量。

3、固結灌漿混凝土蓋重變成巖石蓋重，使用較高的灌漿壓力、灌漿效果好；使用高效鉆孔設備，鉆孔速度快，工期??；灌漿結束后進行巖石蓋重層開挖剝離，不需清理附著在巖石表面的漿液、巖粉等，節(jié)省工作面清理費用。

本方法施工速度快，工期省，效率高，灌漿質量好，很好的解決了大壩固結灌漿與混凝土澆筑的矛盾，實現(xiàn)了壩基混凝土連續(xù)澆筑。

附圖說明

圖1是本固結灌漿方法布孔示意圖。

圖2是圖1所示沿1-1線剖面圖。

圖3是本發(fā)明引管灌漿剖面圖。

圖4是本發(fā)明施工工藝流程圖。

圖中：1-固結灌漿孔位，2-巖石蓋重層面，3-巖石蓋重層，4-建基面，5-固結灌漿孔，6-引管灌漿孔，7-孔內進漿管，8-孔內回漿管，9-孔外進漿管，10-孔外回漿管，11-預埋型孔口封閉器，12-混凝土。

具體實施方式

大壩基礎開挖至巖石蓋重層面2，鉆機就位，固定在1位置，沿鉆孔方向5鉆孔2，鉆孔2方向垂直建基面4，巖石蓋重層3低壓灌漿(0.5mpa)，一次性成孔灌漿，蓋重層3以下巖體高壓灌漿(灌漿壓力3mpa)，分段鉆進分段灌漿，灌漿結束檢查合格后采取減震、松動等措施對巖石蓋重層3進行開挖剝離，形成建基面4；然后對建基面4淺層巖體(深度5～6m)進行質量檢查，不合格部位鉆引管灌漿孔6，深度6m，每個孔內安裝進漿管7和回漿管8，用預埋型孔口封閉器11固定孔內進漿管7和回漿管8，并封堵孔口，然后按三個孔一組連接孔外進漿管9管路和回漿管10，引至廊道或壩后平臺，待引管部位混凝土12澆筑厚度超過30m后進行引管灌漿。

實施例

大壩基礎開挖時，在建基面上預留5m的巖石保護層，形成巖石蓋重層，在巖石蓋重層面進行固結灌漿作業(yè)。

在巖石蓋重層面按照設計圖布置固結灌漿孔位，按照孔位進行鉆孔灌漿，鉆孔方向垂直建基面；巖石蓋重層低壓灌漿，不分段一次性成孔灌漿，建基面以下巖體高壓灌漿，分段鉆進分段灌漿。

巖石蓋重固結灌漿質量檢查合格后，采取減震、松動等措施對巖石蓋重層進行開挖剝離，形成建基面。

建基面形成后，進行表層灌漿質量檢查。

表層灌漿質量檢查不合格部位鉆引管灌漿孔，深度6m，三孔一引，循環(huán)式，將灌漿管引至廊道或壩后平臺，澆筑混凝土進行覆蓋，待混凝土厚度達到30m以上后，進行引管灌漿。

本方法將有蓋重固結灌漿的蓋重由混凝土變成了巖石，消除了固結灌漿作業(yè)引起的混凝土損傷和混凝土中冷卻水管的損壞，確保了混凝土質量；將灌漿時間由壩基混凝土澆筑期提前到壩基開挖階段，使壩基固結灌漿與混凝土澆筑工序完全脫離接觸，實現(xiàn)了壩基混凝土連續(xù)澆筑；使用高效鉆孔設備，加快了鉆孔灌漿進度，效率高，節(jié)省工期；建基面表層灌漿質量檢查不合格部位引管灌漿不僅保證了灌漿質量，不影響壩基混凝土澆筑，而且解決了壩基固結灌漿施工與混凝土澆筑互相影響互相干擾的矛盾。

操作要點

(1)蓋重層頂部巖石開挖

蓋重層頂部巖石開挖采用預裂爆破方式，預裂孔布置、鉆孔、爆破按照建基面標準控制，保證蓋重層頂部巖面平整。

(2)蓋重層表面清理

人工清除巖石蓋重層表面殘留的巖石碎屑、活動的巖塊，使巖面無浮渣、無松動巖塊。

(3)灌漿孔位布設

測量人員按照施工圖紙布設控制孔位，每排至少三個孔位點，然后以控制孔位為基點，使用鋼尺布設其他灌漿孔位，誤差不大于10cm，并在測量布設控制孔位位置埋設標志，掛標志牌。

(4)輔助設施布設

包括施工排架搭設，供電、供風、供水管路布設，排污設施安裝，現(xiàn)場值班室設置等，根據(jù)現(xiàn)場條件制定輔助設施布置方案，監(jiān)理人批準后實施，完成后，經有關各方驗收合格后，投入使用。

(5)集中制漿站安設調試

在生產廠家技術人員指導下進行集中制漿站安裝，調試合格經監(jiān)理人現(xiàn)場驗收后投入使用。

(6)鉆孔灌漿設備就位

灌漿設備布設在灌漿站內，灌漿站配置防風、防雨、防曬等設施，自動記錄儀安裝在專門的操作間內；鉆機移動到孔位后，使用jjk-1型傾角方位刻度器調整鉆具傾角和方位，使鉆具中心線與孔位中心點重合。

(7)抬動觀測孔及裝置安裝

包括內觀測和外觀測裝置；外觀測使用抬動變形自動檢測儀，每個壩段布設兩臺，位置由監(jiān)理工程師確定；內觀測孔位由監(jiān)理人確定，使用地質回轉鉆機施工，孔徑為φ91mm，深度大于固結灌漿孔3～5m，內管(即測桿)、外管(即保護管)均為無縫鋼管，管徑分別φ32mm和φ80mm，絲扣連接；千分表支架使用專業(yè)磁式支架。洗孔、壓水、灌漿、封孔等均進行抬動變形觀測，基巖累計抬動變形值不允許超過200μm。

(8)物探孔鉆孔及灌前測試

孔位由監(jiān)理人確定，使用地質回轉鉆機造孔，提取巖芯，孔徑為φ76mm，孔深與固結灌漿孔相同，分段鉆進、洗孔和壓水試驗，鉆孔達到設計深度監(jiān)理人驗收合格后，進行灌前物探測試。

(9)巖石蓋重鉆孔灌漿

巖石蓋重層厚度5m，一次性鉆孔灌漿。

(10)建基面以下巖體鉆孔灌漿

ⅰ、ⅱ序孔采用自上而下分段灌漿法，ⅲ序孔采用綜合灌漿法(即巖石蓋重層灌漿后，一次性鉆至設計深度，然后自下而上分段灌漿)，加密孔和補強孔采用自下而上分段灌漿法。

(11)質量檢查

檢查孔位置由監(jiān)理人確定，使用地質回轉鉆機造孔，孔徑為φ76mm，提取巖芯，孔深與灌漿孔相同。

1)壓水試驗

壓水試驗灌漿結束7天后進行，分段鉆進，分段進行壓水試驗。

2)灌后物探測試

灌漿結束14天后進行灌后物探測試，灌后物探測試孔使用地質回轉鉆機鉆孔，鉆孔深度與灌漿孔相同。

(12)加密補強灌漿

檢查孔壓水試驗、灌后物探測試不合格的部位進行加密補強灌漿，灌漿孔孔位、數(shù)量由設計單位確定。

(13)巖石蓋重層開挖

灌漿質量檢查合格后，巖石蓋重層開挖采用預裂爆破方式，自上而下，分梯段進行，須進行專項爆破設計，控制藥量，減少爆破對建基面以下巖體損傷。

(14)淺層質量檢查

淺層質量檢查孔位、數(shù)量由監(jiān)理人確定，使用地質鉆機造孔，入巖深度6m，鉆孔結束后進行洗孔，孔底沉淀物厚度不大于20cm，監(jiān)理人驗收合格后進行單點法壓水試驗，然后進行物探測試，結束后按監(jiān)理人指示灌漿或封孔。

(15)引管補強灌漿孔位布設

淺孔質量檢查不合格的部位設置補強灌漿孔，孔位由設計單位確定，由測量人員按照設計孔位在建基面布設孔位點。

(16)鉆引管補強灌漿孔

使用潛孔鉆機造孔，使用jjk-1型傾角方位刻度器調整鉆具傾角和方位，孔徑為φ80mm，孔深6m。鉆孔達到設計深度，監(jiān)理人驗收合格后，使用大流量水進行鉆孔沖洗，清除孔內巖粉，孔底沉淀物厚度不大于20cm。

(17)灌漿引管安裝固定

1)孔內灌漿管安裝

包括進漿管和回漿管，材料均為φ25×2mm鍍鋅鋼管，孔內進漿管口距孔底距離不大于50cm，回漿管口距孔口距離不大于30cm。

2)灌漿管孔口固定

孔內灌漿管路安裝完成后通風或通水檢查管路暢通性，合格后，使用預埋型孔口封閉器固定孔內進漿管、回漿管，封閉孔口(補強固結孔兼接觸灌漿孔可用厚1mm鋼板固定住進漿管、回漿管后，用水泥砂漿密封固定)。

3)孔外灌漿安裝、固定

孔外灌漿使用φ38×2mm鍍鋅鋼管，沿等高線布設，管路敷設橫平豎直，拐彎處用彎管或圓弧過渡，接頭平順，用錨桿固定(φ20mm鋼筋，深入基巖20cm，間距2.5m)。管路引至廊道或壩后棧橋，管頭外露長度不小于20cm，高度以便于人工操作為宜。管口平整，掛牌標識，用孔口塞保護。“三孔一引”，并聯(lián)連接，形成循環(huán)灌漿管路，孔內進漿管、回漿管分別與孔外進漿管、回漿管焊接連接或三通連接。

(18)蓋重混凝土澆筑

蓋重混凝土按壩塊分層澆筑、養(yǎng)護；混凝土澆筑過程派專人檢查維護引管灌漿管路。

(19)引管灌漿

蓋重混凝土厚度達到30m以上，蓋重混凝土強度、溫度達到設計值后在廊道或壩后棧橋進行引管灌漿，采用循環(huán)灌漿方式，進、回漿管均安裝壓力表，灌漿壓力3.0mpa。

(20))引管封堵、管頭切除

灌漿結束3天后，切除外露的管頭，對封孔不密實的管頭，清除積水和稀漿，用水泥砂漿進行二次封孔；封孔密實的管頭，鑿除孔口凝固的水泥漿，用水泥砂漿填充密實；二次封孔3天后所有管頭用砂輪機打磨平整。