高山窄谷拱壩壩基分段分期灌漿法制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高山窄谷拱壩壩基分段分期灌漿法，屬于高山窄谷拱壩壩基高陡岸坡基巖面的基礎(chǔ)處理方法。拱壩基礎(chǔ)開挖驗收合格后進行固結(jié)灌漿鉆孔，對固結(jié)灌漿孔內(nèi)進行一期固結(jié)，一期固結(jié)灌漿結(jié)束后剩余接觸段采用φ75mm鉆孔套打1m，埋設(shè)灌漿系統(tǒng)，一期固結(jié)灌漿完成后澆筑壩體混凝土，壩體接縫灌漿完成或同時對壩基固結(jié)灌漿接觸段進行二期固結(jié)。本發(fā)明專利技術(shù)將基巖接觸段固結(jié)與接觸灌漿結(jié)合在一起，同時起到了接觸段固結(jié)和接觸灌漿的作用，節(jié)省了接觸灌漿系統(tǒng)工程量，節(jié)省工期，簡化施工工藝，達到了高陡岸坡灌漿處理施工簡便、技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理的壩基高陡岸坡基礎(chǔ)處理目標(biāo)，解決岸坡壩段基礎(chǔ)處理中遇到的難題。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于高山窄谷拱壩壩基高陡岸坡基巖面的基礎(chǔ)處理方法。
技術(shù)介紹
80%窄谷位于灰?guī)r、白云巖、砂頁巖等沉積巖地區(qū)，其中60%窄谷拱壩修建在灰?guī)r、白云巖窄谷。窄谷拱壩岸坡一般很陡，河谷呈完全V型，一般窄谷被沖蝕，窄谷岸坡常在70~80°度，甚至一定高度范圍內(nèi)呈倒坡。窄谷拱壩的谷底，有時因急劇沖蝕而形成深槽，這種深切峽谷往往容易形成順坡的卸荷松弛，較大的邊坡變形，甚至潛在崩塌和滑坡，加之施工期爆破影響，這就要求對岸坡很陡的高山窄谷拱壩兩岸壩基高陡邊坡基礎(chǔ)處理尤為重視。高山窄谷拱壩如采用常規(guī)固結(jié)灌漿方式，先澆筑壩體混凝土蓋重層，待蓋重層達到一定強度后進行鉆孔蓋重固結(jié)灌漿，增加蓋重混凝土鉆孔工程量，可能鉆壞壩體內(nèi)冷卻水管及埋設(shè)的觀測儀器，常規(guī)固結(jié)灌漿與壩體混凝土澆筑施工工序互相干擾，影響壩體上升速度同時帶來水平施工縫長間歇處理的問題，可能帶來水平施工縫滲水的潛在隱患。由于按現(xiàn)行拱壩設(shè)計規(guī)范規(guī)定，拱壩壩基岸坡大于50度的基巖面“應(yīng)”設(shè)置接觸灌漿，一般高山窄谷拱壩岸坡多陡于50度，有的甚至在80多度。按現(xiàn)行規(guī)范要求，大多高山窄谷拱壩的高陡邊坡應(yīng)設(shè)置接觸灌漿，一般工程接觸灌漿系統(tǒng)布置見圖3～4。為了滿足現(xiàn)行拱壩規(guī)范關(guān)于陡坡基巖面接觸灌漿要求，大多數(shù)工程還是設(shè)置了高陡岸坡基巖面的接觸灌漿系統(tǒng)，但從工程實踐過程中積累的經(jīng)驗可知，接觸灌漿系統(tǒng)往往出現(xiàn)閉塞或堵塞，即使沒有堵塞的灌漿系統(tǒng)在灌注過程中吃漿量也極小，多數(shù)不吃漿，這主要是因為岸坡壩段基巖面混凝土并沒有在溫度荷載的作用下張開。由于接觸灌漿系統(tǒng)布置較繁瑣，施工工藝要求精細，但在工程實施過程中并沒有發(fā)揮作用，而且由于接觸灌漿系統(tǒng)的布置需設(shè)置灌漿管線、灌漿盒、排氣槽等設(shè)施，反而對基巖面的壩體混凝土與基巖面的結(jié)合造成不利影響。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種高山窄谷拱壩壩基分段分期灌漿法，以解決高山窄谷拱壩壩基高陡邊坡固結(jié)灌漿與壩體混凝土澆筑干擾嚴重，增加混凝土鉆孔工程量、可能破壞壩體內(nèi)冷卻水管及安全監(jiān)測埋設(shè)設(shè)備、影響壩體上升速度、帶來水平施工縫滲水的潛在隱患的問題。本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案是：包括下列步驟：（一）一期無蓋重固結(jié)灌漿第一步：鉆孔沖洗：壩基兩岸高陡邊坡基巖面2.0m以下范圍，在壩基開挖驗收合格后進行一期無蓋重固結(jié)灌漿孔的鉆孔，該一期無蓋重固結(jié)灌漿孔孔徑≥46mm，孔深Lcm；對灌漿孔在灌漿前應(yīng)進行鉆孔沖洗，孔內(nèi)沉積物厚度不得超過20cm，固結(jié)灌漿孔裂隙沖洗應(yīng)采用壓力水沖洗，直到回水清凈時止，沖洗壓力可為灌漿壓力的80%，該值若大于1MPa時，采用1MPa，裂隙沖洗應(yīng)沖至回水澄清后10min結(jié)束，且總的時間要求，單孔不小于30min，串通孔不少于2h，對回水達不到澄清要求的孔段，應(yīng)繼續(xù)進行沖洗，使孔內(nèi)殘存的沉積物厚度不得超過20cm；當(dāng)鄰近有正在灌漿的孔或鄰近灌漿孔結(jié)束不足24h時，不得進行裂隙沖洗；灌漿孔、段裂隙沖洗后，該孔、段應(yīng)立即連續(xù)進行灌漿作業(yè)，因故中斷時間間隔超過24h者，應(yīng)在灌漿前重新進行裂隙沖洗；第二步：無蓋重灌漿試驗和灌漿方法：（1）兩岸邊坡壩段距基巖面2.0m以下，進行無蓋重灌漿試驗，所用壓水試驗孔數(shù)不宜少于總孔數(shù)的5%，固結(jié)灌漿孔灌漿前的壓水試驗應(yīng)在裂隙沖洗后進行，采用單點法，壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%，并不大于1MPa，其壓入流量穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：在穩(wěn)定的壓力下，每5min測讀一次壓入流量，連續(xù)4次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于1L/min時，本階段壓水試驗即可結(jié)束，取最后的流量值作為計算流量，其成果以透水率表示，其余孔段結(jié)合裂隙沖洗進行簡易壓水；（2）一期無蓋重固結(jié)灌漿方法，采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥細度要通過80um方孔篩的篩余量不宜大于5%，所有外加劑配成水溶液加入到水中拌勻后制漿，各種外加劑的質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，采用孔內(nèi)循環(huán)法施工，固結(jié)灌漿塞設(shè)在基巖面以下2.0m處，為防止巖石面或混凝土面產(chǎn)生抬動變形，同一壩段同時灌漿的孔數(shù)不得超過5孔，當(dāng)相互串漿時，可采用群孔并聯(lián)灌注，并嚴格控制灌漿壓力：一期固結(jié)灌漿非邊緣孔的灌漿壓力一序孔灌漿壓力1.0MPa,二序孔1.5 MPa；當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比；當(dāng)某一比級漿液的注入量已達300L以上或灌注時間已達30min，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，應(yīng)改濃一級；當(dāng)注入率大于30L/min時，可視具體情況越級變濃，灌漿過程中應(yīng)定時測記漿液密度和溫度，灌注穩(wěn)定漿液時還應(yīng)測記漿液粘度；固結(jié)灌漿在規(guī)定的壓力下，當(dāng)注入率不大于1L/min時，繼續(xù)灌注30min，灌漿結(jié)束，固結(jié)灌漿孔封孔采用機械壓漿法封孔，封填材料選用砂：水泥=1：2的水泥砂漿，其摻入潔凈細砂粒徑不小于1.0mm，水灰比不大于0.6，壓漿時通過砂漿泵經(jīng)膠管送入孔內(nèi)的底部，自下而上逐漸填實；已完成灌漿或正在灌漿的地區(qū)，其附近30m以內(nèi)不得進行爆破作業(yè)，如果必須進行爆破作業(yè)，應(yīng)采取減震、防震及監(jiān)測措施，控制已灌漿部位質(zhì)點振動速度不大于1.5cm/s，鉆孔沖洗、無蓋重灌漿試驗和灌漿過程中，應(yīng)注意監(jiān)測壩基表層巖體抬動變形，控制允許變形值△≤200um，若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即降壓，并作詳細記錄；岸坡一期無蓋重固結(jié)灌漿段按按照每100m2設(shè)置1個物探檢測孔，所有物探檢測孔應(yīng)同時進行灌漿前、后同孔的單孔聲波檢測和灌后壓水檢查，物探檢測孔巖心描述要包括水泥結(jié)石情況的描述；物探檢測孔鉆孔按設(shè)計要求布孔，并應(yīng)在灌漿前完成鉆孔工作進行單孔和跨孔聲波檢測，對岸坡無蓋重灌漿壩段,在基巖面以下0～3.0m范圍要求每間隔0.5m檢測一次，在基巖面3.0m以下要求每間隔1.0m檢測一組數(shù)據(jù)，灌前全孔檢查，灌后只對基巖面3.0m以下范圍進行檢測；岸坡部位無蓋重固結(jié)灌漿灌前物探檢測工作完畢后無需封孔，待全壩塊一期灌漿段結(jié)束14d后、相應(yīng)部位混凝土澆筑之前進行灌后物探對比檢測；岸坡壩段無蓋重灌漿，物探檢測孔灌前、灌后應(yīng)逐段進行鉆孔沖洗，灌后進行單點法壓水試驗；（二）二期接觸段固結(jié)灌漿第一步：在一期無蓋重固結(jié)灌漿部分完成后，對一期鉆孔采用75mm鉆掃孔，掃孔深度至一期無蓋重灌漿范圍內(nèi)1.0m，基巖面以下二期蓋重灌漿長度總長度3.0m；基巖面以下0～3.0m有蓋重預(yù)埋管法灌漿，按施工次序埋設(shè)單獨灌漿管路，每次序按2～3孔為一組埋設(shè)一套管路，灌漿管路系統(tǒng)布置，設(shè)置單獨的主進漿管、主回漿管各一根，采用Φ1.5英寸鋼管，在鉆孔內(nèi)分別設(shè)進漿支管、回漿支管與主進漿管路、主回漿管路連接，采用Φ1.0英寸鋼管，進漿支管下至距離孔底20cm處，回漿支管下至基巖面以下50cm處；對掃孔的口部進行封堵，厚度30cm；在灌漿前應(yīng)對每套管路進行壓水檢查，由主進漿管進水，主回漿管出水，壓水壓力為0.3MPa，出水流量不得小于20L/min；若出水流量小于5L/min，則視為不通，應(yīng)根據(jù)灌漿情況進行處理；第二步：二期固結(jié)灌漿：待大壩橫縫的接縫灌漿完成后或與壩體接縫灌漿同時進行，該二期固結(jié)灌漿在低溫季節(jié)進行；預(yù)埋管法灌漿時，同一壩段同時灌漿的組數(shù)不得超過2組，且分布不得集中，二期固結(jié)灌漿一序孔灌漿壓力0.6MPa，二序孔灌漿壓力1.0MPa；岸坡二期固結(jié)灌漿接觸段灌漿檢查，在壩后橋或連接廊道內(nèi)打斜孔進行聲波檢查、壓水試驗或本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種高山窄谷拱壩壩基分段分期灌漿法，其特征在于包括下列步驟：（一）一期無蓋重固結(jié)灌漿第一步：鉆孔、沖洗：壩基兩岸高陡邊坡基巖面2.0m以下范圍，在壩基開挖驗收合格后進行一期無蓋重固結(jié)灌漿孔的鉆孔，該一期無蓋重固結(jié)灌漿孔孔徑≥46mm，孔深Lcm；對灌漿孔在灌漿前應(yīng)進行鉆孔沖洗，孔內(nèi)沉積物厚度不得超過20cm，固結(jié)灌漿孔裂隙沖洗應(yīng)采用壓力水沖洗，直到回水清凈時止，沖洗壓力可為灌漿壓力的80%，該值若大于1MPa時，采用1MPa，裂隙沖洗應(yīng)沖至回水澄清后10min結(jié)束，且總的時間要求，單孔不小于30min，串通孔不少于2h，對回水達不到澄清要求的孔段，應(yīng)繼續(xù)進行沖洗，使孔內(nèi)殘存的沉積物厚度不得超過20cm；當(dāng)鄰近有正在灌漿的孔或鄰近灌漿孔結(jié)束不足24h時，不得進行裂隙沖洗；灌漿孔、段裂隙沖洗后，該孔、段應(yīng)立即連續(xù)進行灌漿作業(yè)，因故中斷時間間隔超過24h者，應(yīng)在灌漿前重新進行裂隙沖洗；第二步：無蓋重灌漿試驗和灌漿方法：（1）兩岸邊坡壩段距基巖面2.0m以下，進行無蓋重灌漿試驗，所用壓水試驗孔數(shù)不宜少于總孔數(shù)的5%，固結(jié)灌漿孔灌漿前的壓水試驗應(yīng)在裂隙沖洗后進行，采用單點法，壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%，并不大于1MPa，其壓入流量穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：在穩(wěn)定的壓力下，每5min測讀一次壓入流量，連續(xù)4次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于1L/min時，本階段壓水試驗即可結(jié)束，取最后的流量值作為計算流量，其成果以透水率表示，其余孔段結(jié)合裂隙沖洗進行簡易壓水；（2）一期無蓋重固結(jié)灌漿方法，采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥細度要通過80um方孔篩的篩余量不宜大于5%，所有外加劑配成水溶液加入到水中拌勻后制漿，各種外加劑的質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，采用孔內(nèi)循環(huán)法施工，固結(jié)灌漿塞設(shè)在基巖面以下2.0m處，為防止巖石面或混凝土面產(chǎn)生抬動變形，同一壩段同時灌漿的孔數(shù)不得超過5孔，當(dāng)相互串漿時，可采用群孔并聯(lián)灌注，并嚴格控制灌漿壓力：一期固結(jié)灌漿非邊緣孔的灌漿壓力一序孔灌漿壓力1.0MPa,二序孔1.5?MPa；當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比；當(dāng)某一比級漿液的注入量已達300L以上或灌注時間已達30min，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，應(yīng)改濃一級；當(dāng)注入率大于30L/min時，可視具體情況越級變濃，灌漿過程中應(yīng)定時測記漿液密度和溫度，灌注穩(wěn)定漿液時還應(yīng)測記漿液粘度；固結(jié)灌漿在規(guī)定的壓力下，當(dāng)注入率不大于1L/min時，繼續(xù)灌注30min，灌漿結(jié)束，固結(jié)灌漿孔封孔采用機械壓漿法封孔，封填材料選用砂：水泥=1：2的水泥砂漿，其摻入潔凈細砂粒徑不小于1.0mm，水灰比不大于0.6，壓漿時通過砂漿泵經(jīng)膠管送入孔內(nèi)的底部，自下而上逐漸填實；已完成灌漿或正在灌漿的地區(qū)，其附近30m以內(nèi)不得進行爆破作業(yè)，如果必須進行爆破作業(yè)，應(yīng)采取減震、防震及監(jiān)測措施，控制已灌漿部位質(zhì)點振動速度不大于1.5cm/s，鉆孔沖洗、無蓋重灌漿試驗和灌漿過程中，應(yīng)注意監(jiān)測壩基表層巖體抬動變形，控制允許變形值△≤200um，若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即降壓，并作詳細記錄；（二）二期接觸段固結(jié)灌漿第一步：在一期無蓋重固結(jié)灌漿部分完成后，對一期鉆孔采用Ф75mm鉆掃孔，掃孔深度至一期無蓋重灌漿范圍內(nèi)1.0m，基巖面以下二期蓋重灌漿長度總長度3.0m；基巖面以下0～3.0m有蓋重預(yù)埋管法灌漿，按施工次序埋設(shè)單獨灌漿管路，每次序按2～3孔為一組埋設(shè)一套管路，灌漿管路系統(tǒng)布置，設(shè)置單獨的主進漿管、主回漿管各一根，在鉆孔內(nèi)分別設(shè)進漿支管、回漿支管與主進漿管路、主回漿管路連接，進漿支管下至距離孔底20cm處，回漿支管下至基巖面以下50cm處；對掃孔的口部進行封堵，厚度30cm；在灌漿前應(yīng)對每套管路進行壓水檢查，由主進漿管進水，主回漿管出水，壓水壓力為0.3MPa，出水流量不得小于20L/min；若出水流量小于5L/min，則視為不通，應(yīng)根據(jù)灌漿情況進行處理；第二步：二期固結(jié)灌漿：待大壩橫縫的接縫灌漿完成后或與壩體接縫灌漿同時進行，該二期固結(jié)灌漿在低溫季節(jié)進行；預(yù)埋管法灌漿時，同一壩段同時灌漿的組數(shù)不得超過2組，且分布不得集中，二期固結(jié)灌漿一序孔灌漿壓力0.6MPa，二序孔灌漿壓力1.0MPa。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高山窄谷拱壩壩基分段分期灌漿法，其特征在于包括下列步驟：（一）一期無蓋重固結(jié)灌漿第一步：鉆孔、沖洗：壩基兩岸高陡邊坡基巖面2.0m以下范圍，在壩基開挖驗收合格后進行一期無蓋重固結(jié)灌漿孔的鉆孔，該一期無蓋重固結(jié)灌漿孔孔徑≥46mm，孔深Lcm；對灌漿孔在灌漿前應(yīng)進行鉆孔沖洗，孔內(nèi)沉積物厚度不得超過20cm，固結(jié)灌漿孔裂隙沖洗應(yīng)采用壓力水沖洗，直到回水清凈時止，沖洗壓力可為灌漿壓力的80%，該值若大于1MPa時，采用1MPa，裂隙沖洗應(yīng)沖至回水澄清后10min結(jié)束，且總的時間要求，單孔不小于30min，串通孔不少于2h，對回水達不到澄清要求的孔段，應(yīng)繼續(xù)進行沖洗，使孔內(nèi)殘存的沉積物厚度不得超過20cm；當(dāng)鄰近有正在灌漿的孔或鄰近灌漿孔結(jié)束不足24h時，不得進行裂隙沖洗；灌漿孔、段裂隙沖洗后，該孔、段應(yīng)立即連續(xù)進行灌漿作業(yè)，因故中斷時間間隔超過24h者，應(yīng)在灌漿前重新進行裂隙沖洗；第二步：無蓋重灌漿試驗和灌漿方法：（1）兩岸邊坡壩段距基巖面2.0m以下，進行無蓋重灌漿試驗，所用壓水試驗孔數(shù)不宜少于總孔數(shù)的5%，固結(jié)灌漿孔灌漿前的壓水試驗應(yīng)在裂隙沖洗后進行，采用單點法，壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%，并不大于1MPa，其壓入流量穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：在穩(wěn)定的壓力下，每5min測讀一次壓入流量，連續(xù)4次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于1L/min時，本階段壓水試驗即可結(jié)束，取最后的流量值作為計算流量，其成果以透水率表示，其余孔段結(jié)合裂隙沖洗進行簡易壓水；（2）一期無蓋重固結(jié)灌漿方法，采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥細度要通過80um方孔篩的篩余量不宜大于5%，所有外加劑配成水溶液加入到水中拌勻后制漿，各種外加劑的質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，采用孔內(nèi)循環(huán)法施工，固結(jié)灌漿塞設(shè)在基巖面以下2.0m處，為防止巖石面或混凝土面產(chǎn)生抬動變形，同一壩段同時灌漿的孔數(shù)不得超過5孔，當(dāng)相互串漿時，可采用群孔并聯(lián)灌注，并嚴格控制灌漿壓力：一期固結(jié)灌漿非邊緣孔的灌漿壓力一序孔灌漿壓力1.0MPa,二序孔1.5 MPa；當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比；當(dāng)某一比級漿液的注入量已達300L以上或灌注時間已達30min，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，應(yīng)改濃一級；當(dāng)注入率大于30L/min時，可視具體情況越級變濃，灌漿過程中應(yīng)定時測記漿液密度和溫度，灌注穩(wěn)定漿液時還應(yīng)測記漿液粘度；固結(jié)灌漿在規(guī)定的壓力下，當(dāng)注入率不大于1L/min時，繼續(xù)灌注30min，灌漿結(jié)束，固結(jié)灌漿孔封孔采用機械壓漿法封孔，封填材料選用砂：水泥=1：2的水泥砂漿，其摻入潔凈細砂粒徑不小于1.0mm，水灰比不大于0.6，壓漿時通過砂漿泵經(jīng)膠管送入孔內(nèi)的底部，自下而上逐漸填實；已完成灌漿或正在灌漿的地區(qū)，其附近30m以內(nèi)不得進行...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬軍，張喜武，梁勇，胡志剛，呂永明，祁世京，楊玉航，王劍英，金輝，張煜，
申請(專利權(quán))人：中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：吉林;22