大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法技术

本发明专利技术公开了一种大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法，包括（1）抬动观测孔钻孔、（2）先导孔钻孔、（3）帷幕灌浆孔钻孔、（4）钻孔冲洗、裂隙冲洗、（5）灌浆前压水试验、（6）帷幕灌浆和（7）封孔等步骤；本发明专利技术的优点在于：将传统的地质回旋造孔改为风动能冲击造孔安全可靠工序连续稳定，大量节省劳力和施工机械，施工成本明显低于传统工艺，效益显著。

【技术实现步骤摘要】
大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法
本专利技术涉及一种灌浆造孔施工方法，具体地说是一种大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法，属于灌浆造孔施工方法领域。
技术介绍
修建大坝，拦水造库，这是人们征服大自然和改造自然，使其为人类造福的一个重要措施。建造大坝一定要确保大坝安全，否则大坝一旦失事，将会导致巨大的灾害。为了使大坝能够长期地，安全的正常运行，自勘测阶段起经过设计,施工值自大坝竣工后的管理和运行，均需全面的慎重的考虑，认真的做好工作。当开始修建大坝时,首先应做好坝基处理工作。实践经验证明，基础处理好后，大坝的兴建就比较容易了。大坝的安全也就有了保证。反之，基础处理好后，才允许正常运行，我国是有这样的实例的。作为大坝基础，不论是岩石或砂砾石层，均需具有可靠的防渗性，足够的耐压性和一定程度的均质性，但一般天然岩石或砂砾石层很少具备这些条件，所以常常需要进行处理，改善他的各项性能。如果遇到软弱，破碎多裂隙，节理发育，渗透性大等地质条件较差的大坝基础岩石，则更需要进行处理，使之适应筑坝工程的需要。近几十年来，各国在坝基处理方面，广泛的采用了灌浆方法，其主要优点是：适用性较大，施工比较简单，也比较经济。灌浆施工技术，最早是应用在修建闸和船坞工程中的，即使是压力作用下将黏土一类的浆液灌入到闸基或船坞边墙和地板的空隙内。以后再修建矿井隧洞和大坝等工程中使用范围比较广泛。在地质条件复杂地区修建大坝，其基础灌浆的规模常常很大施工比较艰巨，工艺技术也比较复杂。如有的大坝其基础处理灌浆所用的水泥几乎与浇筑坝体所用的水泥量相等。难度高，劳动量大，成本高。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术设计了一种大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法，将传统的地质回旋造孔改为风动能冲击造孔安全可靠工序连续稳定，大量节省劳力和施工机械，施工成本明显低于传统工艺，效益显著。本专利技术的技术方案为：大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法，包括以下步骤：1、抬动观测孔钻孔（1）在灌浆平洞内计划布置6组抬动观测孔，为了更好的进行抬动观测，观测孔应尽量布置在每个单元中间或砼分缝位置；（2）抬动观测孔为垂直孔，浅层抬动装置固定端埋入第1段内50cm，深层抬动装置埋入最后段深度以下2m；（3）抬动观测孔采用地质钻机钻孔，金刚石钻头开孔，孔径为Φ75mm；钻孔结束后经验收孔深后及时按技术要求安装抬动观测装置，内管采用Φ25mm钢管，外管采用Φ50mm作为护管，所有钢管的连接全部采用丝扣连接；（4）抬动观测装置在灌浆作业前完成安装、调试工作；（5）设有抬动观测装置的部位，对其周边10.0m范围内的灌浆孔段在裂隙冲洗、压水试验及灌浆工程中均进行观测，并记录观测结果；抬动变形观测采用千分表进行观测，抬动变形观测允许值△≤0.2mm，所用千分表须经计量部门鉴定合格，在使用过程中经常检查，确保了其灵敏性和准确性，在使用和存放期间，对千分表进行了有效的防护，避免出现碰撞、震动现象，影响测试精度；（6）抬动变形观测由专人负责，每10min测记一次读数，变形值上升较快时加密测读次数，并通知压力控制人员注意控制灌浆压力，保障灌浆压力不再上升，当变形值接近允许值0.2mm时，采取降压措施，防止发生抬动变形破坏，对施工中发生抬动变形超出允许值的情况，采取立即停止施工的措施，并上报监理、设计单位研究处理措施；2、先导孔钻孔（1）先导孔布置在帷幕灌浆主帷幕中心线上，从Ⅰ序孔中选取，每单元1个；（2）先导孔孔深比相应位置主帷幕孔深10.0m，孔径为Φ91mm；3、帷幕灌浆孔钻孔（1）帷幕灌浆钻孔采用地质钻机造孔，金刚石钻头钻进，开孔孔径为Φ91mm，终孔孔径不小于46mm；（2）第1段钻孔结束、压水试验、灌浆结束后需埋设孔口管，孔口管伸入岩层2m，并外露混凝土面10cm；孔口管必须镶铸牢实，确保外侧不冒水、冒浆；（3）为确保钻孔孔向准确，在钻机就位时，用枕木或木板将钻机垫平，并用水平尺将钻机座找平，并确保稳固，使钻机立轴和孔口管的方向与设计孔向一致；（4）帷幕灌浆孔孔距为2.0m，孔位必须通过测量放点，孔位偏差不得大于10cm；钻孔深度与设计孔深误差不大于20cm；（5）每个帷幕灌浆孔进行孔斜和方位角测量，尤其上部20m范围内的偏斜和方位角的控制；岩层条件好、下浆量小的孔全孔钻孔结束后自下而上测斜检查，每10m一个测点；4、钻孔冲洗、裂隙冲洗钻机钻进时，根据土层类别、孔径大小、钻孔速度及供浆量来确定相应的钻进速度，钻速应符合下列规定：（1）在淤泥和淤泥质土层中，根据泥浆补给情况，严格控制钻进速度，一般不大于1m/min；在松散砂层中，钻进速度不超过3m/h；（2）在硬土层中或在岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准；（3）开始钻基岩时低锤密击或间断冲击，以免偏斜；如发现钻孔偏斜，应立即封孔待凝12小时后重新钻进；5、灌浆前压水试验帷幕灌浆孔灌浆前作简易压水试验，压水试验应结合裂隙冲洗进行，压水压力为灌浆压力的80%，若该值大于1Mpa时，则采用1Mpa，压水时间为20min，每5min测读一次压入流量，取最终值计算透水率；6、帷幕灌浆（1）灌浆方法：帷幕灌浆覆盖层段采用孔口封闭循环钻灌法；基岩段采用孔口封闭孔内循环自上而下分段灌浆法，射浆管距离孔底不得大于50cm；同一排上相邻的两个次序孔之间，在岩层中钻孔灌浆的间隔高差不得小于15m；（2）浆液浓度：帷幕灌浆浆液水灰比纯水泥浆采用质量比5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1五个比级，开灌比为5:1；（3）浆液变换：帷幕灌浆浆液浓度应由稀变浓，逐级变换，浆液变换按以下原则执行：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；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；当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓；（4）结束标准：帷幕灌浆各灌浆段在最大设计压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注60min，可结束灌浆；7、封孔帷幕灌浆封孔采用全孔灌浆封孔法：全孔灌完后，先用导管注浆法将孔内余浆置换成质量比0.5:1的浓浆，而后将灌浆塞塞在孔口，进行纯压式灌浆封孔；封孔压力为最大灌浆压力，封孔灌浆时间为60min。最后，进行帷幕灌浆质量检查，包括以下方面的内容：（1）根据试验要求，质量检查及取芯可在主、副帷幕结束后在该部位进行；（2）质量检查以压水试验为主，结合施工记录、成果资料、钻孔取芯等综合分析评定，检查时间在灌浆结束后14天进行；（3）检查孔数量为灌浆孔总数的10%；一个单元至少布置一个检查孔，检查孔孔深比该部位灌浆孔深5m，检查孔应分段进行单点法压水试验，单段透水率合格标准为q≤5Lu；（4）检查孔孔位布置由设计、监理及施工三方共同商定，应布置在帷幕中心线上，同时考虑在断层、裂隙发育等地质条件复杂，注入量大的孔段附近或灌浆过程不正常经分析资料可能对质量有影响的部位；（5）评定标准为：经检查孔压水检查，混凝土与基岩接触段及其下一段的透水率合格率为100%，以下各段的合格率应在90%以上，3Lu~5Lu在10%以下，不合格孔段的透水率不超过设计规定值的150%，且不得集中，灌浆质量可评为合格；（6）检查孔钻孔采用地质钻机，孔径为76mm；本文档来自技高网...

【技术保护点】
大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）抬动观测孔钻孔、（2）先导孔钻孔、（3）帷幕灌浆孔钻孔、（4）钻孔冲洗、裂隙冲洗、（5）灌浆前压水试验、（6）帷幕灌浆和（7）封孔。

【技术特征摘要】
1.大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）抬动观测孔钻孔、（2）先导孔钻孔、（3）帷幕灌浆孔钻孔、（4）钻孔冲洗、裂隙冲洗、（5）灌浆前压水试验、（6）帷幕灌浆和（7）封孔。2.根据权利要求1所述的大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法，其特征在于，所述抬动观测孔钻孔的具体方法为：（1）在灌浆平洞内计划布置6组抬动观测孔，为了更好的进行抬动观测，观测孔应尽量布置在每个单元中间或砼分缝位置；（2）抬动观测孔为垂直孔，浅层抬动装置固定端埋入第1段内50cm，深层抬动装置埋入最后段深度以下2m；（3）抬动观测孔采用地质钻机钻孔，金刚石钻头开孔，孔径为Φ75mm；钻孔结束后经验收孔深后及时按技术要求安装抬动观测装置，内管采用Φ25mm钢管，外管采用Φ50mm作为护管，所有钢管的连接全部采用丝扣连接；（4）抬动观测装置在灌浆作业前完成安装、调试工作；（5）设有抬动观测装置的部位，对其周边10.0m范围内的灌浆孔段在裂隙冲洗、压水试验及灌浆工程中均进行观测，并记录观测结果；抬动变形观测采用千分表进行观测，抬动变形观测允许值△≤0.2mm，所用千分表须经计量部门鉴定合格，在使用过程中经常检查，确保了其灵敏性和准确性，在使用和存放期间，对千分表进行了有效的防护，避免出现碰撞、震动现象，影响测试精度；（6）抬动变形观测由专人负责，每10min测记一次读数，变形值上升较快时加密测读次数，并通知压力控制人员注意控制灌浆压力，保障灌浆压力不再上升，当变形值接近允许值0.2mm时，采取降压措施，防止发生抬动变形破坏，对施工中发生抬动变形超出允许值的情况，采取立即停止施工的措施，并上报监理、设计单位研究处理措施。3.根据权利要求1所述的大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法，其特征在于，所述先导孔钻孔的具体方法为：（1）先导孔布置在帷幕灌浆主帷幕中心线上，从Ⅰ序孔中选取，每单元1个；（2）先导孔孔深比相应位置主帷幕孔深10.0m，孔径为Φ91mm。4.根据权利要求1所述的大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法，其特征在于，所述帷幕灌浆孔钻孔的具体方法为：（1）帷幕灌浆钻孔采用地质钻机造孔，金刚石钻头钻进，开孔孔径为Φ91mm，终孔孔径不小于46mm；（2）第1段钻孔结束、压水试验、灌浆结束后需埋设孔口管，孔口管伸入岩层2m，并外露混凝土面10cm；孔口管必须镶铸牢实，确保外侧不冒水、冒浆；（3）为确保钻孔孔向准确，在钻机就位时，用枕木或木板将钻机垫平，并用水平尺将钻机座找平，并确保稳固，使钻机立轴和孔口管的方向与设计孔向一致；（4）帷幕灌浆孔孔距为2.0m...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁午育，谭红青，许江，罗帅武，刘道勋，
申请(专利权)人：新疆北方建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65