论文部分内容阅读
摘要：本文以孤山水库的施工为实例，采用了灌浆的方法对砂砾层进行了加固，并且简要的介绍了施工工艺，该工程也通过了后期的多次检查，工程质量比较好。
关键词：砂砾层；施工技术；灌浆
Abstract: this article with isolated hill reservoir construction as an example, adopt the method of the grouting gravel layer for the reinforcing, and briefly introduces the construction process, at a later stage of the project has passed the check for many times, the engineering quality is better.
Key words: gravel layer; The construction technology; grouting
中图分类号：TU71 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）04-0000-00
1、引言
在華北华东地区，地下水位普遍较高，第四系地层是砂砾层，局部砂砾中混有粘性土和细砂，有一定的透水性，如果在这上面施工不利于地基的稳固，所以在施工时需要对此层进行加固处理。钻孔灌注桩因其施工速度快、占地小，对各种地质条件适应性强再加上无挤土效应，无震害承载力高等优点，被广泛应用在各种工程项目中，取得的比较理想的效果。然而由于该技术的施工大部分集中在地下，看不见摸不着不利于检查，因此每个环节都要严格按照要求进行，否则会严重后果影响到整个工程的进展，本文以孤山水库的防渗墙工程为例，对整个施工过程进行了简要的分析和总结，希望能给相关技术人员提供一定的帮助。
2、工程概况
孤山水库位于御河中游，坝址距河源76km，距河口59km。坝址以上流域面积2296km2，占御河流域总面积的45.9%。整个大坝由挡水坝段、灌溉引水坝段、(6孔)冲沙闸坝段、溢流坝段组成。孤山水库设计洪水位1114.23m，防洪库容48.7万m3(泥沙淤积20年)。夏季暴雨容易形成洪水，加上地处黄土高原，水土流失比较严重。冲洪积砾砂、圆砾组成分布在河床及河漫滩上，透水性强，表层渗透系数最大143m/d。表层为3.9m中砂层，中砂层下有1.9m全风化岩层，全风化岩层下有1.2m弱风化岩层。都有一定的透水性。本工程包括所有的防渗墙造孔，浇筑、帷幕灌浆、高压旋喷桩施工等，以便保证水坝的安全。
3、方案选择以及施工工艺介绍
3.1防渗墙施工
（1）防渗墙造孔施工。首先采用“钻劈法”成槽然后再采用泥浆固壁，冲击钻造孔，打孔时应该按照先打主孔，然后劈打副孔，最后再打“小墙”的原则。钻主孔时要做到孔位偏差小于3cm，垂直度在规范要求的4‰以内，以保证孔位准确；遇到特殊情况孔斜率控制在6‰以内；接头孔斜率严格控制在2‰以内。浇筑前要下设接头管，接头管最好要在浇筑结束后24小时内拔出。
（2）护壁泥浆。因为砂卵石地层的稳定决定了本工程个稳定，所以本工程选用滤失量小、含砂量低、固壁性能好的膨润土泥浆。
（3）槽孔清孔。槽孔孔形检验合格后应该先将孔内较大的石渣抽出来，然后再采用“气举法”清孔。
（4）混凝土浇筑。采用“泥浆下直升导管法”。导管埋入混凝土深度最好在1m- 6m之间。相邻两个导管之间的距离不大于4.0m，要混凝土面上升的速度控制在2m/h以上，同时导管底口距槽底距离最好控制在15～25cm范围内。本工程采用直径250mm的混凝土导管，“O”形橡胶密封圈用来给丝扣连接处止水。
（5）起拔接头管。由于防渗墙是由许多单元槽孔连接而成，所以墙段的连接是防渗墙工程的薄弱环节，为此，本工程采用“接头管”法对槽段连接处进行连接，以便更好的保证连接质量。
3.2帷幕灌浆施工
为了在不破坏混凝土的防渗墙整体防渗效果的同时还能保证施工质量，本工程在墙内较深槽段预埋了灌浆管。灌浆过程主要由以下几步：
（1）钻孔。根据地层情况选用钻头。钻孔的孔位、深度、孔径、孔向等应按规定执行，保证偏差在5cm以内。灌浆孔的施工应按分序分段进行。钻孔过程中，如发现异常情况应查明情况要立刻停止施工，及时分析原因，经处理后再钻进。
（2）钻孔取芯。主要采用单管钻在完整的岩石中取芯；采用单动双管钻具在断层、破碎带孔段取芯。钻取芯样的最大长度要控制在3m以内，如发现芯样卡钻或磨损，应该及时取出岩芯。如果芯样的采取率很低，要及时更换钻孔机具或改进钻进方法。
（3）钻孔冲洗和压水试验。为提高灌浆效果，在钻孔结束后要对孔进行冲洗，工程中采用的是用导管通入大流量水流的方法，冲洗时采用从孔底向孔外冲洗的方法将孔底沉淀和孔壁岩粉冲出来，当发现回水澄清了说明冲洗干净了，此时就可以停止冲洗。冲洗时水压一般都会采用80%的灌浆压力，压力最大不超过1MPa；同样，冲洗风压采用50%的灌浆压力，压力最大不超过0.5MPa。如果是对基岩裂隙进行冲洗，回水澄清后应该继续对其冲水10min，以保证彻底的清洗干净。单孔冲洗时最好在30min以上，串通孔的冲洗也不能低于2h。以下情况存在时不可以对裂隙进行冲洗，一是裂隙附近有正在灌浆的孔，二是附近孔灌浆结束还不到24h。还需要注意的是孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。
基岩帷幕灌浆前要先对导孔进行压水试验，剩余孔段采用简易压水试验法。一般实验都在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。简易压水试验压力取灌浆压力的80%进行压水20min，同样，该值若大于1MPa时，采用1MPa；压水过程中要每5min测读一次压水流量，计算流量就取最后的流量值，其成果以透水率表示。
（4）灌浆
灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准，受潮结块的水泥和出厂期超过三个月的水泥都不能使用。同时对制浆用水的温度也有要求，一般不超过40℃。可以根据需要在水泥浆液中掺入砂、黏性土水玻璃等掺合料，前提条件是各种掺合料质量要满足相关规定。对于接触段和注入率比较大的孔段，最好采用分段升压。灌浆压力以安装在灌浆泵和回浆管孔处的压力表为准，读取中值。
采用自上而下分段灌浆法时，为了防止出现漏灌的情况，灌浆塞一般都会塞在已灌浆段底以上0.5m处。如果孔口无涌水，灌浆结束后可不待凝，但在断层、破碎带等地质条件下最好要待凝，时间应根据实际情况确定。还要注意的是在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min时，要继续灌注60min才可以结束，如果注入率不大于1L/min，则要继续灌注90min可结束。
（5）封孔。当帷幕灌浆孔全孔灌浆结束经验收合格后才可以封孔。当采用自上而下分段灌浆法时，一般会使用 “分段压力灌浆封孔法”；灌浆结束14天要对帷幕灌浆检查孔压水试验，结合钻孔、取岩芯资料、灌浆记录和测试成果等评定其质量。
3.3高压旋喷施工
钻孔孔斜控制和环境保护是改阶段的主要难点。因为钻孔孔斜对高喷防渗墙体的质量影响较大，所以在实际施工得时候，必须采取严格措施以避免产生不合格钻孔。一般都会采取的主要措施有：稳固钻机然后再采用合理的钻进方法和工艺技术参数再加上采用高精度的DUZ-D型多点照相测斜仪，并由专职人员进行测斜，这样可以很好的保证钻孔的效果。
注浆孔高压旋喷结束后，要及时检查高喷注浆质量和效果。由于此工程与防渗墙施工相互穿插进行，因此必须对施工现场及周围的设施等予以妥善保护，减少施工队周围生态环境的影响。
4、总结
综上所述，在整个工程的施工过程中，每个步骤都十分重要，因此，每个环节都应该要严格按照要求来执行，只有这样才能确保整个工程的进展速度和施工质量。工程结束后对其进行了多次检查测试，都没有发现异常情况证明整体施工效果比较理想。
参考文献：
[1] 房冬祥. 砂砾层条件下的深浅基础施工[J].山西建筑.2010(10).
[2] 宁掌玄,郭玉社,郝临山.大同东周窑矿主斜井过含水砂砾层施工方案优化分析[J].山西大同大学报（自然科学版）2009(12).
[3]范 广勤.岩土工程流变力学[M].北京:煤炭工业出版社.2009.
[4] 孙 钧.岩土材料流变及其工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2011:261-265.
[5] 方平安.深基坑综合支护施工[J].山西建筑,2009,35(9).
[6] JGJ120.99,建筑基坑支护技术规程[S].
关键词：砂砾层；施工技术；灌浆
Abstract: this article with isolated hill reservoir construction as an example, adopt the method of the grouting gravel layer for the reinforcing, and briefly introduces the construction process, at a later stage of the project has passed the check for many times, the engineering quality is better.
Key words: gravel layer; The construction technology; grouting
中图分类号：TU71 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）04-0000-00
1、引言
在華北华东地区，地下水位普遍较高，第四系地层是砂砾层，局部砂砾中混有粘性土和细砂，有一定的透水性，如果在这上面施工不利于地基的稳固，所以在施工时需要对此层进行加固处理。钻孔灌注桩因其施工速度快、占地小，对各种地质条件适应性强再加上无挤土效应，无震害承载力高等优点，被广泛应用在各种工程项目中，取得的比较理想的效果。然而由于该技术的施工大部分集中在地下，看不见摸不着不利于检查，因此每个环节都要严格按照要求进行，否则会严重后果影响到整个工程的进展，本文以孤山水库的防渗墙工程为例，对整个施工过程进行了简要的分析和总结，希望能给相关技术人员提供一定的帮助。
2、工程概况
孤山水库位于御河中游，坝址距河源76km，距河口59km。坝址以上流域面积2296km2，占御河流域总面积的45.9%。整个大坝由挡水坝段、灌溉引水坝段、(6孔)冲沙闸坝段、溢流坝段组成。孤山水库设计洪水位1114.23m，防洪库容48.7万m3(泥沙淤积20年)。夏季暴雨容易形成洪水，加上地处黄土高原，水土流失比较严重。冲洪积砾砂、圆砾组成分布在河床及河漫滩上，透水性强，表层渗透系数最大143m/d。表层为3.9m中砂层，中砂层下有1.9m全风化岩层，全风化岩层下有1.2m弱风化岩层。都有一定的透水性。本工程包括所有的防渗墙造孔，浇筑、帷幕灌浆、高压旋喷桩施工等，以便保证水坝的安全。
3、方案选择以及施工工艺介绍
3.1防渗墙施工
（1）防渗墙造孔施工。首先采用“钻劈法”成槽然后再采用泥浆固壁，冲击钻造孔，打孔时应该按照先打主孔，然后劈打副孔，最后再打“小墙”的原则。钻主孔时要做到孔位偏差小于3cm，垂直度在规范要求的4‰以内，以保证孔位准确；遇到特殊情况孔斜率控制在6‰以内；接头孔斜率严格控制在2‰以内。浇筑前要下设接头管，接头管最好要在浇筑结束后24小时内拔出。
（2）护壁泥浆。因为砂卵石地层的稳定决定了本工程个稳定，所以本工程选用滤失量小、含砂量低、固壁性能好的膨润土泥浆。
（3）槽孔清孔。槽孔孔形检验合格后应该先将孔内较大的石渣抽出来，然后再采用“气举法”清孔。
（4）混凝土浇筑。采用“泥浆下直升导管法”。导管埋入混凝土深度最好在1m- 6m之间。相邻两个导管之间的距离不大于4.0m，要混凝土面上升的速度控制在2m/h以上，同时导管底口距槽底距离最好控制在15～25cm范围内。本工程采用直径250mm的混凝土导管，“O”形橡胶密封圈用来给丝扣连接处止水。
（5）起拔接头管。由于防渗墙是由许多单元槽孔连接而成，所以墙段的连接是防渗墙工程的薄弱环节，为此，本工程采用“接头管”法对槽段连接处进行连接，以便更好的保证连接质量。
3.2帷幕灌浆施工
为了在不破坏混凝土的防渗墙整体防渗效果的同时还能保证施工质量，本工程在墙内较深槽段预埋了灌浆管。灌浆过程主要由以下几步：
（1）钻孔。根据地层情况选用钻头。钻孔的孔位、深度、孔径、孔向等应按规定执行，保证偏差在5cm以内。灌浆孔的施工应按分序分段进行。钻孔过程中，如发现异常情况应查明情况要立刻停止施工，及时分析原因，经处理后再钻进。
（2）钻孔取芯。主要采用单管钻在完整的岩石中取芯；采用单动双管钻具在断层、破碎带孔段取芯。钻取芯样的最大长度要控制在3m以内，如发现芯样卡钻或磨损，应该及时取出岩芯。如果芯样的采取率很低，要及时更换钻孔机具或改进钻进方法。
（3）钻孔冲洗和压水试验。为提高灌浆效果，在钻孔结束后要对孔进行冲洗，工程中采用的是用导管通入大流量水流的方法，冲洗时采用从孔底向孔外冲洗的方法将孔底沉淀和孔壁岩粉冲出来，当发现回水澄清了说明冲洗干净了，此时就可以停止冲洗。冲洗时水压一般都会采用80%的灌浆压力，压力最大不超过1MPa；同样，冲洗风压采用50%的灌浆压力，压力最大不超过0.5MPa。如果是对基岩裂隙进行冲洗，回水澄清后应该继续对其冲水10min，以保证彻底的清洗干净。单孔冲洗时最好在30min以上，串通孔的冲洗也不能低于2h。以下情况存在时不可以对裂隙进行冲洗，一是裂隙附近有正在灌浆的孔，二是附近孔灌浆结束还不到24h。还需要注意的是孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。
基岩帷幕灌浆前要先对导孔进行压水试验，剩余孔段采用简易压水试验法。一般实验都在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。简易压水试验压力取灌浆压力的80%进行压水20min，同样，该值若大于1MPa时，采用1MPa；压水过程中要每5min测读一次压水流量，计算流量就取最后的流量值，其成果以透水率表示。
（4）灌浆
灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准，受潮结块的水泥和出厂期超过三个月的水泥都不能使用。同时对制浆用水的温度也有要求，一般不超过40℃。可以根据需要在水泥浆液中掺入砂、黏性土水玻璃等掺合料，前提条件是各种掺合料质量要满足相关规定。对于接触段和注入率比较大的孔段，最好采用分段升压。灌浆压力以安装在灌浆泵和回浆管孔处的压力表为准，读取中值。
采用自上而下分段灌浆法时，为了防止出现漏灌的情况，灌浆塞一般都会塞在已灌浆段底以上0.5m处。如果孔口无涌水，灌浆结束后可不待凝，但在断层、破碎带等地质条件下最好要待凝，时间应根据实际情况确定。还要注意的是在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min时，要继续灌注60min才可以结束，如果注入率不大于1L/min，则要继续灌注90min可结束。
（5）封孔。当帷幕灌浆孔全孔灌浆结束经验收合格后才可以封孔。当采用自上而下分段灌浆法时，一般会使用 “分段压力灌浆封孔法”；灌浆结束14天要对帷幕灌浆检查孔压水试验，结合钻孔、取岩芯资料、灌浆记录和测试成果等评定其质量。
3.3高压旋喷施工
钻孔孔斜控制和环境保护是改阶段的主要难点。因为钻孔孔斜对高喷防渗墙体的质量影响较大，所以在实际施工得时候，必须采取严格措施以避免产生不合格钻孔。一般都会采取的主要措施有：稳固钻机然后再采用合理的钻进方法和工艺技术参数再加上采用高精度的DUZ-D型多点照相测斜仪，并由专职人员进行测斜，这样可以很好的保证钻孔的效果。
注浆孔高压旋喷结束后，要及时检查高喷注浆质量和效果。由于此工程与防渗墙施工相互穿插进行，因此必须对施工现场及周围的设施等予以妥善保护，减少施工队周围生态环境的影响。
4、总结
综上所述，在整个工程的施工过程中，每个步骤都十分重要，因此，每个环节都应该要严格按照要求来执行，只有这样才能确保整个工程的进展速度和施工质量。工程结束后对其进行了多次检查测试，都没有发现异常情况证明整体施工效果比较理想。
参考文献：
[1] 房冬祥. 砂砾层条件下的深浅基础施工[J].山西建筑.2010(10).
[2] 宁掌玄,郭玉社,郝临山.大同东周窑矿主斜井过含水砂砾层施工方案优化分析[J].山西大同大学报（自然科学版）2009(12).
[3]范 广勤.岩土工程流变力学[M].北京:煤炭工业出版社.2009.
[4] 孙 钧.岩土材料流变及其工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2011:261-265.
[5] 方平安.深基坑综合支护施工[J].山西建筑,2009,35(9).
[6] JGJ120.99,建筑基坑支护技术规程[S].