浅基坑围堰振冲灌浆防渗技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,土石围堰气浆振冲注浆防渗技术研究,(2010,年,7,月,2011,年,7,月）,承担单位：中国水利水电第七工程局有限公司甲米电站项目经理部,项目负责人：唐 勇,目 录,一、课题立项背景,二、课题研究的主要内容,三、项目工程施工情况,四、研究人员投入情况,五、取得的成果,六、经费使用情况,七、推广应用情况及应用成效,第一章 课题立项背景,一、应用前景,近年来，我国水利水电建设快速发展，建设项目的数量和规模达到了前所未有的水平。小型水利水电枢纽工程也越来越多，而一个水电站项目不论大小，导流是必不可少的一个重要环节，围堰为其一个重要部分，围堰防渗成功与否直接关系到水电工程建设的顺利，围堰及围堰防渗工程在水电建设工程中占据重要地位，直接关系到水电建设工程的进度和投资。围堰防渗施工，根据围堰堰体及堰基覆盖层厚度及地层组成情况，常用的防渗方法主要有高压喷射灌浆、混凝土防渗墙、粘土芯墙、水泥或粘土水泥灌浆、自凝灰浆槽、板桩灌注墙、防渗土工膜等。现有各种工艺均较为成熟，然而都有各自的局限性。,基于振冲法和高压喷射灌浆法进行改进，对振冲器进行技术创新改进，形成一种新的方法,-,气浆振冲注浆。气浆振冲注浆防渗施工具有速度快、投资小，节约水泥用量、环保等特点，可达到节约成本和节约工期的目的，气浆振冲注浆土石围堰较为适合，可为水利水电工程围堰防渗施工探索一条新的施工方法。,二、立项背景,投标施组围堰防渗为高喷灌浆，高喷防渗墙工程量,1872m2,。实施阶段根据首部枢纽地质情况，一期工程围堰防渗轴线长度,240m,，二期围堰防渗轴线长度,180m,，防渗深度,10m,，围堰防渗工程量,4200m2,。同时，由于首部枢纽地基处理工程量大幅增加，采用原高喷防渗墙方案，首部枢纽工程度汛形式非常严峻、且投入增加。课题组经方案比选，基于振冲法和高压喷射注浆法进行改进，对振冲器进行技术创新改造，形成的一种新的方法,气浆振冲注浆技术。,优势：该方法不但具有振冲法成孔快、对孔壁具有振密的特点，还具有高压喷射注浆法良好的加固效果；同时，气浆振冲注浆所能达到的有效桩径均高于振冲法及高压喷射注浆法，从而能够更有效的止水或提供更高的复合地基承载力，由于振冲器的振动作用，气浆振冲注浆法还可有效的消除地基液化问题；另外，相对高压喷射注浆法，它在设备、资金、材料投入相对较少，施工成本低，工序简单易于操作，缩短工期，水泥浆液流失相对较少，在环保上具有明显的优势，对浅基坑砂卵石围堰防渗较为适合。,三、施工技术难点,（,1,）坝基岩层包括覆盖层和基岩两大部分：坝基覆盖层厚,31.4,35.15m,，分,8,个小层，依次为,卵石层，厚,3.85,6.35m,，结构稍密，地基承载力为,0.48Mpa,，,细砂层，厚,2.16,3.41m,，结构松散稍密，承载力为,0.14MPa,0.28Mpa,，,粘土及粉质粘土层，厚度,8.94,12.67m,，棕色，结构松散稍密，渗透系数,1.3810,-4,1.5910,-5,cm/s,，承载力为,0.125Mpa,，粘土夹碎石层，坝址上游有出露，,卵石层，该层地基承载力较高，,细砂层，厚度,3.14,6.55m,，含少量卵砾石，稍密，地基承载力较低，埋深,30,多米。基础宜置于第,卵石层上，其下作防渗和地基加固处理。,（,2,）本工程首次采用气浆振冲注浆进行围堰防渗，无任何经验借鉴。,（,3,）采用气浆振冲注浆主要应防止防渗幕墙在围堰轴线及竖直方向不连续，导致幕墙不密闭，使防渗失败。强透水情况下应快速成墙并对透水点补漏。,第二章 课题研究的主要内容,1,、振冲设备选型及改造。,2,、气浆振冲注浆施工技术用于围堰防渗的施工工艺、施工技术参数、质量控制。,3,、探索气浆振冲注浆施工技术用于砂卵石围堰防渗的可行性、经济性；,第三章 项目工程施工情况,由于首部枢纽工程地基处理工程量巨幅增加，使首部枢纽工程度汛目标形式异常严峻，围堰防渗成败，是首部枢纽工程之关键。,一期围堰（上游、下游、纵向围堰，围堰气浆振冲抓紧总长,240m,）气浆振冲注浆施工,2009,年,12,月,28,日开始，,2010,年,1,月,5,日结束，工期,9,天。二期围堰（上游围堰、下游围堰，围堰气浆振冲注浆总长,180m,）气浆振冲注浆施工,2010,年,12,月,1,日开始，,2010,年,12,月,17,日结束（,12,月,5,日,15,日振冲器故障），工期,6,天。,采用气浆振冲注浆防渗效果良好，满足了基坑施工要求。,第四章 研究人员投入情况,序号,姓名,职 称,专 业,课题中分工（投入课题）,时间段,1,唐 勇,工程师,水工,总负责,2010.07,2011.07,2,邓 鹏,工程师,水工,技术总负责,2010.07,2011.07,3,范镇鸿,工程师,土木工程,经营管理,2010.07,2011.07,4,王建兴,工程师,水工,现场管理,2010.07,2011.07,5,胡忠良,工程师,工程力学,技术负责,2010.07,2011.07,6,吴 明,助理工程师,水工,质量负责,2010.07,2011.07,7,陈健,助理会计师,财会,财务负责,2010.07,2011.07,8,李双林,助理工程师,工程机械,设备物资负责,2010.07,2011.07,9,李勇,助理工程师,水工,测量负责,2010.07,2011.07,10,姜明,助理工程师,水工,现场技术管理,2010.07,2011.07,11,范祖光,助理工程师,土木工程,现场技术员,2010.07,2011.07,12,唐雄,助理经济师,经济管理,预算负责,2010.07,2011.07,13,蒲隆进,助理工程师,交通工程,质量检查,2010.07,2011.07,14,刘斌,技术员,水工,测量,2010.07,2011.07,15,张敏,技术员,水工,测量,2010.07,2011.07,第五章 取得的成果,一、施工原理,（,1,）振冲器改造原理,振冲器由偏心振动体、潜水电动机、射水管总成、上接套、密封垫、减震器、高压胶管及导向管总成等组成，各部均用螺栓联接成一体。改造后的气液注浆式振冲器是在原振冲器的内部，增加了压气管总成，并在振冲器端头设置小孔径的出气孔，外部配置高压胶管与空压机相连。,（,2,）施工原理,气浆振冲注浆是基于振冲法及高压喷射注浆法进行改进后的一种施工方法，在原有振冲,+,水的基础上，将水管用于输送浆液，同时增设了空气喷射通道，即振冲,+,浆液,+,气体三相结合进行岩土施工。它是利用气浆振冲器的振动，对原土层进行扰动，重新组织土颗粒的排列方式，重塑土层结构。在振动过程中，不断喷射空气流、注入水泥浆，空气流对土体中原有的空隙及裂缝再次加大，形成浆液通道，同时借助空气流的搅动，使土层中的细小颗粒或腐殖质等在气流及浆液流的浮力作用下，溢出孔口而排出，并通过浆液与土体间的凝聚作用，使加固土体硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的柱状加固土，与土层组成复合地基以提高土体承载力，相互搭接成墙以降低土体的渗透性能。,二、施工参数,（,1,）设备选型,根据设计地质勘探资料，本工程选用了,ZCQ150,型号的气浆振冲器造孔。,（,2,）孔距,孔径为桩径与两倍搭接长度之差，搭接长度一般取,10cm,，由于该种方法首次用于围堰防渗，故按,0.6m,孔距布置，搭接成槽，成墙厚度,0.7m,1m,，孔深,10m,。,（,3,）注浆量,本工程用于围堰防渗，浆液量,60L,140L/,分钟，浆液浓度,0.6:1,1:1,，采用,42.5R,早强水泥。,（,4,）注浆压力,由于气浆振冲法利用振冲及喷射气流造孔，浆液填充颗粒空隙，故注浆压力相对较小，压力,0.3,0.5Mpa,。,（,5,）气压,气浆振冲注浆法喷气压力与地层的力学指标、施工环境及施工要求有关，孔隙率大，粘聚力较小的地层，较少气压即可吹入充分浆液，反之则需要较大压力，首部枢纽闸坝基础以下,10m,范围均为砂卵石、粉细沙层，两侧岸坡部位为淤泥质砂土，故采用,0.5,0.8Mpa,风压。,（,6,）振冲器贯入速度及提升速度,振冲器贯入、提升速度受注浆量、基础地质条件、注浆空位位置的控制，对于注浆量大、上部压力大、注浆孔深的部位，可适当加速，由于围堰止水要求高，其提升速度应小于地基处理。振冲器正常贯入速度：,80,100cm/min,，振冲器提升速度：,30,50cm/min,。,三、施工工艺及质量控制,（,1,）清理整平场地、确定灌浆轴线，沿轴线开挖宽,1.5m,，深,0.6m,基槽，测放孔位，孔距,60cm,，并插签标识。,（,2,）在振冲器起吊连接管上按,50cm,刻度做好标识，施工机具就位，起吊振冲器对准孔位，孔位偏差控制在,5cm,，钻孔的孔斜率控制在,1%,以内；,（,3,）采用高速搅拌机按,0.6:1,拌制水泥浆，并在高速搅拌机出浆口设置滤网，技术人员对每桶水泥浆测量比重，严格控制水泥浆液浓度；,（,4,）造孔注浆：启动动力箱，待振冲器运行正常后，开动压浆泵送水泥浆液，使振冲器徐徐贯入，施工过程中，现场技术人员采用吊锤从正面、侧面测量垂直度，防止偏斜，待振冲器达到设计孔深后，电流达到,100A,，再徐徐提升，至孔口,50cm,时停止注浆，以保证浆液不溢出孔口。各项施工参数必须每孔观测检查，发现不符合要求的必须立即纠正，记录每孔水泥用量；,（,5,）施工过程中，观察围堰内侧渗水情况，如果渗水内含有较浓水泥浆，说明该部位渗漏点多，空洞大，需放慢钻孔速度，或反复钻进、提升，同时调整加浓该部位水泥浆液（,0.6:1,），直至围堰内侧渗水逐渐变为清澈、渗水逐渐变小，电流达到,100A,，即可向下钻进。对于有架空，涌水基础部位，可抛填袋装水泥、黄土，利用振冲器巨大的横向集振力集中、快速封堵。,（,6,）关闭振冲器，关闭空压机，停止供浆，清洗灌浆管。,（,7,）为了保证防渗幕墙快速凝结成墙，将原确定采用的,32.5R,普通硅酸盐水泥水泥改为,42.5R,普通硅酸盐水泥，水泥使用前，需由实验室进行检测试验。,（,8,）严格值班制度，每班配置,1,名值班队长、,1,名技术员、,1,名修理工、,1,名电工、,1,名经验丰富的起重机操作手、,8,名工人，在施工过程中，技术员须随时对每个孔检查、记录各项数据，观测渗水情况并记录、拍照，值班队长与起重机操作手的默契配合，是保证施工进度的关键，同时消除人为操作造成的缺陷，并须做到人停机不停，力争连续,24,小时作业。,（,9,）停工处理：由于停电、设备故障等原因停工后，需对搭接头进行处理。在搭接头处能在原孔部位钻孔的可继续钻孔，如果不能在该部位钻孔，可在相邻部位重新钻孔，与已形成幕墙段搭接,1m,。,（,10,）,缺陷处理：围堰防渗幕墙施工完成，由于河道内存在较大孤石、树木等，造成局部不密闭，可在基坑抽水水位下降后，观察基坑内渗水情况，对明显渗水部位重新补灌。,主要设备,首部枢纽基础,气浆振冲注浆施工,防渗幕墙,第六章 经费使用情况,科目,金额单位,:,万元,一、研发活动直接消耗的材料、燃料和动力费用,43.43,1.,材料,11.98,2.,燃料,31.45,二、直接从事研发活动的本企业在职人员费用,21.02,1.,工资、薪金,21.02,八、与研发活动直接相关的其它费用,46.07,2.,新工艺规程制定费,46.07,合计数（,1+5+9+12+15+19+20+21,）,110.52,注：,2010,年,1,季度,2011,年,3,季度科技经费投入,110.52,万元，,2011,年,4,季度预计科技经费投入,347,万元。,第七章 推广应用情况及应用成效,课题研究成果应用后，依托工程围堰防渗施工快速完成，施工成本大幅降低，效益明显。,目前，本成果仅用于甲米一级水电站围堰防渗，在国内属首次，无任何经验借鉴，其各项施工参数都未得到大量数据印证，因此，还有待进一步完善。,