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锥探灌浆施工方案

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2020年4月19日
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和县善厚镇九连圩横河段堤防加固工程

施工2标

锥探灌浆施工方案

安徽天之路建筑工程有限公司
和县善厚镇九连圩横河段堤防加固工程
施工二标项目经理部
7月
锥探灌浆施工方案
一、工程概况 
横河位于和县善厚镇高祖行政村境内，起点为张尹柏村、终点为司家圩拐，全长约5.127km，是滁河右岸支流。本次横河治理工程起点为张尹柏村、终点为司家圩拐，主要是解决右岸堤防（桩号：K2+480.3～K5+126.9）防洪标准不够的问题。本标段堤防加固工程按Ⅲ级堤防标准建设，堤身隐患处理采用粘土锥探灌浆。老堤现状平均地面高程为6.5m，平均堤顶高程15.5m，灌浆孔深入堤基以下约1.5m，平均深孔约8.5m。灌浆孔沿现状堤顶中心线方向呈梅花状布置成四排，排距1.5m，孔距2.0m，孔径24~30mm，分两序进行施工。 
二、工程地质 
本标段堤防加固段堤身填土以轻粉质壤土为主，存在渗透变形、地基不均沉降等地质问题。灌浆工程用粘土料分布在退堤后的河滩地上，工程区沿线取土场较多，储量丰富。
三、工艺流程
锥探灌浆施工程序为：施工准备、钻孔、制浆、灌浆、封孔等。
（详见下图 ）
四、灌浆试验 
1、试验说明
（1）灌浆作业开工前，施工单位应编制详细的施工方案，报送监理人审批。
（2）施工单位经过灌浆试验修改或最终确定以下灌浆控制参数： 
1）选定制浆土料、确定浆液容重；  
2）确定灌浆控制压力；
3）确定复灌次数和复灌间隔时间； 
4）确定堤身位移和裂缝控制指标等。 

（3）灌浆试验结束后，施工单位应对试验成果进行分析，并将试验的详细记录和试验分析成果报送监理人。 
2、浆液试验
（1）施工单位应按监理人指示对灌浆所用土料和浆液进行试验。土料试验包括：颗粒分析、有机质含量及可溶盐含量等；浆液试验包括：容重、粘度、稳定性、胶体率及失水量等。 
（2）用于现场灌浆试验的浆液水土比以及掺和料、外加剂等的品种及其掺量应经过浆液试验选择，并将试验成果报送监理人。 
3、现场灌浆试验
  本标段根据设计要求，拟对现状临北段堤防（桩号：16+339~18+354）进行锥探灌浆加固，为确保工程灌浆质量，拟于 12月20日在堤防桩号16+339~16+359处进行锥探灌浆试验，试验段长20m，试验孔不少于3个。 施工时应根据施工图纸的要求或监理人指示选定试验孔布置方式、孔深、灌浆压力等试验参数；按批准的灌浆试验大纲拟定的施工方法进行灌浆试验，检查灌浆的效果。 灌浆试验结束后，施工单位应对试验成果进行分析，总结经验，修改浆液物理力学指标及灌浆控制参数，完善和熟练灌浆工艺，并将试验的详细记录和试验分析成果报送监理人。 
五、施工方法
 1、施工准备
（1）制浆和灌浆机械的布置，应考虑灌浆泵容量的大小、输浆距离的远近、扬程的高低、料场位置等因素。 
（2）灌浆前应确定观测点位置，埋设好必要的观测设备，并准备好观测和试验仪器以及观测记录表和成果表。 
（3）灌浆施工前应做灌浆试验，选择有代表性堤段，按灌浆设计进行部孔、造孔、制浆、灌浆。观测灌浆压力、吃浆量、泥浆容量、大堤位移和裂缝等。试验孔不少于5个，试验结束后，应分析资料，总结经验，修改参数，完善和熟练灌浆工艺，然后方可全面施工。灌浆所用土料和浆液都应进行试验。土料试验应包括：容重、粘度、稳定性、胶体率及失水量等。 
2、 测量定位放样 
开工前根据业主和监理交给的原始水准点、桩号，按设计图纸要求进行孔位定位，并在施工前用滑石粉定出孔位标识。灌浆孔布置为4排，分二序钻孔灌浆，排距1.5m、孔距2.0m，按梅花型布孔。孔深伸入坝基1m。测量放样成果报监理工程师检查批准后进行施工。 
堤防灌浆平面布置图

3、造孔
（1）采用机械造孔，所有钻孔编号、孔深、孔斜度、孔序按照设计图纸、文件或监理细则执行造孔的孔位、深度、孔径、钻孔顺序和孔斜等应按施工图纸要求和监理人指示执行。
（2）施工时应按设计要求布孔，然后按要求造孔。造孔必须按序进行，要求为2序。灌浆孔的开孔孔位与设计位置的偏差不得大于100mm。因故变更孔位应征得监理人同意，并记录实际孔位。
（3）按设计要求布孔，孔倾斜度不大于2%，孔深按设计要求钻孔，具体以施工图纸高程算出的孔深为准。
（4）应用干法造孔，不得用清水循环钻进。造孔过程中允许倒入少量水或泥浆以湿润土体。
（5）应作好造孔的记录和描述，如发现特殊情况时，施工单位应详细记录，及时通知监理人并应分析处理。
（6）造孔结束后，施工单位应会同监理人进行检查验收，检查合格，并经监理人签认后，方可进行下一步操作。
4、制浆
采用高速搅拌机制浆采用经试验合格的粘土（中～重粉质壤土）制成浆液。为保证其有足够的抗渗性能，粘土泥浆应具有较好的稳定性与流动性，体缩要小，排水要快。
土料颗粒组成和物理力学性能应符合《土坝灌浆技术规范》SL564— 的要求，
灌浆土料性能指标要求（附表一）
项 目
数 值
塑性指数（%）
10～25
粘粒含量（%）
20～45
粉粒含量（%）
40～70
砂粒含量（%）
＜10
有机质含量（%）
＜2
无机质含量（%）
＜8
浆液浆液物理力学性能要求（附表二）
项 目
数 值
容重(kN /m3)
13～16
粘度(s)
30～100

稳定性(g/cm3)
＜0.1
胶体率(%)
＞80
失水量(cm3/30min)
10～30

5、灌浆 
（1）灌浆顺序：应先灌靠迎水侧排孔，再灌下游侧排孔。 
（2）应采用分段灌注方法，由下至上，下套管分别灌注。 
（2）灌浆开始先用稀浆，经过3～5min后再加大泥浆稠度。若孔口压力下降和注浆管出现负压，应再加大浆液稠度，浆液的容重按施工单位灌浆试验和监理人批准的技术要求控制。
（3）在灌浆中，应先对第一序孔轮灌，采用“少灌多复”的方法。待第一序孔灌浆结束后，再进行第二序孔。
（4）每次最大灌浆量及每孔灌浆次数按施工单位现场灌浆试验确定的技术指标控制，一般堤段间隔2～3天进行复灌，重点堤段视具体情况适当增加复灌次数和间隔时间。
（5）在灌浆过程中，如遇单孔吃浆量过大，施工单位须采取“少灌多复”的处理办法直至灌浆饱满，不得留下隐患，具体处理方案报监理人审批。
（7）灌浆过程中做好灌浆记录，并绘制图表。
6、灌浆结束标准及封孔
（1）当浆液升至孔口，经连续复灌不再吃浆时，即可终止灌浆。
（2）当长期达不到结束标准时，应报请监理人共同研究处理措施。
（3）当每孔灌完后，待孔周围泥浆不再流动时，将孔内浆液取出，扫孔到底，用直径20～30mm、含水量适中的粘土球分层回填捣实。
六、灌浆出现问题的处理
灌浆过程中应随时检查进浆情况，有无冒浆、串浆和坝面抬高现象。如有下述情况，应妥善处理后再继续进行。
1、冒浆
在灌浆过程中若出现冒浆、漏浆现象，应立即暂停灌浆，进行处理。为不使浆液流失，采取增大浆液比重，减小灌浆压力，停停灌灌和夯实冒浆孔口或挖槽回填漏浆处，堵住冒、漏浆继续发生。
2、串浆
在灌浆过程中相邻两孔若出现串浆现象，采取两孔并灌方法堵浆。若不能施灌，可用木塞堵住串浆孔口，然后进行单孔灌注。
3、裂缝
由于泥浆压力作用，坝身可能会出现裂缝，这时应尽量加大浆液浓度，采用慢灌、停停灌灌的方法。若遇裂缝中积水排不出去时，要设法挖沟把水引出去，灌浆结束后，裂缝表面要加土回填夯实或等裂缝自然固结后视具体情况再处理。
4、吃浆量很大
出现该现象时应查找原因，检查是否在某隐蔽处冒浆，若没有，则说明堤坝有较大的洞穴或裂缝，应采取加大泥浆浓度，并在灌浆孔周围补孔，增加复灌次数，延长终孔时间，等泥浆初步析水收缩后再灌浆办法来消除空隙等隐患。
5、堤表土塌陷或隆起
塌陷多系土体内的较大孔穴因灌入的泥浆析水引起土体湿陷变形所致，可改用浓浆继续灌注，已形成塌坑的，可用粘土料分层夯实回填。堤表土隆起应仔细分析隆起的原因，检查泥浆浓度、压力控制是否正常，如未发生堤身有大的裂缝或土体滑动而产生，可采用减速小灌浆压力，时灌时停的方法处理，隆起面积较大，问题严重的堤段应慎重对待，必要时应进行彻底翻筑。
灌浆过程中，应有专门人员检查布孔、造孔、工艺操作、浆液性能、综合控制情况、各孔终止灌浆达到的标准以及灌浆中出现的问题和处理情况等，并应有现场记录。
七、质量控制
为保证灌浆质量达到施工图纸和监理人规定的要求，施工时应对灌浆施工全过程进行质量控制和检查。每一道工序结束经自检合格报请监理人验收后，方可进行下一道工序施工。质量检查分为灌浆过程的中间检查和灌浆结束后的最终检查。前者是为灌浆质量控制而进行的阶段性检查，后者是为验收和鉴定提供依据。
1）施工单位应会同监理人进行中间质量检查及最终质量检查，其质量检查记录应报送监理人。
（2）中间质量检查的主要内容包括：按设计要求检查布孔、造孔、工艺操作、浆液性能、综合控制情况、各孔终止灌浆达到的标准、灌浆中出现的问题和处理情况等。
（3）最终质量检查的主要内容包括：堤身内部的质量（密度、连续性、均匀性）、堤面裂缝等，检查的手段包括钻孔取样、开挖探坑和探槽等，最终检查应在堤顶道路施工之前进行。
（4）最终质量检查方法，主要是分析资料和进行观测，并配合钻孔、探井取样测定等。经过上述检查方法和试验结果，定性分析评定灌浆前后堤身质量的变化。
（5）施工单位应全面完整地搜集资料，及时准确地进行记录，作为工程验收的依据，并应归入技术档案。一旦发现灌浆质量不符合要求，应查明原因，及时报送监理人，并提出相应措施，征得监理人同意后执行。
八、灌浆过程监测
为保证堤防灌浆质量和堤防安全，检验灌浆效果，灌浆过程中应有观测人员负责观测工作，全面控制灌浆质量，及时发现和解决问题。
1、堤身变形观测
（1）堤身变形观测分水平位移（横向、纵向）、竖向位移（沉陷）和堤身表面变形观测等。
（2）横向水平位移观测。可沿堤线方向每隔10～20m设一组观测标点，每组至少分别在堤顶上、下游堤肩处各设一个观测标点。在灌浆期间，每天观测1～2次，非灌浆期间，每5天观测1次。
（3）竖向位移观测。竖向位移桩应与水平位移桩结合，并同时进行观测，以便进行资料分析。在灌浆前，至少应观测2次。在灌浆期间，每天观测1～2次，非灌浆期间，每5天观测1次。
（4）堤身表面变形观测。为掌握灌浆对堤身断面的影响，可在河槽段和有严重隐患的堤段，参照本条（2）的规定进行堤身表面变形观测。
2、灌浆压力和灌浆量观测
灌浆压力观测。在注浆管上端安装压力表，压力表精度为0.1kg/cm2，在灌浆过程中，应及时观测压力变化，并及时注意记录瞬时最大压力，对照大堤位移，合理控制灌浆压力。
灌浆量一般采用泥浆流量控制，每孔每次灌浆量及总灌量均应在0.3～0.5m3/m范围内，每次灌浆是不得超过设计允许值，以便控制灌浆压力。
冒浆观测。灌浆期间要有专人经常巡视堤顶、堤坡。如发现冒浆，应及时处理，同时应记录和描述，并绘制在剖面图上。

和县善厚镇九连圩横河段堤防加固工程

2标项目经理部
二〇一七年七月十七日