锥探灌浆方案样本.doc

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4.锥探灌浆施工方案
4.1施工准备
4.1.1技术准备
针对黄河北大堤存在的实际情况, 在项目公司工程技术处、 B代表处和第六驻地办监理工程师的领导和指导下, 我部中心试验室已对大堤堤身及坡脚压实情况进行了现场测试, 并将有关问题作了汇报;
为了工作能顺利展开, 我部组织有关人员详细进行了图纸会审, 并与黄委会及新乡、 原阳河务部门多次沟通和榷商, 达成了对大堤进行压浆加固的初步意见( 详见附件) 。
4.1.2机械设备
根据以前的施工经验, 结合本项目的实际情况, 我部计划投入锥探灌浆机械6套(河南黄河河务局生产的ZK24型钻机)及人工钻孔钢钎若干, 洒水车一辆等。
4.1.3人员组织及进场情况
开工前我部已对参加施工人员进行了业务培训和技术交底, 并对人员进行了合理组织和分工。本项目计划投入现场管理人员8-10人, 技术人员4人, 职工100人左右。
4.2锥探钻浆基本原理
利用泥浆( 或水泥浆) 具有一定的流动性等特点, 经过探锥按照一定的排距成孔, 将泥浆填充结构物内部的裂缝、 洞穴、 腐朽的秸料、 桩木、 树根等, 使其形成一个整体, 达到固结和整体受力的状态。
4.3施工方案
锥探灌浆法施工工艺为: 造孔→制浆→灌浆→封孔。
4.3.1造孔
4.3.1.1孔位布置与孔深确定
造孔有机械造孔和人工造孔两种。本次两种方法共用。钻机考虑采用河南黄河河务局生产的ZK24型钻机及人工钻孔钢钎( 钻杆采用φ42mm) , 钻孔前先根据堤防存在问题的性质及严重程度, 紧紧依照设计图纸的要求布设灌浆堤段的范围, 然后在大堤方向布孔。
灌浆的排距和间距( 取决于堤段重要程度、 隐患性质、 灌浆压力等因素) 以设计图纸为准( 一般都采用密锥灌浆的形式, 其排距为1.5—2.0m, 每排孔距为1.0—1.5m, 相邻两排锥孔呈梅花形排列, 即第二排的孔位应在第一排两孔中间的相对位置上) 。
锥孔的深度也应以设计为准, 初次灌浆及属于普通加固性质的堤防, 锥孔宜打入堤基以下0.5—1.0m。
4.3.1.2人工打锥造孔
人工打锥造孔使用工具为碳素工具钢六方22、 23、 24型钢钎, 一般最长为10米。在布孔位置挖小型方坑后灌满水, 经过人工上下重复拔插钢钎钻进, 直至达到设计深度。一般每组4人, 一台班可打孔750米。
人工打锥造孔, 费时费力, 工效较低, 但适应堤坡等机械不易到达的部位, 最大的优点是人工能够经过手感, 准确发现孔洞等隐患的深度。
4.3.13机械打锥造孔
当前国内使用的打锥机械种类较多, 其中, 河南黄河河务局研究的ZK24型锥孔机在黄河系统被广泛应用。
ZK24型锥孔机所使用的锥杆为碳素工具钢六方24、 22、 23或六方25螺杆, 锥孔深度一般为10米。锥孔速度快时为每小时75-90个孔, 慢时为55-70个孔。该机使用的动力设备为15马力柴油机, 设计进锥力为近23KN, 实际可达26KN。
ZK24型锥孔机的造孔方法是: 将锥孔机定位后, 锥杆由挤压轮夹紧, 转动挤压轮便将锥杆压入堤内。当土质松软时, 可用快速进锥; 当土质坚硬、 挤压轮打滑时, 可经过调整弹簧组增加挤压力, 改为慢速进锥。如锥头遇到石块等硬物时, 安全离合器便发出”咔咔”响声, 操作人员便停止进锥。锥杆进深由指针显示, 达计划深度后, 便改换挤压轮转动方向, 将锥杆提起, 移至下一孔位。
机械打锥机具有锥孔深、 速度快、 效率高等优点。主要缺点是进尺过程不易发现隐患, 机具比较笨重。不少打锥机在堤坡上打孔还有一定困难。
4.3.2拌浆
锥探灌浆是将土料加水后用机械搅拌成泥浆, 经过压力灌浆机加压灌入锥孔, 压进缝穴, 析出水分, 从而使堤身内部的缝穴隐患为泥土充填, 达到处理隐患的目的。为了使泥浆更快更多地进入隐患缝穴, 满足灌浆要求, 需要对所用泥浆规定标准, 然后按照标准进行拌浆。
4.3.2.1泥浆的主要指标及计算方法
泥浆的主要指标是泥浆浓度和颗粒粒径。泥浆浓度大, 充填缝穴快, 干后收缩小, 可是泥浆浓度过大了, 流动性差, 细小缝隙不易充填。土料颗料细, 悬浮性好, 流动性大, 便于施工和灌细小缝隙, 可是析水性差, 透水性弱, 收缩性大; 土料颗粒粗, 析水性好, 透水性强, 收缩性小, 可是悬浮性差, 易于沉淀, 流动性差, 灌入细小缝隙困难, 因此泥浆浓度和土料颗粒大小对灌浆质量有很大的影响。在施工中应根据隐患性质、 机具条件来选择土料, 配制泥浆。一般隐患用收缩性小、 析水性差、 透水性弱、 悬浮性好的泥浆, 宽缝、 大洞隐患用浓度大、 收缩性小的泥浆, 窄缝、 小洞隐患用浓度小、 流动性大的泥浆。
测定泥浆比重一般见两种方法。一种是用比重法, 把比重计直接插入稳定的泥浆中, 观察泥浆液面在比重计玻璃管上的刻度, 即可直接读出泥浆的比重; 另一种方法是用1000ml的量杯, 盛满泥浆, 称其重量, 减去量杯重, 其数值即为泥浆比重。
泥浆土粒的大小一般从土料选择上来解决, 灌浆用土原则上是就近取土, 以节约投资。为满足灌浆要求, 在取土时应对土料加以选择。根据各地的实践经验, 灌浆所用的土料以无杂质的中粒质砂壤土( 即两合土) 为宜, 这是泥浆比重配制为1.4—1.6, 常能满足灌浆要求。
4.3.2.2泥浆的拌制
拌浆时先将计算出的土、 水按重量称好, 称水重时应考虑土的含水量。然后将水土倒入筒内, 待土料浸湿初粉后, 用搅棍搅拌, 用笊篱清除杂质和大的土块, 便可使用。
机械拌浆有立式拌浆和卧式拌浆两种。立式拌浆是在拌浆坑或拌浆筒上安装一拌浆器拌浆。拌浆坑是在堤顶上就地挖成的坑, 拌浆筒是用钢板焊成圆柱形筒, 直径1.2m, 深0.8m。拌浆器由两根横梁支架在拌浆筒或坑上, 拌浆器的竖轴下端安装若干根搅棒, 上端安一皮带轮与动力机相连如图2-2所求。
卧式拌浆器与立式拌浆器的结构原理相似。区别是拌浆筒斜卧, 拌浆搅棒直接交叉安装在主轴上。拌浆筒高的一头顶部有加水加土口, 低的一端底部有出浆嘴。
机械拌浆的方法是: 边加水、 边加土、 边搅拌。拌好后的泥浆放入储蓄池内存放。机械拌浆速度快、 效率高、 质量好, 再加上结构简单, 已普遍得到使用。
4.3.3灌浆
灌浆是锥探灌浆施工中的重要环节, 需要对灌浆压力、 操作方法、 劳力组合问题处理、 复灌遍数等方面全部掌握, 才能保持灌浆工程的质量。
灌浆是用灌浆机经过管道抽吸储浆池或灌浆筒内泥浆, 加压后由出浆管输入锥孔。
4.3.3.1灌浆机及管道
灌浆机又称泥浆泵。灌浆机常见的有BW250/50型三缸泵和HB-15单缸泵以及PN离心泵等多种型式, 均属国家定型产品。
大型灌浆工程输送泥浆管道分输浆干管、 支管、 灌浆管( 或进浆管) 、 插孔管四种。其中, 干管一般用钢管、 尼龙管或直径51—76mm五层胶布管; 支管一般用直径32mm四层胶布管, 长10-30m; 插管一般用上节直径30mmm, 下节直径25mm的焊接钢管, 管长1m左右, 距离管顶以下20cm处焊有一横管, 以便操作。
4.3.3.2灌浆
( 1) 灌浆压力
灌浆压力对灌浆质量影响很大, 压力小了灌不密实, 压力过大使堤顶遭受破坏。堤防灌浆压力一般控制在98Kpa。
( 2) 灌浆操作
先将插管插入灌浆孔0.4—0.8m, 用手把插管周围砸实封严, 开始向孔内灌浆, 待孔内空气排出后再行封严, 这时, 压力灌浆才算正式开始, 记下灌浆时间。
在灌浆过程中要不断检查各管进浆情况, 检查的方法是看、 摸、 听。就是先看胶管是否有蠕动现象, 有蠕动现象表示进浆迅速。如看不出蠕动现象, 再用手拿起摸一摸, 如胶管有振动感, 表明时浆仍很顺利。如果胶管没有振动感, 且较轻软, 这是可把胶管放到耳朵附近听一听, 是否有嗤嗤声表示在进浆, 如果没有这种声音, 即表示在常压下不进浆, 这时需将其它一根或两根灌浆管折死, 以便增压, 使其继续进浆。当增压10分钟后仍不进浆时, 表示锥孔已灌满, 应停止增压拔管换孔, 同时记下时间。如进浆时间超过30分钟, 应计算进浆量。
计算进浆量的方法是用单位时间的进浆量乘以进浆时间, 单位时间进浆量是用灌浆机每分钟出浆量除以出浆管的根数求得。一般泥浆泵每分钟出浆量为0.03m3。
锥探灌浆施工工艺流程图如下:

锥探灌浆施工工艺流程图

4.4.4在钻进过程中采用稀浓度的泥浆, 保证孔口压力大于0.5kgf/cm2, 待钻孔钻到设计孔深后, 用泥浆泵向孔内注满泥浆, 提出钻杆移到下一个孔施工。在整个施工过程中, 由专人负责各灌浆孔的复灌及封孔工作, 每一个孔复灌3次不吃浆时即进行封孔。
根据设计要求, 采用分序钻孔施工, 先施工I序孔, 再施工II序孔, 最后施工III序孔。

5.质量保证体系及保证质量措施
5.1质量保证体系
建立三检( 自检、 抽检、 交接检) 质量体系, 由项目经理负责, 项目总工主抓, 质检部具体实施的质量管理体系; 建立专职质检工程师制度, 落实责任到人。
5.2保证质量措施
5.2.1在灌浆中应先对导孔和第一序孔轮灌, 使用”少灌多得”的方法。开始时先用流动性稍大的稀浆灌注后逐渐加大到规定的泥浆浓度, 继续灌注。复灌时采用浓度较大的泥浆, 待第一序孔灌浆结束后, 再进行第二序孔灌浆, 第二序孔灌浆结束后, 再进行第三序孔灌浆。
每次最大灌浆量按设计要求控制, 每孔灌浆次数经过试验确定, 一般为3-5次。
5.2.2对吸浆量大的灌浆孔限制每次吸浆量, 延长灌浆戎, 堤防灌浆用小注入量, 排量大的泵可同时灌注多孔。若已知洞穴很大, 适量增加灌浆量和提高浆液稠度。
5.2.3两次灌浆间隔时间不少于5天。
5.2.4孔口压力控制在4.9*10-Pa( 0.5kgf/cm2) 左右。最大灌浆压力由施工前试验确定。
5.2.5每孔每次平均灌浆量, 以孔深计, 每米孔深控制在0.5—1.0m3, 每孔灌浆次数应在3次以上。
5.2.6为减少堤身出现裂缝和冒浆, 应先灌迎水侧临水排孔, 再灌背水侧排孔, 最后灌中间排孔。
5.2.7锥孔应当天锥, 当天灌, 防止孔眼搁置时间长, 孔隙堵塞, 影响灌浆效果。
5.2.8每孔灌浆时, 必须一次连续灌满。
5.2.9终孔标准: 当浆液升至孔口, 经连续复灌3次不再吃浆时, 即可终止灌浆。
5.2.10封孔: 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2-3cm、 含水量适中的粘土球分层回填捣实。

6.安全生产、 文明施工及环境保护措施
6.1成立以项目经理、 项目总工为核心的文明施工领导小组、 安全生产与环境保护领导小组, 质检部中心试验室等有关部门定期不定期进行检查;
6.2建立专职检查员制度, 落实责任到人。开展文明施工竞赛, 针对施工中易出现安全隐患的工序, 加强预防。