孔口封閉水泥灌漿施工工法

孔口封閉水泥灌漿施工工法

《孔口封閉水泥灌漿施工工法》是中國水電基礎局有限公司葛洲壩集團基礎工程有限公司中國水利水電第八工程局完成的建築類施工工法,完成人是王志仁、夏可風、溫文森余開雲、焦家訓、辜永國,比較適適用於塊裂結構岩體、陡傾角裂隙岩體、碎裂和散體結構岩體或緩傾角層狀岩體,也可套用於緩傾角裂隙發育的岩體,但應注意防止岩體抬動,也適用於鑽孔較深的帷幕灌漿、深層固結灌漿,淺孔低壓灌漿,灌漿壓力大於3兆帕的高壓灌漿,蓋重較大或對抬動變形不敏感的工程部位。

《孔口封閉水泥灌漿施工工法》主要的工法特點是與自上而下分段卡塞灌漿相比,施工簡便、工效高;根本避免了發生"繞塞返漿"的問題,施工的可靠性高;鑽孔和灌漿設備器具簡單;可靈活使用各種性能的漿液;重複灌漿提高了施工的可靠性。

2008年1月31日,《孔口封閉水泥灌漿施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家一級工法。

基本介紹

  • 中文名:孔口封閉水泥灌漿施工工法
  • 工法編號: YJGF084-2006
  • 完成單位:中國水電基礎局有限公司、葛洲壩集團基礎工程有限公司、中國水利水電第八工程局
  • 主要完成人:王志仁、夏可風、溫文森余開雲、焦家訓、辜永國
  • 套用實例:烏江渡水電站帷幕灌漿工程
  • 主要榮譽:國家一級工法(2005-2006年度)
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,

形成原因

水泥灌漿是建築工程地基處理、岩土或結構物加固的重要施工方法。在《孔口封閉水泥灌漿施工工法》發明以前,中國有自上而下灌漿法、自下而上灌漿法等。這些方法都要使用孔內灌漿塞,但是直到20世紀末,中國還不能生產高壓灌漿塞,而進口灌漿塞十分昂貴,因而一般不能進行高壓灌漿。
20世紀70年代末期,貴州烏江渡工程興建,強岩溶地基帷幕灌漿是該工程成敗的關鍵技術之一,中國工程師王志仁提出採用高壓灌漿的方法解決岩溶灌漿的問題。由於中國國內的技術條件(主要是灌漿泵、灌漿塞、膠管、高壓閥門等)灌漿壓力一般只能達到3兆帕以下,為了解決高壓灌漿塞的問題,王志仁提出採用孔口封閉(王當時稱其為“無塞灌漿”)的方法,這種方法使用能夠承受高灌漿壓力的孔口封閉器替代灌漿塞。與此同時,又經過研製和改進解決了高壓灌漿泵、高壓耐磨閥門等技術難題,使孔口封閉灌漿這樣一個系統工法具備了完全的實施條件。再經過烏江渡工程多次的現場試驗和20餘萬米帷幕灌漿施工實踐,接著又在青海龍羊峽水電站、貴州東風水電站、遼寧觀音閣水庫、湖北隔河岩水電站等推廣套用,取得了成功。1983年版《水工建築物水泥灌漿施工技術規範》首次將孔口封閉灌漿法列入規範,1994年、2001年版灌漿規範對該法進行系統完整地闡述和規定。
截至2005年,《孔口封閉水泥灌漿施工工法》已成為中國水利水電工程灌漿施工中基本的、用得最多的工法。

工法特點

《孔口封閉水泥灌漿施工工法》的主要優點是:
1.與自上而下分段卡塞灌漿相比,施工簡便、工效高
由於孔口封閉灌漿法改孔內安裝灌漿塞的工藝為在孔口安裝孔口封閉器,大大方便了施工,同時減少了灌漿塞封閉不嚴、橡膠塞被頂壞、塞子被水泥漿凝死等故障,顯著提高了工效。而且越是深孔這種好處越明顯,提高工效的幅度一般可達到30%以上。
2.根本避免了發生“繞塞返漿”的問題,施工的可靠性高
孔口封閉灌漿法不在鑽孔內安裝灌漿塞,因此也就排除了孔內漿液會通過陡傾角裂隙,繞過灌漿塞返流到孔口冒出地面的問題。
3.鑽孔和灌漿設備器具簡單
一般說來,孔口封閉灌漿法使用的鑽孔、灌漿的設備和器具都比較簡單、小型、廉價,適合在各種工程和施工條件下套用。在中國多數施單位大型鑽孔灌漿設備不足,精密高效灌漿器具不足的條件下,可以比較經濟簡便地實現循環式高壓灌漿。
4.可靈活使用各種性能的漿液
由於孔口封閉灌漿法是循環式灌漿,所以可以使用各種性能的漿液,包括非穩定漿液和穩定漿液,
可以方便適時地實現各級水灰比漿液的變換,可以根據受灌地層的不同情況有針對性地調整漿液性能,從而增強灌漿效果。
5.重複灌漿提高了施工的可靠性
由於上部各灌漿段可多次重複接受灌漿,因而對施工疏漏、作假的補償機會多,施工安全係數大,灌漿質量有保證,灌漿效果好。

操作原理

適用範圍

和其他各種灌漿工法比較起來,《孔口封閉水泥灌漿施工工法》幾乎可以適應各種地層。但更適用如下條件:
一、比較適用於塊裂結構岩體、陡傾角裂隙岩體;碎裂和散體結構岩體或緩傾角層狀岩體,以及緩傾角裂隙發育的岩體也可套用,但應注意防止岩體抬動。
二、適用於鑽孔較深的帷幕灌漿、深層固結灌漿。淺孔低壓灌漿也可套用,但經濟上的優越性就不明顯了。
三、較適用於灌漿壓力大於3兆帕的高壓灌漿,低壓灌漿可用普通的灌漿塞解決。
四、適用於蓋重較大或對抬動變形不敏感的工程部位。如在對抬動變形要求十分嚴格的部位,則施工應小心。
五、該法灌漿漿液的損耗量較大,因此貴重材料的灌漿最好不要採用該工法。

工藝原理

研發《孔口封閉水泥灌漿施工工法》的初衷主要是為了實現高壓灌漿,其主要技術原理是:
一、採用小孔徑鑽孔,以提高鑽孔工效
孔口封閉灌漿法形成以前,灌漿孔的孔徑一般都要在ф91毫米以上,這是因為灌漿孔中要下入雙層灌漿管和灌漿塞的緣故。採用孔口封閉法以後,灌漿孔中只需下入一根射漿管,射漿管也就是鑽桿,其直徑一般為ф42毫米,因此灌漿孔的最小直徑ф56毫米,甚至更小就可以了。灌漿孔直徑的減小給廣泛使用金剛石鑽頭創造了條件,鑽孔工效提高,從總體上提高了灌漿施工的工效。
從直觀上看,鑽孔直徑減小以後,鑽孔與岩體裂隙相交的長度也減小了,也就是說鑽孔中通過漿液的面積減小了,通過漿液的流量(注入率)也會減少,從而延長灌漿時間,這是不利的。但是計算分析和工程實踐表明,影響漿液注入流量大小的主要因素是裂縫寬度,而鑽孔直徑的影響較小。更何況高壓灌漿還對裂縫有較大的擴寬作用,實際上有效地增大了注入流量。
二、改孔內卡塞為孔口封閉,避免灌漿塞缺陷和孔內卡塞的麻煩
如前所述,在孔口封閉灌漿法形成以前,灌漿時灌漿塞是安放在鑽孔裡面的。這種做法有幾個弊病:當時的螺桿頂壓膠球式灌漿塞不能承受較大的灌漿壓力,壓力大了灌漿塞就會滑動或漏漿,或壓壞止漿膠球;當孔壁不夠平整圓順時,灌漿塞常常不易封閉嚴密;如果岩石中的陡傾角裂隙發育,灌漿時常易發生繞塞返漿;灌漿塞及其雙層管路的安裝操作勞動強度大。改為孔口封閉灌漿法以後,這四個弊病完全被克服了。
雖然,運用現代橡膠技術的高壓充氣式膠囊灌漿塞及高壓灌漿軟管等中國均已可以自行製造,並已經在有些工程中套用,但是其所適用的灌漿方式是純壓式灌漿,如果要用於循環式灌漿仍然是比較複雜的、不方便的。這也是孔口封閉灌漿法至2005年仍有生命力的原因。
三、提高淺層岩體的灌漿壓力,以適應防滲帷幕實際運行條件的要求
採用孔口封閉灌漿法以前,各灌漿段的灌漿壓力多是按照靜水壓力的原理,自上而下逐漸增加的(如圖1中的OCA三角形)。使用的公式為:P=KγD。
式中P——灌漿壓力,千帕;γ——岩石重力密度,千牛/立方米;D——灌漿段上面的岩石厚度,米;K——係數,可採用1~5。
還有其他一些公式,主要是在係數和增加某個常數上有些變化,物理原理是一樣的。
灌漿壓力按照上述規則確定,理論上並無問題。但問題是灌漿帷幕承受的滲透壓力卻是相反,是上大下小的(如圖2中的OBA三角形),這就要求帷幕的厚度或者密實度(抵抗滲透壓力的能力)也是上大下小。為解決這一問題,帷幕的結構需要採用多排孔設計(圖3),實際上許多壩的防滲帷幕也是這樣設計的。
為了從另一個角度解決問題,即用較少的鑽孔,達到提高帷幕上部的厚度和密實度的目的,這就研究發明了孔口封閉灌漿法。孔口封閉灌漿法的壓力設定,打破了靜水壓力原理的約束,基本上採用了自上而下等壓力的模型(圖4中OFAC),其中雖然孔口5米(第1、2、3段)的壓力是由D逐漸升高到E(等於F)的,但是在以下孔段的灌漿中,它們都經受了最高壓力的重複灌漿。
四、由低壓灌漿發展到高壓灌漿,增強灌漿效果
如前所述,孔口封閉灌漿法採用以前,中國灌漿工程使用的壓力不超過3兆帕,這裡除了對灌漿機理的認識以外,灌漿泵和灌漿塞的技術性能達不到也是限制條件。採用孔口封閉法以後,以孔口管和孔口封閉器取代灌漿塞,這就避開了需要高壓灌漿塞的難點,從而通過經濟實用的方式實現了高壓灌漿。烏江渡水電站帷幕灌漿採用孔口封閉灌漿法使用的最大灌漿壓力是6兆帕(壓力表指針擺動最大值)。
低壓灌漿基本上是滲透灌漿,高壓灌漿則基本上是劈裂灌漿。理論分析表明,灌漿時灌漿孔孔壁處岩體承受的拉應力等於灌漿壓力。只有少數堅硬岩石的抗拉強度達到5兆帕或以上,更何況岩體中有許多裂隙,因此在高壓灌漿時灌漿孔周圍的岩石不是本身被劈裂,就是原有的裂隙被擴寬和延伸。於是地提高了岩層的可灌性和增加了吸漿量,從而增強了灌漿效果。
五、為避免和減少岩體抬動,提出灌漿壓力和注入率的適應關係
在孔口封閉灌漿法的《烏江渡水電站工程大壩防滲帷幕灌漿施工規程》(1978年5月)中規定:一般灌漿段灌漿時應儘快升到設計壓力灌注。若遇大量耗漿地段,水灰比達到0.5:1時,其壓力與注入率關係變化見表1。
表1 灌漿壓力與注入率關係表
注人率(升/分鐘)
>50
50~30
30~20
<20
壓力(兆帕)
0.5~1
1~2
2~4
設計最大壓力
這裡明確規定了使用高壓力的條件。這是中國版的GIN原則,時間上更早於歐洲。
六、嚴格灌漿結束條件,由灌後待凝發展到不待凝
在孔口封閉灌漿法套用以前,每一灌漿孔段灌漿結束以後,常常需要待凝,降低了施工工效。通過試驗,證明適當延長灌漿結束階段的持續時間,可以加快注入岩石裂隙中的水泥漿液的泌水速度,縮短初凝時間,實現灌漿後連續進行下一段鑽孔作業而不會影響已完成灌漿段的灌漿質量。
同樣,嚴格的封孔條件確保了灌漿孔在完成灌漿施工後封堵嚴密。

施工工藝

  • 工藝流程
《孔口封閉水泥灌漿施工工法》的主要工藝流程如下:測量孔位放樣→鑽孔至第一段並灌漿結束→鑲鑄孔口管並待凝→以下各灌漿段的鑽孔灌漿施工→終孔段灌漿結束→封孔驗收。
孔口封閉帷幕灌漿樣圖見圖5。孔口封閉帷幕灌漿施工工藝流程見圖6。
孔口封閉水泥灌漿施工工法
圖5 孔口封閉灌漿樣圖
孔口封閉水泥灌漿施工工法
圖6 孔口封閉帷幕灌漿施工工藝流程圖
《孔口封閉水泥灌漿施工工法》的操作要點如下:
一、鑽孔
(一)鑽孔孔位、孔徑、孔深應滿足設計要求。一般採用地質鑽機分段鑽孔。鑽孔孔位與設計孔位偏差不得大於10厘米,孔徑一般為56毫米,鑽孔分段根據設計要求確定,孔口管段的孔徑一般比下部灌漿孔段大兩級。
(二)鑽孔過程中應進行孔斜測量,孔斜控制嚴格按照規範和設計要求確定。超過規定值時應立即採取糾正和補救措施。
二、裂隙沖洗和壓水試驗
(一)鑽孔結束後,各灌漿孔段均應進行裂隙沖洗和簡易壓水試驗,簡易壓水試驗可結合裂隙沖洗進行,壓力為灌漿壓力的80%,並不大於1兆帕。
(二)對在岩溶泥質充填物和遇水後性能易惡化的特殊孔段中,可不進行裂隙沖洗和壓水試驗。
三、灌漿
(一)灌漿分段及灌漿壓力
灌漿分段及灌漿壓力根據設計要求確定孔口段段長一般為孔口管埋入基岩深度,特殊情況下按設計要求執行;以下第二、三、四段段長一般分別為1.0米、2.0米、3.0米,以下各段宜為5.0米,孔底段段長不得超過8.0米。
(二)第一段(孔口段)灌漿
鑽孔至第一段(當第一段基岩深度不夠孔口管入岩深度時應分段施工至孔口管入岩深度)結束後,按設計要求採用栓塞阻塞進行壓水試驗和灌漿施工,灌漿壓力和結束標準按照設計及規範要求進行。
(三)孔口管安裝
孔口管鑲入岩體的深度根據灌漿壓力和岩體特性確定,一般不小於1.5米,最大灌漿壓力為4兆帕時,不小於2米,最大灌漿壓力大於6兆帕時,不小於2.5米。
孔口管段灌漿結束後,在孔內下入上端帶絲扣的孔口管,將灌漿管連線在孔口管上,通過孔口管注入0.5:1(或更濃)的濃水泥漿將孔內余漿全部置換,待與灌漿漿液水灰比相同的水泥漿從孔口管與鑽孔孔壁之間返出孔口後,結束注漿。也可採用先注漿後下管的方法,待凝48~72小時後繼續下一段施工。待凝期間將孔口管固定,嚴禁擾動孔口管。
(四)第二段及以下各灌漿段的施工
第二段及以下各灌漿段採用分段鑽孔、分段灌漿、段間不待凝的施工方法。即每段鑽孔完成後,下入進漿管(鑽桿),安裝孔口封閉器進行鑽孔沖洗、壓水試驗、灌漿等工序的施工。灌漿達到結束標準後不待凝即進行下一灌漿段的鑽灌施工。
(五)灌漿結束標準
灌漿結束標準按設計要求執行。一般灌漿段在最大設計壓力下,注入率不大於1升/分鐘後,繼續灌注60分鐘,可結束灌漿
(六)注意事項
1.灌漿過程中應注意經常轉動孔內鑽桿,以防止埋鑽事故發生。
2.每段灌漿時必須達到結束標準,才能不待凝進行下一段的施工。當灌段有湧水、塌孔、掉塊等現象時,灌漿結束後應待凝一定時間。
3.灌漿必須連續進行,因故中斷時應儘快恢復灌漿,否則應採取補救措施。
4.灌漿過程中水泥耗用量較大時可在漿液中加入速凝劑、摻和劑等外加劑以縮短灌漿時間,減少水泥用量。
四、封孔
(一)全孔灌漿結束後,必須進行封孔灌漿,封孔質量的好壞同樣關係到灌漿工程的質量。
(二)封孔採用“全孔灌漿封孔法”。即終孔段灌漿結束後,利用灌漿管用0.5:1的濃水泥漿將孔內的余漿全部置換,通過孔口封閉器全孔灌注30~60分鐘即可結束封孔。
(三)待孔內的水泥漿液泌水乾縮後,用水泥漿或水泥砂漿將空餘部分填滿。
五、特殊情況處理
(一)孔底段透水率超標
若鑽孔達到設計孔深後,壓水透水率或灌漿單耗大於規定值時,應按設計要求加深鑽孔,一般每次加深一個灌漿段的長度(5米),連續加深2~3段後透水率或灌漿單耗仍超過規定值時,會同設計、監理人共同研究處理措施。
(二)漏冒漿處理
灌漿過程中發現冒漿、漏漿時,視具體情況採用嵌縫、表面封堵、灌注濃漿、降低壓力限流、限量和間歇灌漿等方法處理。
(三)串漿處理
1.灌漿過程中發生串漿時,如被串漿孔正在鑽進,串漿量不大,可繼續鑽進,否則,立即停止鑽進。封閉串漿孔,待灌漿結束後,串漿孔再行掃孔、沖洗,再繼續鑽進施工。
2.如與待灌孔串漿,串漿量不大時,可在灌漿的同時在被串孔內通入水流,使水泥漿不致在孔內沉澱而堵塞鑽孔內的岩石裂隙;串漿量較大時,如條件具備可同時灌漿,如不具備同時灌漿的條件,則封閉被串孔,待灌漿孔灌漿結束之後,立即對被串孔掃孔沖洗後儘快灌漿。
3.若兩個孔同時灌漿,且兩孔段使用的灌漿壓力又不相同,出現串漿時,若無法灌結束,封閉使用較低灌漿壓力的淺孔,待深孔灌結束後再灌淺孔。
(四)大耗漿量孔段的處理
當孔段未鑽遇空洞及斷層破碎帶而出現耗漿量較大,難以達到結束標準時,在灌注0.5:1濃漿的前提條件下,可採取如下處理措施:
1.降低灌漿壓力、限流、限量、間歇灌漿。
2.在漿液中摻加速凝劑灌注混合漿液。
3.在灌入料單耗量已達一定標準而無法達到結束標準時,停灌待凝,然後掃孔復灌,直至達到灌漿結束標準為止。
4.在具備條件時灌注膏狀漿液。
(五)孔段返漿的處理
灌漿結束時適當延長屏漿時間,或先採用純壓灌漿結束後閉漿待凝,然後掃孔灌漿直至達到結束標準。
(六)孔口有湧水孔段的處理
灌漿前測記湧水壓力和湧水量,根據湧水情況,可選用下述方法處理:
1.縮短段長,對湧水段單獨灌漿。
2.相應提高灌漿壓力。
3.灌漿結束後採取屏漿措施,屏漿時間不少於1小時。
4.閉漿。
5.閉漿結束後待凝。
6.必要時,在漿液中摻加適量速凝劑。
(七)灌漿中斷的處理
1.儘早恢復灌漿,如估計在30分鐘之內難以恢復灌漿時應進行洗孔,然後掃孔復灌,直至達到結束標準。
2.恢復灌漿時使用開灌比級的漿液灌注,如注入率與中斷前相近,可恢復中斷前比級的漿液繼續灌注,如注入率較中斷前減少較多,則按逐級變濃的原則繼續灌注。
3.如中斷時間較長,恢復灌漿時,如注入率較中斷前減少較多且在短時間內停止吸漿,採取補救措施進行處理。
(八)斷層破碎帶等地質缺陷段處理
1.斷層破碎帶處理一般採取縮短灌漿段長、灌後待凝的方法。如果斷層破碎帶孔隙率較大且連通性較好,吸漿量特大,可改用濃漿、速凝水泥漿、水泥砂漿進行灌注。如果斷層破碎帶泥質含量高,可灌性很差,可採用高壓沖洗、高壓旋噴灌漿或化學灌漿(如丙烯酸鹽等)的方法處理。特殊處理結束後,均重複進行常規水泥灌漿。
2.鑽孔穿過軟弱破碎岩體發現塌孔、掉鑽或集中漏水時,立即停鑽,先進行灌漿,達到結束標準待凝後再鑽進。
3.鑽孔穿過軟弱夾層時可採取“高壓水沖洗置換技術”和“下置栓塞進行高壓擠密灌注技術”等措施進行處理。
(九)回漿返濃處理
灌漿過程中如回漿變濃,且20~30分鐘內回漿比重超過一個比級且注入率在1~2升/分鐘,此時換原比級的新鮮漿液,若回漿變濃不明顯,則正常結束灌漿;若繼續發生回漿比重超過一個比級的現象,則判為吸水不吸漿,可換用相同水灰比的新漿灌注,若效果不明顯,繼續灌注30分鐘,即可結束灌注,但總灌注時間應不小於60分鐘。
《孔口封閉水泥灌漿施工工法》的施工組織與管理如下:
孔口封閉帷幕灌漿施工一般以機組為單位進行組織施工。每個機組配置13人,其中1名機長、3名兼職班長、3名記錄員、6名操作手(含班長)、3名普工。按3班制24小時不間斷作業。各機組配置2台鑽機、1台灌漿泵、1台儲漿桶、1台普通攪拌桶、1台灌漿三參數自動記錄儀等設備。

材料設備

《孔口封閉水泥灌漿施工工法》適用的主要灌漿材料是各種水泥漿,水灰比可從8:1~0.5:1,甚至更稠的漿液如膏狀漿液。漿液中也可以加入膨潤土、粉煤灰等混合料。
《孔口封閉水泥灌漿施工工法要求的主要機具見表2。
表2 孔口封閉灌漿法的主要機具配置
主要設備
主要技術要求
岩芯鑽機
各種規格的迴轉式岩芯鑽機
鑽具、鑽桿(灌漿管)
ф56~ф76各類鑽頭及配套鑽具
高壓灌漿泵
工作壓力大於1.5倍最大灌漿壓力,一般應≥8兆帕
高壓膠管
鋼絲編制膠管,工作壓力要求同上
高壓閥門
耐磨閥門,工作壓力要求同上
孔口管
ф89、ф108無縫鋼管
孔口封閉器
與孔口管配合,鑽桿可在其中活動,工作壓力要求同上
高速製漿機
200升,攪拌軸轉速≥1200轉/分鐘
儲漿攪拌機
200升,攪拌軸轉速30~50轉/分鐘
自動記錄儀
使用雙流量計或小循環連線法
壓力表
最大量程20兆帕

質量控制

《孔口封閉水泥灌漿施工工法》的質量控制要求如下:
1.依照電力行業和水利部行業標準《水工建築物水泥灌漿施工技術規範》DL/T 5148-2001和SL 62-1994的有關規定進行質量控制。
2.施工要領及關鍵工序可見本文“一、鑽孔”。
3.針對該工程技術要求,開工前對有關的管理人員和操作工人進行專門培訓和考核,不合格者不得上崗。
4.建立嚴格的質量管理制度,實行質量目標管理,項目經理控制質量總目標的實現,並將質量目標分解到各級質檢機構,落實責任和許可權。
5.加強質量教育,強化質量意識,實行“質量獎懲制度”。

安全措施

採用《孔口封閉水泥灌漿施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1.因該工法不需要在孔內下入灌漿塞,因而比其他灌漿方法操作更簡便、施工更安全。
2.由於實施高壓灌漿,因此所用高壓膠管、高壓閥門、壓力表應當滿足最大灌漿壓力的要求,見本文表2。
3.設專職安全員並制定安全生產措施,明確規定安全生產注意事項,並監督、檢查其實施。
4.要求所有參加施工人員熟知該工種的安全技術操作規程。
5.施工現場設警告與危險、安全與控制、交通指示等安全標誌;在需要的地方配備保護器材。
6.給所有員工按規定配齊勞保用品。要求所有進入施工現場人員必須配戴安全帽。

環保措施

《孔口封閉水泥灌漿施工工法》的環保措施如下:
1.認真貫徹落實國家有關環境保護的法律、法規和規章的有關規定做好施工區域的環境保護工作,對施工區域外的植物、樹木儘量維持原狀,防止由於工程施工造成施工區附近地區的環境污染、加強開挖邊坡治理防止沖刷和水土流失。積極開展塵、毒、噪聲治理,合理排放廢渣、生活污水和施工廢水,最大限度地減少施工活動給周圍環境造成的不利影響
2.由於該法是循環式灌漿,且漿液是在全孔內循環,因此施工完成後廢棄漿液較多一些。其解決措施是:(1)集中製漿,避免分散製漿的浪費;(2)一個孔段灌漿完成後的棄漿排放到預定地點進行沉澱處理。截至2005年,這兩條在施工中均已做到。

效益分析

由於《孔口封閉水泥灌漿施工工法》工藝相對簡便、工效高於傳統的自上而下灌漿法,因此取得經濟效益:在該法初期使用的烏江渡水電站帷幕灌漿工程中,帷灌漿原概算單價192.72元/米(按自上而下灌漿法編制),由於採用該工法實際成本僅為78元/米,為概算價的40.5%,烏江渡工程帷幕灌漿工程量192146米,直接經濟效益即節約2200萬元。
註:施工費用以2005-2006年施工材料價格計算

套用實例

《孔口封閉水泥灌漿施工工法》的套用實例如下:
烏江渡水電站位於貴州省遵義縣境內的烏江中游,為最大壩高165米的混凝土重力壩,總裝機容量63萬千瓦,孔口封閉帷幕灌漿施工工藝在該工程套用。該工程帷幕灌漿自1977年開始施工,至1982年完工,總計完成帷幕灌漿19243.8米,灌入水泥56716噸,平均單位耗灰量294.7千克/米,最大灌漿孔深達260米,最大灌漿壓力6兆帕,單台多年月平均工效為204.7米,最高400.9米針對溶洞和溶蝕裂隙充填夾泥在高水頭作用下不穩定的特點,在採用常規的沖洗和灌漿不能有效處理的情況下,通過孔口封閉帷幕灌漿施工,成功解決了岩溶地區建高壩的帷幕穩定和基礎防滲問題。
長江三峽水利樞紐主要由攔河大壩、電站廠房、航運工程和茅坪防護工程組成。攔河大壩為混凝土重力壩,壩軸線長2309.5米,壩頂高程185米,壩高181米,正常蓄水位175米,水庫總庫容393億立方米,裝機容量1820萬千瓦,年發電量847億度。
三峽大壩廠壩段已完建工程包括左岸非溢流壩(左非1~18號壩段)、升船機壩段、臨時船閘壩段、左岸廠房壩段(左廠1~14號壩段)、左導牆壩段、泄洪壩段(泄1~23號壩段)、右岸縱向圍堰壩段。右縱以右為正在建設的三期工程。
壩基滲控設計採用常規防滲排水與封閉抽排相結合的方案。上游設主帷幕,在主河床及開挖高程較低的壩段下游設封閉帷幕,主帷幕和封閉帷幕後設排水系統。已建廠壩工程防滲帷幕軸線總長1644.47米,防滲帷幕水泥灌漿117746米。
該工程採用孔口封閉灌漿法施工,工程如期完工。工期為1995~2006年。
三峽二期廠壩工程的防滲帷幕經過了上、下游圍堰拆除基坑充水,以及庫區蓄水至135米、139米的考驗,截至2005年,帷幕運行正常,幕後滲水量和壩基揚壓力均小於設計允許值。
三峽三期工程帷幕灌漿也採用了相同的工藝方法,至2006年已完成全部工程量帷幕灌漿約25萬米,水庫蓄水水位已達156米,帷幕運行正常,防滲效果良好。
五里沖水庫位於雲南蒙自縣,位於一封閉型天然盲谷,水庫工程主要是截斷暗河,封堵岩溶盲谷,使其成庫蓄水8000萬平方米,以解決蒙自乾旱。工程設計水泥灌漿懸掛式帷幕線長1333米,防滲灌漿採用烏江渡工程孔口封閉高壓灌漿工藝1993年6月開工,1996年5月結束,完成鑽灌總進尺21.45萬米,單孔最大深度155米。1995年7月1日開始蓄水,水庫已運行10餘年,工程質量優良。

榮譽表彰

2008年1月31日,中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》建質[2008]22號,《孔口封閉水泥灌漿施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。

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