孔口封閉器在水牛家大壩帷幕灌漿中的應用

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孔口封閉器在水牛家大壩帷幕灌漿中的應用
摘要:水牛家帷幕灌漿採用孔口封閉法施工,孔口封閉法是國內較先進的施工工藝。施工簡便,能保證工程質量,但施工中灌漿管容易在孔內凝住,通常稱“固管”。深孔帷幕灌注濃漿時間較長時更容易發生固管事故。要求使用效能良好的孔口封閉器。四川準達岩土工程公司使用的孔口封閉器效能較好,在灌漿過程中,灌漿管在孔口封閉器中心部位做勻速轉動和升降且不漏漿,解決了帷幕深孔灌漿固管的技術難題,在水牛家帷幕3號灌漿洞中使用效果很好。工程質量和工期得到保障。

關鍵詞:孔口封閉器水牛家大壩帷幕灌漿

  1概述
  水牛家水利樞紐工程帷幕灌漿採用孔口封閉,孔內迴圈,自上而下的灌漿。孔口封閉灌漿法是目前國內較先進的施工工藝。其優點為:①孔內不需下入灌漿塞,施工簡便,可以節省大量時間和人力;②每段灌漿結束後,不需待凝,即可開始下一段的鑽進,加快了施工進度;③多次重複灌注,有利於保證灌漿質量;④可以使用大的灌漿壓力等。近期許多工程相繼採用此法施工。灌漿質量比較好,採用孔口封閉灌漿法施工,其主要缺點是灌漿管容易在孔內凝住,通常稱為“固管”。固管的因素很多,人為因素和機械裝置都會直接固管。灌注濃漿時間較長時容易發生固管,防止固管的主要措施:灌漿過程需要經常轉動和升降灌漿管,要求使用效能良好的孔口封閉器。水牛家帷幕灌漿施工有數十家單位,唯有四川準達岩土工程公司(以下簡稱準達公司),使用的孔口封閉器效能較好,灌漿管在灌漿過程中始終作勻速轉動,在轉動中還能升降灌漿管,在高壓4MPa灌漿中不發生漏漿,解決了帷幕灌漿中固管的技術難題,使固管率從根本上減少。在水牛家大壩左岸主帷幕補強3號灌漿洞中使用,效果很好。有借鑑之處。
  2孔口封閉器的構造和工作原理
  ⒉1孔口封閉器的構造
  準達公司現在使用的孔口封閉器是在原孔口封閉器基礎上改進的。改進型孔口封閉器是採用Ф91mm鐵砂鑽頭料和Ф110mm圓鋼及高壓接頭經加工焊接而成,主要由三部分組成:①孔口封閉器基座;②壓蓋;③橡膠圈。孔口封閉器高260mm,上部外徑Ф110mm,下部外徑Ф91mm,壓蓋外徑Ф110mm,內徑Ф55mm,具體構造見剖面圖1-1;橡膠圈高度50mm,外徑Ф75mm,內徑Ф50mm。
  ⒉2工作原理
  改進型孔口封閉器是利用橡膠圈的彈性和韌性在壓蓋壓力作用下膨脹抱緊灌漿管,封閉孔內漿液形成孔內迴圈,並在鑽機動力作用下使灌漿管在孔口封閉器中心靈活轉動和升降、且不漏漿。從而使灌漿管像攪拌棒一樣攪擾孔內流動漿液,改變漿液流態,緩解漿液凝結速度,達到克服固管的目的。升降灌漿管可以降低漿液的內聚力,刮涮粘附在孔壁和灌漿管壁上的水泥漿,在攪拌作用下迫使其液化分解參與新漿中迴圈,起到克服固管的作用。改進型孔口封閉器的安裝使用很簡單:當每灌漿孔段造孔結束後,提出鑽具。配好灌漿管(一般採用Ф50mm平頭鑽桿作為灌漿管)下至孔底,然後把孔口管護絲冒御下,再逐個套入孔口封閉器基座、橡膠圈、壓蓋。基座與孔口管上緊後,灌漿管提離孔底50cm,把橡膠圈壓入基座,上緊壓蓋。連線高壓膠管,開動鑽機對好前車,孔口封閉器安裝完畢。連線迴圈管路,架冷卻水管,開泵開始灌漿。
  3大壩左岸帷幕補強3號洞帷幕灌漿
  ⒊1灌漿材料和灌漿裝置
  灌漿材料:採用拉法基425#普通矽酸鹽水泥,先由製漿站製成0.5:1濃漿,在由各灌漿孔段根據實際情況調製使用。灌漿裝置:灌漿泵使用三缸柱泵,排漿量100L/min,使用平接頭鑽桿作為射漿管,XY-2型地質鑽機配合使用,灌漿使用機灌漿監測系統進行實時灌漿自動記錄。
  ⒊2帷幕灌漿
  帷幕灌漿一律採用孔口封閉、孔內迴圈、自上而下的灌漿方法。灌漿使用孔口封閉器,射漿管距孔底50cm,先導孔孔徑Ф75mm,帷幕灌漿孔孔徑Ф75mm,最大孔深89m,40m以上為補強帷幕,以下為加深帷幕,單排孔孔距2m,灌漿段長為5m,4段以後灌漿壓力為4MPa,帷幕灌漿結束標準:在4MPa壓力下,注入率不大於1L/min時連續灌注60min,且在設計壓力下的灌漿時間不少於90min。3#洞帷幕有斷層破碎帶F238,F236,F240穿過帷幕線,F238斷層破碎帶較寬,寬度達22m,破碎帶的孔吃漿量較大,200號先導孔第12段,灌入水泥25T,灌漿待凝8次,先導孔和一序孔大約平均單耗水泥240Kg/m左右,技術規範要求:帷幕灌漿孔Ⅲ序終孔段單耗水泥不大於50Kg/m,其它各序不大於100Kg/m,方可以終孔,否則應繼續加深,直至滿足上述要求。