CN104196041A - 一种混凝土防渗墙围堰体加高施工方法 - Google Patents

Abstract

一种混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，该方法包括以下步骤：（1）采用石碴填筑围堰体至设计高程；（2）采用地质钻机施工勘探孔，探查原混凝土防渗墙深度，确定高压喷射灌浆孔深；（3）高压喷射灌浆孔钻孔施工；（4）下喷管至孔底进行高压旋喷灌浆施工；（5）采取分排、分序进行钻喷施工；（6）施工加密补灌孔。本发明提供的一种混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，可以解决混凝土防渗墙围堰体加高或损毁围堰体段修复处理技术问题，实现两种不同防渗体系间的有效搭接，达到快速施工、经济高效的目的。

Description

一种混凝土防渗墙围堰体加高施工方法

技术领域

本发明属于防渗墙围堰体施工技术领域，具体涉及混凝土防渗墙围堰体加高或损毁围堰体段修复处理方法。 

背景技术

随着水电开发深度的不断增加,建坝条件越来越复杂。尤其是重点建设的西部水电站地处高原、山高谷深、水湍峡长者居多,对挡水防渗围堰性能的要求越来越高。在挡水防渗围堰度汛后，时有遇到防渗围堰体需加高或损毁围堰体段需修复的情况，需进行二次围堰填筑与防渗处理。从工期、方案、经济等方面进行方案研究、比选，采取在混凝土防渗墙体上接高压喷射灌浆防渗体的施工方法，以达到快速、高效的加高或修复挡水围堰体的目的。但对于在混凝土防渗墙上接高压喷射灌浆防渗体作为临时挡水围堰，在国内尚无成功经验可供借鉴。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，通过在混凝土防渗墙体上接高压喷射灌浆防渗体，可以解决挡水混凝土防渗围堰体加高或损毁围堰体段需修复的问题，并达到快速、高效、经济的施工目的。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，该方法包括以下步骤：

（1）采用石碴填筑围堰体至设计高程；

（2）采用地质钻机开钻施工勘探孔，根据勘探孔探查的原混凝土防渗墙深度，以确定高压喷射灌浆孔的孔深；

（3）在围堰体上开钻高压喷射灌浆孔钻孔；

（4）下喷管至孔底进行高压旋喷灌浆施工；

（5）采取分排、分序进行钻喷施工；

（6）施工加密补灌孔。

在围堰体上开钻高压喷射灌浆孔钻孔时，Ⅰ序排钻孔深入防渗墙顶面以下3m，以确保搭接厚度。

Ⅰ序排钻孔的先导孔采用跟管钻机钻至原防渗墙墙体顶面后，向孔内下入PVC管，再改用地质钻机钻进取芯，直至终孔；其余高喷孔采用跟管钻机钻至设计孔深后向孔内下入PVC管。

跟管钻机造孔时，采用套管跟进，成孔后向孔内下入PVC管，再拔出套管。

采用跟管钻机钻进至设计孔深时，将PVC管下至孔底，在起坺套管后进行喷管下放，在下放喷射管之前，在进行全面试压正常后，采用塑料薄膜包裹喷头；下放喷射管过程中，边低压送浆边下管；喷射管下放到设计深度后，在确认具备灌浆条件时，送入合乎要求的气、水泥浆，喷射1～3min，待注入的浆液冒出地面后，按设计的提升速度、旋转速度，自下而上边喷射、边转动、边提升，直到设计高度，停送气、浆液，提出喷射管。

所述的浆液冒出地面是指冒浆量为10%～20%注浆量，比重不小于1.3。

 喷射管提升至搭接面高度时，进行5min的静喷。

在步骤（5）所述的分排、分序进行钻喷施工，是指高压旋喷灌浆孔采用两重管法分两排、三序施工，即按照“排间分Ⅰ、Ⅱ序排、排内分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔加密”的原则进行钻喷施工，从孔深较深部位开始向两边进行，原混凝土防渗墙轴线上为Ⅰ序排、临江侧排为Ⅱ序排，Ⅰ序排孔深按深入混凝土防渗墙体3m控制；Ⅱ序排，孔深比Ⅰ序排相邻孔超深10m，但孔底不超过基岩面高程。

所述的高喷孔排距0.7m，孔距0.8m。

步骤（6）中，对于孔口未能正常返浆区域喷灌孔，在喷灌结束后，根据相邻喷灌孔情况设置高压喷射加密补灌孔，向上游或向下游平移20cm重新开孔进行喷灌；根据质量检查孔情况设置灌浆补灌孔进行防渗补灌施工。

本发明采用在混凝土防渗墙上接高压旋喷防渗墙进行围堰体加高防渗处理的方法，以“石碴填筑高压喷射灌浆围堰体”、“高喷孔嵌入混凝土防渗墙体3m+搭接面静喷5min”、“孔口不返浆时采用最低提升速度+孔口投砂+补强孔”等工艺措施为核心，实现了在混凝土防渗墙上接高压旋喷防渗墙的两种不同防渗体系间的成功搭接，经该施工方法处理后的加高围堰体能很好的满足挡水度汛的要求，与传统施工方法相比，不仅处理效率高，而且实现了混凝土防渗墙加高顶面不需清理处理，最大限度的降低了对施工条件的要求，达到了解决在混凝土防渗墙上接新防渗体处理技术难度大、费用高、效果差、工期长、污染环境等问题的发明目的。

具体实施方式

实施例：

某水电站左岸导流洞出口部位围堰原采取混凝土防渗墙处理，后考虑过流节点工期需要，设计对出口枯期围堰堰顶高程采用土工膜防渗处理方式进行了加高调整。在度汛期间，由于流量激增，围堰临江侧出现沉降变形。为确保围堰的整体稳定，避免围堰受损的进一步扩大，实施了破堰充水平压。围堰体破堰充水后部分围堰体段损毁，最大缺口宽约50m，最大深度约16m，需进行二次围堰填筑与防渗处理。经从工期、方案、经济等方面进行方案研究、比选，在挡水围堰修复、加高施工中，提出并采用了在受损混凝土防渗墙上接高压旋喷灌浆进行防渗处理的方法，快速高效的修复了挡水围堰，实现了两种不同防渗体系间的成功搭接。

通过采用本发明处理后的加高围堰体很好的满足了挡水度汛的要求，确保了基坑内土建的安全施工。

具体步骤如下：

（1）在围堰体上分层填筑石碴至设计高程，碾压密实后测量放样。为确保高压旋喷施工的连续性，防止钻孔偏斜，将钻孔周围场地整平、压实，并采用稳定性好的钻孔施工平台，使钻机钻孔时平稳、牢固；钻机对准孔位后，校准机身水平，调平并稳固机架，控制孔位偏差≤5cm。

（2）采用XY-42大型地质钻机施工布置于Ⅰ序排轴线上的勘探孔，根据勘探孔探查的原混凝土防渗墙深度，确定高压喷射灌浆孔的孔深，原混凝土防渗墙轴线上为Ⅰ序排、临江侧排为Ⅱ序排，高压喷射灌浆孔中的Ⅰ序排孔深按深入混凝土防渗墙体3m控制；Ⅱ序排孔深比Ⅰ序排相邻孔超深10m，但孔底不超过基岩面高程。

（3）高压旋喷灌浆孔钻孔施工。钻孔孔径Φ150mm，Ⅰ序排钻孔深入防渗墙顶面以下3m，确保搭接厚度。先导孔采用SM400型跟管钻机钻至原防渗墙墙体顶面后，向孔内下入PVC管，再改用地质钻机钻进取芯，直至终孔；其余高喷孔采用跟管钻机钻至设计孔深后向孔内下入PVC管。跟管钻机造孔时，采用Φ146套管跟进，成孔后向孔内下入PVC管，再拔出套管。PVC管的内径不小于Φ110mm。壁厚不小于2.5mm。

（4）高压旋喷灌浆施工。采用跟管钻机钻进至设计孔深时，将PVC管下至孔底，在起坺套管后进行喷管下设。为防止喷嘴堵塞，下放喷射管之前，在进行全面试压正常后，采用塑料薄膜包裹喷头。喷射管下放到设计深度后，在确认具备灌浆条件时，送入合乎要求的气、水泥浆，喷射1～3min，待注入的浆液冒出地面后，按设计的提升速度、旋转速度，自下而上边喷射、边转动、边提升，直到设计高度，停送气、浆液，提出喷射管。冒浆量正常范围为10%～20%注浆量，比重不小于1.3。

    为确保搭接面的灌浆防渗效果，喷射管提升至搭接面高度时，要静喷5min。

    针对石碴回填围堰体高压喷射灌浆孔口不返浆的情况，在允许一定渗漏量的情况下，采用“最低提升速度+孔口投砂”的方式进行处理。

（5）静压回灌。喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直至孔口液面不再下沉为止，以避免旋喷凝结体顶部因浆液析水而出现凹陷现象。

（6）根据探查确定的钻孔深度，按照“排间分Ⅰ、Ⅱ序排、排内分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔加密”及“从孔深较深部位开始向两边施工”的原则进行上述（3）～（5）步骤的钻喷施工。

排内分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔即每排内高压旋喷灌浆孔分Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、Ⅲ序孔先后进行钻喷施工。

孔口未能正常返浆区域喷灌孔喷灌结束后，根据相邻喷灌孔情况设置高压旋喷加密补灌孔，加密补灌孔指对于孔口未能正常返浆区域喷灌孔，在喷灌结束后，根据相邻喷灌孔情况设置高压旋喷加密补灌孔，向上游或向下游平移20cm重新开孔进行喷灌。

（7）高压旋喷灌浆施工结束后，进行加高围堰体喷灌质量检查孔施工。如果检查孔透水率大于围堰体设计防渗标准，则根据情况设置灌浆补灌孔进行防渗补灌施工。 

Claims (10)

1.一种混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）采用石碴填筑围堰体至设计高程；

（2）采用地质钻机开钻施工勘探孔，根据勘探孔探查的原混凝土防渗墙深度，以确定高压喷射灌浆孔的孔深；

（3）在围堰体上开钻高压旋喷灌浆孔钻孔；

（4）下喷管至孔底进行高压旋喷灌浆施工；

（5）采取分排、分序进行钻喷施工；

（6）施工加密补灌孔。

2.根据权利要求1所述的混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，其特征在于：在围堰体上开钻高压旋喷灌浆孔钻孔时，Ⅰ序排钻孔深入防渗墙顶面以下3m，以确保搭接厚度。

3.根据权利要求2所述的混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，其特征在于：Ⅰ序排钻孔的先导孔采用跟管钻机钻至原防渗墙墙体顶面后，向孔内下入PVC管，再改用地质钻机钻进取芯，直至终孔；其余高压旋喷孔采用跟管钻机钻至设计孔深后向孔内下入PVC管。

4.根据权利要求3所述的混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，其特征在于：跟管钻机造孔时，采用套管跟进，成孔后向孔内下入PVC管，再拔出套管。

5.根据权利要求3或4所述的混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，其特征在于：采用跟管钻机钻进至设计孔深时，将PVC管下至孔底，在起坺套管后进行喷管下放，在下放喷射管之前，在进行全面试压正常后，采用塑料薄膜包裹喷头；喷射管下放到设计深度后，在确认具备灌浆条件时，送入合乎要求的气、水泥浆，喷射1～3min，待注入的浆液冒出地面后，按设计的提升速度、旋转速度，自下而上边喷射、边转动、边提升，直到设计高度，停送气、浆液，提出喷射管。

6.根据权利要求5所述的混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，其特征在于：所述的浆液冒出地面是指冒浆量为10%～20%注浆量，比重不小于1.3。

7.根据权利要求5所述的混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，其特征在于：    喷射管提升至搭接面高度时，进行5min的静喷。

8.根据权利要求1所述的混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，其特征在于：在步骤（5）所述的分排、分序进行钻喷施工，是指高压旋喷灌浆孔采用两重管法分两排、三序施工，即按照“排间分Ⅰ、Ⅱ序排、排内分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔加密”的原则进行钻喷施工，即从孔深较深部位开始向两边进行，原混凝土防渗墙轴线上为Ⅰ序排、临江侧排为Ⅱ序排，Ⅰ序排孔深按深入混凝土防渗墙体3m控制；Ⅱ序排孔深比Ⅰ序排相邻孔超深10m，但孔底不超过基岩面高程。

9.根据权利要求8所述的混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，其特征在于：所述的高压旋喷灌浆孔排距0.7m，孔距0.8m。

10.根据权利要求1所述的混凝土防渗墙围堰体加高施工方法，其特征在于：步骤（6）中，对于孔口未能正常返浆区域喷灌孔，在喷灌结束后，根据相邻喷灌孔情况设置高压旋喷加密补灌孔，向上游或向下游平移20cm重新开孔进行喷灌；根据质量检查孔情况设置灌浆补灌孔进行防渗补灌施工。