一种钻孔升浆混凝土施工方法(发明专利)

专利号:CN201410347738.5

申请人:杭州华能大坝安全工程技术有限公司

  • 公开号:CN104141308B
  • 申请日期:20140721
  • 公开日期:20160817
专利名称: 一种钻孔升浆混凝土施工方法
专利名称(英文):
专利号: CN201410347738.5 申请时间: 20140721
公开号: CN104141308B 公开时间: 20160817
申请人: 杭州华能大坝安全工程技术有限公司
申请地址: 310000 浙江省杭州市下城区中河路108号1706室
发明人: 华勤建; 彭伟; 刘学应
分类号: E02D15/02; E02D15/04; E02D33/00 主分类号: E02D15/02
代理机构: 杭州华鼎知识产权代理事务所(普通合伙) 33217 代理人: 施少锋
摘要: 本发明公开了一种钻孔升浆混凝土施工方法,包括如下步骤(a)施工准备;(b)勘察布孔;(c)升浆试验;(d)钻孔前准备;(e)钻孔;(f)钻孔清洗;(g)升浆前压水试验;(h)建立制浆站;(i)制浆;(j)升浆孔升浆;(k)封孔。通过预制预留的升浆孔,并在升浆孔内插入升浆管,将升浆管连接注浆管,注浆管将升浆液直接注入升浆孔内,然后进行压浆施工,连续、不间断压浆。无需轧碎石块来搅拌混凝土;升浆液从模板的升浆孔慢慢开始向上,故水下施工时可将粗骨料空隙中的水全部置换成升浆液,较易制作出优质混凝土;无需搅拌机拌合骨料,利于加快施工进度;泵送时只需泵送水泥砂浆,相比于普通混凝土其泵送工艺得到改善。
摘要(英文):
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一种钻孔升浆混凝土施工方法,其特征在于包括如下步骤:(a)施工准备:①技术准备:组织技术人员熟悉图纸,测量复核图纸尺寸、工程量参数,归纳整理提出质疑;在由监理、设计组织的技术交底会上清楚说明、领会设计意图,编写《施工组织设计》及《作业指导书》,编制各分项工程施工计划网络图,报监理部审批;②物资准备:物资准备主要包括材料和设备两项,材料主要有水泥、水、外加剂、掺合料;设备主要有钻孔设备和升浆设备两种,钻孔设备包括地质钻机、钻杆、高压清水泵、空气压缩机、钻具、钻头、压力软管、供水管及阀门;升浆设备包括砂浆泵、高速搅拌机、升浆管、流量计、压力表、升浆塞、自动升浆记录仪;以上物资中水泥由业主负责供应至项目部工地仓库,其他物资均由项目部自行采购;(b)勘察布孔:首先根据施工要求勘探孔位、间距,并建立技术孔,在技术孔内取原状土样,使技术人员掌握地基土层分布,并确定孔的设计深度;采用钻探与触探相结合的勘探手段,确定孔的布置方案;布置原则是:采用梅花形布置方式,孔距在2.1~3.0m范围内,排距在2.8~3.1m范围内;(c)升浆试验:①浆液试验:试验人员根据地基土层分布情况拟定不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的升浆液进行试验,掺合料包括掺入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃;外加剂包括速凝剂、减水剂、稳定剂,以及监理人批准的其他外加剂;其中拟定的升浆液各组分的质量份范围为:水质量份为30~40,水泥质量份为65~80,掺合料质量份为60~70,外加剂质量份为10~15;将拟定的不同组分升浆液分别进行下列项目的试验:a、升浆液配制程序及拌制时间;b、升浆液密度测试;c、升浆液流动性或流变参数;d、升浆液稳定性;f、升浆液的凝聚力;g、升浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性;并分别得到相应的试验报告,上交监理部审批,监理根据各项试验报告,初步确定升浆液各组分参数;②升浆试验:在大规模升浆前,进行升浆混凝土模拟试验,首先布置升浆孔,布置区域分为两块,平行参考轴线方向长24m,垂直参考轴线方向长8m,面积192m2,混凝土盖板厚度为0.8m;升浆试验区选择地质条件与实际升浆区相似的地段;在试验区布置升浆孔位,选定制定的升浆孔布置方式、孔深;根据升浆分段、升浆压力参数,按制定方案拟定的施工程序和方法进行试验,试验结束后,布置升浆孔并检查升浆效果,整理分析各序孔和升浆孔的单位透水率、单位耗灰量试验资料;然后进行压注施工,通过控制水灰比,变动其他因素来保证压注混凝土强度,确定其他因素对混凝土强度的影响;最后编写试验报告,报监理部审批,监理根据上述的各项试验报告,最终确定升浆液各组分参数;(d)钻孔前准备:预埋注浆管:在基床的外墙上按2.1~3.0m的间距预埋注浆管,并检查安装位置,注浆管的注浆口对准对应孔的设计位置;地质钻机就位:首先,沿趾板面使用工字钢铺设轻轨,河床段的轻轨上直接固定钻架与地质钻机,岸坡段制作钻灌台车固定钻架与钻机;然后将钻灌台车沿趾板面移动,用2个5t导链牵引,用钢丝绳固定在趾板面的锚桩上;同时,采用汽车吊车将地质钻机运送至轻轨及钻灌台车上,个别部位由人工拆装并搬运;(e)钻孔:首先,钻孔位置按照设计图纸进行测量放样,统一进行编号,分为Ⅰ序孔与Ⅱ序孔;然后开始钻孔,采用地质钻机进行钻孔作业,钻孔作业按升浆程序进行,分段分序进行,先将地质钻机移动至升浆孔对应孔位,下入地质钻机钻孔,同时上下提升钻具,地质钻机钻进岩面或基石地面至设计孔深位置,并将升浆管从升浆孔下入至基岩,从而完成钻孔工作;升浆孔孔径为φ75mm;(f)钻孔清洗:①升浆孔钻孔结束后,工作人员借助升浆管,采用高压风和大量水冲洗升浆孔,从升浆孔孔底向外冲刷岩粉孔壁残留物,回水澄清延续5min;②裂缝冲洗:裂缝冲洗根据升浆试验确定的冲洗方法,冲洗压力是升浆压力的80%,压力超过1MPa时,采用1MPa,冲至回水澄清后10min结束;(g)升浆前压水试验:升浆前压水试验采用简易压水试验法,仅用升浆压力的80%,若升浆压力大于1MPa,则压水压力用1MPa,压水20min,每5min测读一次压水流量,取最后流量值作为计算流量,并用透水率表示,计算公式为:q=Q/PL其中:Q为压水流量(单位:L/min);P为压力(单位MPa);L为段长(单位m);将Ⅰ序孔的25%升浆孔和Ⅱ序孔的10%升浆孔作为先导孔,采用该简易压水试验法逐段进行压水试验;施工人员得到压水试验结果,并上交监理人员,监理人员根据压水试验结果分析岩体的渗透性,结合岩体的渗透性在升浆施工前制定相应的防渗措施;(h)建立制浆站:在升浆孔附近选择合适的位置用于建立制浆站,并将各注浆管与制浆站连接;同时,在制浆站内插入2根进料管,2根进料管分别用于引入水泥、水;在水泥进料管与进水管上安装流量计,通过流量计来控制水泥与水的进给量;上述结构相互连接构成制浆系统;(i)制浆:根据升浆试验结果,获得合理的水量、水泥量、掺合料量及外加剂量;分别通过进料管加入制浆站内,首先调节流量计,按照水灰比调节水与水泥的进给流量;掺合料和外加剂采用称重法称量;水泥进料前,先采用高速搅拌机搅拌,搅拌时间不少于30s,然后再引入制浆站内;制浆站内安装泥浆比重秤,泥浆比重秤每30min测定一次升浆液密度,并记录备查;制浆温度保持在15~40℃,制浆压力保持在0.5~1.2MPa,制浆时间控制在30~48min;(j)升浆孔升浆:升浆孔升浆就是将合格的升浆液通过制浆站、注浆管、升浆管,在自流压力作用下把升浆液压入钻孔基石内,与基床结合成新的混凝土;①升浆:升浆液由制浆站搅拌得到,通过注浆管上的砂浆泵运输至施工现场,再由升浆管注入升浆孔内;砂浆泵的压力控制在0.1~0.3MPa内,当升浆液上升至孔口处时,升浆完成,该孔即可结束升浆;②升浆浆面观测:在升浆过程中,使用测锤随时观测升浆浆面变化情况,升浆孔升浆每5~10min记录一次,特殊情况需及时记录;(k)封孔:每个升浆孔升浆结束后,工作人员通知监理人员及时进行验收,验收合格的升浆孔进行封孔;采用固结升浆孔封孔,在达到设计结束标准后,用浓浆替换升浆孔内稀浆,待回浆管排出0.5:1的浓浆后封闭升浆孔口,作闭浆封孔。

1.一种钻孔升浆混凝土施工方法,其特征在于包括如下步骤: (a)施工准备: ①技术准备: 组织技术人员熟悉图纸,测量复核图纸尺寸、工程量参数,归纳整理提出质疑;在由监理、设计组织的技术交底会上清楚说明、领会设计意图,编写《施工组织设计》及《作业指导书》,编制各分项工程施工计划网络图,报监理部审批; ②物资准备: 物资准备主要包括材料和设备两项,材料主要有水泥、水、外加剂、掺合料;设备主要有钻孔设备和升浆设备两种,钻孔设备包括地质钻机、钻杆、高压清水泵、空气压缩机、钻具、钻头、压力软管、供水管及阀门;升浆设备包括砂浆泵、高速搅拌机、升浆管、流量计、压力表、升浆塞、自动升浆记录仪;以上物资中水泥由业主负责供应至项目部工地仓库,其他物资均由项目部自行采购; (b)勘察布孔: 首先根据施工要求勘探孔位、间距,并建立技术孔,在技术孔内取原状土样,使技术人员掌握地基土层分布,并确定孔的设计深度;采用钻探与触探相结合的勘探手段,确定孔的布置方案;布置原则是:采用梅花形布置方式,孔距在2.1~3.0m范围内,排距在2.8~3.1m范围内; (c)升浆试验: ①浆液试验:试验人员根据地基土层分布情况拟定不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的升浆液进行试验,掺合料包括掺入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃;外加剂包括速凝剂、减水剂、稳定剂,以及监理人批准的其他外加剂;其中拟定的升浆液各组分的质量份范围为:水质量份为30~40,水泥质量份为65~80,掺合料质量份为60~70,外加剂质量份为10~15;将拟定的不同组分升浆液分别进行下列项目的试验: a、升浆液配制程序及拌制时间; b、升浆液密度测试; c、升浆液流动性或流变参数; d、升浆液稳定性; f、升浆液的凝聚力; g、升浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性; 并分别得到相应的试验报告,上交监理部审批,监理根据各项试验报告,初步确定升浆液各组分参数; ②升浆试验:在大规模升浆前,进行升浆混凝土模拟试验,首先布置升浆孔,布置区域分为两块,平行参考轴线方向长24m,垂直参考轴线方向长8m,面积192m2,混凝土盖板厚度为0.8m;升浆试验区选择地质条件与实际升浆区相似的地段; 在试验区布置升浆孔位,选定制定的升浆孔布置方式、孔深;根据升浆分段、升浆压力参数,按制定方案拟定的施工程序和方法进行试验,试验结束后,布置升浆孔并检查升浆效果,整理分析各序孔和升浆孔的单位透水率、单位耗灰量试验资料;然后进行压注施工,通过控制水灰比,变动其他因素来保证压注混凝土强度,确定其他因素对混凝土强度的影响;最后编写试验报告,报监理部审批,监理根据上述的各项试验报告,最终确定升浆液各组分参数; (d)钻孔前准备: 预埋注浆管:在基床的外墙上按2.1~3.0m的间距预埋注浆管,并检查安装位置,注浆管的注浆口对准对应孔的设计位置; 地质钻机就位:首先,沿趾板面使用工字钢铺设轻轨,河床段的轻轨上直接固定钻架与地质钻机,岸坡段制作钻灌台车固定钻架与钻机;然后将钻灌台车沿趾板面移动,用2个5t导链牵引,用钢丝绳固定在趾板面的锚桩上;同时,采用汽车吊车将地质钻机运送至轻轨及钻灌台车上,个别部位由人工拆装并搬运; (e)钻孔: 首先,钻孔位置按照设计图纸进行测量放样,统一进行编号,分为Ⅰ序孔与Ⅱ序孔;然后开始钻孔,采用地质钻机进行钻孔作业,钻孔作业按升浆程序进行,分段分序进行,先将地质钻机移动至升浆孔对应孔位,下入地质钻机钻孔,同时上下提升钻具,地质钻机钻进岩面或基石地面至设计孔深位置,并将升浆管从升浆孔下入至基岩,从而完成钻孔工作;升浆孔孔径为φ75mm; (f)钻孔清洗: ①升浆孔钻孔结束后,工作人员借助升浆管,采用高压风和大量水冲洗升浆孔,从升浆孔孔底向外冲刷岩粉孔壁残留物,回水澄清延续5min; ②裂缝冲洗:裂缝冲洗根据升浆试验确定的冲洗方法,冲洗压力是升浆压力的80%,压力超过1MPa时,采用1MPa,冲至回水澄清后10min结束; (g)升浆前压水试验: 升浆前压水试验采用简易压水试验法,仅用升浆压力的80%,若升浆压力大于1MPa,则压水压力用1MPa,压水20min,每5min测读一次压水流量,取最后流量值作为计算流量,并用透水率表示,计算公式为: q=Q/PL 其中: Q为压水流量(单位:L/min); P为压力(单位MPa); L为段长(单位m); 将Ⅰ序孔的25%升浆孔和Ⅱ序孔的10%升浆孔作为先导孔,采用该简易压水试验法逐段进行压水试验;施工人员得到压水试验结果,并上交监理人员,监理人员根据压水试验结果分析岩体的渗透性,结合岩体的渗透性在升浆施工前制定相应的防渗措施; (h)建立制浆站: 在升浆孔附近选择合适的位置用于建立制浆站,并将各注浆管与制浆站连 接;同时,在制浆站内插入2根进料管,2根进料管分别用于引入水泥、水;在水泥进料管与进水管上安装流量计,通过流量计来控制水泥与水的进给量;上述结构相互连接构成制浆系统; (i)制浆: 根据升浆试验结果,获得合理的水量、水泥量、掺合料量及外加剂量;分别通过进料管加入制浆站内,首先调节流量计,按照水灰比调节水与水泥的进给流量;掺合料和外加剂采用称重法称量;水泥进料前,先采用高速搅拌机搅拌,搅拌时间不少于30s,然后再引入制浆站内;制浆站内安装泥浆比重秤,泥浆比重秤每30min测定一次升浆液密度,并记录备查;制浆温度保持在15~40℃,制浆压力保持在0.5~1.2MPa,制浆时间控制在30~48min; (j)升浆孔升浆: 升浆孔升浆就是将合格的升浆液通过制浆站、注浆管、升浆管,在自流压力作用下把升浆液压入钻孔基石内,与基床结合成新的混凝土; ①升浆:升浆液由制浆站搅拌得到,通过注浆管上的砂浆泵运输至施工现场,再由升浆管注入升浆孔内;砂浆泵的压力控制在0.1~0.3MPa内,当升浆液上升至孔口处时,升浆完成,该孔即可结束升浆; ②升浆浆面观测:在升浆过程中,使用测锤随时观测升浆浆面变化情况,升浆孔升浆每5~10min记录一次,特殊情况需及时记录; (k)封孔: 每个升浆孔升浆结束后,工作人员通知监理人员及时进行验收,验收合格的升浆孔进行封孔;采用固结升浆孔封孔,在达到设计结束标准后,用浓浆替换升浆孔内稀浆,待回浆管排出0.5:1的浓浆后封闭升浆孔口,作闭浆封孔。

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一种钻孔升浆混凝土施工方法,其特征在于包括如下步骤:(a)施工准备:①技术准备:组织技术人员熟悉图纸,测量复核图纸尺寸、工程量参数,归纳整理提出质疑;在由监理、设计组织的技术交底会上清楚说明、领会设计意图,编写《施工组织设计》及《作业指导书》,编制各分项工程施工计划网络图,报监理部审批;②物资准备:物资准备主要包括材料和设备两项,材料主要有水泥、水、外加剂、掺合料;设备主要有钻孔设备和升浆设备两种,钻孔设备包括地质钻机、钻杆、高压清水泵、空气压缩机、钻具、钻头、压力软管、供水管及阀门;升浆设备包括砂浆泵、高速搅拌机、升浆管、流量计、压力表、升浆塞、自动升浆记录仪;以上物资中水泥由业主负责供应至项目部工地仓库,其他物资均由项目部自行采购;(b)勘察布孔:首先根据施工要求勘探孔位、间距,并建立技术孔,在技术孔内取原状土样,使技术人员掌握地基土层分布,并确定孔的设计深度;采用钻探与触探相结合的勘探手段,确定孔的布置方案;布置原则是:采用梅花形布置方式,孔距在2.1~3.0m范围内,排距在2.8~3.1m范围内;(c)升浆试验:①浆液试验:试验人员根据地基土层分布情况拟定不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的升浆液进行试验,掺合料包括掺入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃;外加剂包括速凝剂、减水剂、稳定剂,以及监理人批准的其他外加剂;其中拟定的升浆液各组分的质量份范围为:水质量份为30~40,水泥质量份为65~80,掺合料质量份为60~70,外加剂质量份为10~15;将拟定的不同组分升浆液分别进行下列项目的试验:a、升浆液配制程序及拌制时间;b、升浆液密度测试;c、升浆液流动性或流变参数;d、升浆液稳定性;f、升浆液的凝聚力;g、升浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性;并分别得到相应的试验报告,上交监理部审批,监理根据各项试验报告,初步确定升浆液各组分参数;②升浆试验:在大规模升浆前,进行升浆混凝土模拟试验,首先布置升浆孔,布置区域分为两块,平行参考轴线方向长24m,垂直参考轴线方向长8m,面积192m2,混凝土盖板厚度为0.8m;升浆试验区选择地质条件与实际升浆区相似的地段;在试验区布置升浆孔位,选定制定的升浆孔布置方式、孔深;根据升浆分段、升浆压力参数,按制定方案拟定的施工程序和方法进行试验,试验结束后,布置升浆孔并检查升浆效果,整理分析各序孔和升浆孔的单位透水率、单位耗灰量试验资料;然后进行压注施工,通过控制水灰比,变动其他因素来保证压注混凝土强度,确定其他因素对混凝土强度的影响;最后编写试验报告,报监理部审批,监理根据上述的各项试验报告,最终确定升浆液各组分参数;(d)钻孔前准备:预埋注浆管:在基床的外墙上按2.1~3.0m的间距预埋注浆管,并检查安装位置,注浆管的注浆口对准对应孔的设计位置;地质钻机就位:首先,沿趾板面使用工字钢铺设轻轨,河床段的轻轨上直接固定钻架与地质钻机,岸坡段制作钻灌台车固定钻架与钻机;然后将钻灌台车沿趾板面移动,用2个5t导链牵引,用钢丝绳固定在趾板面的锚桩上;同时,采用汽车吊车将地质钻机运送至轻轨及钻灌台车上,个别部位由人工拆装并搬运;(e)钻孔:首先,钻孔位置按照设计图纸进行测量放样,统一进行编号,分为Ⅰ序孔与Ⅱ序孔;然后开始钻孔,采用地质钻机进行钻孔作业,钻孔作业按升浆程序进行,分段分序进行,先将地质钻机移动至升浆孔对应孔位,下入地质钻机钻孔,同时上下提升钻具,地质钻机钻进岩面或基石地面至设计孔深位置,并将升浆管从升浆孔下入至基岩,从而完成钻孔工作;升浆孔孔径为φ75mm;(f)钻孔清洗:①升浆孔钻孔结束后,工作人员借助升浆管,采用高压风和大量水冲洗升浆孔,从升浆孔孔底向外冲刷岩粉孔壁残留物,回水澄清延续5min;②裂缝冲洗:裂缝冲洗根据升浆试验确定的冲洗方法,冲洗压力是升浆压力的80%,压力超过1MPa时,采用1MPa,冲至回水澄清后10min结束;(g)升浆前压水试验:升浆前压水试验采用简易压水试验法,仅用升浆压力的80%,若升浆压力大于1MPa,则压水压力用1MPa,压水20min,每5min测读一次压水流量,取最后流量值作为计算流量,并用透水率表示,计算公式为:q=Q/PL其中:Q为压水流量(单位:L/min);P为压力(单位MPa);L为段长(单位m);将Ⅰ序孔的25%升浆孔和Ⅱ序孔的10%升浆孔作为先导孔,采用该简易压水试验法逐段进行压水试验;施工人员得到压水试验结果,并上交监理人员,监理人员根据压水试验结果分析岩体的渗透性,结合岩体的渗透性在升浆施工前制定相应的防渗措施;(h)建立制浆站:在升浆孔附近选择合适的位置用于建立制浆站,并将各注浆管与制浆站连接;同时,在制浆站内插入2根进料管,2根进料管分别用于引入水泥、水;在水泥进料管与进水管上安装流量计,通过流量计来控制水泥与水的进给量;上述结构相互连接构成制浆系统;(i)制浆:根据升浆试验结果,获得合理的水量、水泥量、掺合料量及外加剂量;分别通过进料管加入制浆站内,首先调节流量计,按照水灰比调节水与水泥的进给流量;掺合料和外加剂采用称重法称量;水泥进料前,先采用高速搅拌机搅拌,搅拌时间不少于30s,然后再引入制浆站内;制浆站内安装泥浆比重秤,泥浆比重秤每30min测定一次升浆液密度,并记录备查;制浆温度保持在15~40℃,制浆压力保持在0.5~1.2MPa,制浆时间控制在30~48min;(j)升浆孔升浆:升浆孔升浆就是将合格的升浆液通过制浆站、注浆管、升浆管,在自流压力作用下把升浆液压入钻孔基石内,与基床结合成新的混凝土;①升浆:升浆液由制浆站搅拌得到,通过注浆管上的砂浆泵运输至施工现场,再由升浆管注入升浆孔内;砂浆泵的压力控制在0.1~0.3MPa内,当升浆液上升至孔口处时,升浆完成,该孔即可结束升浆;②升浆浆面观测:在升浆过程中,使用测锤随时观测升浆浆面变化情况,升浆孔升浆每5~10min记录一次,特殊情况需及时记录;(k)封孔:每个升浆孔升浆结束后,工作人员通知监理人员及时进行验收,验收合格的升浆孔进行封孔;采用固结升浆孔封孔,在达到设计结束标准后,用浓浆替换升浆孔内稀浆,待回浆管排出0.5:1的浓浆后封闭升浆孔口,作闭浆封孔。
原文:

1.一种钻孔升浆混凝土施工方法,其特征在于包括如下步骤: (a)施工准备: ①技术准备: 组织技术人员熟悉图纸,测量复核图纸尺寸、工程量参数,归纳整理提出质疑;在由监理、设计组织的技术交底会上清楚说明、领会设计意图,编写《施工组织设计》及《作业指导书》,编制各分项工程施工计划网络图,报监理部审批; ②物资准备: 物资准备主要包括材料和设备两项,材料主要有水泥、水、外加剂、掺合料;设备主要有钻孔设备和升浆设备两种,钻孔设备包括地质钻机、钻杆、高压清水泵、空气压缩机、钻具、钻头、压力软管、供水管及阀门;升浆设备包括砂浆泵、高速搅拌机、升浆管、流量计、压力表、升浆塞、自动升浆记录仪;以上物资中水泥由业主负责供应至项目部工地仓库,其他物资均由项目部自行采购; (b)勘察布孔: 首先根据施工要求勘探孔位、间距,并建立技术孔,在技术孔内取原状土样,使技术人员掌握地基土层分布,并确定孔的设计深度;采用钻探与触探相结合的勘探手段,确定孔的布置方案;布置原则是:采用梅花形布置方式,孔距在2.1~3.0m范围内,排距在2.8~3.1m范围内; (c)升浆试验: ①浆液试验:试验人员根据地基土层分布情况拟定不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的升浆液进行试验,掺合料包括掺入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃;外加剂包括速凝剂、减水剂、稳定剂,以及监理人批准的其他外加剂;其中拟定的升浆液各组分的质量份范围为:水质量份为30~40,水泥质量份为65~80,掺合料质量份为60~70,外加剂质量份为10~15;将拟定的不同组分升浆液分别进行下列项目的试验: a、升浆液配制程序及拌制时间; b、升浆液密度测试; c、升浆液流动性或流变参数; d、升浆液稳定性; f、升浆液的凝聚力; g、升浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性; 并分别得到相应的试验报告,上交监理部审批,监理根据各项试验报告,初步确定升浆液各组分参数; ②升浆试验:在大规模升浆前,进行升浆混凝土模拟试验,首先布置升浆孔,布置区域分为两块,平行参考轴线方向长24m,垂直参考轴线方向长8m,面积192m2,混凝土盖板厚度为0.8m;升浆试验区选择地质条件与实际升浆区相似的地段; 在试验区布置升浆孔位,选定制定的升浆孔布置方式、孔深;根据升浆分段、升浆压力参数,按制定方案拟定的施工程序和方法进行试验,试验结束后,布置升浆孔并检查升浆效果,整理分析各序孔和升浆孔的单位透水率、单位耗灰量试验资料;然后进行压注施工,通过控制水灰比,变动其他因素来保证压注混凝土强度,确定其他因素对混凝土强度的影响;最后编写试验报告,报监理部审批,监理根据上述的各项试验报告,最终确定升浆液各组分参数; (d)钻孔前准备: 预埋注浆管:在基床的外墙上按2.1~3.0m的间距预埋注浆管,并检查安装位置,注浆管的注浆口对准对应孔的设计位置; 地质钻机就位:首先,沿趾板面使用工字钢铺设轻轨,河床段的轻轨上直接固定钻架与地质钻机,岸坡段制作钻灌台车固定钻架与钻机;然后将钻灌台车沿趾板面移动,用2个5t导链牵引,用钢丝绳固定在趾板面的锚桩上;同时,采用汽车吊车将地质钻机运送至轻轨及钻灌台车上,个别部位由人工拆装并搬运; (e)钻孔: 首先,钻孔位置按照设计图纸进行测量放样,统一进行编号,分为Ⅰ序孔与Ⅱ序孔;然后开始钻孔,采用地质钻机进行钻孔作业,钻孔作业按升浆程序进行,分段分序进行,先将地质钻机移动至升浆孔对应孔位,下入地质钻机钻孔,同时上下提升钻具,地质钻机钻进岩面或基石地面至设计孔深位置,并将升浆管从升浆孔下入至基岩,从而完成钻孔工作;升浆孔孔径为φ75mm; (f)钻孔清洗: ①升浆孔钻孔结束后,工作人员借助升浆管,采用高压风和大量水冲洗升浆孔,从升浆孔孔底向外冲刷岩粉孔壁残留物,回水澄清延续5min; ②裂缝冲洗:裂缝冲洗根据升浆试验确定的冲洗方法,冲洗压力是升浆压力的80%,压力超过1MPa时,采用1MPa,冲至回水澄清后10min结束; (g)升浆前压水试验: 升浆前压水试验采用简易压水试验法,仅用升浆压力的80%,若升浆压力大于1MPa,则压水压力用1MPa,压水20min,每5min测读一次压水流量,取最后流量值作为计算流量,并用透水率表示,计算公式为: q=Q/PL 其中: Q为压水流量(单位:L/min); P为压力(单位MPa); L为段长(单位m); 将Ⅰ序孔的25%升浆孔和Ⅱ序孔的10%升浆孔作为先导孔,采用该简易压水试验法逐段进行压水试验;施工人员得到压水试验结果,并上交监理人员,监理人员根据压水试验结果分析岩体的渗透性,结合岩体的渗透性在升浆施工前制定相应的防渗措施; (h)建立制浆站: 在升浆孔附近选择合适的位置用于建立制浆站,并将各注浆管与制浆站连 接;同时,在制浆站内插入2根进料管,2根进料管分别用于引入水泥、水;在水泥进料管与进水管上安装流量计,通过流量计来控制水泥与水的进给量;上述结构相互连接构成制浆系统; (i)制浆: 根据升浆试验结果,获得合理的水量、水泥量、掺合料量及外加剂量;分别通过进料管加入制浆站内,首先调节流量计,按照水灰比调节水与水泥的进给流量;掺合料和外加剂采用称重法称量;水泥进料前,先采用高速搅拌机搅拌,搅拌时间不少于30s,然后再引入制浆站内;制浆站内安装泥浆比重秤,泥浆比重秤每30min测定一次升浆液密度,并记录备查;制浆温度保持在15~40℃,制浆压力保持在0.5~1.2MPa,制浆时间控制在30~48min; (j)升浆孔升浆: 升浆孔升浆就是将合格的升浆液通过制浆站、注浆管、升浆管,在自流压力作用下把升浆液压入钻孔基石内,与基床结合成新的混凝土; ①升浆:升浆液由制浆站搅拌得到,通过注浆管上的砂浆泵运输至施工现场,再由升浆管注入升浆孔内;砂浆泵的压力控制在0.1~0.3MPa内,当升浆液上升至孔口处时,升浆完成,该孔即可结束升浆; ②升浆浆面观测:在升浆过程中,使用测锤随时观测升浆浆面变化情况,升浆孔升浆每5~10min记录一次,特殊情况需及时记录; (k)封孔: 每个升浆孔升浆结束后,工作人员通知监理人员及时进行验收,验收合格的升浆孔进行封孔;采用固结升浆孔封孔,在达到设计结束标准后,用浓浆替换升浆孔内稀浆,待回浆管排出0.5:1的浓浆后封闭升浆孔口,作闭浆封孔。

翻译:
一种钻孔升浆混凝土施工方法

技术领域

本发明涉及一种钻孔升浆混凝土施工方法。

背景技术

施工围堰和基坑是船坞建设的重要部分。施工围堰费用一般占总投资的15%~20%,技术难度高,风险大,工期也较长,关系到工程的成败、质量和工期,其设计与施工一向是业内同行重视的热点。

近年来在岩基地区水上建造船坞工程时,一般优先考虑利用预制钢筋混凝土沉箱作为围堰的主体结构。水下升浆技术和水下高压旋喷等止水施工技术,大大降低了临时围堰工程造价,为岩石地基条件下的预制钢筋混凝土沉箱的成功和广泛应用提供了可能。采用升浆抛石基床沉箱结构。沿船坞两侧的沉箱可同时作为舾装码头和船坞坞墙使用。主体工程施工完成后,西北侧土石围堰及堵口围堰须拆除,南侧沉箱围堰作为码头予以保留。采用升浆法在沉箱下部碎石基床内充填水泥砂浆,与下部基岩的帷幕升浆连接形成围堰的止水帷幕。

升浆工程是止水工程的第一道环节,升浆质量的好坏,直接影响到后序施工工程的顺利进行。现有钻孔升浆混混凝土施工,需要用到轧碎石块来搅拌混凝土,不仅需要浪费人力物力来运输轧碎石块,而且增加施工难度,增加施工成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻孔升浆混凝土施工方法,通过预制预留的升浆孔,并在升浆孔内插入升浆管,将升浆管连接注浆管,注浆管将升浆液直接注入升浆孔内,然后进行压浆施工,连续、不间断压浆。无需轧碎石块来搅拌混凝土;升浆液从模板的升浆孔慢慢开始向上,故水下施工时可将粗骨料空隙中的水全部置换成升浆液,较易制作出优质混凝土;无需搅拌机拌合骨料,施 工简便,利于加快施工进度;泵送时只需泵送水泥砂浆,相比于普通混凝土其泵送工艺得到改善。

为了解决上述技术问题,采用如下技术方案:

一种钻孔升浆混凝土施工方法,其特征在于包括如下步骤:

(a)施工准备:

①技术准备:

组织技术人员熟悉图纸,测量复核图纸尺寸、工程量等参数,归纳整理提出质疑;在由监理、设计组织的技术交底会上清楚说明、领会设计意图,编写《施工组织设计》及《作业指导书》,编制各分项工程施工计划网络图,报监理部审批;

②物资准备:

物资准备主要包括材料和设备两项,材料主要有水泥、水、外加剂、掺合料等;设备主要有钻孔设备和升浆设备两种,钻孔设备包括地质钻机、钻杆、高压清水泵、抽料泵、空气压缩机、钻具、钻头、压力软管、供水管及阀门等;升浆设备包括砂浆泵、高速搅拌机、升浆管、流量计、压力表、升浆塞、自动升浆记录仪等;以上物资中水泥由业主负责供应至项目部工地仓库,其他物资均由项目部自行采购;

(b)勘察布孔:

首先根据施工要求勘探孔位、间距,并建立技术孔,在技术孔内取原状土样,使技术人员掌握地基土层分布,并确定孔的设计深度;采用钻探与触探相结合的勘探手段,确定孔的布置方案;布置原则是:采用梅花形布置方式,孔距在2.1~3.0m范围内,排距在2.8~3.1m范围内;

(c)升浆试验:

①浆液试验:试验人员根据地基土层分布情况拟定不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的升浆液进行试验,掺合料包括掺入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃等;外加剂包括速凝剂、减水剂、稳定剂,以及监理人批准的其他外加剂;其中拟定的升浆液各组分的质量份范围为:水质量份为30~40,水泥质量份为 65~80,掺合料质量份为60~70,外加剂质量份为10~15;将拟定的不同组分升浆液分别进行下列项目的试验:

a、升浆液配制程序及拌制时间;

b、升浆液密度测试;

c、升浆液流动性或流变参数;

d、升浆液稳定性;

f、升浆液的凝聚力;

g、升浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性;

并分别得到相应的试验报告,上交监理部审批,监理根据各项试验报告,初步确定升浆液各组分参数;

②升浆试验:在大规模升浆前,进行升浆混凝土模拟试验,首先布置升浆孔,布置区域分为两块,平行参考轴线方向长24m,垂直参考轴线方向长8m,面积192m2,混凝土盖板厚度为0.8m;升浆试验区选择地质条件与实际升浆区相似的地段;

在试验区布置升浆孔位,选定制定的升浆孔布置方式、孔深。根据升浆分段、升浆压力等参数,按制定方案拟定的施工程序和方法进行试验,试验结束后,布置升浆孔并检查升浆效果,整理分析各序孔和升浆孔的单位透水率、单位耗灰量等试验资料;然后进行压注施工,通过控制水灰比,变动其他因素来保证压注混凝土强度,确定其他因素对混凝土强度的影响;最后编写试验报告,报监理部审批,监理根据上述的各项试验报告,最终确定升浆液各组分参数;

(d)钻孔前准备:

预埋注浆管:在基床的外墙上按2.1~3.0m的间距预埋注浆管,并检查安装位置,注浆管的注浆口对准对应孔的设计位置;

地质钻机就位:首先,沿趾板面使用工字钢铺设轻轨,河床段的轻轨上直接固定钻架与地质钻机,岸坡段制作钻灌台车固定钻架与钻机;然后将钻灌台车沿趾板面移动,用2个5t导链牵引,用钢丝绳固定在趾板面的锚桩上;同时,采用汽车吊车将地质钻机运送至轻轨及钻灌台车上,个别部位由人工拆装并搬 运;

(e)钻孔:

首先,钻孔位置按照设计图纸进行测量放样,统一进行编号,分为Ⅰ序孔与Ⅱ序孔;然后开始钻孔,采用地质钻机进行钻孔作业,钻孔作业按升浆程序进行,分段分序进行,先将地质钻机移动至升浆孔对应孔位,下入地质钻机钻孔,同时上下提升钻具,地质钻机钻进岩面或基石地面至设计孔深位置,并将升浆管从升浆孔下入至基岩,从而完成钻孔工作;升浆孔孔径为φ75mm;

(f)钻孔清洗:

①升浆孔钻孔结束后,工作人员借助升浆管,采用高压风和大量水冲洗升浆孔,从升浆孔孔底向外冲刷岩粉等孔壁残留物,回水澄清延续5min;

②裂缝冲洗:裂缝冲洗根据升浆试验确定的冲洗方法,冲洗压力是升浆压力的80%,压力超过1MPa时,采用1MPa,冲至回水澄清后10min结束;

(g)升浆前压水试验:

升浆前压水试验采用简易压水试验法,仅用升浆压力的80%,若升浆压力大于1MPa,则压水压力用1MPa,压水20min,每5min测读一次压水流量,取最后流量值作为计算流量,并用透水率表示,计算公式为:

q=Q/PL

其中:

Q为压水流量(单位:L/min);

P为压力(单位MPa);

L为段长(单位m);

将Ⅰ序孔的25%升浆孔和Ⅱ序孔的10%升浆孔作为先导孔,采用该简易压水试验法逐段进行压水试验;施工人员得到压水试验结果,并上交监理人员,监理人员根据压水试验结果分析岩体的渗透性,结合岩体的渗透性在升浆施工前制定相应的防渗措施。

(h)建立制浆站:

在升浆孔附近选择合适的位置用于建立制浆站,并将各注浆管与制浆站连 接;同时,在制浆站内插入2根进料管,2根进料管分别用于引入水泥、水;在水泥进料管与进水管上安装流量计,通过流量计来控制水泥与水的进给量;上述结构相互连接构成制浆系统。

(i)制浆:

根据升浆试验结果,获得合理的水量、水泥量、掺合料量及外加剂量;分别通过进料管加入制浆站内,首先调节流量计,按照水灰比调节水与水泥的进给流量;掺合料和外加剂采用称重法称量;水泥进料前,先采用高速搅拌机搅拌,搅拌时间不少于30s,然后再引入制浆站内;制浆站内安装泥浆比重秤,泥浆比重秤每30min测定一次升浆液密度,并记录备查;制浆温度保持在15~40℃,制浆压力保持在0.5~1.2MPa,制浆时间控制在30~48min;

(j)升浆孔升浆:

升浆孔升浆就是将合格的升浆液通过制浆站、注浆管、升浆管,在自流压力作用下把升浆液压入钻孔基石内,与基床结合成新的混凝土。

①升浆:升浆液由制浆站搅拌得到,通过注浆管上的砂浆泵运输至施工现场,再由升浆管注入升浆孔内;砂浆泵的压力控制在0.1~0.3MPa内,当升浆液上升至孔口处时,升浆完成,该孔即可结束升浆;

②升浆浆面观测:在升浆过程中,使用测锤随时观测升浆浆面变化情况,升浆孔升浆每5~10min记录一次,特殊情况需及时记录。

(k)封孔:

每个升浆孔升浆结束后,工作人员通知监理人员及时进行验收,验收合格的升浆孔进行封孔;采用固结升浆孔封孔,在达到设计结束标准后,用浓浆替换升浆孔内稀浆,待回浆管排出0.5:1的浓浆后封闭升浆孔口,作闭浆封孔。

由于采用上述技术方案,具有以下有益效果:

本发明为一种钻孔升浆混凝土施工方法,通过预制预留的升浆孔,并在升浆孔内插入升浆管,将升浆管连接注浆管,注浆管将升浆液直接注入升浆孔内,然后进行压浆施工,连续、不间断压浆。无需轧碎石块来搅拌混凝土;升浆液从模板的升浆孔慢慢开始向上,故水下施工时可将粗骨料空隙中的水全部置换 成升浆液,较易制作出优质混凝土;无需搅拌机拌合骨料,施工简便,利于加快施工进度;泵送时只需泵送水泥砂浆,相比于普通混凝土其泵送工艺得到改善。同时,本施工方法不仅有效施工成本,而且无安全质量环保事故,综合能耗指标进一步减低,污水、噪声、粉尘排放达标,达到节能降耗的效果。

勘察布孔有助于施工人员熟悉施工位置,对于顺利完成施工具有积极影响,能够提高施工人员的工作效率,缩短施工工期。且勘察后布孔位置选择较为理想,简化施工过程。升浆试验实现预先对升浆作业进行模拟,一方面通过模拟升浆可以得到合理的升浆液各组分参数,取得适合本发明的升浆液;另一方面,施工人员能够熟练的掌握升浆过程,有效避免因人为操作失误造成升浆失败;在模拟升浆过程中,施工人员可发现升浆方案中的不足与难点,不足之处予以弥补和更正,难点之处寻求更简单的方法替代或予以攻破,不仅升浆作业得以顺利进行,而且升浆效果显著提高。本施工方法在钻孔同时将升浆管与注浆管通入升浆孔内,并在施工位置附近建立制浆站,实现输料、混料、制浆、注浆一体化流程,能够连接、不间断的注浆,注浆便利,减少人力及物力资源的投入,显著加快施工进度。压水试验用于测定岩体的透水性,为评价岩体的渗透性和设计防渗措施提供数据支持。施工人员根据压水试验的结果得到岩体渗透性的相关数据,并将该数据上交监理进行分析,监理根据该数据制定相应的防渗措施,起到提前预防作用,有利于升降作业。

附图说明:

下面结合附图对本发明作进一步说明:

图1为本发明一种钻孔升浆混凝土施工方法的施工流程图;

图2为本发明中升浆孔的分布结构示意图;

图3为本发明中制浆系统的结构示意图。

其中1为Ⅰ序孔,2为Ⅱ序孔,3为水泥储罐,4为水罐,5为抽料泵,51为进料管,6为制浆站,7为砂浆泵,71为注浆管。

具体实施方式

本发明为一种钻孔升浆混凝土施工方法,升浆工程是止水工程的第一道环节,升浆质量的好坏,直接影响到后序施工工程的顺利进行。本施工方法通过预制预留的升浆孔,并在升浆孔内插入升浆管,将升浆管连接注浆管71,注浆管71将升浆液直接注入升浆孔内,然后进行压浆施工,实现输料、混料、制浆、注浆一体化流程。无需轧碎石块来搅拌混凝土;升浆液从模板的升浆孔慢慢开始向上,故水下施工时可将粗骨料空隙中的水全部置换成升浆液,较易制作出优质混凝土。

本施工方法需要的材料与机具设备如下:

1、材料:水泥、水、外加剂包括速凝剂、减水剂和稳定剂等,掺合料包括掺入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃,压力软管、升降管、注浆管71、进料管51。

2、机具设备:

钻孔设备:地质钻机、钻杆、高压清水泵、抽料泵5、空气压缩机、钻具、钻头、供水管及阀门;

升浆设备:砂浆泵7、高速搅拌机、流量计、压力表、升浆塞、自动升浆记录仪。

本施工方法的施工人员组织调配如下:

工种 单位 数量
钻孔工人 人/天 30
升浆工人 人/天 28
修理工人 人/天 5
普通工人 人/天 74
管理工人 10
监理工人 7
勘察工人 8
运输工人 10

本施工方法的施工步骤包括:

(a)施工准备:

①技术准备:

组织技术人员熟悉图纸,测量复核图纸尺寸、工程量等参数,归纳整理提出质疑;在由监理、设计组织的技术交底会上清楚说明、领会设计意图,编写《施工组织设计》及《作业指导书》,编制各分项工程施工计划网络图,报监理部审批;施工计划包括如下内容:

1、钻孔和升浆工程的施工平面布置图;

2、钻孔和升浆的材料和设备;

3、钻孔和升浆的程序和工艺;

4、质量保证措施;

5、升浆试验大纲;

6、施工人员组织调配;

7、施工进度计划及安全措施等。

组织施工人员和技术人员进行技术培训,请项目部专业工程师授课,采取考试及技术人员互相讲课的方法综合评定。对于不符合要求的施工人员予以警告并责令其多加学习,并安排二次考试及技术人员互相讲课。同时,施工计划人员将施工计划准确传达给各相关施工人员,对于其中的要点难点作详细的讲述。

②物资准备:

物资准备主要包括材料和设备两项,材料主要有水泥、水、外加剂包括速凝剂、减水剂和稳定剂等,掺合料包括掺入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃,压力软管、升降管、注浆管71、进料管51;设备主要有钻孔设备和升浆设备两种,钻孔设备包括地质钻机、钻杆、高压清水泵、抽料泵5、空气压缩机、钻具、钻头、供水管及阀门;升浆设备包括砂浆泵7、高速搅拌机、流量计、压力表、升浆塞、自动升浆记录仪;

以上物资中水泥由业主负责供应至项目部工地仓库,其他物资均由项目部 自行采购。依据施工计划方案编制详细物资需求计划表,做到有依可循,并报物资机电部统一采购,水泥、外加剂、掺合料、压力表、流量计、钻头、钻具等物资按季备货,其它物资按半年备货。

(b)勘察布孔:

1、选址勘察阶段:

首先选取几个候选场址,勘察人员勘察候选场址的工程地质,对每个候选场址进行分析讨论,并相互对比,对候选场址的稳定性和适宜性作出对比,选取综合形成良好的候选场址作为施工工地。

2、勘察阶段:

勘察施工工地,勘察内容包括:

①初步查明地质构造、地层结构、岩土工程特征;

②在季节性冻土地区,勘察场地土的标准冻结深度;

③查明不良地质现象的成因、分布、对场地稳定性的影响及其发展趋势;

④对抗震设防烈度大于或等于6度的场地,针对其场地和地基的地震效应作勘察评估。

3、布孔:

①布设勘探孔位、间距、并建立技术孔,在技术孔内取原状土样:具体内容如下:

a、勘探点按照建筑物周边和焦点布置;

b、同一建筑范围内的主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时,加密勘探点;

c、重大设备单独布置勘探点;

d、勘探手段采用钻探与触探结合,并布置适量探井。

②勘探孔的深度,勘探深度自基础底板算起;

③采用梅花形布置方式,孔距在2.1~3.0m范围内,排距在2.8~3.1m范围内,孔深在5.3~6.2m范围内;

(c)升浆试验:

①浆液试验:试验人员根据地基土层分布情况拟定不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的升浆液进行试验,掺合料包括掺入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃等;外加剂包括速凝剂、减水剂、稳定剂,以及监理人批准的其他外加剂;其中拟定的升浆液各组分的质量份范围为:水质量份为30~40,水泥质量份为65~80,掺合料质量份为60~70,外加剂质量份为10~15;将拟定的不同组分升浆液分别进行下列项目的试验:

a、升浆液配制程序及拌制时间;

b、升浆液密度测试;

c、升浆液流动性或流变参数;

d、升浆液稳定性;

f、升浆液的凝聚力;

g、升浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性;

并分别得到相应的试验报告,上交监理部审批,监理根据各项试验报告,初步确定升浆液各组分参数;

实施例1:

选取升浆液各组分质量份参数为:水质量份为35,水泥质量份为75,掺合料质量份为60,外加剂质量份为10;经上述试验项目试验后,得到如下数据:

实施例1的各项指标均在要求指标内,符合本施工方法的要求,可投入使 用。

实施例2:

选取升浆液各组分质量份参数为:水质量份为35,水泥质量份为80,掺合料质量份为65,外加剂质量份为15;经上述试验项目试验后,得到如下数据:

实施例2的部分指标均在要求指标内,由于水泥量较大搅拌时间超出要求指标,升浆液的流动性也超出要求指标,不符合本施工方法的要求,需要调整各组分量方可投入使用。

实施例3:

选取升浆液各组分质量份参数为:水质量份为35,水泥质量份为70,掺合料质量份为65,外加剂质量份为15;经上述试验项目试验后,得到如下数据:

实施例3的部分指标均在要求指标内,由于水量较大升浆液密度低于要求指标,升浆液的强度也低于要求指标,不符合本施工方法的要求,需要调整各组分量方可投入使用。

②升浆试验:在大规模升浆前,进行升浆混凝土模拟试验,首先布置升浆孔,布置区域分为两块,平行参考轴线方向长24m,垂直参考轴线方向长8m,面积192m2,混凝土盖板厚度为0.8m;升浆试验区选择地质条件与实际升浆区相似的地段;

在试验区布置升浆孔位,选定制定的升浆孔布置方式、孔深。根据升浆分段、升浆压力等参数,按制定方案拟定的施工程序和方法进行试验,试验结束后,布置升浆孔并检查升浆效果,整理分析各序孔和升浆孔的单位透水率、单位耗灰量等试验资料;然后进行压注施工,通过控制水灰比,变动其他因素来保证压注混凝土强度,确定其他因素对混凝土强度的影响;最后编写试验报告,报监理部审批,监理根据上述的各项试验报告,结合上述浆液试验报告及三组实施例,最终确定升浆液各组分参数:水质量份为35,水泥质量份为74,掺合料质量份为62,外加剂质量份为10;

同时分别采用不同的方法冲洗裂缝,分析各方法的优缺点,选定裂缝冲洗方法。

(d)钻孔前准备:

预埋注浆管71:在基床的外墙上按2.1~3.0m的间距预埋注浆管71,并检查安装位置,注浆管71的注浆口对准对应孔的设计位置;

地质钻机就位:首先,沿趾板面使用工字钢铺设轻轨,河床段的轻轨上直接固定钻架与地质钻机,岸坡段制作钻灌台车固定钻架与钻机;然后将钻灌台车沿趾板面移动,用2个5t导链牵引,用钢丝绳固定在趾板面的锚桩上;同时,采用汽车吊车将地质钻机运送至轻轨及钻灌台车上,个别部位由人工拆装并搬运;

(e)钻孔:

首先,钻孔位置按照设计图纸进行测量放样,统一进行编号,分为Ⅰ序孔1 与Ⅱ序孔2;然后开始钻孔,采用地质钻机进行钻孔作业,钻孔作业按升浆程序进行,分段分序进行,先将地质钻机移动至升浆孔对应孔位,下入地质钻机钻孔,同时上下提升钻具,地质钻机钻进岩面或基石地面至设计孔深位置,并将升浆管从升浆孔下入至基岩,从而完成钻孔工作;升浆孔孔径为φ75mm;

(f)钻孔清洗:

①升浆孔钻孔结束后,工作人员借助升浆管,采用高压风和大量水冲洗升浆孔,从升浆孔孔底向外冲刷岩粉等孔壁残留物。

冲洗压力:冲洗水压采用80%的升浆压力,当压力超过1MPa时,采用1MPa,冲洗风压采用50%升浆压力,压力超过0.5MPa时,采用0.5MPa。

冲洗至回水澄清5min结束,总冲洗时间要求,单孔冲洗不少于30min,串通孔冲洗不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段,继续进行冲洗。直至孔内残存的沉积物厚度不超过20cm。

②裂缝冲洗:裂缝冲洗根据升浆试验确定的冲洗方法,冲洗压力是升浆压力的80%,压力超过1MPa时,采用1MPa,冲至回水澄清后10min结束;

当冲洗孔附近有正在升浆的孔或临近升浆孔结束不足24h时,不得进行裂缝冲洗。

升浆孔裂缝冲洗完成后,该孔立即进行升浆作业,若升浆中因故中断时间间隔超过24h,应在二次升浆前重新进行裂缝冲洗。

(g)升浆前压水试验:

升浆前压水试验采用简易压水试验法,仅用升浆压力的80%,若升浆压力大于1MPa,则压水压力用1MPa,压水20min,每5min测读一次压水流量,取最后流量值作为计算流量,并用透水率表示,计算公式为:

q=Q/PL

其中:

Q为压水流量(单位:L/min);

P为压力(单位MPa);

L为段长(单位m);

将Ⅰ序孔1的25%升浆孔和Ⅱ序孔2的10%升浆孔作为先导孔,采用该简易压水试验法(单点法或五点法)逐段进行压水试验;施工人员得到压水试验结果,并上交监理人员,监理人员根据压水试验结果分析岩体的渗透性,结合岩体的渗透性在升浆施工前制定相应的防渗措施。压水试验压力值选用如下表:

(h)建立制浆站:

在升浆孔附近选择合适的位置用于建立制浆站6,将制浆设备运输至该位置,并将各注浆管71与制浆站6连通,因此,制浆站6内制得的升浆液可直接输送至升浆孔;同时,在制浆站6内插入2根进料管51,2根进料管51分别用于引入水泥、水;在水泥进料管51与进水管上安装流量计,通过流量计来控制水泥与水的进给量;上述结构相互连接构成制浆系统。

(i)制浆:

根据升浆试验结果,确定升浆液各组分参数:水质量份为35,水泥质量份为74,掺合料质量份为62,外加剂质量份为10,水灰比为0.47:1;水和水泥分别通过进料管51加入制浆站6内,调节水进料管51上的流量计和水泥进料管51上的流量计,按照水灰比0.47:1调节水与水泥的进给流量。

掺合料和外加剂采用称重法称量,掺合料加入62质量份,外加剂加入10质量份;制浆过程如下:先采用高速搅拌机搅拌,搅拌时间不少于30s,然后将 水泥进料管51引入水泥储罐3内,水进料管51引入水罐4内,开启进料管51上的抽料泵5,水和水泥进入制浆站6,接着施工人员将已称重好的掺合料倒入制浆站6内,制浆站6开始工作制浆;制浆站6内安装泥浆比重秤,泥浆比重秤每30min测定一次升浆液密度,并记录备查;制浆温度保持在15~40℃,制浆压力保持在0.5~1.2MPa,制浆时间控制在30~48min。

(j)升浆孔升浆:

升浆孔升浆就是将合格的升浆液通过制浆站6、注浆管71、升浆管,在自流压力作用下把升浆液压入钻孔基石内,与基床结合成新的混凝土。

①升浆:升浆液由制浆站6搅拌得到,通过注浆管71上的砂浆泵7运输至施工现场,再由升浆管注入升浆孔内;砂浆泵7的压力控制在0.1~0.3MPa内,当升浆液上升至孔口处时,升浆完成,该孔即可结束升浆;

②升浆浆面观测:在升浆过程中,使用测锤随时观测升浆浆面变化情况,升浆孔升浆每5~10min记录一次,特殊情况需及时记录。

(k)封孔:

每个升浆孔升浆结束后,工作人员通知监理人员及时进行验收,验收合格的升浆孔进行封孔;采用固结升浆孔封孔,在达到设计结束标准后,用浓浆替换升浆孔内稀浆,待回浆管排出0.5:1的浓浆后封闭升浆孔口,作闭浆封孔。

本施工方法升浆质量控制方法如下:

1、升浆前检查

升浆前检查主要有:检查升浆孔孔数,设计孔深,升浆管道畅通性及布设合理性等。

2、过程检查

①检查升浆过程中的排序和孔序的安排的合理性;

②检查升浆液温度和流动度;

③保证造孔孔深到达基床底面;

④保证基床升浆施工连续性;

⑤随时检查升浆过程中的升浆压力。若施工被迫中断,在两次施工结合面 处必须高压冲洗,且将注浆管71沉人施工完毕的基床混凝土内,充分搅动悬浮;

⑥使用测锤对该升浆孔的邻近孔的浆面上升情况随时观测,及时记录和反馈;

⑦潜水员水下检查坡面跑浆情况。

本施工方法的安全措施如下:

1、贯彻执行“安全第一,预防为主”的方针,做好安全措施和安全技术交底工作。安全生产,人人有责。进入现场的所有人员都须守安全管理规章制度和业主有关安全管理的规定,确保现场施工安全和人员健康。

2、对从事特种机械作业的施工人员进行安全知识教育,在施工过程中要严格执行安全生产规章制度,正确使用安全防护设施和保护用品。严禁违反“安全生产十不准”,认真贯彻《安全法》,贯彻劳逸结合方针,严格控制加班加点。

3、对于遇到强降雨或者遇上强风,无法正常工作时,应该整理现场设备,防止出现人员和财产的损失。

4、施工现场风力大于6级应停止施工。

5、泵送混凝土作业过程中,软管末端出口与浇筑面应保持0.5~1.0m,防止埋人混凝土内,造成管内瞬间压力增高爆管伤人。

6、夜间施工应保证照明充足,并且设立警示灯。

以上仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础,为解决基本相同的技术问题,实现基本相同的技术效果,所作出地简单变化、等同替换或者修饰等,皆涵盖于本发明的保护范围之中。

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