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高压旋喷桩止水帷幕的施工质量控制

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东南西北人 发表于 2014-10-16 05:35:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
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  摘要: 目前高压旋喷桩止水帷幕的施工在我国已得到了越来越广泛的应用,例如高速公路软弱地基的加固、矿山井巷的加固与防渗、水利工程防渗等,在止水防渗方面效果显著。笔者结合工作实际,对国华惠州大亚湾热电厂一期工程输煤系统T0 转运站煤粒沉淀池的高压旋喷桩止水帷幕施工过程进行分析,并以此重点阐述了在工程中应如何加强对施工质量的控制。

  0 前言
  国华惠州大亚湾热电厂一期2 × 330MW 机组位于惠州大亚湾石化区东部临K1 地块。本工程由中国神华能源股份有限公司投资,项目为热电联产新建工程,电厂规划容量为4 × 330MW,本期工程建设规模为2 × 330MW 国产亚临界参数热电联产机组,公用系统按4 × 330MW 容量统一规划且尽可能分期建设。
  本工程厂址所在地原为海域,地块南边是已建好的堆石斜坡海堤,透水性强,东西两侧还在填土造地,所以地块除北面与陆地相连外,其余三边均临水,补充水极为丰富。按照设计要求,输煤系统需设两处止水帷幕,分为Ⅰ区和Ⅱ区。Ⅱ区主要维护区域为T0 转运站附近的煤粒沉淀池,维护构筑物范围仅为煤粒沉淀池基坑。

  1 高压旋喷桩止水帷幕的施工原理
  利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定的深度后,以20 ~ 40MPa 的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来,形成喷射流冲击土层。当由多个高压喷射注浆固结体形成帷幕时,可以用来作为地下水体隔离在一侧的一种止水施工方法,这种施工方法可以将水隔离在基坑以外,从而保证了原有建筑物基础下土体的稳定性,亦保证了基础的稳定。我们通常称这种施工方法为高压旋喷桩止水帷幕。

  2 高压旋喷桩止水帷幕的工艺流程
  该工程使用了三重管高压旋喷法施工工艺。
  2. 1 工艺流程图
640 (12).jpg

  2. 2 施工方法及要求
  ( 1) 高压旋喷法施工工艺要求。
  1) 测放桩位。桩基的轴线和标高均应测定完毕,根据轴线施放出桩位,使桩位偏差控制在2 cm 以内,并经过检查,办理复核签证手续。
  2) 引导孔施工。引导孔施工采用扭矩较大的钻机成孔。引孔直径130。引孔钻机在测定好的桩位上对中,开钻穿过回填层及其它较硬地层,全桩段引孔,以保证后续旋喷桩机能顺利施工,同时做好施工记录。若旋喷钻管不能顺利插入,则须引孔钻机重新扫孔。
  3) 桩机就位。将钻机安置于设计孔位上,使钻杆对准孔位中心,同时为保证钻孔达到设计要求的垂直度,钻机就位后,必须作水平校正,使其钻杆轴线垂直对准钻孔位置。
  4) 钻孔、插管。引导孔施工完毕后,采用GP1800 - 2型旋喷钻机钻孔、沉管,边射水、边插管。
  5) 喷射作业。由下而上旋喷至桩顶。控制高压水压力不小于37 MPa,浆压0. 7 MPa,气流压力为0. 7 ~ 0. 8 MPa,提升速度取15 cm/min,旋转速度不大于20r·p·m。值班人员应及时做好记录。
  6) 桩孔回灌水泥净浆。当喷射提升到设计标高后,旋喷结束,停高压清水泵,用浆泵回灌桩孔,至地面返浆时止。7) 冲洗。施工完毕后应把注浆管等机具设备冲洗干净,管内不得残存水泥浆。
  8) 移动机具。把钻机等机具设备移动到新孔位上。
  2) 高喷工艺参数选择。旋喷桩正式施工前,选择场
  地空地作为工艺试桩场地,通过试桩确不定高压旋喷的施
  工工艺。
  1) 高压旋喷桩施工工艺参数: 按设计要求,P. O32. 5普通硅酸盐水泥,水灰比0. 8∶1 ~ 1∶1,水泥浆液比重不小于1. 50 kg /L。
  2) 高压清水泵: 取P≥37 MPa。
  3) 浆泵: 取P≥0. 7 MPa。
  4) 空气压力: 0. 7 ~ 0. 8 MPa,空气流量: 0. 8 ~ 1. 5m3 /min。
  5) 回旋速度: 取n≤20 r /min。
  6) 根据施工中遇到的不同土层,可适当调整切割喷射压力和降低回转速度和提升速度。
  7) 喷嘴直径的选择: 高压射流喷嘴直径1. 8 mm,水泥浆液喷嘴直径2. 6 mm。

  3 高压旋喷桩止水帷幕施工质量控制措施
  3. 1 高压旋喷桩施工技术控制措施
  重点控制桩位、桩径、桩长、桩材及桩的完整性等方面进行控制,以保证施工质量。
  ( 1) 施工用材料的质量检验。水泥的质量应符合有关规范、规程和设计要求,要有合格证和检验报告; 质量不合格的产品、材料不得进入施工现场。
  ( 2) 设备安装平稳对正,开孔前须严格检查桩位,桩位要进行编号。
  ( 3) 引孔孔位误差不得大于3 cm,垂直度偏差不大于1%,深度偏差不小于+ 10 cm。
  ( 4) 保持引孔孔壁完整,不坍孔,确保高喷管顺利下至孔底。
  ( 5) 高喷管下孔前需在孔口试验检查,防止喷嘴堵塞。
  ( 6) 旋喷压力要求不小于37 MPa,喷射过程中严防喷咀堵塞。
  ( 7) 浆液配制必须严格按照设计配比均匀上料,经常检查测定浆液比重( 不小于1. 50) ,并做好记录。
  ( 8) 高喷作业中,必须注意观察浆压力和流量达到设计要求,发现异常,要立即停止提升,查明原因,及时处理。
  ( 9) 当旋喷作业过程中有停顿时,该处桩体要有50cm 的搭接长度,以避免固结体出现断层。
  ( 10) 遇孔口不返浆时,要降低提升速度或复灌。
  ( 11) 采用两序施工( 间隔一个) ,防止串孔。
  ( 12) 为确保固结体强度,冒浆不得回收和利用,返浆用排浆沟收集到废浆坑集中处理。
  ( 13) 旋喷结束后,在孔口复灌水泥净浆至地面。
  ( 14) 高喷作业时,各岗位要明确分工,统一指挥,协调一致。
  ( 15) 高喷结束后,要立即清洗管路设施。
  ( 16) 各种记录资料及时整理上报。
  ( 17) 水泥用量的控制( 每延米水泥用量≥500 kg) : ①严格控制水灰比、高压水泵压力及流量、浆泵压力及流量、气泵压力及流量、提升速度、回转速度按确定参数执行;②若水泥量不够,在保证桩径情况下适当减小压力,加大水灰比,在保证桩体强度情况下适当提高提升速度; ③若水泥量剩余,适当增加喷浆压力,适当减小提升速度。

  3. 2 重点与难点的解决
  ( 1) 为保证高压旋喷顺利施工,提高施工进度和效率,必需使用专业机械引孔,引孔直径130 mm。
  ( 2) 局部遇容易塌孔地层,使用同孔径PVC 硬管插入护孔,为旋喷桩施工创造条件。
  ( 3) 高压旋喷浆液排放问题。在旋喷过程中,会有一定数量的土粒,随着一部分浆液沿注浆管管壁冒出地面,为不造成场地环境污染,采取如下应对措施: ①控制冒浆量。如果冒浆量量过大,可能是注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量,应提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径; ②设立浆液排泄通道。沿注浆孔侧开挖临时( 200 × 200 × 200mm) 浅沟,场地外开挖积浆坑( 1 000 × 1 000 × 1 000 mm) ,沿排泄沟每隔5 m 设过滤网和沉淀池( 2 000 × 2 000 × 2 000mm) ,及时清理沉淀水泥浆外运。在施工中,旋喷桩施工的引孔是整个进度计划的瓶颈。必须确保引孔的施工工艺及引孔机械的数量,使引孔的进度始终超前于旋喷桩的施工进度,不影响旋喷桩的施工质量和进度。
  ( 4) 高喷桩止水帷幕闭水效果的问题。本工程场地为围海形成,回填土深达8 m,渗透系数大,回填土下方还有数个透水层( 分布不均) ,为保证止水、防渗帷幕连续并达到较好的闭水效果,旋喷桩工艺参数的确定十分重要。根据试桩结果和类似工程施工经验,确定了上述工艺参数。同时采用二序法间隔施工。
  施工生产的重点保障环节上,要重点加强高压水压力、水泥用量、水灰比、提升速度、转速、空气压力等参数的现场控制。

  3. 3 质量检验
  ( 1) 施工前应检查水泥的质量、桩位、压力表的精度和灵敏度,高压喷射设备的性能。
  ( 2) 施工中应检查施工参数( 压力、水泥浆量、提升速度、旋转速度等) 及程序。
  ( 3) 高压旋喷桩地基质量检验标准应符合下表规定。

  3. 4 作业过程中控制点的设置
640 (13).jpg


  3. 5 质量标准及要求( 见表2)
640 (14).jpg

  4 总结
  通过实际工程证明,高压旋喷桩止水帷幕能够有效的保证基坑的止水效果,并能够多个钻机同时作业,使得操作人员较少,在节约了人工成本的同时,也保证了施工进度和施工安全,为工程带来了良好的经济效益和社会效益。
  作者:张兵


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结构小鑫 发表于 2014-10-16 09:14:37 | 显示全部楼层
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龙兴关外 发表于 2014-10-16 11:20:08 | 显示全部楼层
浆液压力可以再大一点吗?
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lzzhpersonal 发表于 2014-10-16 15:23:58 | 显示全部楼层
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www2002 发表于 2014-10-17 03:25:29 | 显示全部楼层
很详细!看看!!
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jjjun331 发表于 2014-10-17 10:34:35 | 显示全部楼层
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flyingegg 发表于 2016-2-28 15:28:27 | 显示全部楼层
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