破碎岩基地基处理施工技术

　　1、工程概述

 

　　富春江船闸扩建改造工程区域内地质条件复杂，岩石破碎、多裂隙，岩石主要以凝灰岩为主，局部夹凝灰质砂岩、粉砂质泥岩。主要采取了以下地基处理措施：

 

　　（1）对于闸室与下闸首交接部位的F3断层，对基础下部采用槽挖方式清除断层上部破碎带（清除厚度约3.1m），然后对其下部采取固结灌浆，浆液采用水泥浆。对于下闸首，基础下部附近断层破碎带处理方式与闸室段相同。

 

　　（2）岩体透水性属中等透水，因此对于船闸底板四周采取帷幕灌浆防渗措施。

 

　　2、固结灌浆和帷幕灌浆施工

 

　　我们先在下闸首右边墩进行了固结灌浆试验，在下闸首左边墩进行了帷幕灌浆试验。通过灌浆试验：（1）取得合宜的灌浆材料、最优的配合比，灌浆压力、灌浆段长度、浆液变换和结束标准，（2）在初步拟定的设计基础上，以试验段所得的成果作为基础灌浆，并作为设计施工的主要参考资料。

 

　　2.1施工布置及施工要求

 

　　下闸首及15#～20#闸室区域根据现场基槽开挖出露的岩面情况，进行固结灌浆；具体布置如下：

 

　　部位

 

　　闸室（中底板）

 

　　孔底标高

 

　　闸室（中底板）排距

 

　　闸室（中底板）孔距

 

　　闸室（中底板）孔径

 

　　15#～16#闸室及中底板

 

　　-12m

 

　　4m

 

　　4m

 

　　65mm

 

　　17#～18#闸室及中底板

 

　　-16m（-12.81m）

 

　　4m（5m）

 

　　4m（5m）

 

　　65mm

 

　　19#～20#闸室及中底板

 

　　-20m（-12.81m）

 

　　4m（5m）

 

　　4m（5m）

 

　　65mm

 

　　下闸首

 

　　-16m

 

　　4m

 

　　4m

 

　　65mm

 

　　本船闸灌浆帷幕的具体布置如下：

 

　　部位

 

　　孔底标高

 

　　孔距

 

　　上闸首

 

　　-20m

 

　　2m

 

　　1#～2#闸室

 

　　-15m

 

　　2m

 

　　3#～16#闸室

 

　　-15m

 

　　2m

 

　　17#、18#闸室

 

　　-20m

 

　　2m

 

　　19#、20#闸室

 

　　-23m

 

　　2m

 

　　下闸首

 

　　-23m

 

　　2m

 

　　闸首、闸室结构下帷幕灌浆孔兼顾作为固结灌浆孔，宜分序进行，按照先固结后防渗的顺序，逐级加密。

 

　　固结灌浆和帷幕灌浆完成的施工部位如下图示：

 

　　2.2施工工艺和方法

 

　　防渗帷幕、补充帷幕均采用地质钻机成孔，而固结孔及帷幕孔则采用潜孔钻成孔，帷幕主要采用自上而下分段钻灌法，均进行了24h的待凝，固结孔对于孔深6m左右的浅孔固结采用全孔一次灌浆法，对于深度在6-13m的中深孔，采用自上而下分段灌浆。固结灌浆及帷幕灌浆均采取Ⅲ序进行，使用纯水泥浆孔内循环法灌注，其主要工艺流程如下：

 

　　孔位放样→钻机对中固定→分序、分段钻孔→钻孔冲洗→测量孔深→裂隙冲洗、简易压水→灌浆，达到设计要求及规范标准→封孔

 

　　2.2.1钻孔工作

 

　　（1）孔深：固结灌浆满足设计孔深，帷幕灌浆以深入ω=0.05等值线下3m和灌浆孔底标高为控制标准，若超过灌浆孔底标高，采用悬挂帷幕。

 

　　（2）钻孔自上而下分段钻灌进行。采取措施控制孔斜，及时纠偏。

 

　　（3）孔距：防渗帷幕孔距2m，围绕船闸四周底板周边单排布置，补充帷幕加密孔孔距为1m；固结灌浆孔距和排距均为4m，局部为3m。

 

　　（4）孔序：固结钻灌施工分Ⅱ序排Ⅲ序孔，帷幕分Ⅲ序进行，按Ⅰ序→Ⅱ序→Ⅲ序→检查孔的顺序进行，且按先固结后帷幕的次序钻灌。

 

　　2.2.2冲洗及压水试验

 

　　冲洗分钻孔冲洗和裂隙冲洗，先钻孔冲洗后裂隙冲洗。

 

　　钻孔冲洗：灌浆孔钻进结束后，进行钻孔冲洗，孔底沉积厚度不大于20cm；用深达孔底的导管通入大流量水使水流由孔底往上从孔口返出，直至回水变清为止，或不大于20min。

 

　　裂隙冲洗：下阻浆塞，安装孔内循环装置，由进水管内用80%相应孔段灌浆压力水压入，当回水管内的回水澄清时结束。

 

　　压水试验：均采用单点法简易压水试验法。固结灌浆孔在各序孔中选取不少于5%的灌浆孔在灌浆前进行简易压水实验，压力值可为灌浆压力的80%，并不大于1MPa时，帷幕灌浆孔全部进行压水试验。

 

　　2.2.3灌浆施工

 

　　（1）材料：灌浆采用普通水泥浆液灌注。水泥采用建德红狮牌P·O42.5水泥。

 

　　（2）水灰比：防渗帷幕以5：1开灌，遵循由稀到浓从5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1到0.5：1的原则变换；固结灌浆以2：1开灌，从2：1、1：1、0.8：1到0.5：1四个比级变换。

 

　　（3）压力：帷幕孔第一段（接触段）在岩石中的长度不得大于2m，灌浆压力取0.5MPa，灌浆塞于岩面以上0.2-0.3m，砼与基岩接触段一般应待凝，先导孔可不待凝。接触段以下灌浆塞于该灌浆段顶以上0.5m处，防止漏灌，各灌浆段结束后一般可不待凝，但在灌前涌水、灌后返浆或遇其它地质条件复杂情况，则宜待凝，为避免抬动，灌浆压力为接触段以下按每米0.05MPa递增，灌浆段长度取为5-6m，直至压水试验吸水量小于5Lu。最后将全孔做一次复灌。每段的灌浆过程中尽快达到设计压力。灌浆结束标准为灌浆孔各段在设计压力下，注入率不大于1L/min时，延续灌注时间60min，灌浆即可结束。固结灌浆根据设计要求孔深入岩大于6m以上采用分段灌浆法，灌浆压力值为首段在0.2-0.4MPa，第二段在0.5-0.7MPa，混凝土盖板面抬动限为0.2mm。灌浆在不产生抬动的条件下尽快达到设计压力。串通孔灌浆或并联灌浆时，分别控制灌浆压力。为防止产生抬动变形，灌浆过程中严格控制灌浆压力，抬动变形不超过200μm。

 

　　（4）封孔：各孔全孔灌浆结束后即进行封孔，封孔采用0.5：1的水灰比，采用全孔灌浆法封孔，压力与终孔段的灌浆压力一致，确保浓浆返出孔口。灌后24小时检查孔口浆液饱满度，若孔口处浆液不饱满则采用0.5：1的浓浆进行人工补注封孔、抹平。

 

　　2.3特殊情况处理

 

　　2.3.1冒浆处理

 

　　a、低压灌浆。降低灌浆压力，同时使用0.5：1的浓浆，待将漏浆出路堵塞处理后，再逐步提高灌浆的压力，将浆液变稀，按正常规定继续进行灌浆。