浅谈坝基砂砾石层水泥砂浆充填注浆施工工艺与应用:水泥砂浆地面施工工艺

　　 【摘要】杨东河水电站面板堆石坝基础为砂卵砾石层，砂卵砾石地层基础具有结构松散、孔隙率大、渗透性强等特点。水泥砂浆充填注浆能有效提高坝基承载能力、增强坝基砂卵砾石层的密实度、从而增强大坝基础的防渗能力。本文主要介绍坝基砂砾石层水泥砂浆充填注浆施工中所采用的施工方案、施工工艺及相关经验，为今后类似工程施工提供参考经验。
　　【关键词】坝基砂卵砾石层充填注浆 工艺与应用
　　Abstract Yang River concrete face rockfill dam base is the basis of the gravel layer, sand and gravel stratum has a loose structure, porosity, permeability, and other characteristics. Fill grouting cement mortar can effectively improve the dam foundation bearing capacity, enhance the density of the dam foundation gravel layer, thereby enhancing the ability of the dam foundation seepage control. This paper describes the construction program in the dam foundation of sand and gravel layer of cement mortar fill grouting construction, construction technology and experience, provide a reference for future similar construction experience.
　　Keywords: colluvial slope; landslide; geological evaluation; formation mechanism...
　　
　　中图分类号： TQ639.3 文献标识码：A 文章编号：
　　1、工程概况
　　1.1概述
　　杨东河坝枢工程河床段坝基砂砾石层水泥砂浆充填注浆施工，处于大坝砼防渗墙下游河床段45m范围，根据设计要求对该范围内的砂砾石层进行水泥砂浆注浆处理，以改善坝基承载力条件。注浆孔垂直于坝轴线方向从A～S排共19排，平行坝轴线方向有A排41个孔，B排40个孔，依此循环，设计排距为2.6m，孔距为3m，排间布孔呈梅型布置，共计770个孔，分七个单元进行施工，总注浆段长约为6500m。其中包含18个先导孔，上游A排、中间J排、下游S排每排各6个，每排的先导孔间距24m。
　　1．2地质情况
　　砼防渗墙下游河床段45m范围坝基覆盖层地质情况分两种，左右靠近岸坡附近为第四系崩坡积土积块石、巨石层，最大粒径可达10m左右，局部有架空，泥质含量较多、土质稍密。中部河床段为冲洪积砂卵砾石层，厚度在12~17米，底部存在孤石；颗粒级配较差，砂卵砾石层粒径＞80mm含量约占60.8%、粒径80-40mm含量约占15.3%、粒径40-20mm含量约占9.3%、粒径20-5mm含量约占8.5%、粒径＜5mm含量约占6.1%，天然密度为2.15g/cm3、干密度为1.82g/cm3，孔隙率约15-18%；泥质含量极少，卵石粒径一般5～30cm，崩积巨石、块石一般为150～300cm，最大粒径可达10m。粉细砂含量较多但分布不均匀，均一性较差。河床砂卵砾石覆盖层下伏的基岩为强度较软的砂质泥岩。河床中部表层下面有潜水渗流通道，围堰闭气后通道渗流明显减小。
　　2、注浆主要施工技术措施
　　2.1注浆单元划分及孔位布置
　　注浆孔具体位置根据设计图纸进行布置，第一单元由A排到I排坝区左部36个注浆孔组成，（每排4个）孔深要求至基岩；第二单元由A排至E排靠坝区左半部的88个注浆孔组成，孔深13.2m；第三单元由A排至E排靠坝区右半部的95个注浆孔组成，孔深8.5m； 第四单元由F排到I排靠坝区右半部的76个灌浆孔组成，孔深9.3m；第五单元由F排到I排靠坝区左半部的70个灌浆孔组成，孔深14m；第六单元由J排到S排靠坝区右半部的210个灌浆孔组成，孔深6m；第七单元由J排到S排靠坝区左半部的195个灌浆孔组成，孔深6m；为探明覆盖层的分布情况以及渗透系数，注浆前先施工先导孔，先导孔布置在A、J、S排，A排先导孔要求入岩50cm，J、S排先导孔孔深为7m。
　　2.2 注浆材料及设备
　　（1）注浆材料根据坝区砂卵砾石地层的地质情况、颗粒级配情况采用水泥砂浆。水泥采用强度为P.O42.5级的普通硅酸盐水泥，细砂的粒径不大于1mm，其细度模数不大于2.0。水泥与砂的重量比根据灌段吸浆情况确定，最大按水泥：砂＝8：2或水泥：砂＝9：1，或不加砂的纯水泥浆控制。
　　（2）速凝材料主要采用的是水玻璃，主要用于吸浆量大注浆无法结束的部位和孔口冒浆部位封堵。
　　（3）灌浆用水符合混凝土拌和用水的要求。
　　（4）注浆泵采用3缸柱塞高压注浆泵，允许工作压力应大于最大注浆压力的1.5倍。压力表的量程应满足使注浆压力在其最大标值的1/3～3/4之间，压力表与管路之间应设有隔浆装置，严禁使用不合格压力表。
　　（5）造孔设备采用液压跟管钻机和回转式地质钻机两种，跟管钻机钻杆长1.5m，跟管长2m，主要用于自下而上灌浆施工工艺的注浆孔造孔及埋管施工；地质钻机主要用于先导孔造孔施工及地质取芯施工。钻头直径Ф110mm，
　　（6）灌浆记录采用灌浆自动记录仪现场记录
　　2.3 钻孔
　　2.3.1钻孔设备
　　根据坝基的特性，砂卵砾石地层成孔较困难，极易塌孔，为保证注浆施工的效率，先导孔采用回转式地质钻机钻孔，其余注浆孔采用LD－120跟管钻机跟管护壁进行钻孔，其钻进速度河床砂卵砾石层约平均每小时10m以上。
　　注浆孔分三序施工，同一排上相邻的两个次序孔之间，以及后序排的第一次序孔与相邻部位前序排的最后次序孔之间，在岩石中钻孔注浆的高差不得小于15m。
　　2.3.2孔位放样
　　按照设计图纸要求的位置进行布孔，由测量放出每个单元的主要控制点，用木桩或钢签、竹签定位并标注孔位孔号，灌浆孔钻孔孔位的偏差不大于10cm。
　　2.3.3钻孔孔径
　　注浆孔径不小于Φ110mm。
　　2.3.4钻孔孔深
　　注浆孔的具体孔号、孔深、按设计图纸执行。终孔由监理、质检联合验收。
　　2.3.5孔口管埋设
　　（1）采用回转式地质钻机钻孔“自上而下”注浆时需埋设孔口管，孔口管采用Φ110mmPVC管或钢管，均在第一段注浆结束后进行埋设，且将孔口管固定后待凝，经检查合格后方可施钻。采用LD－120跟管钻机钻孔自下而上注浆时不必埋设孔口管。
　　（2）孔口管露出地面高度不大于10cm，埋设深度按2m控制。
　　经现场监理、质检检验孔序孔号、孔位偏差合格后，跟管钻机进行造孔、埋管施工。终孔验收后进行下一工序。造孔过程中要对地质情况初步了解。
　　2.4施工程序
　　砂砾石层水泥砂浆充填注浆在坝基开挖至1002m设计高程后进行施工，施工顺序由右岸向左岸、先趾板区域后趾板以外区域依次进行。