水利工程論文-孔口封閉器在水牛家大壩帷幕灌漿中的應(yīng)用摘要：水牛家帷幕灌漿采用孔口封閉法施工，孔口封閉法是目前國內(nèi)較先進的施工工藝。施工簡便，能保證工程質(zhì)量，但施工中灌漿管容易在孔內(nèi)凝住，通常稱“固管”。深孔帷幕灌注濃漿時間較長時更容易發(fā)生固管事故。要求使用性能良好的孔口封閉器。四川準達巖土工程公司使用的孔口封閉器性能較好，在灌漿過程中，灌漿管在孔口封閉器中心部位做勻速轉(zhuǎn)動和升降且不漏漿，解決了帷幕深孔灌漿固管的技術(shù)難題，在水牛家帷幕號灌漿洞中使用效果很好。工程質(zhì)量和工期得到保障。關(guān)鍵詞：孔口封閉器水牛家大壩帷幕灌漿1概述水牛家水利樞紐工程帷幕灌漿采用孔口封閉，孔內(nèi)循環(huán)，自上而下的灌漿方法。孔口封閉灌漿法是目前國內(nèi)較先進的施工工藝。其優(yōu)點為：孔內(nèi)不需下入灌漿塞，施工簡便，可以節(jié)省大量時間和人力；每段灌漿結(jié)束后，不需待凝，即可開始下一段的鉆進，加快了施工進度；多次重復(fù)灌注，有利于保證灌漿質(zhì)量；可以使用大的灌漿壓力等。近期許多工程相繼采用此法施工。灌漿質(zhì)量比較好，采用孔口封閉灌漿法施工,其主要缺點是灌漿管容易在孔內(nèi)凝住,通常稱為“固管”。固管的因素很多，人為因素和機械設(shè)備都會直接影響固管。灌注濃漿時間較長時容易發(fā)生固管，防止固管的主要措施：灌漿過程需要經(jīng)常轉(zhuǎn)動和升降灌漿管，要求使用性能良好的孔口封閉器。水牛家帷幕灌漿施工有數(shù)十家單位，唯有四川準達巖土工程公司(以下簡稱準達公司)，使用的孔口封閉器性能較好，灌漿管在灌漿過程中始終作勻速轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動中還能升降灌漿管，在高壓a灌漿中不發(fā)生漏漿，解決了帷幕灌漿中固管的技術(shù)難題，使固管率從根本上減少。在水牛家大壩左岸主帷幕補強號灌漿洞中使用，效果很好。有借鑒之處。2孔口封閉器的構(gòu)造和工作原理孔口封閉器的構(gòu)造準達公司現(xiàn)在使用的孔口封閉器是在原孔口封閉器基礎(chǔ)上改進的。改進型孔口封閉器是采用mm鐵砂鉆頭料和mm圓鋼及高壓接頭經(jīng)加工焊接而成，主要由三部分組成：孔口封閉器基座；壓蓋；橡膠圈。孔口封閉器高mm，上部外徑mm，下部外徑mm，壓蓋外徑mm，內(nèi)徑mm，具體構(gòu)造見剖面圖；橡膠圈高度mm，外徑mm，內(nèi)徑mm。工作原理改進型孔口封閉器是利用橡膠圈的彈性和韌性在壓蓋壓力作用下膨脹抱緊灌漿管，封閉孔內(nèi)漿液形成孔內(nèi)循環(huán)，并在鉆機動力作用下使灌漿管在孔口封閉器中心靈活轉(zhuǎn)動和升降、且不漏漿。從而使灌漿管像攪拌棒一樣攪擾孔內(nèi)流動漿液，改變漿液流態(tài)，緩解漿液凝結(jié)速度，達到克服固管的目的。升降灌漿管可以降低漿液的內(nèi)聚力，刮涮粘附在孔壁和灌漿管壁上的水泥漿，在攪拌作用下迫使其液化分解參與新漿中循環(huán)，起到克服固管的作用。改進型孔口封閉器的安裝使用很簡單：當每灌漿孔段造孔結(jié)束后，提出鉆具。配好灌漿管(一般采用mm平頭鉆桿作為灌漿管)下至孔底，然后把孔口管護絲冒御下，再逐個套入孔口封閉器基座、橡膠圈、壓蓋。基座與孔口管上緊后，灌漿管提離孔底cm，把橡膠圈壓入基座，上緊壓蓋。連接高壓膠管，開動鉆機對好前車，孔口封閉器安裝完畢。連接循環(huán)管路，架冷卻水管，開泵開始灌漿。3大壩左岸帷幕補強號洞帷幕灌漿灌漿材料和灌漿設(shè)備灌漿材料：采用拉法基425#普通硅酸鹽水泥，先由制漿站制成0.5：1濃漿，在由各灌漿孔段根據(jù)實際情況調(diào)制使用。灌漿設(shè)備：灌漿泵使用三缸柱泵，排漿量100L/min，使用平接頭鉆桿作為射漿管，XY型地質(zhì)鉆機配合使用，灌漿使用計算機灌漿監(jiān)測系統(tǒng)進行實時灌漿自動記錄。帷幕灌漿帷幕灌漿一律采用孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)、自上而下的灌漿方法。灌漿使用孔口封閉器，射漿管距孔底cm，先導(dǎo)孔孔徑75mm，帷幕灌漿孔孔徑75mm，最大孔深89m，40m以上為補強帷幕，以下為加深帷幕，單排孔孔距2m，灌漿段長為m，段以后灌漿壓力為a，帷幕灌漿結(jié)束標準：在4a壓力下，注入率不大于1min時連續(xù)灌注60min，且在設(shè)計壓力下的灌漿時間不少于90min。#洞帷幕有斷層破碎帶238，F(xiàn)236，240穿過帷幕線，238斷層破碎帶較寬，寬度達22m，破碎帶的孔吃漿量較大，200號先導(dǎo)孔第12段，灌入水泥25，灌漿待凝次，先導(dǎo)孔和一序孔大約平均單耗水泥240gm左右，技術(shù)規(guī)范要求：帷幕灌漿孔序終孔段單耗水泥不大于50gm，其它各序不大于100Kg/m，方可以終孔，否則應(yīng)繼續(xù)加深，直至滿足上述要求。號洞帷幕灌漿工程量23028m，合同要求工期一年，其中238，F(xiàn)236斷層段和山體斜坡底段段工程量9160m，合同要求應(yīng)在2005年5月20號汛前完成。投入鉆機14臺，灌漿泵臺，截止4月號已完成灌漿帷幕15400m，完成工程的75。全部工程2005年9月底完工。工期提前4個月。號洞帷幕灌漿工程投入的設(shè)備，人力與同期水牛家帷幕工程其它標段相比是比較少的，合同工期要求比較緊張，2005年5月20號汛前工程量已按時完成，除其它有利條件外，使用改進后的孔口封閉器灌漿不發(fā)生固管事故起重要作用。工程質(zhì)量與合同工期都得到保障。4孔口封閉器灌漿工藝評述號洞帷幕灌漿深度范圍的地層是以為主的碎屑巖系，從鉆孔巖石取心看，巖性中硬、脆、裂隙較發(fā)育。灌漿情況很復(fù)雜：很多孔段在a壓力作用下地層不吃漿，升至a吃漿率在1015min，超過了a吃漿率發(fā)生突變，增至30min，待凝數(shù)次后結(jié)束不了。為保證帷幕灌漿質(zhì)量和不浪費水泥，采取降壓限流10L以下長時間灌注，實踐證明降壓限流10以下灌注，灌漿效果顯著。問題是在灌漿施工中，孔口封閉法灌漿容易發(fā)生固管，準達公司改進的孔口封閉器，可以限流10以下灌注，且長時間連續(xù)灌注而不發(fā)生固管事故。在號洞帷幕灌漿施工中，施工比較順利。水牛家帷幕灌漿一律采用孔口封閉灌漿法，與號洞同期施工中的其它帷幕灌漿標段固管率較高，在限流灌注過程中多發(fā)生固管事故，防止的辦法，在灌注中灌漿管每間隔一定時間暫停灌漿降壓轉(zhuǎn)動和升降一次灌漿管，監(jiān)測記錄上打印顯示暫停min。準達公司改進的孔口封閉器，不用降壓循環(huán)，灌漿管在孔口封閉器中心部位靈活轉(zhuǎn)動和升降且不漏漿，不易發(fā)生固管。帷幕灌漿連續(xù)不間斷灌注有利于帷幕灌漿質(zhì)量。水牛家帷幕灌漿結(jié)束標準：在4a壓力下，注入率不大于1min時繼續(xù)灌注60min，在施工中也易發(fā)生固管事故，針對其它灌漿標段固管率較高的實際情況，監(jiān)理工程師現(xiàn)場指令允許在達到結(jié)束壓力，注入率小于5L/min時，繼續(xù)灌注60min內(nèi)可改變?yōu)?：1的稀漿灌注。個別標段結(jié)束時間縮短為30min，3號洞帷幕灌漿中一般都沒有變3：1的稀漿灌注，不變稀漿有利于工程質(zhì)量。帷幕灌漿固管因素很多，帷幕的深孔段更容易固管，深孔段灌漿固管事故的處理非常麻煩，對人力物力消耗是非常大的，對“固死”的管要重新移位開孔，特別是對鉆進難度較大的地段；近百米的進尺要重新開孔對人力物力浪費是驚人的。孔口封閉器的改進對解決帷幕深孔灌漿固管問題，經(jīng)濟效益顯著。5結(jié)語孔口封閉器的改進解決了帷幕灌漿中固管的技術(shù)難題。準達公司改進的孔