N5105锚杆钻孔高压注浆超前支护施工方案

N5105锚杆钻孔高压注浆超前支护施工方案

夏军

华东送变电工程有限公司     241100

摘要：供电工程建设能够为我国日常生活和生产提供所需电力能源，在施工过程中需要采取相应的施工技术来保障施工质量和安全。压力灌浆技术以及超前锚杆钻孔注浆施工技术能够有效解决排位基坑和塔基稳定性问题，为供电工程建设提供全面支持。基于此，本文针对锚杆钻孔高压注浆超前支护施工进行探究，以期为相关研究提供参考。

关键词：锚杆钻孔；高压注浆；超前支护施工；具体方案

为保障基坑和塔基施工的安全性和稳定性，需要使用锚杆钻孔高压注浆技术进行支护施工，因此本文对此项技术以及相关施工方案的具体内容进行详细介绍，以期为相关工作开展以及技术研究提供参考。

1供电工程综合概述

1.1N5105现场概述

本工程N5105地质为碎石层，施工中极易引起塌方，造成安全隐患，为避免施工中安全隐患，为确保塔基稳定性和施工安全，N5105塔位采取塔基和基坑加固措施。经充分调研基建行业在本类地质的施工经验，采用在隧道工程常用的压力灌浆技术、超前锚杆钻孔注浆施工技术可以较好的解决本塔位基坑和塔基稳定性问题。

1.2.施工设计概述

由于本塔位地形较陡，为避免基坑上坡侧土体在自重作用下向下滑动，减少对基坑护壁的土压力，建议对塔腿四周土体进行高压灌浆加固处理。灌浆深度建议按13m考虑（注浆深度可以根据现场情况进行调整），钻孔间距0.4m，每腿40根，距离基础中心约2—2.5m，共计160根（根据基坑垮塌情况可对局部区域进行补强），注浆压力根据现场试验确定。钻孔设备可采用锚杆钻机或背包钻机，灌浆设备采用注浆泵或注浆机，灌浆前必须做好坑底护壁进行封堵，避免漏浆。待上述灌浆凝固后，方可进行基坑开挖并设置混凝土护壁。为了达到预期效果，在全面施工前，建议先以C腿为例进行试验，以确定合适的注浆压力、灌浆深度。待C腿混凝土浇筑完成后，再陆续施工D腿和AB腿，严禁BC腿、AD腿同时开挖。

1.3施工可行性分析

N5105塔位距离省道直线距离约1km，距离乡村道路直线距离约500m。下方约60m处有水渠，施工小运采用人力或马帮从N5104方向进行运输，交通条件尚可。超前小导管施工主要设备为风钻、注浆泵或注浆机，注浆压力一般在2.0Mpa以内，因此对注浆设备的要求不是特别高，注浆机可以控制在400kg以内，设备购置费用可以控制到5万元以内，甚至更低。因此运输难度不是太大，具备现场操作条件。

2锚杆钻孔高压注浆超前支护施工的具体工艺

2.1施工准备

材料、成品、半成品、构配件进场验收和复试要求。高压注浆法所用灌浆材料，主要是水泥和水，必要时加入少量外加剂。高压注浆所采用的水泥品采用普通硅酸盐水泥，其强度等级为42.5。注浆所用水泥应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175—1999中的规定。高压注浆用水泥必须符合质量标准，应严格防潮和缩短存放时间，施工过程中应抽样检查，不得使用过期的和受潮结块的水泥。搅拌水泥浆所用的水，应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63—89的规定。高压注浆一般使用纯水泥浆液。在特殊地质条件下或有特殊要求时，根据工程需要，通过现场注浆试验论证可使用不同类型浆液。如水泥砂浆等。

2.2主要施工机具和设备

施工用主要设备机具有：锚杆成孔设备，搅拌制浆设备，供水、供浆设备，注浆设备，控制测量检测设备。其中主要包括地质成孔设备：锚杆钻机；搅拌制浆设备：搅拌机；供水、供浆设备：高压浆泵；控制测量检测设备：测量尺、密度比重计、压力表等。

2.3施工现场（作业条件）要求

首先需要平整场地，清除地面和地下可移动障碍，应采取防止施工机械失稳的措施。建齐施工用的临时设施，如供水、供电、道路、临时房屋、工作台以及材料库等。施工平台应做到平整坚实，水、电应设置专用管路和线路。其次制定环境保护措施，施工现场应设置废水、废浆处理和回收系统。施工现场应布置开挖冒浆排放沟和集浆坑。在施工前应测量场地范围内地上和地下管线及构筑物的位置。对于基线、水准基点，轴线桩位和设计孔位置等，应复核测量并妥善保护。同时机械组装和试运转应符合安全操作规程规定。施工前应设置安全标志和安全保护措施。

2.4施工技术准备

2.4.1熟悉设计图纸、规范等有关技术文件

组织和项目相关的技术和管理人员，在施工前对设计图纸、规范等有关技术文件进行认真地研究分析和讨论，对施工中用到的施工工艺和施工经验进行交流，对施工中易发生的问题进行探讨和预防，为施工图纸技术交底做好准备工作。

2.4.2技术及安全交底

由项目部技术负责人、施工员、质量员、技术员、各班组长逐级向参加施工的有关人员进行全面的技术交底，项目经理、安全员对参加施工的有关人员进行全面的安全交底，让大家明确设计意图、施工部署、施工工艺、操作规范、质量要求、工期、安全措施等，增强工人的参与意识和自我防护意识。

2.5定位钻孔、注浆

2.5.1定孔位

首先将施工区域内（外扩1米）在地表呈梅花形间隔一米布置注浆点位，注浆钻孔孔位偏差不宜超过10cm，垂直度偏差不大于1%，开钻前必须保证机身平稳。场地平整并确保排水通畅，准确测量钻孔前原始地面高程。

2.5.2钻进注浆

将钻杆对准所标孔位（孔位偏差不超过10cm），孔径40mm，钻至所要加固的软土底面，然后将20mm直径注浆钢管下至孔底，钢管上口留有丝扣，以便与高压管连接，搅拌水泥浆，水泥浆的密度为1.5~1.75，水灰比为0.55~0.65，通过高压注浆泵将水泥浆注入孔底。水泥注入量15%~20%掺入，约每立方米土注入水泥300～400公斤。注浆初始压力为0.4～0.6MPa，最终压力应控制在4～5Mpa，自下而上进行注浆，直至达到注浆终止条件后结束注浆。注浆量一般在40～80L/min，同时在注浆时应观察相邻钻孔浆液外溢的情况，适当调控压力。按注入量逐步每一米提升一次。

3特殊情况下的技术处理方法

3.1在注浆过程中，发现浆液冒出地表即冒浆，冒浆量小于注浆量的20%时为正常现象，冒浆量超过20%或完全不冒浆时，采取如下控制性措施：

首先降低注浆压力，同时提高浆液浓度，必要时掺水玻璃或氯化钙。其次限量注浆，控制单位吸浆量不超过30L／min～40L／min或更小一些。3）采用间歇注浆的方法，即发现冒浆后就停灌，待15min左右再灌。

3.2在注浆过程中，当浆液从附近其他钻孔流出即串浆，采取如下方法处理：

首先加大注浆孔的孔距；采取浆液加浓、降压、限流灌注，当吸浆率下降时，逐步提高注浆压力。其次在施工组织安排上，适当延长相邻两个孔施工时间的间隔，使前一次孔浆液基本凝固或具有一定强度后，再开始注后一个孔。最后串浆孔若为待注孔，采取同时并联注浆的方法处理，如不宜同时灌注，可用木塞堵住串浆孔，然后继续注浆，如串浆孔正在钻孔，则停钻封闭孔口，待注浆完后再恢复钻孔。

3.3注浆孔注入量大，注浆难于结束时，可选用下列措施处理：

第一浓浆堵漏：即先注0.6：1或0.5：1的浓浆。第二用浓浆冲灌细砂，开始时用注砂浆，即用向孔内注0.6：1或0.5：1的浓浆，在孔口向孔内加20%～30%粒径为0.1～0.25毫米的细砂，直至孔口返浆。第三加速凝剂，为加快浆液凝固，避免浆液沿裂隙流失太远，在浓浆中掺入1%的水玻璃或2%～4%的氯化钙。第四孔口冲注砾石、粗砂，用清水在孔口向孔内由粗到细冲注砾石、粗砂，砾石的粒径控制在2～5毫米，最大不超过5毫米，砂的粒径控制在O.5～2毫米，最小不小于0.5毫米，使其沿裂隙流动、积累，使砾石、粗砂在裂隙中堵塞通道，减小渗水流速，形成反滤，建立阻浆滞浆体。第五采用低压、限流、限量、间歇灌浆；其中注浆工作必须连续进行，由于停电、机械故障、器材等问题出现的被迫中断注浆情况，应尽快恢复注浆.恢复时应从稀浆开始，如果吸浆率与中断前接近，则可尽快恢复到中断前的稠度，否则应逐级加浓继续注注。

4高压注浆的主要优点

4.1料源广阔价格低廉

喷射的浆液是以水泥为主，化学材料为辅。除了在要求速凝超早强时使用化学材料以外，一般的地基工程的使用材料广阔，一般使用价格低廉的4.25号普通硅酸盐水泥。若处于地下水流速快或含有腐蚀性元素、土含水量大或固结强度要求高的场合下，则可根据工程需要，在水泥中掺入适量的外加剂，以达到速凝、高强、抗冻、耐蚀和浆液不沉淀等效果。此外，还可以在水泥中加入一定数量的粉煤灰，这不但利用了废材，又降低了注浆材料的成本。

4.2浆液集中流失较少

在进行喷浆施工时，除一小部分浆液由于采用的喷射参数不适用等原因，沿着管壁冒出地面外，大部分浆液均聚集在喷射流的破坏范围内，很少出现于土中流窜到很远的地方的现象。

4.3设备简单管理方便

高压喷射注浆全套设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少，能在狭窄和低矮的现场施工。施工管理简便，在单管、二重管、三重管喷射过程中，通过对喷射的压力、吸浆量和冒浆情况的量测，即可间接地了解旋喷的效果和存在的问题，以便及时调整旋喷参数或改变工艺，保重固结质量。在多重喷射时，更可以从屏幕上了解空间形状和尺寸后再以浆材填充之，施工管理十分有效。生产安全高压设备上有安全阀门或自动停机装置，当压力超过规定时，阀门便自动开启泄浆降压或自动停机，不会因堵孔升压造成爆破事故。此外高压胶管（∮19mm的三层钢丝裹绕高压胶管安全使用压力大40MPa，爆破压力120MPa）是不易损坏的，只要按规定进行维护管理，可以说是安全的。

5工程施工质量与安全保证方法

5.1施工质量保证方法

在注浆作业过程中应跳孔施钻，不应全部钻完或再注浆，以免孔位串浆，增加难度及清孔工作量。当连续注浆单孔超过15吨水泥不见升压时，可考虑提高浆液浓度、添加粉煤灰或双液注浆，必要时间歇注浆；注浆量过大时，应及时向项目部工程技术部反映，项目部依据情况提请有关四方会勘，采取适当的工程措施进行处理。注浆孔施工应从外缘到中间的顺序进行，先两侧后中间，保证注浆质量，注浆孔有空洞时灌注中粗砂或水泥浆液（可含碎石）直至溶洞充填后才能进行注浆。同时，注浆过程应加强地面观测记录（水平位移、冒浆点的位置、地面沉陷等）；注浆全过程应做好技术资料和基础数据记录、整理、分析工作；注浆过程中注意环境保护，及时清理浆液污染物；注浆结束后及时用水泥砂浆封孔。注浆施工必须按《建筑地基处理技术规范JGJ79-2002》要求进行确保工程质量。施工前必须与有关单位熟悉图纸，并对图纸进行交底，根据现场情况，编制施工方案，并根据设计的要求对操作人员进行施工技术交底，要明确每道工序的质量要求和标准，对可能发生的质量隐患要提前交代预防措施。施工时要测定桩位及地坪的标高，要经技术人员的检定及有关监督人员的复检合格后方可施工。对使用的水泥要严格把关，供应的材料需提供出厂合格证、质保书，并根据规范对使用的材料进行抽检核定产品质量。资料要根据施工情况，实事求是地记录施工每道工序，对隐蔽工程项目必须先检查合格后，方可进行下道工序的施工。值得重视的是孔与孔、排与排之间采用“隔二打一”，防止发生孔之间窜液现象，以保证施工质量。

5.2施工技术控制方法

首先在沉管过程中垂直精度应小于1%。其次是材料方面。第一水泥。所用水泥采用42.5号水泥，水泥应保持新鲜，不得超过出厂日期三个月，受潮结块不得使用，水泥的各项指标应符合现行国家标准，附有出厂试验报告单及现场检验报告。第二水，是可饮用的河水、井水及其他清洁水，不采用含有油脂、糖类、酸性大的沼泽水和工业生活废水。其次，在注浆开始前应充分做好准备工作，包括机械器具、仪表、管路、注浆材料、水和电等的检查及必要的试验，注浆一经开始即应连续进行，力求避免中断。浆液拌制严格按配合比要求，并在拌浆现场挂配方牌。浆体必须经搅拌机充分搅拌均匀，方可开始压浆，浆体在泵送前经筛网过滤。注浆浆液水灰比控制在0.5-0.6左右，注浆泵流量为10—20L/min可调，注浆压力控制在0.5-0.8Mpa。同时，每孔每次注浆时应记录注浆孔位、注浆起讫时间、注浆量、注浆压力等施工参数。

5.3施工安全保证的主要方法

施工现场设专职安全员1名，佩戴统一袖章和上岗证，配合工班长进行现场指挥，防止出现安全事故。在施工现场内设置醒目的防护带，防止闲杂人等进入施工现场，确保施工的安全顺利进行。

结束语：

综上所述，在供电工程施工过程中，相关工作人员必须科学地选择施工技术，结合工程建设实际需求以及工程建设标准制定施工技术方案，严格按照施工方案开展项目建设和验收，确保施工技术以及方案应用的可行性和安全性，为工程整体建设质量和安全提供全面保障。

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