本發(fā)明涉及大壩基礎防滲工作領域，特別是涉及一種大坡度大壩基礎灌漿移動支架及其施工方法。

背景技術：

近年來，國家大力提倡可循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展，水資源得到了充分開發(fā)和利用，一大批大中小型水庫正在興起。作為穩(wěn)定、防滲基石的大壩固結及帷幕工作始終處于工程前沿，而傳統(tǒng)的大坡度岸坡基礎固結及帷幕施工所采用固定架體支撐方式，已難滿足發(fā)展的需要。

通常位于河床地帶的固結及帷幕由于地勢平坦，其作業(yè)無甚難度，但是兩岸邊坡特別是大坡度大壩基礎(岸坡)上進行鉆孔灌漿工作時，由于地勢陡峭、山勢險惡無法提高工作效率，且受設備垂直鉆孔制約嚴重，傳統(tǒng)的作業(yè)方法是就勢搭設固定的滿堂承重式腳手架平臺進行，如此以來設備移動(傾向及橫向)就不靈活，人力及架體等物力資源投入大，每次架體成型利用范圍受限，占地廣，設計及規(guī)范要求鉆灌分序時無法準確到位，沿岸坡不斷搭架上升且要分序進行，進程慢，防滲質(zhì)量、操作安全、鉆灌進程均是低下的。

因此亟需提供一種新型的大坡度大壩基礎灌漿施工方法來解決上述問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種大坡度大壩基礎灌漿移動支架，同時提供一種利用所述移動支架的施工方法，該方法工藝簡單、經(jīng)濟高效。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是：提供一種大坡度大壩基礎灌漿移動支架，包括鋼架結構的平臺、第一支架、第二支架、第三支架；平臺上部三面焊接有安全護欄、下部垂直方向上間隔焊接有第一支架、第二支架、第三支架，平臺上鋪設有若干條木板，平臺的前端兩側焊接有卡環(huán)；第一支架為長方形鋼架結構，第二支架為中間設有一橫桿的長方形鋼架結構，第三支架為中間設有X型鋼架的正方形鋼架結構，第一支架、第二支架與第三支架呈階梯狀分布，三者最底部邊沿橫桿所在平面的坡度與預灌漿大壩基礎的坡度相同。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，第一支架與平臺靠近大壩基礎一側之間的距離與第二支架與第三支架之間的距離相等，使所述支架的架體結構更加穩(wěn)固。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述支架的鋼架結構均采用9cm角鋼焊接，使所述支架的強度與剛度均能滿足靜、動荷載的需要。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，平臺上鋪設木板的厚度為5cm，既可以擺放鉆機等機具，又可以保證施工人員在平臺上進行鉆灌作業(yè)。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，平臺上還設有三腳架，用于固定鉆機的鉆桿。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另一個技術方案是：提供一種大坡度大壩基礎灌漿移動支架的施工方法，包括以下工藝步驟：

(1)施工準備：收集施工區(qū)域水文、氣象、地質(zhì)和環(huán)境等資料，建立測量放樣基點，對施工現(xiàn)場進行平面布置，制作加工所述移動支架，安裝卷揚設備，上述工序均進行合格驗收；

(2)分序、放樣定點：按照先固結后帷幕的灌漿順序及先下游、再上游、后中間的排孔順序?qū)︻A灌漿大壩基礎進行分序，根據(jù)上述分序要求利用全站儀進行現(xiàn)場定點并標識在上下游可視位置；

(3)支架移動：由設置在壩頂部位的卷揚設備拉動所述移動支架來完成；

(4)支架固定：所述移動支架移動到位后，上部利用固定樁栓拉鋼絲繩與所述移動支架的卡環(huán)相連接，下部在大壩的砼面上、第三支架最底部邊沿橫桿的兩端位置處鉆孔錨固兩根錨桿固定所述移動支架；

(5)鉆機定點：由鉆機實現(xiàn)精確定位每個孔位，灌漿孔位與設計孔位的偏差不大于10cm，灌漿孔深不小于設計孔深；

(6)鉆孔：根據(jù)灌漿方法選擇鉆機進行鉆孔作業(yè)；

(7)壓水試驗：對先導孔或灌漿實驗孔進行壓水試驗，壓水試驗采用單點法對大壩基礎自上而下分段進行；

(8)灌漿：利用制漿站輸送漿液至灌漿設備進行每孔段灌漿至合格為止；

(9)終孔、封孔：根據(jù)地層和地下水條件、漿液性能、灌漿壓力、漿液注入量和灌漿段長度綜合確定各灌漿段灌漿結束，全段灌漿結束后采用全孔灌漿封孔法封孔；

(10)單元段檢查孔檢查：一個單元一定數(shù)量的固結或帷幕孔灌漿任務完成后，按照設計及規(guī)范要求進行固結或帷幕效果檢查孔壓水檢查，合格后即可進行下一道項目覆蓋；灌漿檢查應在灌漿結束后進行，檢查孔采用單點法自上而下分段鉆進、分段阻塞、分段壓水試驗。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述灌漿方法根據(jù)地質(zhì)條件和工程要求包括自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法及孔口封閉灌漿法；根據(jù)地質(zhì)條件、灌漿漿液和灌漿方法的不同，包括循環(huán)式灌漿法、純壓式灌漿法。

進一步的，在步驟(6)中，鉆孔方法應根據(jù)地質(zhì)條件、灌漿方法與鉆孔要求確定，當采用自上而下灌漿法及孔口封閉灌漿法時，鉆機選擇回轉式鉆機、金剛石或硬質(zhì)合金鉆頭鉆機；當采用自下而上灌漿法時，鉆機選擇回轉式鉆機或沖擊回轉式鉆機。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，在步驟(9)中，全孔灌漿封孔法為以水灰比為0.5的新鮮普通水泥漿液換孔內(nèi)稀漿或積水，當采用自上而下分段灌漿法和自下而上分段灌漿法時，封孔灌漿壓力采用全孔段平均灌漿壓力或2MPa，當采用孔口封閉灌漿法時，封孔灌漿壓力采用該孔最大灌漿壓力，封孔灌漿時間為1h。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述施工方法適用于坡度30～55°、孔深為100m內(nèi)、終孔孔徑不小于φ56mm、移動支架總荷載小于2t的大壩砼基礎固結及帷幕灌漿施工。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所述移動支架結構簡易、穩(wěn)固，方便實用，制作簡單，能夠在大坡度大壩基礎上快速移動，利用該移動支架實現(xiàn)移機、定位、鉆孔、灌漿、封孔一次完成，進程快，質(zhì)量易于保證；所述施工方法工藝簡單，易于推廣，采用上下分序鉆灌，能夠流水連續(xù)作業(yè)，便于安排各道工序，合理利用勞動力，加快了施工進度，降低了施工成本，同時也加強了大壩岸坡固結及帷幕質(zhì)量效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明大坡度大壩基礎灌漿移動支架一較佳實施例的結構示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是圖2的A-A剖視圖；

圖4是圖2的B-B剖視圖；

圖5是圖2的C-C剖視圖；

圖6是所述大坡度大壩基礎灌漿移動支架的工作原理圖；

圖7是所述大坡度大壩基礎灌漿施工方法的流程圖；

附圖中各部件的標記如下：1、平臺，2、第一支架，3、第二支架，4、第三支架，5、安全護欄，6、木板，7、三腳架，8、鉆機，9、卡環(huán)，10、鋼絲繩，11、卷揚機，12、固定栓，13、縱向?qū)蚧啠?4、橫向?qū)蚧啠?5、錨桿，16、大壩基礎，17、壩肩地面。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

請參閱圖1和圖2，本發(fā)明實施例包括：

一種大坡度大壩基礎灌漿移動支架，包括鋼架結構的平臺1、第一支架2、第二支架3、第三支架4。平臺1上部三面焊接有安全護欄5、下部垂直方向上間隔焊接有第一支架2、第二支架3、第三支架4，安全護欄5由鋼管或鋼筋焊接而成，平臺1上鋪設有若干條木板6(圖中所示為5條)，在一較佳實施例中，平臺1上鋪設木板6的厚度為5cm，既可以擺放鉆機8等機具，又可以保證施工人員在平臺1上進行鉆灌作業(yè)。平臺上還可設置控制孔偏的三腳架7，用于固定鉆機8的鉆桿。平臺1的前端兩側焊接有卡環(huán)9，用于掛接拖動所述支架移動的鋼絲繩10。

如圖3所示，第一支架2為長方形鋼架結構，如圖4所示，第二支架3為中間設有一橫桿的長方形鋼架結構，如圖5所示，第三支架4為中間設有X型鋼架的正方形鋼架結構，第一支架2、第二支架3與第三支架4呈階梯狀分布，三者最底部邊沿橫桿所在平面的坡度與預灌漿大壩基礎16的坡度相同。第一支架2與平臺1靠近大壩基礎16一側之間的距離與第二支架3與第三支架4之間的距離相等，這樣架體結構更加穩(wěn)固。所述移動支架結構簡易，其鋼架結構均采用9cm角鋼焊接，以使所述支架的強度與剛度均能滿足靜、動荷載的需要。所述移動支架的尺寸大小根據(jù)鉆灌作業(yè)范圍及靜、動荷載的需要而定。

使用時，將所述移動支架移送至大壩的底部坡道上，用鋼絲繩10與置于壩肩地面17上的卷揚機11連接，請參閱圖6，鋼絲繩10的一端固定在大壩坡道的固定栓12上，另一端穿過所述移動支架前端的卡環(huán)9、依次經(jīng)過固定栓12、置于壩肩地面17上的縱向?qū)蚧?3、橫向?qū)蚧?4后與卷揚機11相連，固定栓12是利用工字鋼、定滑輪加砼方式固定在距離壩肩地面5—10米處的錨固點，縱向?qū)蚧?3起平穩(wěn)引導鋼絲繩的作用，橫向?qū)蚧?4起平面轉向作用，可用于控制鋼絲繩10的高度，使鋼絲繩10與大壩的坡度平行，且能支撐所述移動支架的整體荷載。啟動卷揚機11的電機，鋼絲繩牽引系統(tǒng)帶動所述移動支架按既定的速度往上移動至需要鉆孔灌漿的點位，此時在大壩的砼面上、第三支架4最底部邊沿橫桿的兩端位置處用手電鉆鉆兩個孔，插入鋼筋作為錨桿15固定所述移動支架，然后利用鉆機8的自身移動功能精確定位至鉆孔灌漿點，完成鉆灌作業(yè)。所述移動支架將大坡度大壩基礎16的斜坡灌漿作業(yè)變?yōu)槠降刈鳂I(yè)，使用方便，架體的每次使用均需嚴格進行維護、保養(yǎng)，特別是相連的鋼絲繩牽引系統(tǒng)安全，要按照規(guī)范要求執(zhí)行。

所述移動支架結構簡易、穩(wěn)固，方便實用，制作簡單，能夠在大坡度大壩基礎16上快速移動并高效優(yōu)質(zhì)地完成鉆灌作業(yè)。

請參閱圖7，基于所述移動支架的大坡度大壩基礎灌漿施工方法，包括以下工藝步驟：

(1)施工準備：

1.收集施工區(qū)域水文、氣象、地質(zhì)和環(huán)境等資料，對作業(yè)人員進行安全、技術交底，建立測量放樣基點；

2.對施工現(xiàn)場進行平面布置：主要包括供水、供電系統(tǒng)，制漿站及相應的水泥庫房建設，場內(nèi)外道路交通應暢通；

3、上道工序已驗收合格，現(xiàn)場具備灌漿條件；分部工程開工報告已出具；專業(yè)設備、人員、機具已完好、到位；

4、所述移動支架已制作加工完成，并通過安全驗收；卷揚設備已安裝到位，并具備上下拉放條件。

(2)分序、放樣定點：

1、分序：按照先固結后帷幕的灌漿順序及先下游、再上游、后中間的排孔順序?qū)︻A灌漿大壩基礎進行分序，一般情況，固結灌漿按二序、帷幕灌漿按三序進行。由二排孔組成的帷幕應先灌注下游排孔，后灌注上游排孔，每排孔再分二序或三序；單排孔帷幕應分為三序灌漿。在帷幕的先灌排或主帷幕孔中宜布置先導孔，先導孔在一序中選取，其間距宜為16—24m，或按該排孔數(shù)的10％布置；

2、放樣定點：根據(jù)上述分序要求利用全站儀進行現(xiàn)場定點并標識在上下游可視位置；

(3)支架移動：由設置在壩頂部位的卷揚設備拉動所述移動支架來完成，每次啟動所述移動支架，應檢查上下通道暢通無阻物、卷揚設備的完好、保養(yǎng)到位，交留有專項記錄；

(4)支架固定：所述移動支架移動到位后，上部利用固定樁栓拉鋼絲繩與所述移動支架的卡環(huán)相連接，下部在大壩的砼面上、第三支架最底部邊沿橫桿的兩端位置處鉆孔錨固兩根錨桿固定所述移動支架；

(5)鉆機定點：由鉆機本身移動、轉動功能實現(xiàn)精確定位每個孔位，孔位的覆蓋范圍為所述移動支架的平臺大小及外延300mm。灌漿孔位與設計孔位的偏差不大于10cm，灌漿孔深不小于設計孔深，實際孔位、孔深應有記錄；

(6)鉆孔：將大坡度大壩基礎的鉆孔作業(yè)變成平臺作業(yè)后，即可開展正常的鉆孔作業(yè)，作業(yè)方式同平地作業(yè)，其中帷幕灌漿孔的鉆孔方法應根據(jù)地質(zhì)條件、灌漿方法與鉆孔要求確定。所述灌漿方法根據(jù)地質(zhì)條件和工程要求包括自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法及孔口封閉灌漿法；根據(jù)地質(zhì)條件、灌漿漿液和灌漿方法的不同，包括循環(huán)式灌漿法、純壓式灌漿法。當采用自上而下灌漿法、孔口封閉灌漿法時，宜采用回轉式鉆機和金剛石或硬質(zhì)合金鉆頭鉆進；當采用自下而上灌漿法時，可采用回轉式鉆機或沖擊回轉式鉆機鉆進。鉆孔過程應進行記錄，遇巖層、巖性變化，發(fā)生掉鉆、卡鉆、塌孔、掉塊、回水變色、失水、涌水等異常情況時，應詳細記錄；

(7)壓水試驗：對先導孔或灌漿實驗孔進行壓水試驗，壓水試驗值可作為灌漿依據(jù)，壓水試驗壓力一般為灌漿壓力的80％，并不大于1Mpa，壓水檢查段一般為5—6m，采用單點法對大壩基礎自上而下分段進行。對遇水后性能易惡化的地層，可不進行裂隙沖洗，且宜少做或不做壓水試驗。同時應做好相關專項記錄，并有第三方監(jiān)督、旁站；

(8)灌漿：利用制漿站輸送漿液至灌漿設備進行每孔段灌漿至合格為止；

(9)終孔、封孔：各灌漿段灌漿的結束條件應根據(jù)地層和地下水條件、漿液性能、灌漿壓力、漿液注入量和灌漿段長度等綜合確定，應符合下列原則：當灌漿段在最大設計壓力下，注入率不大于1L/min后，繼續(xù)灌注30min，可結束灌漿；當?shù)刭|(zhì)條件復雜、地下水流速大、注入量較大、灌漿壓力較低時，持續(xù)灌注的時間應適當延長。全段灌漿結束后采用全孔灌漿封孔法封孔，應以水灰比為0.5的新鮮普通水泥漿液換孔內(nèi)稀漿或積水，其封孔灌漿壓力為：采用自上而下分段灌漿法和自下而上分段灌漿法時，可采用全孔段平均灌漿壓力或2MPa；采用孔口封閉灌漿法時，可采用該孔最大灌漿壓力。封孔灌漿時間可為1h；

(10)單元段檢查孔檢查：一個單元一定數(shù)量的固結或帷幕孔灌漿任務完成并具備一定齡期后，按照設計及規(guī)范要求進行固結或帷幕效果檢查孔壓水檢查，合格后即可進行下一道項目覆蓋。其中帷幕檢查孔應在分析施工資料的基礎上在下列部位布置：帷幕中心線上；基巖破碎、斷層與裂隙發(fā)育、強巖溶等地質(zhì)條件復雜的部位；末序孔注入量大的孔段附近；鉆孔偏斜過大、灌漿過程不正常等經(jīng)分析資料認為可能對帷幕質(zhì)量有影響的部位。灌漿檢查應在灌漿結束(帷幕灌漿為14d、固結灌漿為3d)后進行，檢查孔應自上而下分段鉆進、分段阻塞、分段壓水試驗，宜采用單點法。

所述施工方法適用于坡度30～55°、孔深為100m內(nèi)、孔徑以較小直徑為宜，但終孔孔徑不小于φ56mm、移動支架總荷載小于2t的大壩砼基礎固結及帷幕灌漿施工。在所述施工方法中，鉆孔灌漿設施機具等采用所述移動支架實現(xiàn)大坡度大壩基礎范圍內(nèi)定位，利用鉆機自身轉動功能實現(xiàn)孔位精準定點；所述移動支架采用3T卷揚設備實現(xiàn)鉆灌機械在大坡度上滑動，定位后架體底部利用錨桿、頂部利用定滑輪進行上下固定實現(xiàn)安全作業(yè)目的；定點后，即可進行鉆孔、壓水、灌漿等一系列的操作，安全可靠，流水作業(yè)明顯；固結及帷幕孔的分序灌漿不受限制，可利用所述移動支架上下來回進行。

本發(fā)明所述施工方法工藝簡單，易于推廣，利用該移動支架實現(xiàn)移機、定位、鉆孔、灌漿、封孔一次完成，進程快，質(zhì)量易于保證；采用上下分序鉆灌，能夠流水連續(xù)作業(yè)，便于安排各道工序，合理利用勞動力，加快施工進度，降低了施工成本，同時也加強了大壩岸坡固結及帷幕質(zhì)量效果。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。