固结灌浆综合标准施工专业方案.doc

新疆兵团水利水电工程集团
十三师八大石水库工程项目部

坝基固结灌浆施工方案

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十三师八大石水库工程项目部
9月

固结灌浆施工方案
一、 工程概况
1、概述
新疆兵团十三师八大石水库工程在庙尔沟河出山口，行政区划属于新疆生产建设兵团第十三师黄田农场。工程区距黄田农场约25km，距哈密市约48km， 距乌鲁木齐市678km，国道G312在水库下游18km处经过。
八大石水库是庙尔沟河上控制性水利枢纽，由拦河大坝、浇灌供水洞和表孔溢洪道组成，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为10一遇，水库总库容990万m3，为IV等小（1）型工程。大坝为碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝，长311.93m，最大坝高115.7m。大坝为3级建筑物，浇灌供水洞及溢洪道为4级建筑物；其它次要建筑物等级为5级。水库工程区地震基础烈度为Ⅶ度，关键建筑物地震设防烈度为Ⅶ度。
大坝心墙基础建基于基岩弱风化层上部，基岩上设1m厚强度等级为C30混凝土基座，基座底宽5.5m—10.5m。混凝土基座下部设固结灌浆4道，灌浆深度5m，中间设2道，灌浆孔排距1.5m,孔距2m；基座两侧各设一道，距基座底边0.5m,孔距3m,其中止层段（0+181.31—0+224.02）挖除表层破碎层至1106m高程后，浇筑3m厚混凝土盖板，盖板宽度10.5m,部署6排固结灌浆孔，固结灌浆深度7m,孔距1.5m。 0+224.13～0+247.07段采取10.5m宽，1m厚心墙基座，灌浆部署形式同0+181.31—0+224.13段。
2.工程地质条件
左坝肩基岩裸露，岩性为华力西中期第二侵入次中细粒闪长黑云母二长花岗岩，肉红色，块状结构，岩体强风化层厚度3.0～5.0m。岩体多为块状，整体性很好，左岸基岩透水率q≤5Lu界线埋深在基岩面以下22～25m，q≤3Lu界线埋深在基岩面以下30～35m。
河床坝基段现代河床宽50m，地形平坦开阔，主流靠近河床右岸，宽度9～12m。河床覆盖层为混合土漂石，最大厚度14.9m。下伏基岩为闪长黑云母二长花岗岩，块状结构，岩体强风化层厚度2.0～4.0m。该段基岩发育一条断层f11，产状357°SW∠87°，断层破碎带宽约8.5m，碎裂岩为主，夹少许断层泥，岩体透水性相对其它地段显著偏大。河床部位q≤5Lu界线埋深在基岩面以下18～20m，q≤3Lu界线埋深在基岩面以下28～30m。
右坝肩高程1158m以下为崩坡积碎石土，厚度分布不均，呈三角形分布，最大厚度25m。 基岩岩性为华力西中期第二侵入次中细粒闪长黑云母二长花岗岩，肉红色，块状结构，岩体强风化层厚度4.0～5.0m，右坝肩共发育f10、f6、f5、f2、f1、f15六条断层，其中f10、f15规模较大。f10产状15°～20°NW∠45°～66°，压扭性，破碎带宽7.0～15.0m，破碎带以碎裂岩为主，夹少许断层泥。断层两侧影响带10m内岩体普遍破碎，岩体透水性相对其它地段显著偏大。该断层沿坡脚平行于河谷走向发育且倾岸里，对岸坡整体稳定影响不大；f15产状286°SW∠75°，压性，破碎带宽1.0～1.5m，垂直岸坡发育，对岸坡稳定性影响不大。其它断层规模小，呈压性或压扭性，破碎带宽0.01～0.2m，和边坡基础平行发育，倾向坡内。右岸基岩透水率q≤5Lu界线埋深在基岩面以下25.0～30.0m；q≤3Lu界线埋深在基岩面以下40.0～45.0m。
3、编制依据
（1）《十三师八大石水库工程》招标文件；
（2)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-）；
（3）《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-；
（4）《水利水电工程岩石试验规程》SL264-；
（5）《硅酸盐水泥、一般硅酸盐水泥》GB175-1999。
（6)十三师八大石水库工程设计施工图纸。
二、施工部署
1、现场临时施工平台部署
为方便施工，在心墙下游部署两块施工场地，以下心墙施工道路为界，分为左、右侧施工平台。
2、现场交通部署
施工期间关键利用L1施工道路运输多种施工物资至施工作业面，左岸心墙灌浆利用L1道路 左岸施工平台；右岸心墙及水平段灌浆利用L1道路 右岸施工平台。
3、施工用风、水、电
在右侧施工平台各部署一台12m3空压机，采取D100钢管配置Φ25橡胶管输送至施工作业点。
本工程基础处理施工用水利用水泵抽取河水；
施工用电由导流洞出口变压器处引至心墙下游右侧施工平台处，由电缆引至各用电点；为预防停电影响施工，在右侧平台处部署200KW柴油发电机两台、30KW柴油发电机1台。
固结灌浆所用水泥浆在左右平台各设一个集中制浆站，沿制浆站至用浆点敷送浆管。集中制浆站生产0.5:1浓浆，由灌浆机组依据需要调配至各比级浆液。
4、施工排水
大坝基坑存在渗水现象，在灌浆造孔、灌浆施工时所产生施工废水及基坑渗水引排至集水坑处，统一抽排到下游侧沉淀池内，经沉淀后排至下游泄洪道内；心墙基坑内其它部位假如出现渗水等情况，依据现场情况设置排水管，妥善引排。集水坑依据现场情况部署，以不影响现场施工和心墙基座体型为标准。我部在每个集水坑内部署两台100m3/h污水泵及满足抽水小型水泵。
6、施工通讯
施工现场配置10部对讲机，可满足施工通讯需求。
三、施工方案
1、为寻求适合于本工程地质条件合理固结灌浆参数、有效灌浆工艺优异行固结灌浆试验，现场试验段选择由设计单位、监理单位、业主单位选择,选择含有代表性工程地质地段，进行固结灌浆试验。
2、确定固结灌浆参数、灌浆工艺后，开展固结灌浆施工，灌浆优异行水平段后进行岸坡段。岸坡段需要架设排架平台，同时工程量大，工期担心，依据心墙基座砼浇筑情况在施工安排上进行调整，计划水平段、左岸同时进行施工，待右岸满足施工条件后进行灌浆施工。
四、关键项目施工方法
固结 灌浆按分序加密标准进行，优异行上、下游外侧排孔灌浆，后进行中间排孔灌浆；同排孔分二序施工，每排孔优异行一序孔施工，后进行二序孔施工。相邻排间不一样次序孔应间隔部署。
1、灌浆施工工艺步骤

固结灌浆工艺步骤
孔位放样

钻机就位

钻　孔

裂隙冲洗

补孔灌浆　

压水试验　

灌 浆　

N
质量检验

Y

结　束　

2、固结灌浆施工
固结灌浆钻孔在对应部位混凝土达成设计强度后方可钻灌。固结灌浆分二序施工，相邻两排固结灌浆孔次序相间部署。
（1）、钻孔
采取XY-2型地质岩芯钻机进行钻孔。钻孔孔位、孔深、孔径、钻孔次序和孔斜等按施工图纸要求和监理人指示实施。孔位过程中进行孔斜测量，并采取方法控制孔斜。
固结灌浆孔钻孔结束后，报监理人验收合格后，方可进行灌浆作业。
（2）、裂隙冲洗和压水试验
1）、裂隙冲洗
钻孔在进行裂隙冲洗前应进行钻孔冲洗。钻孔冲洗采取大流量水流冲洗，至回水无沉淀物结束。
裂隙冲洗采取压力水脉冲冲洗，冲洗压力为灌浆压力80%，若该值大于1Mpa时，则采取1Mpa。
灌浆孔裂隙冲洗后，该孔应立即连续进行灌浆作业，因固中止间隔超出24h者，应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。
裂隙冲洗结束标准：裂隙冲洗至回水澄清时止，或小于20min结束。
2）、压水试验
固结灌浆孔压水试验在裂隙冲洗后进行。
在灌浆前进行简易压水试，可在各须孔中选择不少于5%灌浆孔进行简易压水试验。简易压水试验可结合裂隙冲洗进行。
固结灌浆采取压水试验，其压力为灌浆压力80%，若该值大于1Mpa时，则采取1MPa。
压水试验按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL62-)附录B要求实施。
（3）水泥浆液制备
1）水泥材料和浆液
固结灌浆水泥采取硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于42.5级，水泥细度要求经过80μm方孔筛筛余量不超出5％；灌浆用水泥应保持新鲜，受潮结块，超出保质期水泥不得使用，水泥应分期分批进行品质判定，严禁将不合格材料灌进孔内；灌浆用水应符合拌制混凝土用水要求。含有油类有机物及杂质水，不得用于灌浆；
2）集中制浆站输出浆液水灰比为0.5:1，其加料误差应小于5%，输浆站输浆压力控制在0.5～1.0MPa，流速控制在1.4～2.0m/s，以避免浆液沉淀或凝结；
（4）、灌浆
1）、灌浆段长
固结灌浆采取孔内循环法施工，其射浆管距孔底距离小于50cm。0+000～0+181.31段、0+247.07～0+311.93段固结灌浆孔孔深5.0m，固结灌浆一次灌浆；0+181.31～0+247.07段断层带固结灌浆孔深7m，固结灌浆分段灌浆，第一段为接触段2m，第二段5m。
2）、灌浆压力
固结灌浆压力依据现场试验确定灌浆压力范围，接触段灌浆压力不宜大于0.3Mpa。灌浆压力依据地质条件、施工条件确定。灌浆压力以孔口回浆管上压力表读数为准，压力表读数为压力指针摆动范围中值。
对有涌水孔段，灌浆前应测定其涌水压力，灌浆压力应依据涌水压力作对应调整。
接触段灌注时应采取升压法，并观察心墙基座抬动变形情况，如基座混凝土未发生变形，可将灌浆压力升至最大试验压力；其它孔段灌浆开始后浆液注入率正常时，灌浆压力应立即升至最大压力，以确保灌浆质量。
灌浆过程中，进行抬动观察，应注意观察混凝土变形，若发觉异常，应即降压，汇报相关人员，并作具体统计。
3）、灌浆浆液
固结灌浆采取纯水泥浆灌注，其浆液水灰比采取2、1、0.8、0.5四个比级，开罐浆液水灰比选择2。
浆液变换标准：当灌浆压力不变，浆液注入率无显著改变或当浆液注入率不变而灌浆压逐步升高时，不得改变浆液水灰比；当某一级浆液注入量达300L以上或灌注时间已达1h以上，灌浆压力或注入率均无改变或改变不显著时，可改浓一级水灰比浆液进行灌注；当注入率大于30L/min时，视具体情况越级变浓水灰比。
4）、灌浆结束和封孔
结束标准：该段灌浆在设计压力下，当注入率小于1L/min时，继续灌注30min即可结束灌浆。
封孔：采取全孔灌浆封孔法，采取浓浆0.5:1浆液进行全孔灌浆封孔。
5）、灌浆特殊情况处理
岩石表面漏浆：灌浆时发觉岩石表面漏浆，应采取嵌缝、表面封堵处理，如处理无效时，可采取减压、限流、限量、间歇、浓浆等方法灌注。
灌浆中止：灌浆因故中止，应立即恢复灌浆，不然应进行钻孔冲洗，然后恢复灌浆，无冲洗无效，则应重新扫孔，冲洗、然后灌浆。
灌浆时，应采取开灌水灰比，如注入率比中止前相近，可改用中止前水灰比继续灌注；如注入率较中止前降低较多时，应逐层加浓灌注，恢复灌浆后，注入率较中止前降低很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补求方法。
串浆：灌浆过程中，如发觉相邻孔段串浆，采取以下方法处理：
被串浆孔正在钻孔，则应立即停止钻进，加塞封闭处理。被串浆孔已钻孔结束并已洗孔，有条件可同时灌浆。同时灌浆孔段最多不超出3个，且应采取一孔一泵灌注。如不能同时灌注时，应加塞封闭处理，灌完后重新扫孔、冲洗。
（5）、固结灌浆质量检验
1）、采取分析灌浆孔和检验孔钻孔取芯和压水试验和灌浆试验结果进行评定。
2）、采取单点压水试验方法进行检验，其检验孔数量不应少于灌浆孔总数5%，检验结束后应进行灌浆和封孔。
3）、采取压水试验进行质量检验，检验在灌浆结束3天或7天后进行。检验和试验结果应提交监理人，方便确定检验孔孔位。
4）、固结灌浆质量压水试验检验，其孔段合格率应在85%以上；不合格孔段透水率值不超出设计要求值150%，且不集中，灌浆质量可认为合格。若达不到上述合格标准，应按监理人同意方法进行处理。
五、施工进度计划、机械设备配置和劳动力组织
1、 施工进度计划
坝基及坝肩灌浆施工计划于9月10日开始，至于11月20日施工完成。
2、施工资源配置
（1）、施工设备配置
依据本工程工期要求紧，结合本工程项目特点，实施动态管理，弹性计划、灵活组织，本工程拟投入关键设备编制见下表。
关键施工机械表
序号
设备各称
型号规格
数量
单台功率（kw）
备注
1
空压机
12m³
1
170

2
地质岩芯钻机
XY-2型
10

3
搅拌桶
YJ-340
4台
16

4
高压注浆泵
天通SN20/10
4台
18.5

5
电磁流量计
JDK300
4套
16

6
灌浆统计仪
JT-Ⅱ
2台

7
发电机
200 kw
1台

8
发电机
30 kw
1台

2、施工人员计划
依据工期要求紧，结合本工程项目特点，实施动态管理，弹性计划、灵活组织，在砼衬砌和灌浆施工中实施交叉作业，本工程拟投入灌浆关键人员编制见下表。
人员安排及劳动力组织
岗位名称
单位
数量
备注
技术负责
名
1

质检员
名
1

测量员
名
1

安全员
名
1

造孔班
组
4
每组5人，其中普工3人
灌浆班
组
2
每组6人，其中普工3人

六、施工质量控制
1、 灌浆施工质量控制
（1）、作业前按要求设灌浆孔，灌浆孔孔位和方向正确、深度符合设计规范要求。
（2）、灌浆浆液配制要严格做好统计和检测，压力表需常常校核。
（3）、灌浆结束后，必需采取闭浆方法，预防浆液外漏。
（4）、灌浆结束后，应用水泥砂浆采取机械压浆法进行封孔，并将孔口抹平。
七、安全方法
1、建立健全安全监督机制，配专职质检员，加强对职员安全意识、安全知识教育。坚持按相关安全操作规程办事，发觉问题立即处理，做到防患于未然。
2、加强施工机械设备检验、维修、保养，确保高效、安全运行，操作人员做到持证上岗。
3、为确保照明安全，在各施工部位、通道等处设置足够照明，最低照明度符合相关要求，施工用电线路按要求架设，满足安全用电要求。
多种电线必需沿途挂在专用电缆挂架上，并要求良好绝缘和防护方法，全部接头应保持干燥绝缘。
4、高空作业必需设防护和安全网，施工人员系安全带、带安全帽，穿防滑鞋。，安全带必需高挂低用，挂设点必需安全可靠。上下交叉作业时，必需采取隔离方法。
5、每次灌浆前除了对机械、管路系统进行认真检验外，还必需进行10～20min该灌注段最大灌浆压力耐压试验，对高压调整阀，胶管连接处应设好防护方法。
6、压力表使用范围在最大程度1/3～2/3之间，并应常常校对，超出误差许可范围不准使用。灌浆过程中需有专员全神贯注看压力表和变形仪表，预防压力突变和过量变形。
7、在运转中安全阀必需确保灵活可靠，不得任意调整。调整和检验阀盖必需减压或戴眼镜。
八、环境保护确保方法
1、废水处理
施工废水排出坑外经二级沉淀池沉清后排出。
2、固体废弃物处理
灌浆施工过程水泥、沙等废料清理按建筑垃圾处理。
3、噪声控制方法：采取环境保护型设备施工，噪声对人体不组成伤害。

新疆兵团水利水电工程集团
十三师八大石水库工程项目部
9月8日