河北省某水库除险加固工程灌浆施工技术要求.doc

河北省某
水库除险加固工程
灌浆施工技术要求

目 录
1 目的及适用范围 1
2 工程概况 1
3总 则 2
4基础开挖 3
5灌浆材料、设备及制浆 4
6 帷幕灌浆 7
7固结灌浆 12
8质量评定及工程验收 15

1 目的及适用范围
水库坝体为浆砌石混凝土心墙重力坝，左坝肩岩溶发育，岩石较破碎，造成坝体和左坝头渗漏严重，溢流堰面混凝土脱落，钢筋裸露等。针对上述问题本次加固采取以下处理措施：左坝肩帷幕灌浆与坝体部分固结灌浆、拆除堰上闸门并新建交通桥、坝顶照明、房屋修缮、灌溉洞闸门更换。
本施工技术要求仅适用于防渗面板基础平台位置的帷幕灌浆和固结灌浆，以及左侧山体灌浆平台的开挖和帷幕灌浆。
施工技术要求未尽事宜参照第3章有关规程、规范执行。
2 工程概况
2.1简述
水库位于河北省某新集乡村南约1Km，还乡河东支的一个支流上，距某城约8Km。该水库始建于1976年，1982年建成蓄水，控制流域面积11，总库容213万，是一座以防洪灌溉为主，兼顾发电、养殖的小（Ⅰ）型水利枢纽工程。工程由拦河坝、放水洞、发电洞等建筑物组成。拦河坝为浆砌石混凝土心墙重力坝，长135m，分溢流坝段和非溢流坝段，溢流坝段长35m，堰顶高程84.00m，坝顶高程86.7m，防浪墙顶高程87.7m，最大坝高33.7m。本次加固处理后，总库容199.6万，堰顶高程83.50m。
2.2水文、气象
水库地处暖温带季风气候区。四季寒暖干湿分明，7月份最高气温可达40℃；冬季气候寒冷。1月份最低气温可降至零下28℃以下。年平均气温约10℃，无霜期约为180天，日照约2600小时。
水库控制流域处于燕山迎风区的浅山、丘陵过度带中的浅山区。雨量在年内分配上主要集中于汛期，汛期雨量约占全年雨量的70%以上。
50年、100年和200年一遇洪洪峰流量分别为196m3/s、245m3/s、296m3/s。200年和50年一遇的洪水总量分别为312万m3和205万m3。
2.3工程地质条件
左坝肩出露岩性为泥质白云岩、含砂泥质白云岩，底部有厚1.0 m左右的含砾泥质白云岩，此类岩石水溶性强,其节理经过长期的溶蚀已转化为汇水性、导水性良好的溶蚀裂隙，致使左坝肩绕渗严重。
坝基和右坝肩的岩性为厚－巨厚层状白云岩，层理不发育，水对岩石的溶蚀作用小，节理密闭性好，因此坝基的岩体稳定性好，右坝肩沿节理等结构面渗水性小。
2.4帷幕、固结灌浆工程
根据水库左坝肩渗漏和地质资料，结合原坝基帷幕灌浆情况，本次帷幕灌浆布置如下：沿上游压重平台至左坝肩86.7m高程进行灌浆，帷幕长30m；沿左岸山体86.7m等高线开挖灌浆平台，并进行灌浆，帷幕长100m。沿帷幕灌浆右侧的上游压重平台至右坝肩84.0m高程进行固结灌浆。帷幕、固结灌浆孔均单排布置，孔距2.0m。具体布置见施工详图。
3总 则
3.1 施工单位的责任
（1）施工单位根据施工图纸和本技术条款的规定，编制灌浆试验大纲，进行灌浆试验，并通过试验择优选定灌浆施工参数。
（2）施工单位应在施工前详细了解工程的地形地质和水文地质情况。在不良地质段进行钻孔和灌浆时，应采取有效的保护措施。施工单位根据实际情况，需要修改钻孔布置、钻灌参数和钻灌程序时，应将修改的钻灌措施计划报送监理人审批。
（3）在灌浆作业开工前14天，施工单位应根据本技术条款的规定或监理人的指示，提交一份钻孔和灌浆施工措施计划报送监理人审批，其内容包括：
1）钻孔和灌浆工程的施工平面布置图；
2）钻孔和灌浆的材料和设备；
3）钻孔和灌浆的程序和工艺；
4）钻孔和灌浆的质量保证措施；
5）钻孔和灌浆的施工人员配备；
6）施工进度计划等。
3.2 主要规程、规范
（1）《水利水电施工测量规范》（SL52-93）
（2）《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47-94）
（3）《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL25-92）
（4）《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89）
（5）《水利水电建设工程验收规程》（SL223－1999）
（6）《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）
（7）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）
（8）《水利水电建设工程验收规程》（SL223-1999）
4基础开挖
4.1开挖、排水、弃渣
（1）开挖前，施工单位必须提出开挖施工计划和技术措施。
（2）边坡开挖前必须做好开挖线外的危石清理、削破、加固和排水等工作；基础面上的松动岩块和破碎岩石以及不符合质量要求的岩体，必须清除或处理。
（3）处理不良地质地段的边坡，开挖过程中，当对边坡稳定有影响时，施工单位应及时与监理、及有关单位共同协商，提出相应的解决办法。
（4）左侧山体灌浆开挖偏差应符合以下规定：超挖不大于10cm，欠挖不大于5cm。
（5）当地质情况与设计不符时，应及时与监理、及有关单位共同协商，提出相应的处理措施。
（6）基础开挖完成后，必须经验收合格后才能进行下一步工作。
（7）基坑开挖过程中，应及时排出工作现场的积水。
（8）弃渣应按照监理工程师的要求弃置指定地点，施工单位未得到监理工程师的允许，不得另辟弃渣场。
（9）本章未尽事宜，参见《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47-94）执行。
4.2验收资料
开挖工程完工后施工单位应提交以下验收资料：
（1）开挖、回填工程竣工平面图和剖面图；
（2）质量检查记录和验收报告；
（3）监理工程师要求提供的其他资料；
（4）除以上要求外施工单位还应遵守有关规范、规程的规定。
5灌浆材料、设备及制浆
5.1 灌浆材料
施工单位应负责采购、运输、储存、保管钻孔和灌浆所需的全部材料。每批采购的水泥应符合有关的材料质量标准，并附有生产厂的质量证明书。每批材料入库前均应按规定进行检验验收，施工单位应及时将检验成果报送监理人。
5.1.1 水泥
（1）应根据施工图纸或监理人指示，选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，帷幕灌浆、接触灌浆水泥标号不应低于P.O42.5 。
（2）帷幕灌浆和固结灌浆的水泥细度要求通过80μm方孔筛，其筛余量不大于5％；
（3）灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的水泥。水泥不应存放过久，出厂期超过三个月的水泥不应使用。
5.1.2 水
（1）灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水的要求。
（2）拌制和养护混凝土用水为地下水， PH值和水中的不溶物、可溶物、氯化物、硫酸盐的含量应符合表5-1的规定。
拌和与养护混凝土用水的指标要求 表5-1
项目
指标
PH值
＞4
不溶物mg/L
＜2000
可溶物mg/L
＜5000
氯化物（Cl-计）mg/L
＜1200
硫酸盐（以SO计）mg/L
＜2700
5.2 钻孔灌浆设备
（1）钻机和钻头应根据工程的地质条件选用，帷幕灌浆的钻孔宜采用回转式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头；固结灌浆可采用适宜的钻机和钻头钻进。
（2）施工单位提供的灌浆泵性能应与灌浆类型和浓度相适应，其容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍，并应有足够的排浆量和稳定的工作性能；灌注纯水泥浆液应采用多缸柱塞式灌浆泵。
（3）施工单位应根据灌浆需要配置高速和低速浆液搅拌机，搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌的浆液类型及灌浆泵排浆量相适应，并应保证均匀、连续地拌制浆液。所有搅拌设备，在用于拌制浆液前应在现场进行试运行。
（4）所有灌浆设备、仪器、仪表均应始终保持工作状态正常，并应配有足够的备用设备。钻孔灌浆的计量器具，应定期进行校验后检查保持量值的准确。
5.3 制浆
（l）制浆材料必须称量，称量误差应小于5％。水泥等固相材料应采用重量称量法。
（2）各类浆液必须搅拌均匀，测定浆液密度和黏滞度等参数，并作好记录。
（3）纯水泥浆液的搅拌时间：使用普通搅拌机时，应不少于3min；使用高速搅拌机时，应不少于30s。浆液在使用前应过筛，从开始制备至用完的时间宜小于4h。
（4）拌制细水泥浆液和稳定浆液，应加入减水剂和采用高速搅拌机，高速搅拌机搅拌转速应大于1200r／min，搅拌时间应通过试验确定。细水泥浆液的搅拌，从制备至用完的时间宜小于2h。
（5）集中制浆站宜制备水灰比为0.5：1的纯水泥浆液，输送浆液流速应为1.4～2.0m／s，各灌浆地点应测定来浆密度，并根据各灌浆点的不同需要调制使用。
（6）浆液温度应保持在5～40℃，低于或超过此标准的应视为废浆。
6 帷幕灌浆
6.1说明
（1）帷幕灌浆在施工前或施工初期应进行现场灌浆试验。灌浆试验的地点应具有代表性。当在工程建设部位进行试验时，不得采取对工程可能产生不良后果的试验方法。
（2）灌浆工程应制定妥善的环保和劳动安全措施。钻渣、污水和废浆不得随意排放。
（3）蓄水前应完成蓄水初期最低库水位以下的帷幕灌浆及其质量检查和验收工作。
（4）帷幕灌浆先导孔应自上而下分段进行压水试验，试验采用单点法或五点法。
6.2钻孔
（1）帷幕灌浆必须按分序加密的原则进行，分为三个次序孔施工。钻孔次序布置详见施工图。
（2）灌浆孔的开孔孔位应符合施工图纸要求，帷幕灌浆孔的开孔孔位与设计位置的偏差不得大于10cm；孔深应符合设计规定，实际空位孔深应由记录；孔底偏差应满足表6-1规定；深孔钻进时应严格控制20m以内的偏差；因故变更孔位应征得监理人同意，并记录实际孔位。
帷幕灌浆孔孔底允许偏差表 表6-1
孔深（m）
20
30
40
50
60
允许偏差（m）
0.25
0.45
0.70
1.00
1.30
（3）先导孔在Ⅰ序孔中选取，按灌浆总孔数的10%确定。先导孔间距不得小于15m。
（4）灌浆检查孔的孔位应按监理人的指示确定，孔底偏差要求与灌浆孔相同。
（5）钻孔次序为：灌浆先导孔、Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、Ⅲ序孔、检查孔。
灌浆孔、质量检查孔垂直钻进，孔径均宜为φ75mm，孔底偏差值均不大于0.45m。
（6）所有帷幕灌浆孔均应全孔测斜。施工单位应采取可靠的防斜措施，如发现钻孔偏斜超过规定时，应及时纠偏，或采取经监理人批准的其它补救措施。纠偏无效时，应按监理人的指示报废原孔，重新钻孔。
（7）施工图纸所示的所有钻孔，应妥加保护，直到验收合格为止。
（8）钻孔结束，施工单位应会同监理人进行检查验收，检查合格，并经监理人签认后，方可进行下一步操作。
（9）其他未尽事宜参见《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）执行。
6.3 钻孔取芯和芯样试验
（1）灌浆先导孔、检查孔以及监理人指示的其它钻孔，应予钻取岩芯，岩芯获得率要求达到80%以上；按取芯次序统一编号，填牌装箱，并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。
（2）根据监理人指示，对钻取的岩芯进行试验，并将试验记录和成果提交监理人。
（3）岩芯一般不作永久保存，但对监理工程师指示保存的岩芯应按监理工程师的指示保存，并在工程移交时，送至指定位置。
6.4钻孔冲洗和压水试验
6.4.1说明
（1）施工单位应在帷幕灌浆前，对所有灌浆孔（段）进行裂隙冲洗和压水试验。
（2）在断层、大裂隙等地质条件较复杂的区域，其帷幕灌浆孔的裂隙冲洗，应按监理人指示或通过现场试验确定的方法进行。
6.4.2 冲洗
（l）灌浆孔均应进行冲洗。孔底沉积厚度不大于20cm；裂隙冲洗方法应根据不同的地质条件，通过现场灌浆试验确定。
（2）冲洗压力：冲洗水压采用80％的灌浆压力，压力超过1MPa时，采用1MPa；冲洗风压采用50％灌浆压力，压力超过0.5MPa，采用0.5MPa。
（3）裂隙冲洗应冲至回水澄清后10min结束，且总的时间要求，单孔不少于30min，串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段，应继续进行冲洗，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。
（4）当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足24h时，不得进行裂隙冲洗。
（5）灌浆孔（段）裂隙冲洗后，该孔（段）应立即连续进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。
6.4.3 压水试验
（1）压水试验应在裂隙冲洗后进行，施工单位可根据监理人指示，采用“简易压水”、“单点法”及“五点法”进行压水试验。
（2）简易压水试验应在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。压力为灌浆压力的80％，该值若大于 1MPa时，采用1MPa；压水 20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。五点法和单点法压水试验按DL/T5148-2001附录A执行。
（3）先导孔应自上而下分段卡塞进行压水试验，压水试验采用单点法，压水试验压力为灌浆压力的80% 。其它各次序孔的各灌浆段，可进行简易压水试验。
（4）检查孔应进行压水试验，采用五点法压水试验。检查孔的数量应不少于灌浆总孔数的10%。
6.5帷幕灌浆作业
6.5.1一般要求
（1）在坝体段压重平台处的帷幕灌浆，待压重平台混凝土达到70%设计强度后钻孔灌浆方可开始。
（1）灌浆压力应根据工程和地质情况进行分析计算拟定，并进行灌浆试验论证，而后在施工过程中调整确定。
（2）灌浆应尽快达到设计压力，但对于注入率较大或易于抬动的部位应分级升压。
（5）在已完成或正在灌浆的地区，其附近30m以内不得进行爆破作业。
6.5.2灌浆压力
（1）灌浆压力应按施工图纸或监理人指示确定，灌浆压力应尽快达到设计值，接触段和注入率大的孔段应分段升压。
（2）灌浆压力应尽快达到设计压力，但对于注入率较大易于抬动的部位应分级升压。
6.5.3灌浆方法
（1）帷幕灌浆按相关规范规定进行。
（2）进行帷幕灌浆时，坝前盖重混凝土和基岩的接触段应先行单独灌浆并应待凝，接触段在岩石中的长度不得大于2m。
（3）灌浆过程中，在灌浆压力或注入量突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应的处理措施。
（4）钻灌过程中发生串孔时，如具备灌浆条件，串通孔可同时进行灌浆，灌浆时一泵灌一孔。否则应将串通孔塞住，待灌浆结束后，在进行串通孔的扫孔、清洗和钻进。
（5）灌浆必须连续进行，若因故中断，应按下述原则处理：
a.应尽快恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，再恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，再恢复灌浆；
b.恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注，如注入率与中断前相近，即可采用中断前水泥浆的比级继续灌注；如注入率较中断前减少较多，应逐级加浓浆液继续灌注；如注入率较中断前减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。
（6）在灌浆过程中出现灌浆中断、串孔、冒浆、漏浆、孔口涌水、吸浆量大等情况时，施工单位应按DL/T5148-2001第6.8节的要求处理，并应将处理方案报送监理人审批。
6.5.4浆液水灰比及浆液变换标准
（1）灌浆水灰比：采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、等6个比级，灌浆开灌水灰比为5:1，遵循由稀到浓的原则进行。
（2）浆液变换标准：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。
6.5.5灌浆结束标准
（1）在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注30min，当注入率不大于1.0L/min时，继续灌注60min，灌浆即可结束。
（2）当长期达不到结束标准时，应报请监理人共同研究处理措施。
6.5.6灌浆孔封孔
（1）每个帷幕灌浆孔全孔灌浆结束后，施工单位应会同监理人及时进行验收，验收合格的灌浆孔才能进行封孔。
（2）封孔采用机械压浆封孔法，全孔灌浆完毕后，将胶管（或铁管）下入到钻孔底部，用灌浆泵或砂浆泵经胶管向钻孔内泵入水灰比为0.5：1的浓浆或水泥：沙：水比为1:(0.5～1) :(0.75～1) 的水泥砂浆。水泥浆或水泥砂浆从孔底逐渐上升，将孔内余浆或积水顶出，直到空口冒出浓浆或砂浆为止。
6.5.7工程质量检查
（1）灌浆工程结束后，由承包商提供全套的灌浆资料报监理工程师审核，并由监理工程师指定检查方法和位置。
（2）灌浆质量检查采用压水试验检查。压水试验检查应在灌浆结束14天以后进行。
（3）帷幕灌浆检查孔的数量为灌浆孔总数的10%，进行灌浆段的压水试验检查。
（4）帷幕灌浆压水试验检查合格标准为q≤5Lu，混凝土与基岩接触段及其下一段的合格率应为100%，其余各段合格率应在90%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格。否则，应按监理人批准的措施进行处理。
（5）质量检查孔必须按灌浆孔要求进行灌浆封堵。
（6）对检查不合格的部位，承包商应根据监理工程师的指示进行处理，直至达到合格为止。
7固结灌浆
7.1说明
（1）在坝体段压重平台处的固结灌浆，待压重平台混凝土达到70%设计强度后钻孔灌浆方可开始。
（2）固结灌浆必须按分序加密的原则进行，分为三个次序施工。钻孔次序布置详见施工图。
7.2钻孔
（1）灌浆孔的开孔孔位应符合施工图纸要求，开孔孔位与设计位置的偏差不得大于10cm。因故变更孔位应征得监理人同意，并记录实际孔位。
（2）灌浆孔垂直钻进，孔径宜不小38mm。
（3）施工图纸所示的所有钻孔，应妥加保护，直到验收合格为止。
（4）钻孔结束，施工单位应会同监理人进行检查验收，检查合格，并经监理人签认后，方可进行下一步操作。
7.3钻孔冲洗和压水试验
7.3.1说明
（1）冲孔采用钢管伸入孔内，通过高压水对孔壁进行冲洗，把孔内沉碴冲洗干净，并测定实际孔深。
（2）冲孔结束后再用灌浆机进行裂隙洗孔，洗孔采用脉动式，直至回水澄清并延续10min方可结束，冲洗压力为灌浆压力的80%且不大于1MPa。
（3）裂隙洗孔后进行压水试验，选择具有代表性的孔进行，试验孔数不少于总孔数的5%。其压力为灌浆压力的80%且不大于1MPa，压水试验采用单点法。其他剩余孔结合裂隙冲洗进行简易压水试验。
（4）在断层、大裂隙等地质条件较复杂的区域，灌浆孔的裂隙冲洗，应按监理人指示或通过现场试验确定的方法进行。
7.3.2灌浆压力
（1）灌浆压力应按施工图纸或监理人指示确定，灌浆压力应尽快达到设计值，接触段和注入率大的孔段应分段升压。
（2）灌浆压力应尽快达到设计压力，但对于注入率较大易于抬动的部位应分级升压。
7.3.3灌浆方法
（1）灌浆方式：采用孔内循环法，孔深在5m全孔一次性灌浆。
（2）灌浆过程中，在灌浆压力或注入量突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应的处理措施。
（3）钻灌过程中发生串孔时，如具备灌浆条件，串通孔可同时进行灌浆，灌浆时一泵灌一孔。否则应将串通孔塞住，待灌浆结束后，在进行串通孔的扫孔、清洗和钻进。
（4）灌浆必须连续进行，在灌浆过程中出现灌浆中断、串孔、冒浆、漏浆、孔口涌水、吸浆量大等情况时，施工单位应按DL/T5148-2001第6.8节的要求处理，并应将处理方案报送监理人审批。
7.3.4浆液水灰比及浆液变换标准
（1）灌浆水灰比：采用3:1、2:1、1:1、0.5:1等4个比级，灌浆开灌水灰比为3:1，遵循由稀到浓的原则进行。
（2）浆液变换标准：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级注入量已达300L以上，或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。
7.3.5灌浆结束标准
（1）在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注60min；当注入率不大于1.0L/min时，继续灌注90min；且灌浆全过程中，在设计压力下的灌浆时间不少于120min；灌浆即可结束。
（2）当长期达不到结束标准时，应报请监理人共同研究处理措施。
7.3.6灌浆孔封孔
（1）每个灌浆孔全孔灌浆结束后，施工单位应会同监理人及时进行验收，验收合格的灌浆孔才能进行封孔。
（2）封孔方法同帷幕灌浆。
7.3.7工程质量检查
（1）固结灌浆采用压水试验进行质量检查。
（2）检查孔位置由监理工程师指定。灌浆结束后，施工单位应将灌浆记录和有关资料提交给监理人，以便指定检查孔位置。
（3）灌浆质量检查采用压水试验检查,试验采用单点法。压水试验检查应在该部位灌浆结束3～7天以后进行。
（4）检查孔的数量不宜少于灌浆孔总数的5%，其孔段合格率应在85%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格。
（5）质量检查孔必须按灌浆孔要求进行灌浆封堵。
（6）对检查不合格的部位，承包商应根据监理工程师的指示进行处理，直至达到合格为止。
8质量评定及工程验收
（1）灌浆工程的单元工程施工及检查完成后，应及时进行单元工程质量评定和验收；
（2）灌浆工程完工后，施工单位应及时及时整编竣工资料和提出报告，申请验收。灌浆工程验收应以下文件：
1）灌浆工程的竣工图；
2）钻孔和灌浆的各项试验成果；
3）钻孔岩芯取样试验的岩芯实物、柱状图和摄影资料；
4）质量检查和质量事故处理报告；
5）监理人要求提供的其它完工验收资料。