[云南]水库灌浆工程施工方案(帷幕灌浆).docx

1、工程概况 下库帷幕灌浆工程，帷幕全长379.5m，设计帷幕灌浆孔254个，检查孔25个；设计帷幕孔钻孔进尺4799.8m，其中坝土进尺1982.5m，基岩进尺2817.3m；坝土充填灌浆1413.6m，基岩帷幕灌浆2750.7m；检查孔钻孔进尺480m，其中坝土进尺198m，基岩进尺282m，压水试验96段。按照施工合同初定6月8日开工的要求，我单位组织施工人员于6月5日进场，进行开工前的各项施工准备。2、施工布置根据现场的施工条件，项目部在凤仪上村租用村上的公房解决，生产设施统一布置在副坝上游靠溢洪道一侧，可满足施工要求。（1）灌浆泵站及水泥库布置灌浆泵站及水泥库布置副坝上游，可满足整个灌浆要求，配备100/15型砂浆泵2台，并采用脚手架上盖蓬布的方式搭建36m2的水泥库房兼灌浆房，以确保下雨时施工不受影响和材料储备充足。（2）泥浆搅拌站布置泥浆搅拌站紧靠灌浆泵站布置，并设有粘土堆放场、沉淀池、蓄浆池等配套设施。（3）施工用电布置施工用电由业主架设的变压器低压侧接引，安装总控开关后，再架设输电线路至施工用电地点，安装闸刀开关后供设备使用。（4）材料仓库布置在灌浆泵站上游布置材料仓库，堆放一般常用材料，同时作现场值班室。（5） 生产用水施工用水由设在主坝和副坝的2台污水泵由库内抽水，随用随抽，可满足施工用水需要。（6） 生活用水本工程租用凤仪上村的公房做项目部，生活用水由村中的生活用水中解决，费用由施工方承担。3、帷幕灌浆施工技术方案根据施工技术要求试验孔与副坝、坝肩段的帷幕孔可同时施工之规定，决定采用副坝帷幕灌浆与主坝试验灌浆同步实施的方法进行施工，待试验灌浆结束后，再集中所有设备对主坝段进行施工，确保按时完工。3.1施工程序及方法（1）施工程序施工按先序、后序、再序，最后施工检查孔的程序进行施工。（2）施工方法钻孔方法：坝土段采用干法钻进，基岩采用清水钻进；坝体灌浆：设计要求先对坝基进行帷幕灌浆，然后再自下而上对坝体进行充填灌浆，且要求坝基灌浆时的浆液不得灌入坝体中，但坝基灌浆包括结合部，而结合部的灌浆段长度又包含0.5m的坝土，在结合部灌浆时，由于上部坝体尚未进行灌浆处理，浆液将大量进入坝体而影响结合部的灌浆质量，同时结合部为1:1的水泥粘土浆，坝土为1:6.7的水泥粘土浆，浆液结石体的强度不一样，当强度高的浆液在坝土中形成浆脉后，容易产生断裂而影响帷幕质量，因此建议采用自上而下分段钻灌与灌浆异常段复灌相结合的方法进行施工。结合部灌浆：本工程招标工程量清单中无结合部灌浆的工程量，按设计提供的施工技术要求，结合部需单独进行灌浆，为确保灌浆质量，建议单独对结合部进行帷幕灌浆处理，浆液配比采用1:1（水泥:粘土）的混合浆进行灌注。基岩灌浆：基岩采用自上而下的帷幕灌浆。3.2施工工艺坝体帷幕灌浆的施工工艺为：开孔 下孔口管 钻进一段 灌浆 待凝24小时 扫孔 打入套管至孔底 钻进下一段 如此循环直至坝体灌浆结束 待凝24小时 扫孔 打入套管至基岩面以上0.5m结束跟管钻进基岩。坝基帷幕灌浆的施工工艺为：基岩钻孔 压水试验 灌浆 待凝24小时 扫孔 灌后压水试验合格 钻进下一段直至全孔钻孔结束 监理人签证验收 孔斜测量 终孔段灌浆。最后再采用“分段压力灌浆封孔法”进行封孔。详见下图灌浆工程施工工艺流程图。检查孔的施工工艺为：开孔下孔口管 坝体部分干法钻进 坝体部份注水检查 钻进下一段直至坝土钻孔结束 下套管隔开坝土 钻进基岩（清水钻进） 五点法压水试验检查 钻进下一段，如此循环直至全孔检查完毕，最后采用“置换和压力灌浆封孔法”进行封孔。3.3灌浆材料（1）水泥使用易门县水泥厂生产的PO42.5普通硅酸盐水泥，其质量标准见试验报告。（2）粘土使用水库副坝左岸净水厂门口的玄武岩风化后的红色粘土，其质量标准见试验报告。3.4钻孔（1）钻孔布置钻孔按帷幕灌浆设计图纸要求进行布置，钻孔布置后，因主坝帷幕线位于坝顶外边沿，副坝帷幕线位于坝顶内边沿，后经设计人员同意，主坝的帷幕线向上游平移1.5m，副坝的帷幕线向下游平移1.5m布置。钻孔统一按图编号，注明施工次序，按序施工。（2）坝土段的钻孔坝土采用干法钻进，以110mm口径开孔，开孔时首先控制钻进深度在2m左右，用吊锤将108mm口径的止水套管打至2.5m处止水，改用91mm口径对坝土实施钻孔，完成一个灌浆段的钻进工作后，对坝体进行帷幕灌浆；经待凝24小时后再扫开原孔，将止水套管加长至孔底，再钻进下一段，如此循环直至坝体帷幕灌浆结束。采用这样的方法施工，在灌下一段时上一段同时得到了复灌，而止水套管的不断加长，增加了灌浆段上部的盖重，确保浆液由灌段底部产生劈裂，并按坝顶产生劈裂冒浆进行控制，这就让第一段灌浆时产生的劈裂缝被反复劈开而灌入浆液，从而增强了帷幕的厚度和连续性，有利于提高灌浆质量。（3）结合部的钻孔坝体灌浆结束后，经待凝扫孔再将止水套管加长至基岩面以上0.5m处止水钻进基岩，结合部灌浆结束后，如结合部下的基岩较为完整能满足分段卡塞的灌浆要求，可结束给管钻进基岩；反之则将套管再跟进至结合部段底结束给管，钻进基岩。这样施工有利于止浆塞的设置和灌浆压力的顺利提升，同时可确保基岩灌浆时的浆液不会进入坝体，可确保灌浆质量。（4）基岩段的钻孔基岩一律使用91mm的硬质合金钻头采用清水钻进，以确保岩芯采取率和孔壁的平直完整。当钻够一个灌段就进行压水试验和灌浆；待凝24小时后再扫孔，经灌后压水试验检查合格后再钻进下一段，如此循环直至达到设计孔深。当钻孔达到设计深度后，请监理工程师对钻孔进行校核验收并签证，然后进行孔斜测量和终孔段灌浆。（5）封孔及起拔止水套管在终孔段的灌浆结束后，对基岩段进行封孔，然后起拔坝土段的止水套管，方法采用吊锤向上打，无效则采用75t千斤顶起拔，再无效则采用扩孔起管。如采用吊锤和千斤顶能起出套管的钻孔，每起出一段套管后，首先对已起出套管的段位进行“压力灌浆封孔”，然后再起拔下一节套管，以此类推直至108mm的止水套管起拔完毕。如采用扩孔起管的钻孔，在套管起拔完毕后，再将射浆管下入孔底，采用“置换和压力灌浆封孔法”进行封孔。（6）钻孔的质量控制钻孔按钻探技术要求施工，孔位偏差不得大于10cm。开孔前钻机要安装平稳、不摆动，校正立轴无偏斜后对准孔位中心开钻。钻孔均为铅直孔，所有钻孔均须进行孔斜测量。孔斜不得超过SL6294规范的规定(详见下表)。 钻孔孔底最大允许偏差值孔 深（m）2030405060最大允许偏差值（m）0.250.50.81.151.50（7）钻探资料的收集整理每个钻孔开孔时和每个孔段钻进时均要详细填写钻探班报表，记录孔深、孔径、钻进时间、冲洗水量、钻进压力、岩芯长度和采取率；下入套管规格、长度，遇到的特殊情况如换层、夹层、涌漏水、洞穴、断层破碎带、掉块、卡钻等。灌浆试验孔和检查孔采用全孔取芯钻进，按取芯顺序统一编号，填牌装箱，并绘制钻孔柱状图和进行详细的地质编录：记录岩土层分层深度、岩性描述、裂隙发育情况、洞穴充填类型及充填物性质、地下水位埋深等地质情况，做到原始资料齐全，数据精确可靠，复核无误后归档备查。全孔取芯结束后，对所有岩芯进行拍照，再按监理人指定的地点保存。3.5钻孔冲洗及压水试验（1）测定地下水位压水试验前首先测定地下水位，以确定压力计算零线，地下水位的稳定标准为：每5min测读一次水位，当水位下降速度连续两次均小于5/min时，可认为稳定，以最后的观测值作为地下水位值。（2）钻孔冲洗所有灌浆段在灌浆前须进行裂隙冲洗，保证孔内沉积物厚度不大于20cm，以提高灌浆质量。裂隙冲洗采用导管以大流量的脉动水流由孔底向孔外冲洗，冲洗压力采用灌浆压力的80%，当压力超过1Mpa时采用1Mpa；冲洗至返出清水10min方可结束，且总的洗孔时间单孔不少于30min。（3）压水试验帷幕灌浆孔灌浆前均进行“简易压水试验”，检查孔采用“五点法”进行压水试验。压水试验的压力为灌浆压力的80%，若该值大于1Mpa时采用1Mpa；“简易压水试验”的压水时间为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”压水试验的流量稳定标准及试验成果的计算均按规范DL/T51482001附录A“灌浆工程压水试验”执行。3.6灌浆（1）灌浆设备选择本工程选用排浆量为100L/min，最大工作压力1.5 Mpa的100/15型灌浆泵施灌；可满足施工技术要求对灌浆设备的排浆量、工作压力和稳定性的规定。（2）施工方法坝土采用1:6.7的水泥粘土混合浆灌注，基岩采用纯水泥浆灌注；由于设计对结合部采用何种浆液灌注未做说明，建议采用1:1的水泥粘土混合浆灌注。灌浆采用自上而下分段钻灌与灌浆异常段复灌相结合的方法进行施工。坝土段的灌浆方法为：钻进（一段） 灌浆 待凝24小时 扫孔加长止水套管至孔底 钻进下一段，如此反复，直至坝土灌浆结束。基岩段的灌浆方法为：钻进（一段） 洗孔捞渣 观测水位 灌前压水试验 灌浆 待凝24小时 扫孔 灌后压水检查合格 钻进下一段，如此反复，直至终孔段灌浆结束。（3）灌浆段长坝体和坝基的灌浆段长统一按56m执行，结合部按2m执行。根据工程建设标准强制性条文3.4.4条之规定，结合部在岩石中的长度不得大于2m，为确保基岩灌浆时，在结合部段的基岩有足够的位置设置止浆寨，建议结合部按2m的段长执行，其中坝土0.5m，基岩1.5m。（4）灌浆压力灌浆压力按设计技术要求规定的压力执行；施工中根据不同压力时，对灌浆出现的各种情况进行如实、详细的记录，并绘制灌浆过程曲线图，再对照检查孔对灌浆质量的检查结果，从中选择出最佳的灌浆压力用于帷幕灌浆施工。（5）制浆制浆材料必须称量，称量误差小于5%，水泥等固相材料宜采用重量称量法。过期和受潮结块水泥不得使用。各类浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度和粘滞度等参数，并作好记录。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，不宜少于30S。浆液在使用前应过筛，自制备于用完的时间宜小于4h。（6）浆液浓度的变换浆液浓度应遵循由稀到浓的原则。浆液水灰比按施工技术要求规定的水灰比进行施灌。当遇到下列情况时可变换浆液浓度：当灌浆压力不变，注入率持续减少或当注入率不变，而压力持续升高时，不得改变水灰比。当某一比级浆液的注入量已达到300L以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时应改浓一级。当注入率大于30L/min，可根据具体情况越级变浓。（7）灌浆结束标准与封孔帷幕灌浆结束标准：在达到设计规定压力后，当注入率小于0.4L/min时，持续灌注3060min可结束灌浆。封孔采用自下而上的“分段压力灌浆封孔法”，封孔压力为灌浆压力的80%。封孔浆液坝体使用1:6.7的水泥粘土混合浆封孔，基岩使用纯水泥浆进行封孔。封孔结束后，待孔内的浆液干硬，对未被填满部份排除孔内积水，再用0.5:1的浓浆封填至孔口。3.7特殊情况的处理（1）劈裂缝处理在坝体劈裂灌浆过程中，当坝顶出现平行坝轴线的纵向裂缝后，控制裂缝宽度在2.0cm以内，长度则顺其自然，当裂缝已被浆液完全充填满时可视情况结束灌浆；当坝顶在产生裂缝的同时又出现冒浆时，可采用降压、限流、浓浆以及人工夯压裂缝两侧坝土等措施进行处理；在两坝肩结合部如果出现垂直坝轴线的横向裂缝时应立即停灌，采用人工夯压裂缝两侧坝土，再降低压力灌注。（2）中断处理灌浆工作一般应连续进行。若因停电或机械故障中断，应尽快起动备用电源和检修机械以恢复灌浆。中断时间超过30min者，应立即设法冲洗钻孔再恢复灌浆，恢复灌浆后如吸浆率与中断前相近，则可尽快变换到中断前的水灰比，否则应逐级变浓；如吸浆率较中断前减少很多，且在较短时间内停止吸浆，则需扫孔重灌。（3）串浆处理灌浆过程中与邻孔发生串通时，采用下述方法处理：如被串孔正在钻进宜立即停止钻进，并封堵串浆孔，继续灌注灌浆孔直至终灌。如串浆量大不，在被串孔内采取冲洗措施，使浆液不致充填孔内，可继续灌浆；如串浆量大，应与被串孔同时灌浆，但应一机一孔并适当降低压力、控制浆量，并防止岩层抬动；若无同时灌浆的设备条件，可用灌浆塞将被串孔塞住，单对灌浆孔灌浆。结束后，立即将被串孔的灌浆塞取出，并扫孔洗净，进行补灌。（4）冒浆、漏浆处理灌浆过程中坝坡发生冒浆时，可根据情况采用嵌缝、表面封堵，加浓浆液、降低压力、间歇灌浆、加入水玻璃等措施进行处理。（5）大吃浆处理当出现吃浆量较大，在经过正常变浆、且浆液稠度已达到水灰比0.5:1后，而吸浆率仍然很大，灌浆出现难以结束时，可采用下列措施处理：若浓浆灌注已达2000L还未达到设计压力，可采取间歇灌浆措施进行处理，经待凝后，扫孔再由稀到浓按设计要求灌注直至结束。 降低压力，使吸浆率不超过12L/min.m灌注。在此情况下若灌注的干料量已达限定数量后吃浆率仍不减少，可采用间歇灌浆。每次间歇时间一般不大于4h，若超过4h不能恢复灌浆，应待凝24h以上，再重新扫孔进行复灌。加入掺合料，掺速凝剂灌注时，掺量应根据速凝剂的品种由试验确定。3.8检查孔施工（1）钻孔坝土段钻孔：采用130mm开孔，坝土从开孔时开始采用全孔取芯的干法造孔，并控制回次进尺在0.51.0m左右以确保岩芯采取率，当钻进深度在距帷幕灌浆顶线0.5m左右时，用吊锤将127mm止水套管打至帷幕灌浆顶线处止水，再用小口径（91mm）的钻具钻孔并进行检查。当钻够一个试段后即时进行注水试验；注水试验结束后，直接用吊锤将大口径（108mm）的止水套管打至已检查的试段底部止水，再钻进下一段，如此循环直至探明基岩面并将止水套管下至基岩面以上0.5m结束跟管钻进基岩。基岩段的钻孔：基岩较为破碎，钻进时应减少冲洗液流量，并控制回次进尺在0.50.8m左右以确保岩芯采取率。一律使用硬质合金钻头采用清水钻进，可确保孔壁的平直完整，以便止浆塞能有效地实现止水之目的。岩芯描述及保管：检查孔的所有岩芯装箱保存，每一回次的岩芯取出后应即时填写岩芯标签，再由地质编录人员进行编录。施工期间应加强岩芯的防雨、防晒保管，当一个检查孔施工完毕，在对该孔的所有岩芯进行拍照后，再按监理人的指示将岩芯运至指定地点永久收藏保管。（2）检查孔的压水检查检查孔的注水（坝土段）和压水检查遵照3.5节的相关内容执行。（3）灌浆及封孔检查孔压水检查结束后，首先采用自下而上的方法对基岩段进行压力灌浆封孔，并待凝48h后，再起拔止水套管，最后采用“置换或压力封孔法”对坝土段进行封孔。4、施工进度安排（1）编制原则以施工合同初定的2009年6月8日为开工日期，以2009年11月7日完工日期，计划工期152天，实际开工日期以通电之日算起。（2）施工进度安排2009年6月8日2009年6月15日进行施工准备，计划7日完成；2009年6月16日2009年7月15日进行灌浆试验，计划30日完成；2009年7月16日2009年7月29日为灌浆待凝时间，计划14日完成；2009年7月30日2009年7月31日进行灌浆试验检查，计划2日完成；2009年6月16日2009年7月31日进行副坝灌浆，计划46日完成；2009年8月1日2009年10月5日进行主坝灌浆，计划66日完成；2009年10月6日2009年10月26日为灌浆待凝时间，计划21日完成；2009年10月27日2009年11月2日检查孔施工，计划7日完成；2009年11月3日2009年11月7日现场清理完工，计划5日完成；计划工期152天，详见施工进度计划表。