灌浆作业指导书.doc

德日苏宝冷水库工程帷幕灌浆施工
谢中华
（内蒙古辽河工程局股份有限公司，内蒙古、赤峰024001）
1工程位置
德日苏宝冷水库工程，位于内蒙古自治区赤峰市巴林右旗境内？？？？？坝址距巴林右旗政府所在地15km。
2工程规模
工程正常水位为

1灌浆施工
1.1施工程序
固结灌浆：抬动观测孔→I序孔→Ⅱ序孔→检查孔；
帷幕灌浆：抬动观测孔→Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔→检查孔。
1.2施工工艺与工序
采用孔口封闭孔内循环，自上而下的灌浆工艺。
各灌浆孔施工主要工序是：
①栽孔口管→②钻孔一段→③测孔斜→④压水试验→⑤灌浆→重复②～⑤至最后一段→⑥封孔。
1.3布孔
对于已经预埋孔口管的钻孔无须重新布孔，核定好孔号、孔序后直接钻孔；
未埋设孔口管的钻孔，根据业主提供的高程控制点和桩号，利用全站仪和钢尺定出施工图上钻孔的实际孔位，并做好标记。
1.4 钻孔
（1）钻孔位置与设计位置的偏差不得大于10cm。因故变更孔位时，应征得设计同意。实际孔位做好记录。
（2）钻孔采用300型回转式钻机钻孔，钻头采用金刚石钻头钻进。孔口管以下部分孔径为Ф56mm，钻孔孔壁应平直完整，孔深符合设计规定。
（3）灌浆钻孔必须保证孔向垂直，并采取保证措施；钻机安装必须平正稳固；钻机立轴和孔口管的方向必须与设计孔向一致；钻进应采用较长的钻具并适当地控制钻进压力。
（4）灌浆钻孔应在终孔段灌浆开始逐段进行孔斜测量，发现偏斜超过要求应及时纠正或采取补救措施。其孔底的偏差值不大于下表中的规定：
钻孔孔底最大允许偏差值
孔 深(m)
20
30
40
50
60
最大允许偏差值（m）
0.25
0.50
0.80
1.15
1.50
（5）钻灌浆孔时对岩层、岩性以及孔内各种情况进行详细记录。检查孔留取岩芯并装箱保存，填写岩芯牌。
（6）钻进结束等待灌浆或灌浆结束等待钻进时，孔口均堵盖，妥加保护。
1.5 钻孔冲洗、裂隙冲洗和压水试验
（1） 钻孔完成以后，及时地将钻孔冲洗干净，孔内沉积厚度不得超过20cm，并保护好孔口，防止污水流进或异物落入孔内。
（2）灌浆段在灌浆前采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水澄清、时间不少于10min为止。冲洗压力为灌浆压力的80%，该值若大于1Mpa时，采用1Mpa。
（3）在断层、大裂隙等地质条件复杂地区，帷幕灌浆孔段是否进行裂隙冲洗以及如何冲洗，通过现场灌浆试验确定。
（4） 各次序灌浆孔的各灌浆段在灌浆前进行简易压水，采用单点法，简易压水结合裂隙冲洗进行，压水试验压力为灌浆压力的80%，该值若大于1Mpa时，采用1Mpa；压水20min，每5min测读一次压入流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。
（5） 在有泥质充填物和遇水性能易恶化的岩层中，灌浆前不进行裂隙冲洗和简易压水。
1.6制浆与灌浆
（1 ）灌浆材料
灌浆所采用的水泥为425#普通硅酸盐水泥，强度等级为PO32.5，满足设计要求。水泥进场后由分队妥善保管，不使用受潮结块的水泥；灌浆用水采用地下水，各项指标符合要求；根据灌浆需要在水泥浆液中加入外加剂：速凝剂、减水剂、稳定剂和其它外加剂，所有外加剂凡能溶于水的都以水溶液状态加入。
（2）制浆
采用分散制浆， 固相制浆材料采用称量法， 浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度（要求在浆液浓度每变化一次要进行测量）；
各种水灰比浆液密度参照表
水灰比
5：1
3：1
2：1
1：1
0.8：1
0.5：1
密度（g/cm3）
1.13
1.20
1.29
1.50
1.59
1.80
说明：水的密度为：1 g/cm3，水泥的密度为：3g/ cm3
1kg水泥搅拌量见下表
水灰比
5:1
3:1
2:1
1:1
0.8:1
0.5:1
1kg水泥搅拌量（L）
5.33
3.33
2.33
1.33
1.13
0.83

纯水泥浆液的搅拌时间不少于3min；配置水泥浆液时，先加水，而后加入水泥，如使用掺合料或外加剂应在水泥基浆基本搅拌均匀后再加入其它掺和料，细砂、外加剂等最后加入；寒冷季节做好机房和灌浆管路的防寒保暖工作，炎热季节采取防热和防晒措施。浆液温度应保持在5~40℃之间。
（3）灌浆设备和机具
采用200×2搅拌机制浆，其转速和拌和能力与所搅拌浆液类型和灌浆泵的排浆量相适应，能保证均匀、连续地拌制浆液；采用100/6型多缸柱塞式灌浆泵灌浆，其性能与浆液类型、浓度相适应，容许工作压力为6Mpa，大于最大灌浆压力的1.5倍，并有足够的排浆量和稳定的工作性能；灌浆管路为钢丝编织胶管，能够保证浆液流动畅通，并能承受1.5倍的最大灌浆压力； 灌浆泵和灌浆孔口处均安设压力表，根据各灌浆段压力的不同，使用的不同压力标植的压力表，保证灌浆压力在压力表最大标值的1/4~3/4之间。压力表定期进行检定，不使用不合格的和已损坏的压力表；压力表和管路之间应设有乳浆防止器隔浆；灌浆塞具有良好的膨胀性和耐压性能，在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段，并且易于安装和卸除。所有灌浆设备定期维护保养，保证其正常工作状态，并有备用量。
（4）灌浆
一般规定：
固结灌浆孔分为二序进行施工，相邻的两个次序孔之间，在岩石中钻孔灌浆的间隔高差不得小于15m；
在进行灌浆作业(包括压水试验)时，每10min测读一次抬动值，记录在灌浆班报上。抬动变形测量仪的读数变化如超过0.2mm，或发现坝面出现裂缝、冒浆等异常现象时，应立即降低压力并通知现场技术人员。
灌浆方法和灌浆方式：
采用孔口封闭孔内循环自上而下的灌浆方法，射浆管距孔底不得大于50cm；
帷幕灌浆段长5m，最后一段小于8m时，可一次灌注；固结灌浆段长为6m。
灌浆孔各灌浆段，不论透水率大小均应按技术要求进行灌浆；
每段灌浆结束后可不待凝；
灌浆压力：
灌浆压力为：第一段0.3Mpa，第二段0.5Mpa，第三段及以下各段为1.0Mpa；
灌浆应尽快达到设计压力，但注入率大时应分级升压，方法如下表，但最大的压力值不允许超过每段规定的极限压力值，而且灌浆的过程中不允许降压。
灌浆注入率和压力之间的关系
注入率(L/min)
>40
40~30
30~20
20~0
灌浆压力（MPa）
<0.5
0.5~1
1~2
2~3
灌浆浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换。固结灌浆浆液水灰比为3:1、2:1、1:1、0.5:1帷幕灌浆浆液水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.5:1。
灌浆浆液变换：
①当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。
②当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著(某一级浓度的浆液在灌注了一定数量之后，其注入率仍大于初始注入率的70%，就属于”改变不显著”)时，应改浓一级。
③当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。
灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应的措施处理。
灌浆过程中，浆液变换时测记浆液密度，必要时应测记浆液温度。灌注稳定浆液时还应测记浆液粘度。
灌浆结束标准：
孔口封闭孔内循环灌浆法应同时满足下列两个条件后，方可结束：①在设计压力下，注入率不大于1L/min时，延续灌注时间不少于90min；②灌注全过程中，在设计压力下的灌浆时间不少于120min。
（5）封孔
封孔采用“置换和压力灌浆封孔法”：全孔灌浆结束后，将导管下入到钻孔底部，用灌浆泵向导管内泵入水灰比为0.5:1的水泥浆，水泥浆自孔底逐渐上升，可将导管徐徐上提，但应注意务必使导管底口始终保持在浆面以下，使孔内余浆或积水全部顶出，直至孔口返出浓浆为止。而后将灌浆塞塞在孔口，使用水灰比为0.5:1的水泥浆进行纯压式封孔灌浆1h，压力为灌浆最大压力。封孔灌浆结束后，闭浆24h；
当进行封孔灌浆时的注入量大于1L/min时，应按正常灌浆过程进行灌浆，直至达到要求的结束条件。如封孔前孔口仍有涌水或渗水，则应当适当延长封孔灌浆持续时间，或采取闭浆措施。
采用上述方法封孔，待孔内水泥浆液凝固后，灌浆孔上部空余部分，大于3m时，应继续采用导管注浆法进行封孔；小于3m时，可使用干硬性水泥砂浆人工封填、捣实，孔口压抹齐平。
（6） 特殊情况处理
灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理；
灌浆过程中发现串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆，应一泵灌一孔。否则应将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后串浆孔再行扫孔、冲洗，而后继续钻进和灌浆。
灌浆工作必须连续进行，若因故被迫中断，可按照下述原则进行处理：①应及早恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆；②恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注，如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；③恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施，起出栓塞，进行扫孔和冲洗后再灌；④有意待凝后的中断灌浆孔段，经处理后仍应扫孔，重新依照技术要求进行灌浆，直至结束。
灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用下列措施处理：①低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；②使用浓浆液灌注，必要时浆液中加入速凝剂；③灌注稳定浆液或混合浆液。
在进行灌浆作业(包括压水试验)时，抬动变形测量仪每10min观测一次，并将读数记录在灌浆班报上。抬动变形测量仪变化如超过0.2mm，或发现坝面出现裂缝、冒浆等异常现象时，应立即降低压力并通知现场技术人员。
2灌浆质量检查
2.1 灌浆质量检查以检查孔压水试验成果为主，结合对竣工资料和测试成果的分析，综合评定。
2.2 灌浆检查孔应在下述部位布置：
帷幕中心线上；
岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位；
注入量大的孔段附近；
钻孔偏斜过大、灌浆情况不正常以及经分析资料认为对帷幕灌浆质量有影响的部位。
2.3 灌浆检查孔的数量为灌浆孔总数的10%。一个坝段或一个单元工程内，至少应布置一个检查孔。
2.4 灌浆检查孔压水试验在该部位灌浆结束14d后进行。
2.5 检查孔孔径为Ф56mm，深度应少于该部位灌浆孔深度2m；检查孔第一段2m，第二段为3m，第三段及以下各段为5m。
2.6 灌浆检查孔应自上而下分段卡塞进行正式压水试验，试验采用单点法。
2.7 质量检查孔压水试验的压力值为该处灌浆压力的80%。
2.8灌浆检查孔采取岩芯，并按正确的方位放置在岩芯箱内。每个回次岩芯的末端应用岩芯牌作出标记，表明深度和采取岩芯的长度、岩芯块数。对岩芯要作地质描述，绘制钻孔柱状图，尤其要把地质缺陷的位置、裂隙的产状和发育程度、水泥结石充填的情况详细记录下来。岩芯要留有照片资料，至少保存到工程验收结束。
2.9 灌浆质量压水试验检查判断标准：透水率≤5Lu。第一段及第二段的合格率应为100%；以下的各段的合格率应在90%以上，不合格段的透水率值不超过设计规定值的100%，且不集中，灌浆质量可认为合格。否则应由建设单位会同设计、施工单位商定处理方案。
7.10 灌浆检查孔压水试验结束后，进行灌浆和封孔。灌浆方法：一次性孔内循环灌浆。若检查孔各段压水试验均合格，则射浆管下至孔底以上0.5m处，灌浆压力为1Mpa；否则下至不合格孔段段底高程，压力和其它要求与普通灌浆段要求相同。检查孔的封孔与灌浆孔的封孔方法相同，封孔压力为1Mpa。
7.11 对灌浆孔的封孔质量宜进行抽样检查。检查方法为，对已封孔的灌浆孔沿原孔钻孔取芯，取出的水泥结石芯样应当连续、密实。