钢衬接触灌浆施工作业指导书.docx

钢衬接触灌浆施工作业指导书
（以向家坝引水隧洞钢管段、尾水肘管、蜗壳接触灌浆施工为例）

1、编制目的
为使向家坝引水隧洞钢管段、尾水肘管段、蜗壳接触灌浆的施工严格按设计及规程规范进行，使现场施工操作标准化、规范化，确保工程施工质量，防止出现安全质量事故，特编制此钢衬接触灌浆施工作业指导书，指导本标钢管段接触灌浆的施工。
2、编制依据
《金沙江向家坝水电站右岸地下引水发电系统土建及金结安装工程》XJB/0184招投文件
《尾水管肘管基础埋件图》（1/3～3/3）（金向-S-水机-右-04-04-01～03）
设计通知单（金向厂）字第S0184-078号《关于肘管钢管段回填及接触灌浆技术参数的设计通知》
设计通知单（金向厂）字第S0184-126号《关于压力钢管段和蜗壳回填及接触灌浆技术参数的设计通知》
《右岸地下厂房蜗壳阴角灌浆布置图》（金向-S0184-厂房-02～176）；3、《地下厂房引水隧洞布置图》（1/6～6/6）；
《右岸地下厂房引水隧洞高强钢管管路图》（1/2～2/2）；
《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T 5148-2012
《通用硅酸盐水泥》—GB/175
《水工混凝土外加剂技术规程》—DL/T 5100
《灌浆记录仪技术导则》—DL/T 5237
3、工程量
按照所灌浆区域范围以平米计量。
4、施工布置
4.1施工道路
从进厂交通洞经4#施工支洞到达各工作面。
4.2制浆系统
钢衬接触灌浆的特点是耗浆量小，拟现场搭设临时制浆站配制浆液。接触灌浆水泥采用普通硅酸盐水泥，强度不低于42.5MPa，其细度要求通过80μm方孔筛的筛余量不大于5%，水泥质量应符合现行国家规范的标准。
4.3施工供水、供电
按照就近接入的原则，从已经形成的地下厂房水电系统接入。
4.4施工通讯
对外通讯采用有线电话传达，施工面通讯采用对讲机。
4.5施工排污
接触灌浆施工产生的污水、废浆排入地下厂房帷幕灌浆污水处理系统进行集中处理，其它固相废弃物等施工垃圾由专人负责清理，并及时运输到指定渣场。
5、施工工艺方法
5.1引水隧洞压力钢管段接触灌浆
5.1.1工艺流程
蜗壳钢管安装
预埋灌浆管
首次接触灌浆
质量检查
卸除灌浆管
封堵灌浆孔
外包砼回填浇筑
砼等强28天
浆液沉淀凝结
冲洗预埋管路
重复灌浆至不吃浆

图1
5.1.2施工准备
施工前采购并加工预埋可重复接触灌浆管的灌浆主管、支撑固定装置。使用前要进行压力试验，验证并记录灌浆管出浆口可打开和闭合的压力。
5.1.3接触灌浆埋管：
在高强钢内衬段混凝土浇筑备仓的过程中进行接触灌浆埋管，埋管采用φ38mm可重复灌浆管（见图2），灌浆埋管从钢管加劲环上的φ100mm半圆孔穿过，用专用固定卡紧贴固定在钢管外管壁。在可重复灌浆管两侧端部用φ20mmPVC管相接，一根作为进浆引管，另一根作为回浆、排气管，灌浆管、排气管安装完成后在管口做好保护并作出醒目标记。
在混凝土浇筑过程中派专人盯仓，确保管路不受损坏。灌浆前对灌浆管进行检查，确保管路畅通。
5.1.4接触灌浆：
钢衬接触灌浆宜在混凝土衬砌完成28d后进行，并宜安排在一年中温度最低时段进行接触灌浆。灌浆前对衬砌混凝土的施工缝或施工缺陷、仓号两端堵头进行全面检查，对可能漏浆的部位进行事先封堵处理。
地下厂房引水隧洞高强钢接触灌浆由低处孔向高处孔灌；先灌1管，在2、3管回浆量、浓度与进浆量、浓度相同时再将1、2、3并管灌注；灌浆时注入水灰比为0.5：1的水泥浆，灌浆压力为0.2MPa。当达到设计压力后，灌浆孔停止吸浆，并继续灌注5min即可结束灌浆；停止灌浆后，将可重复灌浆管内的浆液用大流量无压水（或水压小于灌浆压力）冲洗干净，以备下次灌浆（每次注浆完毕之后立即清理，可进行多次重复灌浆）（见图3）。
高强钢衬砌段接触灌浆施工前将抬动观测仪表（百分表或千分表）直接安装在灌浆部位钢管内表面，并检查仪表的摆动是否正常，灌浆过程中严格控制灌浆压力，设专人看守仪表，发现变形等异常立即停止灌浆并向监理工程师汇报研究处理。
5.1.5接触灌浆质量检查
高强钢接触灌浆结束7天后采用锤击法进行灌浆质量检查施工，若钢衬脱空面积大于400mm×400mm时，应进行补灌，对补灌进行质量检查合格后方能对灌浆管进行封堵；若钢衬脱空面积小于400mm×400mm，对灌浆管进行封堵即可。
图2 图3
5.2尾水肘管段接触灌浆
5.2.1工艺流程
尾水肘管安装
预埋可重复接触灌浆管
肘管外包砼浇筑
质量检查
卸除灌浆管
封堵灌浆孔
预埋充气拔管
砼初凝后拔管
肘管接触灌浆

图4
5.2.2施工准备
施工前采购并加工预埋充气管、灌浆主管、支撑固定装置。充气管要具备一定的膨胀性、耐压性、收缩性，按照设计的埋管长度加工成封闭的管路，安装充气阀门，在埋设前要进行24小时的充气密封性检查。灌浆主管采用φ32mmPVC材料灌浆管。支撑固定装置采用将φ32mm钢管剖开为1/2，用φ8mm钢筋焊接固定在肘管底部混凝土钢筋上。
5.2.3接触灌浆埋管及拔管
5.2.3.1拔管预埋
在尾水肘管安装完成后，在其底部埋设充气管。拔管灌浆系统按照串联接通、由低到高、连续灌浆的原则设计，具体为:
（1）肘管底部按一连续整体设置灌浆系统，保证接触灌浆一次连续灌浆完成，不分段灌浆；
（2）进回浆主管采用DN32塑料管，顺肘管水流方向埋设在肘管最底部，将通过拔管串连接通，以满足由低到高连续灌浆的要求；
（3）灌浆支管采用DN25充气拔管，拔管布置为垂直肘管水流方向。预埋充气拔管要用支撑固定装置使其紧贴肘管底部表面，埋管完毕后充气并检查其密封性，如发现漏气则立即修补或更换充气管。充气管自拔管部位引出并保护，防止浇筑混凝土时损坏。
5.2.3.2灌浆主管预埋
灌浆主采管用φ32mmPVC管，埋设与充气拔管基本相同，直接将其紧贴安装在尾水肘管最底部钢衬表面，与充气拔管垂直布置，并利用钢衬加劲环开孔将所有的充气拔管节点串联起来。
5.2.3.3排气管预埋
待预埋灌浆拔管超出接触灌浆范围（肘管中心线以上），将所有的拔管用三通管连接φ25PVC管引出至混凝土浇筑仓号外，作为排气及回浆管。
5.2.3.4预埋充气管拔管
混凝土浇筑前对预埋拔管进行充气，混凝土浇筑过程中设专人监管，防止损坏埋管；混凝土浇筑完成并初凝后（约6-8小时，现场试验确定），将预埋充气管中的空气放掉，使埋管缩小，然后从埋管引出部位将预埋充气管拔出，形成灌浆通道。
5.2.3.5灌浆管路连接及通气检查
肘管底部混凝土浇筑完成后，在各个拔管节点部位将φ32mmPVC灌浆主管割开，使其与埋设形成的拔管灌浆通道连通，并使用洁净的压缩空气检查拔管的串通情况，风压小于灌浆压力。尾水肘管埋管拔管示意图见图5。

尾水肘管钢衬接触灌浆拔管灌浆示意图

预埋拔管

排气管

钢衬预留孔

排气管

灌浆主管
预埋拔管
灌浆主管

回浆管
【图5B：立面示意图】

【图5A：平面示意图】
5.6封堵灌浆孔
钢衬基板的灌浆工序结束以后，将对灌浆孔进行一系列的处理填充，使钢衬满足
图5
5.2.4接触灌浆
肘管接触灌浆在底部混凝土浇筑完成28d后进行，并宜安排在一年中温度最低时段进行接触灌浆。灌浆前，使用洁净的压缩空气再次检查拔管串通情况，吹除管路内的污物和积水，风压小于灌浆压力。灌浆自灌浆主管进浆，从排气管排出空气、积水直至返浓浆后结束灌浆。
接触灌浆采用纯压式灌浆法。水泥强度等级不应低于42.5MPa，纯水泥浆；水泥细度要求：通过80μm方孔筛的筛余量不大于5%；水灰比：0.5～0.8。
灌浆压力0.1MPa，且不超过尾水肘管钢衬变形控制压力。根据现场实际情况，为了更好的控制灌浆压力，防止肘管钢衬受压变形或鼓包，拟采用恒定压力漏斗灌浆法施工。具体施工工艺如下：根据灌注水泥浆液的比重，计算出达到设计灌浆压力的水柱高度h，在高过灌浆部位计算水柱高度h的部位安装漏斗和球阀，用灌浆泵送浆至漏斗并引管至灌浆孔进行灌注。灌浆自低处灌浆主管进浆，并在灌浆过程中敲击震动肘管钢衬，待回浆管和排气管分别排出浓浆后，依次将其孔口阀门关闭，同时记录各孔排出的浆量和浓度。
接触灌浆前先安装好千分表，并检查好表的摆动是否正常，灌浆过程中严格控制灌浆压力，设专人看守千分表，发现变形立即停止灌浆并向监理工程师汇报研究处理。
灌浆结束标准：在0.2MPa的设计压力下，灌浆孔停止吸浆，延续灌注5min，即可结束灌浆。
5.2.5质量检查
灌浆结束等强7天后，对钢衬灌浆区域进行全面检查，采用锤击法，敲打钢衬表面，以回声频率的高低辨别灌浆质量，并对脱空区进行标识。若钢衬脱空面积大于0.5m2时，应进行补灌，每一个独立的脱空区布孔不应少于2个，最低处和最高处都应布孔，补灌方法一般采用磁力电钻钻孔灌浆法。若钢衬脱空面积小于0.5m2，对灌浆管进行封堵即可。
5.2.6封堵灌浆孔
钢衬基板的灌浆工序结束以后，将对灌浆孔进行一系列的处理填充，使钢衬满足下一步的安装工序要求。
5.2.6.1灌浆管的切割
灌浆结束后，用于灌浆的灌浆管将使用火焰切割进行切除，并在切除后，使用砂轮机对钢衬上未清除干净的残余物进行打磨，保证基板的光滑平整。
5.2.6.2灌浆孔的清理
由于灌浆过程中的水泥浆附着在灌浆孔的内壁，在进行灌浆孔的封堵之前，必须使用磨内圆机对孔内壁进行清理，保证内壁清洁。
5.2.6.3封堵塞的制作
在灌浆孔的封堵方案中，封堵塞按如下方法使用：
封堵塞的尺寸应保证：φ≤20mm，厚度δ为10mm。灌浆孔尺寸为：φ＝20mm，δ=22mm。
5.2.6.4焊接
将封堵塞置于灌浆孔内，然后对塞进行填塞焊处理，直至焊满为止。
5.2.6.5表面磨平
对焊满以后的灌浆孔进行打磨处理，直至将塞焊孔表面打磨光滑平整。
5.2.6.6PT检查
对打磨结束后的塞焊孔进行PT探伤检查，保证塞焊孔的焊接质量满足工程师要求。
5.3水轮机蜗壳接触灌浆
5.3.1工艺流程

压力钢管安装
预埋可重复接触灌浆管
蜗壳外包砼浇筑
质量检查
卸除灌浆管
封堵灌浆孔
预埋充气拔管
砼初凝后拔管
蜗壳接触灌浆

图1
图6
5.3.2施工准备
右岸地下厂房蜗壳底部钢衬接触灌浆采用可重复接触灌浆管和预埋拔管的方法。施工前采购具有合格证的可重复接触灌浆管和采购并加工预埋充气管、灌浆主管、支撑固定装置。充气管要具备一定的膨胀性、耐压性、收缩性，按照设计的埋管长度加工成封闭的管路，安装充气阀门，在埋设前要进行24小时的充气密封性检查。
5.3.3接触灌浆埋管
蜗壳底部沿中心线外侧布置拔管，内侧2m范围蛇形布置可重复接触灌浆管。
（1）拔管布置：蜗壳底部拔管按（附图2）所示布置，以蜗壳底部最低轴线中心线处布置一根DN32mmPVC管作进浆管，在DN32mmPVC管上布置三通与拔管之间连接，拔管的间距为2m。
（2）拔管及DN32mmPVC灌浆主管均用1寸钢管或硬质PVC管剖成一半后制作的托架固定，用φ8mm钢筋焊接在蜗壳底部环行钢筋网上，托架间距不宜太大，安装时需保持拔管顺直，紧紧贴住蜗壳底部钢板。拔管安装完成后，对管口采用木塞进行保护，并作好标识。拔管布置详见图7。
（3）管路安装完成后，对拔管管路通气，经自检合格后方可报请验收，验收后对管路进行保护。砼开仓前再对管路进行一次检查，检查拔管是否有脱落、漏气。砼浇筑过程中，安排专人进行看护，发现问题及时处理。拔管的拔出时间按砼的初凝时间控制，在底部砼初凝后（约6-8小时，现场试验确定）即可进行拔管作业。拔管应缓慢均匀的拔出，拔除后用压力风检查管路的通畅情况，并将里面的细微杂物吹出。
（4）、蜗壳沿中心线内侧2m范围蛇形布置可重复接触灌浆管，间距为2m，埋管方法同蜗壳阴角埋管。
5.3.4蜗壳底部接触灌浆
（1）、接触灌浆应在混凝土衬砌完成7天后进行施工。
（2）、接触灌浆水泥采用普通硅酸盐水泥，强度不低于42.5MPa，其细度要求通过80μm方孔筛的筛余量不大于5%，水泥质量应符合现行国家规范的标准。
（3）灌浆前对衬砌混凝土的施工缝或施工缺陷进行全面检查，对可能漏浆的部位进行事先封堵处理。
（4）、地下厂房蜗壳底部接触灌浆由低处孔向高处孔灌，先对外侧的拔管进行灌浆，再对内侧的可重复灌浆管进行灌浆。拔管灌浆时，自灌浆主管注入水灰比为0.5：1的水泥浆，灌浆压力为0.1MPa，拔管孔口返浓浆后依次用木塞封堵，封堵后灌浆压力达到设计压力0.1MPa后，灌浆孔停止吸浆，并继续灌注5min即可结束灌浆。可重复灌浆方法与蜗壳阴角部位回填灌浆方法相同。
（5）、蜗壳接触灌浆施工前将抬动观测仪表（百分表或千分表）直接安装在灌浆部位蜗壳内表面，并检查仪表的摆动是否正常，灌浆过程中严格控制灌浆压力，设专人看守仪表，发现变形等异常立即停止灌浆并向监理工程师汇报研究处理。
5.3.5灌浆质量检查
蜗壳底部接触灌浆结束7天后采用锤击法进行灌浆质量检查施工。若钢衬脱空面积大于400mm×400mm时，应进行补灌，对补灌进行质量检查合格后方能对灌浆管进行封堵；若钢衬脱空面积小于400mm×400mm，对灌浆管进行封堵即可。不合格的部位要利用可重复灌浆管或排气管、磁力电钻钻孔按照接触灌浆技术要求进行补浆，再进行质量检查，直至合格为止。
图7 蜗壳底部接触灌浆埋管及拔管布置示意图
备注：本作业指导书所述主要采用目前先进的“不预留孔、不钻孔”工艺方法及“全线、全断面出浆”的新型可重复灌浆管材料。钢衬接触灌浆还可以采用磁力电钻钻孔灌浆法及花管+橡皮圈自制预埋管法、普通预埋管+出浆盒法，在此不再细述。
6、资源配置
6.1人力资源配置
钢衬接触灌浆人力资源配置表
工种
高级管
理人员
中级管
理人员
一般管
理人员
灌浆工
车队
司机
其他人员
合计
人数
2
3
12
48
4
12
81
6.2机械设备配置
钢衬接触灌浆主要机械设备配置表
序号
设备名称
设备型号及规格
单位
现有数量
备注
1
储浆桶
0.6m3
台
2

2
变速制浆机
ZJ-400A
台
2

3
灰渣泵

台
1
排污
4
载重汽车
5t/3t
辆
1

5
小货车
双排座
辆
1

6
空压机
20m3
台
1

7、安全、质量保证措施
7.1专门成立钢衬接触灌浆领导小组，对接触灌浆质量和安全管理工作实施统一领导，全面负责工程的安全和质量。
7.2所有设备操作人员和记录人员必须执证上岗，其他人员必须经过培训，经考试合格后方可上岗。
7.3灌浆施工之前，将施工技术措施和质量计划要求对施工人员进行详细的交底，对所有从事管理和生产的人员施工前进行全面的安全教育。
7.4施工过程中各种用于检验、试验和有关质量记录的仪器、仪表必须定期进行检验和标定。
7.5施工过程中必须严格按监理工程师批示的施工技术措施进行施工。建立健全“三检制”并认真贯彻执行，下一道工序必须在上一道工序经过“三检”后，再经过监理工程师检查验收，合格后方可进行。
7.6每周进行一次安全生产大检查，对检查中发现的安全问题，及时制定整改措施，下发隐患整改通知，定人限期整改。
7.7接触灌浆过程中，严格控制灌浆压力，防止因灌浆压力过大导致其它不安全因素事件发生，安排安全员定点检查，巡视。
7.8施工场地做到规划、布置有序，道路、排水畅通。尤其是灌浆管路摆放整齐、材料堆放有序，不得乱丢废弃材料及垃圾，做到工完料尽场地清。
7.9施工过程中遇到特殊情况，应严格按设计有关要求编写出具体的处理方案，及时报监理工程师批示，并严格按监理工程师批示方案执行。

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