武都水库左右岸基础处理工程帷幕灌浆异常孔段现场处理实施细则(终改.docx

四川省武都水利水电集团公司
四川省水利水电勘测设计研究院武都水库设代处
中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院武都水库基础处理监理部
中国水电基础局有限公司&中国水电九局联营体武都水库项目部

二〇一〇年六月十五日

批准：向地平

核定：徐波

审查：石子明 覃克非

审核：陈艺平 覃克非 赵明华 杨向前

校核：沈振平 刘邦建 丁跃军 刘启国

编写：丁跃军 刘启国 张家俊 王奋生

目 录

第一章 编制目的和依据 4
1.1编制说明与目的 4
1.2编制依据 4
第二章 钻孔异常现象与地质初步判定 5
2.1返水呈黄色 5
2.2不返水或返水小且不掉钻 5
2.3掉钻 5
2.4塌孔 5
2.5涌水 5
第三章 灌浆方法与步骤 6
3.1 返水呈黄色 6
3.2不返水或返水小且不掉钻 8
3.3掉钻 10
3.4塌孔 12
3.5涌水 12
第四章 灌浆施工过程质量控制 12
4.1 质量要求 12
4.2 质量控制手段或方法 13
第五章 附则 14

第一章 编制目的和依据
1.1编制说明与目的
1.1.1武都水库地质条件极为复杂，岩溶极为发育，在灌浆施工过程中经常遇到掉钻、钻进中进尺加快、塌孔、漏水、涌水、耗浆量大、多次复灌无法达到结束标准等异常现象。
1.1.2为了能在保证施工质量的前提下，加快施工进度，在武都水库建设管理局建管部的组织和各参建单位的大力支持下，经过多次专题讨论、研究，提出了多种处理措施。
1.1.3为了便于现场技术、施工和监理等人员针对上述现象采取相应的办法和措施进行科学灌浆，经参建各方多次讨论并制定本实施细则。
1.1.4本实施细则适用于武都水库帷幕灌浆目前已经出现的异常孔段处理，不尽之处另行研究决定。
1.2编制依据
1.2.1 编制依据主要有：
(1) 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL62—94)；
(2) 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T 5148—2001)；
(3) 《武都水库工程大坝帷幕灌浆施工技术要求》川设武(基2008)01号；
(4) 《武都水库右岸F5断层帷幕灌浆施工技术要求》川设武(基2009)02号；
(5) 《武都水库工程底层帷幕灌浆深层岩溶处理施工与技术方案研究会会议纪要》；
(5) 相关合同文件；
(6) 参建单位类似工程施工经验。
第二章 钻孔异常现象与地质初步判定
帷幕灌浆钻孔时，因为地质条件复杂，钻孔时显示出不同的现象，现场人员应在帷幕灌浆钻孔记录表中详实记录。目前本工程可溶岩帷幕灌浆钻孔中反映为以下几种异常现象：
2.1返水呈黄色
2.1.1现象：钻孔返水呈黄色且钻进进尺短暂变快后恢复正常时，可以初步判定此段钻孔遇到溶蚀裂隙且夹有黄泥或黄色泥沙（即充填型溶蚀裂隙）；若钻进进尺依然较快且进尺长（大于0.5m），可初步判定该段为充填型溶穴（腔、洞）。
2.1.2要求：对钻孔遇到充填型裂隙的情况，继续钻进至设计段长或小于设计段长，进行裂隙冲洗、灌浆；对充填型溶穴（腔、洞），应继续钻进至溶穴（腔、洞）的底板，探明其高度。
2.2不返水或返水小且不掉钻
2.2.1现象：若钻孔时不返水（或返水小）且钻孔进尺没有明显变化，可初步判定为溶蚀裂隙型；
2.2.2要求：需在钻孔周围或相邻的洞室内检查有无漏水点。根据实际情况确定钻灌段长，并进行裂隙冲洗、灌浆；灌浆时漏水点冒浓浆立即封堵。
2.3掉钻
2.3.1现象：钻孔过程中钻机无负荷，初步判断为溶洞（腔）。
2.3.2要求：立即探明掉钻高度（采用提引器和加钻杆的方式），直至脱空底部，然后继续加杆钻进，探明底部是否存在充填物。若有充填物，探明其厚度和充填物性状，采取处理措施。
2.4塌孔
2.4.1现象：钻进过程中，孔壁坍塌，缩径。具体表现为提钻后钻具不能到底、过程中卡钻。
2.4.2要求：若出现塌孔现象，应立即停止钻进，根据返水颜色和岩心判断塌孔原因，并缩短段长(按实际情况定)。
2.5涌水
2.5.1现象：灌浆段钻孔结束后，孔内有水涌出。
2.5.2要求：测定涌水量和涌水压力，并记录。
第三章 灌浆方法与步骤
3.1 返水呈黄色
3.1.1按5:1纯水泥浆液开灌，按实际最大压力进行，根据设计技术要求进行浆液变换。
3.1.2最浓浆液大于30L/min或者注入量干耗量超过400kg/m，采用水泥粉煤灰混合浆液(粉煤灰掺量按水泥量的30%控制)灌注，降压限流。具体为：
（1）在最大压力下降低20%，灌注1小时。若压力无明显升高或注入率无明显降低，再降低当前压力的20%，灌注1小时后，若压力无明显升高或注入率无明显降低，即待凝8h。在上述过程中，若压力有升高或注入率有降低的趋势，继续灌注（但是必须分级升压，暂按0.5Mpa控制），直至结束，不得待凝。
（2）待凝后复灌，采用5:1水泥浆开灌，如果压力和注入率与待凝前相近，即改用待凝待凝前水灰比灌注。如果压力和注入率比待凝前升高和降低，则采用水泥浆灌注，但要分级升压（分为0.5Mpa、1.0～1.5Mpa、2.0～2.5Mpa、3.0～3.5Mpa、4.0～4.5Mpa五级）。若此时压力小于1Mpa，则采用水泥浆掺砂灌注，直至灌浆压力达到1.0 Mpa后待凝，待凝时间8h。
3.1.3在灌浆过程中，若出现相邻孔段冒水、冒黄泥等情况，应一直灌注，直到被串孔返浓浆。在有条件的情况下，尽量同时灌注；否则应将被串孔堵塞，按照上述要求进行灌注。
3.1.4灌浆材料：水泥浆、水泥粉煤灰混合浆液(粉煤灰掺量按水泥量的30%控制)、水泥浆掺砂（摻砂量可按水泥量的15%、30%、50%、70%、100%）等。
3.1.5 流程图见图1
图1 返水呈黄色灌浆流程图

3.2不返水或返水小且不掉钻
3.2.1如果不返浆，采用水泥浆掺砂灌注，直至回浆且压力≥1Mpa，待凝8h。
3.2.2如果有返浆且压力≥1Mpa，确保一定流量的回浆量，利于孔内充分循环。按5:1纯水泥浆开灌（防止多条细小裂隙造成不返水现象），根据设计技术要求进行浆液变换至最浓浆液。最浓浆液大于30L/min或者注入量干耗量超过400kg/m，采用水泥粉煤灰混合浆液(粉煤灰掺量按水泥量的30%控制)灌注，首次灌注10t干灰量后，待凝8h。
3.2.3待凝后复灌，采用5:1浆液，如果压力和注入率与待凝前相近，即改用待凝前水灰比灌注。如果有回浆，在保证有回浆的情况下灌注干灰量10t后，掺加水玻璃灌注(方法1：灌注混合浆液。水玻璃掺加水玻璃的掺加量按照试验确定；方法2：采用水玻璃和水泥浆液分开灌注。为了现场便于操作，根据现场搅拌槽容积定为：先灌注200L水玻璃，然后紧接着灌注水泥浆液400L)，待凝8小时。
3.2.4 在灌浆过程中，有压力升高趋势的情况下，必须采用分级升压的方式（按0.5Mpa）。
3.2.5灌浆材料：纯水泥浆液、水泥粉煤灰混合浆液(粉煤灰掺量按水泥量的30%控制)、水泥浆掺砂（摻砂量可按水泥量的15%、30%、50%、70%、100%），水泥浆掺水玻璃等。
3.2.6流程图见图2

图2 不返水（含返水小）且不掉钻灌浆流程图
3.3掉钻
3.3.1掉钻0.5m以下，直接采用水泥浆掺砂（可采用孔口加砂，摻砂量可按水泥量的50%、70%、100%）。
（1）有回浆后，采用水泥粉煤灰混合浆液(粉煤灰掺量按水泥量的30%控制)灌注，要尽量保证有回浆，干灰量达10t后掺加水玻璃灌注（方法1：灌注混合浆液。水玻璃的掺加量按照试验确定；方法2：采用水玻璃和水泥浆液分开灌注。为了现场便于操作，根据现场搅拌槽容积定为：先灌注200L水玻璃，然后紧接着灌注水泥浆液400L)，待凝8小时。
（2）待凝后复灌，采用5:1纯水泥浆液，如果压力和注入率与待凝前相近，即改用待凝前水灰比灌注。如果有回浆，在保证有回浆的情况下干灰量10t后掺加水玻璃灌注(方法1：灌注混合浆液。水玻璃的掺加量按照试验确定；方法2：采用水玻璃和水泥浆液分开灌注。为了现场便于操作，根据现场搅拌槽容积定为：先灌注200L水玻璃，然后紧接着灌注水泥浆液400L)，待凝8小时。
3.3.2掉钻0.5m以上，根据实际情况先采用水泥浆掺砂，干灰量达10t后，无回浆的情况下，根据钻孔深度、掉钻高度和施工作业条件，扩大孔径，回填高流态混凝土等。回填饱和后，按照设计技术要求灌注纯水泥浆，有回浆后，采用水泥粉煤灰混合浆液(粉煤灰掺量按水泥量的30%控制)灌注。施工过程中，参数和待凝时间按照上条执行。
3.3.3流程图见图3

图3 掉钻灌浆流程图
3.4塌孔
3.4.1砂层：根据塌孔情况和砂层厚度确定段长，控制2m左右，采用清水冲洗，直到返水清洁，采用纯水泥浆灌注。若可灌性差，即采用湿磨水泥或化学浆液灌浆。具体处理措施专题研究决定。
3.4.2软弱地层、破碎岩层：根据实际情况缩短段长灌注。施工措施根据孔内的情况按照第3.1、3.2、3.3条进行处理。具体处理措施专题研究决定。
3.5涌水
3.5.1在有涌水的孔段，灌浆前需测记涌水压力和流量，通过采取缩短段长、加大灌浆压力、纯压式灌注、PVC管代替射浆尾管下入孔段灌注，掺加速凝剂、延长持续灌浆时间和待凝时间等控制措施来确保此类灌浆孔的施工质量效果。
3.5.2 灌浆过程中，每隔10～15min测定一次浆液浓度。当发现回浆变浓时，应加强浆液浓度检测的频率，并形成记录。回浆变浓时，灌浆应换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min，即可停止灌浆。
3.5.3提高灌浆压力（设计压力 +涌水压力）；提高结束标准，必须进行屏浆4小时以上，以遏止涌水；必要时采用闭浆作为屏浆的补充手段，闭浆待凝24～48 小时。
第四章 灌浆施工过程质量控制
4.1 质量要求
1.1 孔位偏差≤10cm；帷幕灌浆孔口段孔径91mm；终孔孔径≥56mm；帷幕灌浆压水检查孔及先导孔≥76mm；抬动观测孔91mm。
1.2 孔斜
帷幕灌浆钻孔孔斜按下表控制
帷幕灌浆孔孔底允许偏差 (单位：m)
孔 深
20
30
40
50
60
允许偏差
单排孔
0.25
0.45
0.70
1.00
1.40
二或三排孔
0.25
0.50
0.80
1.15
1.80
1.3 实际灌浆孔段段长与设计灌浆段长相差不得大于20cm(遇异常情况缩短段长时除外),终孔标准按设计技术要求执行；终孔孔深不得小于设计孔深。
1.4钻孔冲洗：回水清洁，孔内沉淀小于20cm
1.5浆液变换
1.5.1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间，不得改变水灰比；
1.5.2 当某一级水灰比浆液注入量达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，应改浓一级水灰比浆液；当注入率大于30L/min时，可根据情况越级变浓。
1.6灌浆压力：灌浆压力应尽快达到设计压力，但对于注入率较大（第三章所述情况除外）或易于抬动的部位应分级升压。
1.7 灌浆结束标准：按设计技术要求执行，当注入率不大于1L/min时，继续灌注90min后结束灌浆。
1.8 底层帷幕灌浆孔终孔标准：
（1）终孔段灌前压水试验的透水率q≤3Lu；
（2）终孔段水泥干耗灰量≤50kg/m；
（3）终孔上一段的灌前透水率≤5 Lu，干耗灰量≤200kg/m
4.2 质量控制措施与方法
4.2.1 灌浆施工实行许可制度。钻孔布置完毕、质检人员校核孔位后，填报许可证，通知现场监理复核及时开孔，孔位误差小于10cm；
4.2.2开钻前，质检人员要检查钻机是否周正、稳固，确保孔斜满足设计技术要求，钻孔过程中应每10m测斜一次。
4.2.3接触段灌浆栓塞必须置于混凝土内，灌前栓塞安装和灌后孔口管安装过程必须在质检人员和监理人员的旁站下进行，并作专门记录。
4.2.4钻孔过程中施工方应实时详细记录钻杆长度，以便于控制孔深和段长。段长控制在5m,误差小于20cm（异常情况除外）。现场质检人员应负责检查孔深和钻杆长度，并签字确认。监理人员根据情况随机进行抽检，终孔必须通知监理人员进行检查。
4.2.5结束钻孔后立即进行钻孔冲洗，直到返水清洁，并作记录。
4.2.6 裂隙冲洗和简易压水可合并进行，尾管距孔底不得大于0.5m，但异常情况下可不下入尾管，例如涌水孔段。
4.2.7 定期（半个月）系统校核压力、流量传感器，压水过程中进一步检查压力、流量传感器与压力表，读取的数据要一致；同时检查灌浆设备的工况，对于不能满足施工要求的，要及时维修，否则不予施工。
4.2.8在灌浆过程中，如出现压力表和记录仪数据不一致或实际灌浆情况与资料不一致等情况，中断自动记录，采用手工记录。该段结束后，应及时查找原因予以解决。
4.2.9 正常孔段灌浆要尽快升至设计压力，异常孔段按照第3章相应要求执行。
4.2.10严格执行准灌证制度和工序质量三检制，准灌证必须每完成一道工序后如实填写，经质检人员签字确认后交现场监理人员复核签认后方可进行施工作业。
第五章 附则
5.1 本实施细则自2010年7月10日起试行。
5.2在执行过程中，不尽之处及时研究、补充完善。
5.3本实施细则解释权和知识产权归编写小组。