固结灌浆生产性灌浆试验施工方案416修改.docx

固结灌浆生产性灌浆试验施工方案
1 概述
1.1工程概述
本试验计划主要针对砼面板堆石坝趾板及左、右岸灌浆洞的固结灌浆。根据工程进度情况，计划在19#趾板进行生产性试验，先进行固结灌浆试验，然后进行帷幕灌浆试验，固结灌浆具体工程量见表1-1。
灌浆试验工程量表 表1-1
序号
施工内容
固结灌浆试验
备注
数量
单孔砼厚m
单孔入岩深度m

1
灌浆孔
15
0.8
8.0

2
检查孔
1
0.8
8.0

1.2 试验目的
1.2.1 论证趾板基础等岩层的可灌性。
1.2.2 确定帷幕、固结灌浆采用的材料。
1.2.3确定浆液比级变换参数，以及最佳灌浆浆液比级。
1.2.4确定帷幕、固结灌浆的压力（范围值）。
1.2.5提供布孔孔距、排距参数及灌浆施工工艺。
1.2.6通过试验了解帷幕灌浆效果。
2主要依据
2.1《趾板固结灌浆平面图》（1/3～3/3）；
2.2《趾板帷幕灌浆平面图》（1/3～3/3）；
2.3《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148-2001）；
2.4本工程施工采用的现行国家及行业标准、规程和规范；
2.5本工程有关的招、投标文件；
2.6国内外已建类似工程的有关资料和经验；
2.7本工程所具有的特殊性。
3临建设施布置
根据施工工期安排，结合各施工期间的施工强度以及灌浆施工用水的特殊要求，对施工过程中的风、水、电以及制输浆系统进行布置。
3.1施工道路
利用已有的施工道路，并结合坝体填筑施工道路布置，满足生产需要。
3.2施工用水
在施工现场合适位置放置一个4m3水箱，用潜水泵从集水坑抽取以供灌浆用水。
3.3施工用电
施工用电按就近原则从7#变压器处接取，施工用电总功率约200KW。在工作面设置主配电柜，各钻探灌浆用电由主配电柜引出到各自电箱。
3.4施工照明
灌浆施工照明用电从主配电柜处接取。施工现场安装高效节能灯，施工照明需满足现场施工要求。
3.5污水处理
灌浆施工污水排放将设置污水排放系统，将灌浆污水从趾板前排水沟汇聚用污水泵抽至制浆站旁污水池，经污水泵抽至上游围堰左岸坡脚二级沉淀池，经二级沉淀处理后排到大通河。
3.5制输浆系统
3.5.1制浆站修建
根据施工现场的实际情况，在上游围堰下游坡坡脚以左处修建标准化制浆站，采用相对集中的制浆方法。同时，为便于水泥堆放及存储，在制浆站旁用钢架管搭设水泥存储棚，制浆站旁挖置积水坑，便于经常性排污。
3.5.2制输浆设备
制浆站选用ZJ—400c高速制浆机制浆。输浆管路采用D25钢管，为便于检查输浆管路，每隔5根输浆管安装一个活动连接；为方便用浆，在灌浆现场每个搅拌桶附近安装一个阀门。在试验场地附近搭建灌浆操作间，输浆管路直接连接到操作间搅拌桶。
4 施工工期安排
根据石头峡水电站的气候特点及工地实际情况，灌浆试验工期安排如下：
2013年3月11日至2013年3月28日，完成施工准备工作；
2013年3月29日至2013年4月13日，完成试验段固结灌浆；
2013年4月14日至2013年4月22日，完成固结灌浆检查孔施工；
2013年4月23日至2013年5月10日，资料整理上报。
5施工方案
5.1试验区平面布置
根据工程进度情况，计划在19#趾板进行生产性试验，先进行固结灌浆试验，然后进行帷幕灌浆试验，灌浆现场平面布置见后附图1：《灌浆试验现场平面布置图》，孔位布置严格按照设计要求进行布孔，具体详见附图2：《趾板固结灌浆19单元孔位平面布置图》及附表1：《趾板固结灌浆19单元施工参数表》。
5.2材料
现场采购的每批材料（水泥、外加剂和掺和料等），符合有关的材料质量标准，并附生产厂家的出厂合格证或质量证明书。在每批材料入库前均按规定进行检验验收，并及时将检验成果报送监理人抽检。
5.2.1水泥
水泥选用昆仑山牌P.O 42.5硅酸盐水泥，其水泥细度要求通过80μm方孔筛，其筛余量不大于5%；
对受潮结块的水泥不予以使用，水泥存放时间不能过长，出厂期超过三个月的水泥需重新检测，合格后方可使用。
5.2.2水
拌合水的温度不高于40 0C，不低于5 0C。本项目的施工用水采用集中供水设施供水，水源取至大通河内。
5.2.3砂
本工程的灌浆浆液采用纯水泥浆液灌注，如掺砂选用质地坚硬，且其中的土团、硫化物和有机物等不超过有关规定的指标，粒径不大于2.5mm，细度模数小于2。
5.2.4掺和料
灌浆过程中如需在水泥浆液中掺入砂、黏性土、粉煤灰、水玻璃等掺和料时，报监理人批准后方可进行施工，掺和料的质量要求符合DL/T5148-2001第5.1.6条规定,并通过试验确定。
5.2.5外加剂
灌浆过程中如需在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂以及监理人指示或批准的其它外加剂时，各种外加剂的质量要符合DL/T5148-2001第5.1.7条规定，其最优掺加量通过室内试验和现场灌浆试验确定，并将成果报监理认可，所有能溶于水的外加剂要以水溶液的状态加入。
6施工方法
6.1固结灌浆试验
固结灌浆试验孔按照排间分序、排内加密的原则布置，依照灌浆图纸要求固结灌浆试验孔共分三排（先施工下游排，再施工上游排，最后施工中间排），每排灌浆孔均分为二序（先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔）。
6.1.1工艺流程
I序孔自上而下分段（钻孔——冲洗——压水——灌浆）——封孔——I序孔检查自上而下（不取芯钻孔——压水——灌浆——封孔——整理资料，分析灌浆效果）；
II序孔自上而下分段（钻孔——冲洗——压水——灌浆）——封孔（整理资料，分析灌浆效果）；
检查孔自上而下分段（钻孔并取芯——冲洗——压水——灌浆）——封孔（整理资料，分析灌浆效果）——编写试验报告。
6.1.2施工方法
（1）钻孔
固结灌浆孔采用冲击式钻机或地质钻机钻孔，固结灌浆孔孔径不小于Φ38mm。开孔前认真检查钻孔孔位，钻孔位置与设计位置的偏差不大于10cm。孔位有变更时，及时联系监理并征得其同意。钻机定位后，对钻机进行支护，确保钻机平正稳固，用水平尺对钻机进行测量，保证钻机立轴和孔口管的方向与设计孔向始终保持一致。
钻孔遇有洞穴、塌孔、掉块等情况时，做好记录后再进行灌浆处理，而后再继续钻进。发现集中漏水，通知监理，查明漏水部位、漏水量和漏水原因，经处理后，再行钻进。发现涌水、承压水、地下暗流时，暂停施工，通知监理，待方案确定后组织施工。
钻孔过程中，对其回水颜色、地质情况及施钻过程中的特殊情况做详细记录。
（2）声波检测
固结灌浆要求进行灌前及灌后声波检测，声波检测孔的具体要求通过声波测试方案确定。
灌前声波检测完毕后，声波检测孔按照固结灌浆分序加密的原则进行灌浆及封孔。在本单元固结灌浆结束14d后，对原声波检测孔进行扫孔，孔深不变，然后进行灌后声波检测。
（3）Ⅰ序孔冲洗
冲洗分为钻孔冲洗和裂隙冲洗。
钻孔冲洗在灌浆孔段钻进结束后进行，冲洗方法选用无压大流量，冲洗直至孔内澄清，孔底沉淀厚度小于20cm
裂隙冲洗在灌浆开始前采用压力水进行冲洗，冲洗直至回水澄清并延续5min后结束，但总的冲洗时间不能少于20min。冲洗压力为灌浆压力的80%，并不大于1Mpa。
（4）Ⅰ序孔压水试验
压水试验在裂隙冲洗结束后进行。实验区固结灌浆孔要求每孔采用单点法压水，压力为灌浆压力的80%，并不大于1Mpa。
压入流量稳定标准为：在压力稳定的前提下，每5min测读一次压入流量。连续测读四次读数，最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，本阶段压水试验结束，取最终值作为计算值。其计算公式：
Lu= Q/PL
Lu——透水率吕容值（Lu）
Q——流量（L/min）
P——压力（MPa）
L——段长（m）
（5）Ⅰ序孔灌浆
1）灌浆方法及段长
固结灌浆试验采用孔口封闭、孔内循环的灌浆方法，射浆管距孔底不大于50cm。固结灌浆孔总孔深为8.8m，孔底高程2968.80。固结灌浆孔采用一次成孔，全孔做为一段进行压水、灌浆及封孔，灌浆及封孔压力为0.3～0.5MPa。
2）灌浆机具
采用ZJ-200L型搅拌桶储浆及配浆，3SNS-A型注浆泵进行灌浆。
3）浆液拌制
采用ZJ-400L高速制浆机进行浆液拌制。浆液必须搅拌均匀并测定浆液比重。浆液温度保持在5～40 0C，以温度计来及时测定。
4）浆液水灰比（重量比）
普通水泥（固结灌浆）：5∶1；3∶1；2∶1；1∶1；0.8:1；0.6∶1（或0.5∶1）
5）浆液变换
浆液浓度根据浆液水灰比要求按照由稀到浓的原则，逐级变换。
⑴、当灌浆压力保持不变，注入率逐渐减少时，或注入率保持不变灌浆压力持续升高时不得改变水灰比。
⑵、当某一级水灰比浆液注入量已达300L以上，或持续灌注时间已达30min，而灌浆压力或注入率均无明显改变时应变浓一级水灰比灌注
⑶、当注入率大于30L/min，根据具体情况越级变浓。
⑷ 灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，立即查明原因，采取相应的措施处理。
6）灌浆结束标准
在该灌浆段最大设计压力下，当注入率不大于1.0L/min时，继续灌注30min结束。当长期达不到结束标准，则报请监理工程师共同研究处理措施。
（6）Ⅰ序孔封孔
封孔采用0.5∶1浓浆选用“全孔灌浆封孔法”进行封孔，封孔压力为该孔最大灌浆压力的80%～100%。压力封孔结束24h后，对孔口因浆液沉淀的部分，利用M10砂浆人工回填并插捣密实。
（7）Ⅰ序孔资料整理
固结灌浆Ⅰ序孔灌浆结束后，对灌浆资料进行初步整理分析，完成以下资料的整理：
1） I序孔的透水率频率曲线图。
2） I序孔灌浆的单位注灰量频率曲线图。
3） I序孔的钻孔、灌浆成果表。
4）对前期灌浆设计参数进行分析，得出阶段性试验成果。
（8）Ⅱ序孔施工
所有I序孔钻灌结束后转入Ⅱ序孔的钻灌施工，Ⅱ序孔钻孔—冲洗—压水—灌浆—封孔施工方法及施工参数同I序孔。
（9）检查
固结灌浆工程质量检查采用测量岩体波速和布置检查孔进行压水的方法。
检查孔在Ⅱ序孔灌浆结束3～7天后以压水试验的方式进行检查，孔数为该实验区灌浆孔孔数的5%。压水试验采用单点法，压力为灌浆压力的80%，并不大于1Mpa。,流量稳定标准及计算公式同前。灌浆后岩体的单位透水率吕荣值不大于5Lu为合格。
检查孔钻孔过程中的岩石岩性、回水大小、颜色等情况在钻孔班报表中对作详实描述，钻取岩芯进行统一编号、填牌编录装箱、绘制岩芯柱状图并保留岩芯照片。
（10）资料整理
固结灌浆检查结束后，对灌浆资料进行初步整理分析，完成以下资料的整理
1）Ⅰ、Ⅱ序孔的透水率频率曲线图及频率累计曲线图。
2）Ⅰ、Ⅱ序孔灌浆的单位注灰量频率曲线图及频率累计曲线图。
3）Ⅰ、Ⅱ序孔的钻孔、灌浆成果表
4）对前期灌浆设计参数进行分析，得出阶段性试验成果。
（11）资料整理
灌浆施工过程中对现场原始记录在灌浆孔段结束后及时收集整理汇总，在本阶段试验结束7后提交试验成果资料，试验成果资料包括：
1）各次序孔透水率频率曲线图
2）各次序孔单位注灰量频率曲线图
3）固结灌浆综合平、剖面图
4）检查孔钻孔柱状图
5）检查孔压水试验成果表
6）检查孔成果一览表
7）固结灌浆完成情况统计表
8）灌浆孔综合统计表
9）灌浆孔分序统计表
10）灌浆孔成果一览表
（12）试验报告
对试验成果进行分析，提出固结灌浆设计参数建议，提交正式试验报告，主要内容有：
A、趾板基础等岩层可灌性。
B、确定采用的固结灌浆材料。
C、确定的浆液比级变换参数，以及最佳灌浆浆液比级。
D、确定固结灌浆的压力。
E、提供布孔孔距、排距参数及灌浆施工工艺。
F、了解固结灌浆效果。
6.2 特殊情况处理
6.2.1漏、冒浆处理
灌浆过程中发现冒浆、漏浆时，视具体情况采用嵌缝、表面封堵、灌注浓浆、降低压力限流、限量和间歇灌浆等方法处理。
6.2.2串浆处理
（1）灌浆过程中发生串浆时，如被串浆孔正在钻进，串浆量不大，可继续钻进，否则应立即停止钻进。封闭串浆孔，待灌浆结束后，串浆孔再行扫孔、冲洗，而后继续钻进施工。
（2）如与待灌孔串浆，串浆量不大时，可于灌浆的同时在被串孔内通入水流，使水泥浆不致在孔内沉淀而堵塞钻孔内的岩石裂隙；串浆量较大时，如条件具备可同时灌浆，如不具备同时灌浆的条件，则封闭被串孔，待灌浆孔灌浆结束之后，立即打开被串孔扫孔冲洗后尽快灌浆。
（3）若两个孔同时灌浆，且两孔段使用的灌浆压力又不相同，出现串浆时，若无法灌结束，应封闭使用较低灌浆压力的浅孔，待深孔灌浆结束后再灌浅孔。
6.2.3大耗浆量孔段的处理
当孔段出现耗浆量较大，难以达到结束标准时，采取如下处理措施：
（1）降低灌浆压力、限流、限量、间歇灌浆；
（2）在浆液中掺加速凝剂灌注混合浆液。
6.2.4孔段返浆的处理
在岩石裂隙内充填有粘土的孔段进行灌浆时，当降压时极易出现返浆现象，即在降低压力时，灌入孔段内的浆液在充填泥的弹力作用下被挤出孔外，此类孔段在灌浆结束时应适当延长屏浆时间，或先采用纯压灌浆结束后闭浆待凝，然后扫孔灌浆直至达到结束标准。
6.2.5灌浆中断的处理
灌浆过程中若因故中断可采用如下措施进行处理：
（1）应尽早恢复灌浆，如估计在30min之内难以恢复灌浆时应进行洗孔，然后扫孔复灌，直至达到结束标准；
（2）恢复灌浆时应使用开灌比级的浆液进行灌注，如注入率与中断前相近，可恢复中断前比级的浆液继续灌注，如注入率较中断前减少较多，则应按逐级变浓的原则继续灌注；
（3）如中断时间较长，恢复灌浆时，如注入率较中断前减少较多且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施进行处理。
6.2.6特殊地层处理
（1）灌浆施工过程中遇大的渗漏通道时，采用大口径钻孔回填高流态混凝土、投入碎石后再灌注水泥砂浆、灌注混合浆液等措施，待凝后，扫孔，再进行高压灌浆、化学灌浆补强。
（2）大耗灰量灌浆难于结束时，采用下列处理措施：低压、浓浆、限量、限流、间歇灌浆；浆液中掺加速凝剂；灌注稳定浆液或混合浆液。该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。
（3）灌浆过程中如发现串浆时，采用下述方法处理：
a 、如被串孔正在钻进，应立即停钻。
b 、串浆量不大于1L/min时，可在被串孔内通入水流。
c 、串浆量较大，尽可能与被串孔同时灌注，但应注意控制灌浆压力，防止岩体抬动或衬砌变形。当无条件同时灌注时，应封堵被串孔。对灌浆孔继续灌注，灌浆结束后，立即扫开被串孔洗净再行灌注。
6.2.7孔内返砂的处理
在含有大量泥砂的孔段灌浆时，砂粒随同回浆返出孔外，致使灌浆泵无法排浆或堵塞孔口高压阀门，孔内憋压，压力瞬时提高，极易导致灌浆管路破裂伤人，或将孔内岩石裂隙击穿劈开新的通道使灌浆无法达到正常结束标准。应采取如下处理措施：
（1）先用水灰比0.5：1浓水泥浆液冲孔，以将孔内的砂子冲出孔外，再安装孔口高压阀门进行正常灌浆，使用大过流面积的高压阀门及回浆管路；
（2）采用纯压式灌浆。
6.2.8孔口有涌水孔段的处理
灌浆前应测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况，按监理人指示可选用下述方法处理：
（1）缩短段长，对涌水段单独灌浆；
（2）相应提高灌浆压力；
（3）灌浆结束后采取屏浆措施，屏浆时间不少于2h；
（4）闭浆；
（5）闭浆结束后待凝48h；
（6）必要时，可在浆液中掺加适量速凝剂。

7资源配置
7.1人力资源配置
人力资源配 置见表7-1。
人力资源配置表 表7—1
职务（工种）
人数
职务（工种）
人数
技术干部
1
记录员
4
机长
1
钻探灌浆工
8
班长
2
普工
10
7.2机械设备配置
机械设备配置表 表7—2
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
地质钻机

GXY-2K
台
2

2
地质钻机
GXY-2C
台
2

3
灌浆泵
3SNS-A
台
2

4
高速制浆机
ZJ-400C
台
1

5
普通搅拌机
ZJ-200
台
2

6
自动记录仪
HT-1
台
2

7
潜水泵

台
2

8
排污泵

台
2

9
修配设备

套
1

10
计算机

台
2

11
测斜仪
KXP—1S
台
1

8施工管理措施
8.1管理机构设置
项目组织机构见图8-1：组织机构图。

项目经理部
灌浆队
灌浆技术组
灌浆施工组
材料供应组
技 术 负 责
技 术 员
钻 探 班
灌 浆 班
材 料 员
维 修 班
后 勤 员

图8-1 组织机构图
8.2工程质量管理
为保证本工程施工质量，我们将保证本工程的材料、设备、工艺满足该工程具体要求，确保“工程质量零事故”。为此：
（1）设置直属质量检查机构，配备专职质量检查人员，建立完善质量检查制度；
（2）严格按本施工技术要求的规定和监理单位的指示，对工程使用的材料和工程设备以及工程的所有部位及其安装工艺进行全过程的质量检查，详细做好质量检查记录，编制工程质量报表定期送交监理单位审查；
（3）为监理单位的质量检查和检验提供一切方便；
（4）为业主单位进行复检，提供检测、验证或检验的必要条件。
8.3三检制度
根据本项目组织机构设置，在施工过程中，严格执行质量“三检制”，“三检制”具体规定如下：
（1）专业施工队负责具体项目施工的人员，完工后对其工作进行“初检”。初检人员名单：郭友均、肖永宏、杨志、郭正毅。
（2）专业施工队技术员负责完工项目的“复检”，并向质检站提交施工记录。复检人员名单：张刚、张万里。
（3）质检站专职质检员负责其分管项目完工的“终检”，并向监理单位提交质量检查记录，申请监理验收。终检人员名单：杨扩军、杨恒超。“三检制程序图见下表：

合格
不合格
合格
合格
班组初检
现场技术人员复检
专职质检人员终检
监理工程师签证
下道工序

合格
整改
不合格
整改
不合格
整改

图8-2 “三检制”程序图
（4）在施工终检合格证上签字，对无初检记录的单孔工程不得进行复检。
（5）灌浆工程属于隐蔽工程，单孔验收前，由施工队做好相关记录，内容完整、数据准确，然后由项目部质检人员审核，各方面资料准备齐全后报请建设监理单位验收合格后才能进行下道工序的施工，以确保每道工序的施工质量。
（6）一旦发生质量事故，必须坚持“三不放过”即事故原因不查清不放过，事故主要责任者和职工未受到教育不放过，补救措施不落实不放过的原则进行事故检查处理。
8.4施工安全管理
8.4.1安全管理目标
安全生产目标：人身死亡零目标。不发生重大人身伤亡事故；不发生重大机械设备损坏事故；不发生重大火灾事故；不发生特大交通事故。
8.4.2安全保证体系
建立由项目经理直接领导、负责的安全管理体系，项目经理为安全生产第一责任人，对本合同项目范围内的施工安全负领导责任。项目部设一个项目副经理，管理安全生产工作，为安全生产的直接责任人，负责全面管理施工安全。工程技术部在总工程师的领导下，负责制定安全技术措施。安全环保部负责检查落实安全措施的落实情况、安全措施是否得当及存在的安全隐患是否已及时处理，杜绝重大安全事故的发生。
8.4.3施工安全保证措施
8.4.3.1遵守法规
工程施工整个过程中我项目部将一如既往地坚决贯彻执行国家有关安全生产的法规、法令、执行建设单位与地方政府对安全生产发出的有关规定和指令。建立安全岗位责任制，逐级签定安全生产承包责任，明确分工，责任到人，奖惩分明。
8.4.3.2健全机构
健全安全组织，强化安全机构充实安检人员，完善工作制度。设立安全环保部，各作业队配置安全员1～2名，做到每班作业都有安全员，安监人员每天巡视各施工面，检查施工现场的安全情况及是否有违章作业情况，一旦发现及时制止，规定每个施工作业班组做到班前交待注意事项，班后讲评安全，把事故消灭在萌芽状态中。
8.4.3.3安全技术措施
（1）做好劳动保护工作。对现场工作人员，将根据作业种类和特点，并按照劳动保护法规定配备相应的劳保用品，包括安全帽、水鞋、绝缘鞋、雨衣、手灯、防尘面具、安全绳(带)等。还将按照有关的劳动保护规定发给工作人员各种补助。
（2）做好照明安全工作。我们将遵照本合同的规定在各施工区、道路及生活区设置足够的照明系统。
（3）接地及避雷装置。凡可能漏电伤人或易受雷击的电器设备及建筑物均将设置接地装置或避雷装置，并负责这些装置的供应、安装、管理和维修，并将定期派专业人员检查这些装置的效果。
8.5环境保护措施
8.5.1综合措施
（1）严格遵守国家和地方政府有关环境保护的法令、法规和合同规定，对施工活动范围内的环境予以认真保护。教育职工遵守环保法规，提高环保意识，并根据本工程环保的特点制定一系列具体措施加以贯彻落实。自觉接受当地环保部门对施工活动的监督、指导和管理，积极改进施工中存在的环保问题，提高环保水平；
（2）在工程开工的同时，建立由项目部经理直接领导的环境保护管理和监督机构，负责组织和监督本工程环境保护措施的落实。在工程施工过程中，对施工中出现的环境与各项施工之间的矛盾和问题进行协调，达到工程建设与环境保护协调发展。
8.5.2专项措施
废水处理：在施工现场摆放一到两个垃圾桶收集现场垃圾，并集中处理。在试验场地布置集水坑，对钻孔和灌浆产生的废水、弃浆集中抽排至弃浆池，待浆液沉淀后，排入河内。定期对弃浆池进行清理，确保其能正常使用，并发挥起作用。
附图1：《灌浆试验现场平面布置图》
附图2：《趾板固结灌浆19单元孔位平面布置图》
附表1：《趾板固结灌浆19单元施工参数表》