高压管道下平段裸岩灌浆施工方案.docx

目 录1 概述21.1工程概况21.2工程地质22编制依据23施工布置23.1施工用电布置23.2施工用水33.3施工用风33.4制浆站布置33.5钻孔平台43.6排污系统布置44灌浆生产性试验段45施工方法和技术措施55.1灌浆孔布置55.2施工工艺流程55.3钻孔施工55.4钻孔冲洗及压水试验55.5灌浆施工65.6抬动观测85.7质量检查86主要工程量及工期安排96.1主要工程量96.2工期安排97、资源配置97.1机械设备配置97.2人员配备108质量保证措施119安全保证措施11高压管道下平段岩溶处理及渗水段、近厂段裸岩灌浆施工方案1 概述1.1工程概况根据2009年8月上旬收到的高压管道灌浆、岩溶处理及尾闸室安装场交通洞施工图，由于受岩溶的影响，根据设计图纸要求对引水隧洞末端、调压室底部、高压管道上平段、高压管道下平段、竖井段岩溶区进行处理。对高压管道下平段、渗水段及近厂段进行裸岩灌浆处理，灌浆孔排距为2m，根据各洞段地质情况的不同，孔深为两种，分别是8m和4m。根据断面的大小，每个断面灌浆孔数1232个不等，成梅花型布置，灌浆压力为0.51.5Mpa。1.2工程地质工程区岩性为T2y5细晶大理岩,赋存岩石较为复杂，分别有灰黑色中厚层细晶大理岩，灰-灰白色细晶大理岩，灰-灰黑色薄层大理岩，灰-灰绿色薄层大理岩，黑白相间条带状薄层大理岩。层面较易张开。水平埋深与垂直埋深均大于200米,地应力中等发育,围岩较易松驰,松动圈大于4米。地质构造级结构面不发育，小断层有f14、f29、f31、f33、f34、f38、f40、f41、f50、f51、f56、f61、f64、f66、f67、f74、f75、f77等，-级结构面一般4组,部分5组，平缓张性小裂隙发育，裂面张开充填铁锰质、富水。围岩稳定程度一般至较差，以类围岩为主,部分类。2编制依据（1）水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（ DL/T 5148-2001）；（2）高压管道下平段岩溶处理及渗水段、近厂段裸岩灌浆布置图；（3）水利水电工程钻孔压水试验规程(SL25-92)；（4）硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(GB-1999)。3施工布置3.1施工用电布置利用洞内现有的高压供电系统，空压机从附近的变压器接线，距离不超过60m，其它设备就近接线，用电缆输送至各工作面配电盘。固结灌浆用电计划统计表见表3-1。表3-1 用电计划统计表名称规格型号单位数量单机功率(KW)功率(KW)空压机XAHS376台1186186灌浆泵SGB6-10/3SNS台455220高速搅拌机ZJ400台41144潜水泵台11515低速搅拌机L200台47.530电焊机交流28KVA台12828送浆泵200/40台21836照明及其它2020合计579固结灌浆合计用电总功率为579KW，按70%考虑需要406KW的用电容量。3.2施工用水采用厂2#施工支洞内的系统供水设施，就近连接，用100钢管向作业面和搅拌站供水。供水能力应满足20m3/min的要求。3.3施工用风采用XAHS376空压机供风，供风能力22.4m3/min。另考虑洞内系统风作为备用风。3.4制浆站布置灌浆采用集中制浆方式，制浆系统根据灌浆洞段的位置布置在洞内靠洞壁一侧合适位置处，且不影响其它交叉作业。制浆台采用脚手架钢管搭设，长12m，宽3m，高1.5m。棚顶及周边采用棚布或彩条布遮盖，以防水泥受潮，灰棚储灰量不小于80t。制浆站内布置ZJ-400型高速制浆机4台，L200型低速搅拌机4台， SGB6-10型灌浆泵4台，GSEB50沙浆泵1台，输浆管采用25的高压胶管输送至灌浆孔。详见图3-1。图3-1 制浆系统布置示意图3.5钻孔平台钻孔采用100B潜孔钻机造孔，因此在洞内搭设钻孔平台。根据施工洞段长度，分段搭建钻孔平台，平台搭设必须满足钻孔施工承重要求又满足洞内交通要求。钻机摆放位置用木板铺设，钻机就位后，将钻机固定在平台上。拟在处理洞段一次性搭设施工平台。平台四周用安全网覆盖并悬挂安全标识牌。具体搭建方法如图3-2所示：图3-2 钻孔平台搭设示意图3.6排污系统布置灌浆产生的废水、废浆液采用扎双道、高低不同的围堰的方法进行沉淀净化处理，由于受洞内条件的限制，接DN100排污管铺设的路线为：每条高压管道隧洞5#排水泵站，污水管路长约1000m。岩粉、水泥浆等沉淀以后由人工清理、运输至堆渣场进行堆放。施工总体布置详见附图1。4灌浆生产性试验段灌浆正式施工前，根据现场地质情况选择在管（3）0+1880+200洞段（岩溶洞段）、管（3）0+301.456317.456洞段（近厂段）进行生产性灌浆试验。5施工方法和技术措施5.1灌浆孔布置灌浆孔布置采用全断面布孔，钻孔排距2.0m，每断面布置12/15孔，梅花形布置，孔向呈放射状；施工时，灌浆环与环之间分两序施工；同一环内灌浆孔也分两序施工。灌浆孔布置见高压管道下平段岩溶处理及渗水段、近厂段裸岩灌浆布置图（图号H20J-5D7-5-102）。5.2施工工艺流程灌浆施工采用一次性成孔，自下而上分段灌注。施工顺序：先钻灌序环内的单号孔，再钻灌双号孔,序环钻灌完毕后再同理进行序环的钻灌。优先考虑施工洞壁及顶拱钻孔，最后集中施工底板钻孔。5.3钻孔施工5.3.1造孔采用100B型潜孔钻机钻孔，每个钻孔平台配置100B型钻机，进行隧洞顶拱、侧壁和底板钻孔。底板钻孔施工时先下设孔口管进行孔口保护，孔口管的长度根据地板浮渣厚度确定，要求穿过浮渣进入新鲜岩石不小于50cm。5.3.2孔深岩溶洞段及渗水洞段钻孔深度为8m，近厂段钻孔孔深为4m。5.3.3孔径8m孔深灌浆孔终孔孔径76mm，4m孔深的灌浆孔孔径42 mm。5.4钻孔冲洗及压水试验5.4.1钻孔冲洗各孔在钻孔完毕后采用风水联合冲洗或用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗。裂隙冲洗采用孔内阻塞、脉动压力水冲洗方式进行，冲洗水压采用80%的灌浆压力，并不超过1MPa；裂隙冲洗应冲至回水澄清结束或总的时间不大于20min。裂隙冲洗在钻孔结束后全孔一次性冲洗，灌浆时不再进行。5.4.2压水试验灌浆孔在冲洗后进行压水试验，试验孔数为总孔数的5%，具体孔号由监理工程师根据现场地质条件确定。压水试验压入流量稳定标准，在稳定压力下每5min测读一次压入流量，连续四次读数中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，本阶段试验即可结束，并取最终值作为计算值。其余孔段可结合裂隙冲洗进行简易压水。5.5灌浆施工5.5.1灌浆材料计划使用的主要材料有水泥和砂。水泥采用PO42.5，细度要求为通过80m方孔筛的筛余量不宜大于5%。砂粒径不宜大于2.5mm，细度模数不宜大于2.0，有机物含量不宜大于3%。5.5.2灌浆浆液灌浆浆液使用纯水泥浆或水泥砂浆，若需在水泥浆液中掺入适量速凝剂、减水剂、稳定剂或其他外加剂，则各种外加剂质量应符合水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（DL/T 5148-2001）的规定，具体配比应通过室内浆材试验和现场生产性灌浆试验来确定，最终要保证灌浆浆液为具有较小析水率、较低凝聚力和良好流动行的中等浓度的稳定浆液。5.5.3浆液制备普通水泥浆液采用ZJ400搅拌机制浆，SGB6-10泵送浆。浆液搅拌时间不少于3min；搅拌材料如水泥、砂等固体材料，采用成袋方式人工加入，液体材料，采用自动计量方式加入。灌注浆液搅拌结束后，直接用泵送入储浆桶内，供灌浆施工使用。灌注浆液自制备至用完的时间为4小时，超过4小时应弃掉，重新搅拌新浆使用。5.5.4水灰比水灰比采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1四个比级；灌浆浆液浓度应遵循由稀到浓的原则逐级改变。开灌水灰比为2:1，终浆水灰比为0.5:1。水泥砂浆强度不低于M25，水：水泥：砂=0.380.42:1:10.8。5.5.5灌浆段长及压力灌浆段长及灌浆压力按表5-1取值。表5-1 灌浆段长划分及灌浆压力取值孔深（m）分段长度（m）灌浆压力（Mpa）备注序孔序孔8020.51.00.51.0高压管道下平段岩溶洞段281.51.54020.51.00.51.0高压管道下平段渗水段、近厂段241.51.5 5.5.6浆液变换浆液变换原则如下：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；当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达30min，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时，可根据具体情况越级变浓。5.5.7灌浆结束标准在设计压力下，吸浆量不大于1L/min，继续灌注30min可结束。5.5.8封孔全孔灌浆结束后，采用“全孔灌浆封孔法”封孔。5.5.9特殊情况处理（1）灌浆过程中，当出现压力突降或注入率突增等异常现象时，立即通知监理，待查明原因后，采取相应的处理措施方可复灌；（2）灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆，采用一泵灌一孔，但并联灌浆孔数不宜多于3个； （3）灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，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；（4）灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下列原则进行处理：a、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；b、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；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注；c、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。（5）当遇到破碎带，无法正常卡塞时，可适当向上活动橡塞。（6）在钻孔过程中发生掉钻，遇到大的岩溶空腔时，用地质钻机扩孔，孔径为110mm，灌注水泥砂浆，水：水泥：砂=0.380.42:1:10.8，灌注结束后再扫孔采用纯水泥浆液灌注至结束标准。（7）大单耗孔段处理：通知现场监理，采用0.5:1的纯水泥浆液灌注，若灌注水泥量已达5t，注入率明显改变或已起压，则继续灌注直至结束。若灌注水泥量已达5t，灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著，则灌注水泥砂浆，然后待凝，待凝8小时后进行扫孔复灌；复灌继续采用0.5:1的水泥浆液灌注，限量为3t，每次复灌的灌浆压力为停灌前压力，直至达到结束标准。5.6抬动观测灌浆施工时，需要对灌区围岩变形进行观测，抬动装置采用千分表，主要布设在溶腔和裂隙发育段，具体位置由监理工程师现场确定。围岩抬动变形允许值为0.2mm，若变形量超过允许值或发生其他异常现象时则应迅速降低灌浆压力，采用较低的、安全的灌浆压力达到结束标准并使浆液待凝后再继续达到最终设计压力。5.7质量检查（1）检查孔的压水试验在该部位灌浆结束7天后进行。（2）检查孔与灌浆孔错开，尽量布置在序孔附近。（3）压水试验检查孔的数量为固结灌浆总孔数的5%，声波检查孔数量为固结灌浆总孔数的2%。（4）检查孔采用回转式钻机造孔，孔径76mm，检查孔孔深48m，取其岩芯，对岩性进行描述，并对钻孔进行压水试验。（5）固结灌浆检查孔压水试验应自上而下分段卡塞进行压水试验，采用单点法，按表4-1执行。85%试段透水率不大于1Lu，其余试段的透水率不超过2Lu，且分布不集中时为合格。（6）岩溶岩体灌后声波检查合格标准为85%的测试值不小于5000m/s，小于4250m/s的测试值不超过3%，且分布不集中。该标准作为灌浆质量检查的辅助控制标准。6主要工程量及工期安排6.1主要工程量主要项目及工程量见下表6-1表6-1 主要项目及工程量部位项目数量单位备注高压管道钻孔总量23662m回填混凝土C25500m3灌浆用水泥量6963t灌浆用水泥砂浆M25500m36.2工期安排根据总体施工进度安排拟定从2009年8月20日开始进行裸岩灌浆施工人员、设备、材料的进场准备工作，从2009年8月25日开始进行裸岩灌浆试验段的脚手架管搭设工作，10月20日完成灌浆试验并提交试验报告；到2010年1月30日完成高压管道下平段的灌浆施工及质量检查工作，并完成脚手架管拆除工作。7、资源配置7.1机械设备配置拟进场施工主要机械设备材料见表7-1：表7-1 拟进场设备材料配置计划表序号设备名称型号规格单位数量备注1潜孔钻机100B台82地质钻机XY-2台43凿岩机T28台44空压机XAHS376台25灌浆泵SGB6-10台4及配件6灌浆泵3SNS台8及配件7灌浆泵BW200D台8及配件8砂浆泵GSEB50台49高速制浆机ZJ-400台1610浆液搅拌机YJ-1000台411浆液搅拌机L200台1212灌浆记录仪FEC-GJ3000台套413潜水泵3KW台814电焊机台215切割机台216汽车客车、货车辆67.2人员配备施工人员按施工高峰期所需人员人数策划，各部门人员配置见表7-2：表7-2 人员配置计划表机构名称职务或工种人数职责项目经理部项目经理1负责项目全面工作项目经理部项目副经理1负责生产协调和安全工作项目经理部项目副经理兼总工1负责施工技术和质量工作质安部质量、安全4负责施工质量安全工作综合管理部后勤、采购3负责生产生活物资的供给财务部出纳、会计2负责财务帐目和资金的保管技术部技术员12负责现场技术工作工程质量监督钻灌组班长、钻探工、灌浆工60负责钻灌施工制浆组制浆工30负责制浆及送浆资料组记录员16负责现场各种资料记录修理组电工、机修工4负责生产用电和设备的维修维护驾驶班驾驶员3负责车辆驾驶合计137钻灌机组共分4个机组，每个机组配备1名机长、2名钻探技工、5名灌浆工；共分两班，每班配4名现场值班技术员、4名记录员；现场施工采用两班两运转，保证工程施工的顺利进行。8质量保证措施（1）贯彻执行GB/T19001-2000-ISO9001：2000质量体系标准，严格按照质量体系文件运作。（2）项目经理为第一质量责任人，项目部成立以总工程师为核心的工程质量管理领导小组，配置专(兼)职质量检验员。各职能部门负责人及队组长为相应职权范围内第一质量责任人，将质量管理工作逐层分解，逐项落实，层层监督，分级管理。（3）建立健全“三检制”并认真贯彻执行。（4）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。（5）施工之前，对施工人员进行详细的技术交底。（6）施工中所用的主要材料在使用之前必须进行检验或试验，合格并经监理工程师批示后方可使用。（7）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。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。（8）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。（9）专职质检员跟踪检查全过程的施工质量，发现问题及时整改。（10）加强学习、及时总结施工经验，做好质量责任的宣传教育工作。（11） 控制好浆液成品的使用时间，不得超过定期规定时间。（12）施工中认真做好原始记录，做到清晰、真实、准确。技术人员及时将原始记录进行汇总整理分析并报送监理人，以便指导灌浆工作顺利进行。9安全保证措施（1）建立安全岗位责任制，逐级签订安全生产承包责任，明确分工，责任到人，奖惩分明。（2）加强“三不伤害”和“五防”知识的教育，任何人员进入工地必须佩带安全帽，闲杂人员不许进入施工现场。（3）严格执行“布置生产任务的同时布置安全工作，检查生产工作的同时检查安全情况，总结生产的同时总结安全工作”的“三同时”制度。（4）设置专职安全检查人员，随时检查安全隐患，发现问题及时解决。（5）施工排架上要有足够的照明，照明电线不可直接固定在钢管之上，要有绝缘材料进行隔离后方能固定于钢管之上，且安装漏电保护开关。加强各作业面上安全用电的管理。（6）灌浆、输浆时检查管路是否完好，如有可能出现破裂的情况下，必须换上完好的管路才可进行灌浆作业。（7）灌浆工作在施工中会产生大量废浆、污水，为保证施工现场文明，各施工洞及制浆系统都按实际施工的情况设置污水处理池，污水处理池内的沉淀物采用人工清除，自卸车运输至弃渣场。