灌浆施工方案.doc

导流洞灌浆工程施工组织设计1. 施工特性及工程量1.1概述江坪河水电站位于溇水上游河段，湖北省鹤峰县走马镇，工程规模为大(1)型。工程枢纽由混凝土面板堆石坝、右岸泄水建筑物(包括隧洞式溢洪道和泄洪洞)、右岸引水发电系统等建筑物组成。电站装机2台，总装机容量450MW。 江坪河水电站导流隧洞土建工程的基础处理，包括导流洞洞身段的顶拱回填灌浆和围岩固结灌浆、堵头段帷幕灌浆。1.2 主要工程量主要工程量见表1-1。表1-1 灌浆工程主要工程量表项 目单 位工程量备 注帷幕灌浆m3249堵头段帷幕灌浆回填灌浆m218408固结灌浆m1641442mm固结灌浆钻孔m1641442mm2. 施工布置2.1风、水、电系统1、钻孔供风：在3#号施工支洞内，变压器附近布置2台9m3/min电动空压机，风压大于0.50.8Mpa，另配1台12m3/min移动空压机辅助供风。2、施工用水：利用已布置的供水系统供水，接50水管到各施工部位。3、施工用电：采用3#号施工支洞内已布置的供电线路供电。2.2水泥浆制、供浆系统1、在洞内堵头附近建一集中制浆站，制浆站配备30t水泥平台、NJ-600型高速制浆机2台、1m3浆桶2台、BW250/50供浆泵2台。在导流洞下游渣场黑湾沟渣场布置水泥临时仓库，建筑面积80m2，储备水泥100t。2、集中制浆站制备水灰比为0.51的纯水泥浆液（原浆）。3、水泥采用32.5级、42.5级普通硅酸盐水泥。2.3钻灌排架及台车布置隧洞内的回填灌浆、固结灌浆的施工，拟搭设钻灌施工台车，支洞及堵头搭设施工作业平台，采用40mm钢管临时搭设。3.灌浆试验3.1概述现场生产性灌浆试验包括帷幕灌浆、回填灌浆、固结灌浆。灌浆试验包括浆液试验和现场灌浆试验，通过对不同水灰比、材料、施工程序和方法进行灌浆试验，检查灌浆效果，确定灌浆参数，指导灌浆施工，灌浆试验的参数按技术规范及监理工程师的批示执行。3.2灌浆材料灌浆所用的材料如水泥、掺和剂、外加剂和水等均满足招标文件要求和规范规定，灌浆试验所使用的设备与实际施工时准备使用的设备相同，使试验成果有可比性。3.3灌浆试验内容现场生产性灌浆试验包括浆液试验和现场灌浆试验。通过对不同水灰比、材料、施工程序和方法进行灌浆试验，检查灌浆效果，确定灌浆参数，指导灌浆施工，灌浆试验的参数按规范及监理工程师批示执行。1、浆液试验按监理工程师指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行试验，其内容包括：浆液配制程序及拌制时间；浆液密度或比重测定；浆液流动性或流变参数；浆液的沉淀稳定性；浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间；浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；监理工程师指示的其它试验内容。2、现场生产性灌浆试验生产性灌浆试验拟选择场地的地质条件应与实际灌浆区相似。试验孔应严格按照业主提供的灌浆工程施工图纸要求或监理工程师指示布孔，孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数应按监理工程师要求和相关施工技术严格进行选择。在生产性试验区，严格按批准的生产性试验大纲拟定的施工程序和方法进行施工，检查灌浆效果，整理分析各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗浆量等试验资料，并将试验成果和试验记录提交监理工程师。3.4灌浆试验实施1、灌浆试验的时间和地点根据现场施工情况和监理工程师的指示选定，灌浆试验的项目及内容严格按照监理工程师批准的“灌浆试验大纲”进行。2、灌浆试验的施工工艺严格按照招标文件技术要求、监理工程师指示及规范规定进行。3.5试验成果整理1、做好灌浆试验过程中的施工原始记录，包括制浆记录表、钻孔记录表、洗孔记录表、压水记录表、灌浆记录表、封孔记录表、抬动变形观测记录等。2、灌浆试验过程中和结束后，及时整理试验成果及分析报告，报监理工程师批准后用于指导灌浆施工。4. 回填灌浆4.1施工程序回填灌浆分区段进行。分区端必须封堵严密，灌浆分两个次序，施工时自较低的一端开始，向较高的一端推进。同一区段内的同一次序孔全部或部分钻孔完成后进行灌浆。施工工艺流程见图1-1。测量放样定位埋管 造 孔冲 洗灌 浆封 孔检查孔抹平验收不合格合格衬砌砼测砼厚和岩腔 回填灌浆工艺流程图回填灌浆分序序数和分序方法根据地质情况和工程要求确定，报送监理工程师审批。4.2施工方法1、钻孔: 在隧洞衬砌顶拱90120范围，采用YT-28气腿钻在预留50PVC管中钻孔，孔径42，孔深入基岩10cm。2、埋管: 埋设2540mm钢管作为灌浆孔口管并进入岩石58cm。3、灌浆: 待相应混凝土衬砌达到70%设计强度时，按划分的灌浆区段分序加密进行。回填灌浆采用3SNS砂浆泵、JJS-2B搅拌桶、GJY-型灌浆自动记录仪配套使用，纯压式灌浆法施工。水灰比为：序孔0.6（或0.5）:1，序孔1:1和0.6（或0.5）:1，空隙大的部位灌砂浆。结束标准为：在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，并继续灌注5min，即可结束。4、封孔: 采用扎管法。待浆液凝固后，割除管头，采用水泥砂浆进行补封并将表面压抹平整。4.3质量检查灌浆结束7天后进行钻孔压浆检查。钻孔采用YT-28气腿钻钻孔，压浆采用3SNS灌浆机纯压式压浆法，浆液配比为2:1。检查孔数量为灌浆孔总数的5%，单孔合格标准为初始10min内注入量10L。灌浆结束后，排出钻孔内积水和污物，露出衬砌混凝土表面的埋管割除。灌浆孔灌浆和检查孔钻孔注浆结束后，采用水泥砂浆将钻孔封填密实，并将孔口压抹平整。5. 固结灌浆5.1施工程序固结灌浆采取全孔一次钻进，终孔后全孔一次灌浆法。单孔段灌浆施工工艺程序为:钻孔冲洗洗缝压水灌浆封孔。固结灌浆工艺流程见图1-2。测量放样定位埋管混凝土浇筑后造 孔冲 洗压水试验灌 浆检查孔图1-2 固结灌浆工艺流程图质量检查钻机定位验 收5.2施工方法1、单元和孔段划分固结灌浆施工时，按每一混凝土衬砌段12m划为一个灌浆单元，按环间分序、环内加密的方法施工。围岩固结灌浆按环间分序、环内加密的原则进行，环间分为两个次序，地质不良地段分三个次序。2、钻孔采用YT-28汽腿钻钻机造孔，孔径42mm，孔深入基岩6m。3、冲洗各孔段钻孔完成后，进行钻孔冲洗。冲洗采用孔口敞开式孔底导水法，即采用导管（钻杆）通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗，冲洗冲至回水澄清后10min结束。裂隙采用压水法脉动式冲洗，且单孔不少于30min，串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段，继续进行冲洗，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。冲洗水压采用80%的灌浆压力，冲洗风采用50%的灌浆压力。4、压水试验各孔段灌浆前均进行压水试验，压水试验采用“简易压水”。简易压水试验在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行，压力为灌浆压力的80%，压水20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。检查孔压水试验采用“单点法”，压力为灌浆压力的80。5、灌浆灌浆压力0.30.5Mpa。接触段和注入率大的孔段分级升压。固结灌浆原则上一泵灌一孔。当相互串浆时，采取群孔并联灌注，但并联孔数不宜多于2个，控制灌浆压力。灌浆时先对第一序孔轮灌，采用“少灌多复”的方法，待第一孔灌浆结束后，再进行第二序孔，以次数推。6、浆液变换当某一级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。7、结束与封孔固结灌浆在规定压力下，当灌入率不大于0.4L/min，继续灌注30min，灌浆即结束。当长期达不到结束标准时，报请监理工程师共同研究处理措施。固结灌封孔采用“压力灌浆封孔法”。8、质量检查固结灌浆质量压水检查在该部位灌浆结束后7天后进行，检查孔的数量不少于灌浆孔总数的5%，孔段合格率在80%以上，不合格孔段的透水率于设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格。否则，按监理工程师的指示或批准的措施进行处理。6. 帷幕灌浆6.1主要施工项目及工程量主要施工项目为导流隧洞堵头段帷幕灌浆施工。主要工程量见表1-2。表1-2 帷幕灌浆主要工程量表项 目单 位工程量备 注帷幕灌浆M354342mm帷幕检查M10%42mm6.2施工程序1、帷幕灌浆施工程序施工准备测量放样抬动孔钻孔及观测装置安装下游排先导孔钻孔、压水、灌浆及封孔下游排I序孔施工下游排II序孔施工下游排序孔施工上游排I序孔施工上游排II序孔施工上游排序孔施工检查孔施工。2、钻、灌施工工艺流程施工准备孔位放样钻机定位第一段钻孔、冲孔洗缝压水灌浆埋管、待凝第二段钻、灌第三段钻、灌终孔段钻、灌全孔封孔移机至下一孔施工。6.3施工方法 1、钻孔取芯主要采用XY-2回转式钻机和金钢石钻头钻进。无孔口管的帷幕灌浆孔孔径为76mm；有孔口管的帷幕灌浆孔的第1段孔径为91mm，以下段为60mm；压水检查孔孔径为76mm。顶拱垂直孔采用YG-30潜孔钻机造孔。钻孔施工要点：(1) 钻孔时尽可能地使用了较长钻具，以保证钻孔孔斜；钻孔前将钻机固定，保证钻机水平，立轴铅直；检查孔钻孔限制了单回次钻进长度不大于5m，以保证岩芯采取率。灌浆孔位偏差不得大于10cm 。 按施工图纸和监理工程师的指示，对监理工程师指示的钻孔，应予钻取岩芯，按取芯次序统一编号，填牌装箱。 (3) 芯样的最大长度应限制在3m以内，一旦发现芯样卡钻或被磨损，应立即取出。除监理人另有指示，对于1m或大于1m的钻进循环，若芯样获得率小于80%，则下一次应减少循环深度50，以后依次减少50，直至50cm为止。如果芯样的回收率很低，应更换钻孔机具或改进钻进方法。 (4) 在钻孔过程中，应对钻孔冲洗水、钻孔压力、芯样长度及其它能充分反映岩石或混凝土特性的因素进行监测和记录，并提监理工程师。 (5)作好钻孔操作的详细记录，一并提交监理工程师。(6) 监理工程师指示应予保存的岩芯，应按指定的地点存放，防止散失和混装。2、孔口管采用孔口管时，灌浆孔当钻灌完第一段（2m）后镶嵌孔口管，孔口管采用89mm地质管，比以下段孔径大2级，有利于孔内事故的处理。孔口管的镶嵌采用水泥砂浆人工埋管法，其方向必须与钻孔垂直，长度为深入基岩不小于2m，并待凝72小时；孔口管管口采用了法兰盘结构，比丝扣结构更安全可靠。3、冲洗与压水试验（1）钻孔冲洗帷幕灌浆孔各孔段钻孔完成后均进行冲洗。冲洗采用孔口敞开式、孔底导水法，即采用导管（钻杆）通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗，冲洗冲至回水澄清后10min结束。（2）压水试验帷幕灌浆孔各孔段灌浆前均进行了压水试验，压水试验采用“简易压水”；压力为灌浆压力的80，该值若大于1MPa时，采用1MPa；压水20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以吕容表示。先导孔、帷幕常规检查孔压水试验采用“单点法”， 压力为灌浆压力的80，该值若大于1MPa时，采用1MPa。 4、灌浆（1）原材料水泥选用42.5级普通硅酸盐水泥，且水泥存放期不超过三个月，符合质量标准，不受潮结块。水利用混凝土施工供水糸统供水，符合JGJ63-89第3.0.4条的规定，拌浆用水的水温不高于40；（2）灌浆方法第一段采用常规阻塞孔内循环灌浆法；以下各段采用自上而下分段、小口径孔口封闭孔内循环灌浆法；压水、灌浆选用3SNS三缸高压灌浆机；射浆管采用50mm钻杆，距孔底距离50cm。（3）浆液变换灌浆采用水泥浆液的水灰比(重量比)为五级：3：1、2:1、1:1、 0.8:1、 0.5:1；开灌水灰比为3：1。浆液变换为当满足灌入量大于300L，且压力与灌入率变化不大时；灌注时间大于1h，且压力和灌入率变化不大时。其中一条时，可变浓一级水灰比灌注；改变水灰比后如压力突增或吸浆率突减，则回原级水灰比灌注；一般不进行越级变浆。（4）结束标准在灌段最大设计压力下，孔段注入率0L/min，延灌90min。或在灌段最大设计压力下，孔段注入率0.4L/min，延灌60min。（5）孔斜控制钻孔开孔前严格校正钻机立轴角度，保证开孔角度满足设计要求。孔口管埋设要求按设计角度采用角度尺和罗盘校验埋设。钻孔孔深20m以内严格控制钻进参数，保证钻孔竖直。（6）终孔验收与封孔钻孔终孔后，必须进行验收；终孔验收后进行终孔段灌浆，灌浆结束后进行“置换压力灌浆法”封孔，全孔灌浆结束后,用配合比为0.5:1浆液按10-15m的段长做一次自下而上复灌,灌浆压力按原灌浆压力,待水泥浆干硬后,对未被填满部分排除孔内集水,再直接用干硬性水泥砂浆封填。5、质量检查(1)质量检查以检查孔压水试验成果为主，结合对施工记录、成果资料和检验测试资料的分析，进行综合评定。(2) 帷幕灌浆检查孔应在分析施工资料的基础上在下述部位布置： 1) 帷幕中心线； 2) 断层、岩体破碎、裂隙发育等地质条件复杂的部位； 3) 末序孔注入量大的孔段附近； 4) 钻孔偏斜过大、灌浆过程不正常等经分析资料认为可能对帷幕质量有影响的部位。 (3) 帷幕灌浆检查孔的数量可为灌浆孔总数的10%左右，1个单元工程内，至少应布置1个检查孔。 (4) 帷幕灌浆检查孔采取岩芯，绘制钻孔柱状图。 (5) 帷幕灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14d后进行，自上而下分段卡塞进行压水试验，采用单点法。 (6)质量检查标准：经检查孔压水试验检查，混凝土与基岩接触段及其下一段的透水率的合格率为100%；其余各段的合格率不小于90%。6.4施工质量与技术措施1、钻孔质量控制（1）钻孔孔位按设计图纸测量放样，钻孔孔位与设计位置的偏差不得大于10cm。（2）钻孔每段钻孔达到设计深度后，报请监理工程师进行孔深、孔径等验收，验收合格后方能进入下一道工序。（3）钻孔过程中出现寻常情况，及时报告设计及监理工程师，共同研究解决方案。2、灌浆质量控制（1）灌浆所用水泥须有厂家质保书，且按规定复检合格，水泥要保持新鲜无结块，出厂期超过三个月的水泥不得使用。（2）孔壁冲洗和脉动裂缝冲洗工作直接影响灌浆质量，冲洗和脉动裂缝冲洗结束标准符合设计标准。（3）灌浆时要尽快达到设计压力，并专人控制灌浆压力，以免灌浆压力过大产生抬动造成事故或灌浆压力过小而影响灌浆质量。（4）压水试验认真检查有无邻孔，特别是在钻进的孔段，如果发现串通，正在施工的钻孔停钻，冲洗、下管阻塞。（5）灌浆时，易产生外漏，压水灌浆过程中，发现冒浆（水）、漏浆（水），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。必要时浆液中掺加速凝剂。（6）严格按照灌浆要求的水灰比进行，对水泥、水进行称量并测量浆液比重。（7）保持灌浆连续进行。若因中断，必须马上处理，尽早恢复灌浆。（8）灌浆各工序严格遵守有关技术条款和DL/T5148-2001灌浆规范要求和按监理工程师指示，以确保灌浆质量。（9）遇到特殊情况时，及时将情况和处理措施与结果上报业主和监理工程师。7. 施工进度与强度分析7.1、施工进度计划按本标段工程总体施工安排，灌浆原则上根据混凝土进度采取分区段施工。施工准备期从2006年8月中旬开始，至8月底具备施工条件；回填灌浆2006年8月25日开始灌浆，至10月10日全面完成，工期1.5个月。固结灌浆2006年9月15日开始灌浆，至11月15日全面完成，工期2个月。帷幕灌浆2006年10月10日开始灌浆，至2006年12月15日全面完成，工期约2个月。7.2 施工强度分析帷幕灌浆施工工期约2个月，平均强度为1500 m/月，最高强度1600 m月；施工中共配置4个标准施工机组，一个机组配备XY-2型钻机2台、3SNS型灌浆机系统1台套，共8钻4灌，最大生产能力1600 m/月，可确保帷幕施工进度计划的完成。8. 资源配置8.1劳动组合回填、固结及帷幕灌浆等均按自钻自灌进行劳动组合，集中制浆机组单独配备。生产人员46人，普工10人。8.2 灌浆主要材料计划灌浆主要材料为普通硅酸盐32.5级、42.5级水泥，备用一定量的外加剂和砂。准备一定量的钢材、木材、钢管等。8.3 施工机械设备 6.5主要机械设备配置帷幕灌浆主要施工设备配置见表1-3。表1-3 灌浆工程主要施工设备表名 称规格型号单位数量功率（kw）潜孔钻QY-100台8气腿钻YT-28台6地质钻机XY-2台822灌浆泵3SNS台422泥浆泵BW-250/50台215高速制浆机NJ-600台27.5双层搅拌桶JJS-2B台35.5储浆桶1m3台25.5自动记录仪GJY-台4制浆站座1609. 质量、安全控制和环保措施9.1 质量控制（1）钻孔灌浆工程系隐蔽工程，在施工前向技术人员和作业人员进行全面技术交底，并进行培训、考核，合格后上岗，严格按设计图纸、文件、技术要求、有关规范等规程及规范执行。（2）对进场使用的设备、材料加以检查和控制，对所有检测仪器、设备、仪表必须按要求检验，杜绝对质量有不良影响的产品入场。（3）严格钻灌工艺作风，健全质量保证体系并正常运作，生产用风必须通过油水分离器，严格控制灌浆段长、压力、水灰比等质量控制点，确保灌浆质量。（4）各钻孔施工时，严格控制孔位、孔径、孔向和孔深，各孔孔口必须及时加上盖帽或采取措施加以保护。（5）冬季施工采取防护措施，洞外制浆站及其个中转站、帷幕灌浆明朗段各作业点搭设暖棚保温，施工用水、砂等需加热使用，供浆管路采用保温材料包裹，机械设备、管材等必须做好防冻工作。9.2 安全措施（1）对进场施工的所有人员必须加强安全教育，并对所有人员进行安全交底，提高员工的安全防护意识。（2）设立专职安全机构和人员，加强安全管理，定期进行安全检查，发现隐患及时处理。 （3）对施工台车和用电设备，重点做好防护工作。9.3 环境保护和文明生产施工时做好施工场地的环境保护和文明生产工作。对施工生产的废碴、废料、废水等随时清除。钻灌作业排放的污水、废浆作好沉碴处理，集中排除。废弃岩芯及杂物，运至指定地点处理，保证钻灌作业面的干净、整洁。- 13 -