大岗山固结灌浆施工工艺手册

1大岗山水电站大坝坝基固结灌浆施工工艺手册1．总则1.1、大岗山水电站工程大坝坝基固结灌浆按分序加密原则施工。灌浆孔一般分三序，灌浆分区内前序孔施灌结束后才能进行后序孔的施灌。1.2、固结灌浆采用无盖重灌浆加浅表有盖重加强灌浆、无盖重灌浆加浅表引管有盖重加强灌浆和有盖重灌浆的方式施工，各种灌浆方式的要求如下：⑴无盖重灌浆加浅表有盖重加强灌浆：在坝体混凝土浇筑之前，先对全孔段进行无盖重灌浆，对灌浆效果检查不合格的区域，按监理人指示在建基面上直接实施补灌并达到验收标准。对于浅表0-5m及低波速带，则应在上覆盖混凝土盖重厚度≥7.5m，相邻坝段浇筑高度＞6m、混凝土强度达到设计强度值50%后，方可在混凝土仓面上进行有盖重加强灌浆。⑵无盖重灌浆加浅表引管有盖重加强灌浆：在坝体混凝土浇筑之前，先对全孔段进行无盖重灌浆，对灌浆效果检查不合格的区域，按监理人指示在建基面上直接实施补灌并达到验收标准。补灌完成后，在无盖重固结灌浆孔之间重新钻孔，引管至坝后贴角或监理人指示其他部位，在混凝土盖重厚度、强度、温度等满足要求后，再对浅表0-5m及低波速带，结合建基面接触灌浆进行引管有盖重加强灌浆。结合建基面接触灌浆，进行引管有盖重加强灌浆时，应满足：其上部坝体浇筑高度＞40m，相邻坝段浇筑高度＞6m或当坝体混凝土温度冷却至封拱温度、相应坝段横缝接缝灌浆完成。⑶有盖重灌浆：对有条件进行有混凝土盖重固结灌浆的部位，应满足：大坝（置换）混凝土盖重厚度≥7.5m、相邻坝段浇筑高度＞6m、混凝土强度达到设计强度值50%后，方可在混凝土仓面上进行有盖重灌浆。在全孔段有盖重灌浆结束后，进行灌浆效果检查，对不合格区域按照监理人指示进行补灌以达到验收标准。1.3、施工过程中加强钻孔保护工作，上道工序完成后和下道工序施工前，孔口要妥善保护，避免废弃浆液流入灌浆孔内。22．施工程序及工艺流程固结灌浆施工程序如图一；固结灌浆单孔工艺流程如图二、图三。2.1造孔2.1.1一般要求⑴所有钻孔编号、孔深、孔序、段长的划分按设计图纸、文件规定执行。⑵固结灌浆孔的开孔孔位要符合施工图要求，灌浆孔的排距与设计排距的偏差要求严格控制，一般不得大于10cm，以避免打坏冷却水管。但其孔位调整须报经监理工程师批准。并记录实际孔位位置。⑶固结灌浆钻孔要保证孔向准确．特别是当固结灌浆孔周围混凝土内埋有监测仪器、止水片、灌浆管道、冷却水管时，严格控制钻孔偏斜，以免因钻孔偏斜导致仪埋设施、止水片、灌浆管道、冷却水管失效。⑷钻孔时对钻孔中揭示的各种情况如混凝土厚度、涌水、失水，外漏，塌孔、掉块、卡钻等作详细记录，并反映在钻孔记录《钻探工程班报表》中，作为分析固结灌浆质量的基本资料。2.1.2钻孔设备抬动变形观测孔、一般固结灌浆孔的钻孔使用风动冲击式钻机造孔，物探孔使用回转式钻机造孔。2.1.3钻孔孔径⑴固结灌浆孔钻孔孔径设计要求≮48mm。⑵全景图像孔、声波检测孔、变模检测孔要求最佳孔径为φ77mm。⑶抬动观测孔的钻孔孔径为φ91mm。2.1.4钻孔方法及段长划分（1）无盖重灌浆：浅表0-5m一般采用自上而下分段灌浆法，5m以下可根据现场实际情况，按照监理工程师指示选用自上而下、自下而上或综合灌浆法。（2）浅表引管有盖重加强灌浆：对于陡坡坝段建基面岩体0-5m浅表段作为一个灌浆段进行灌浆，可采用纯压式灌浆。（3）浅表有盖重加强灌浆：河床及缓坡坝基岩体0-5m浅表段采用孔口卡塞、孔内循环法，可作为一个灌浆段或分段进行灌浆。3（4）有盖重灌浆：可根据现场实际情况，按照监理工程师的指示选用灌浆方法。有盖重灌浆宜采取单孔灌浆，几孔同时施灌时，孔距应大于10m。2.1.5现场布置与开钻准备⑴按施工方案，据现场施工部位情况就近布置两个集中制浆站。⑵水、电均利用系统网布置的管线。⑶各作业班组必须配备班长、记录员、熟练操作工人、辅工等。各班(白、夜班)必须有施工技术质检人员、调度、电工、修理工值班，并有一辆值班车。⑷开钻前，灌浆单位工程技术人员必须认真听取设计单位的技术交底。操作工人、记录员必须经培训考试合格后，持证上岗。⑸必须提供各分层冷却水管布置测量图及电子文件，对设计孔位进行校核，孔位避开冷却水管距离30～40㎝以上。⑹通知监测单位对仪埋位置进行交底及现场画仪埋范围，仪埋范围内禁止进行钻孔作业。⑺施工测量技术人员按施工图进行钻孔孔位放样，操作工人按照标识的孔位及设计孔向调整钻机及立轴，使立轴中心线对正孔位中心点，其方位角和倾角符合设计要求，并将钻机安放平稳，必要时打地锚对钻机进行固定，然后由初检、复检、终检人员对监理工程师孔位进行检查之后方可开钻。2.1.6钻进工艺钻进物探孔及检查孔时，根据经验采用合理的钻进参数(钻压、转速、冲洗液量)，并随钻孔加深而逐步加长岩心管，所用钻具与钻杆的直径必须相适应。钻进固结灌浆孔时，可选用冲击式或回转式钻机钻进，目前所用的风动钻具较多，要注意风压及冲击器与钻杆的配套。钻进时操作工人经常检查校正钻机立轴角度，保证立轴中心线与钻孔设计角度一致。2.1.7钻孔取芯岩芯钻探要保证岩芯的采取率、完整率、纯洁性及取芯部位的准确性。影响岩芯采取质量的因素一般有地质、工艺技术和管理水平等。为此做好以下几方面工作：⑴操作工人根据坝基岩石物理性质、地层特点等，结合经验选用合理的钻进方法，取芯工具(一般情况下采用单管)适宜的钻进工艺及技术参数．以保证取芯质量。⑵从岩芯管退出岩芯时，不可猛敲乱打，造成人为破坏，物探测试孔取芯获得率要求达80％以上；质量检查孔岩芯获得率要求达90％以上。4⑶物探测试孔、质量检查孔钻孔时取芯，所取岩芯统一编号，域牌装箱，并进行岩芯描述，绘制钻孔柱状图。⑷每一回次的岩芯按顺序排放在岩芯箱内，用岩芯牌隔开，岩芯长度超过5cm的，按顺序用红油漆编号。⑸取芯钻进循环的最大长度限制在3m以内，一旦发现芯样卡钻或被磨损，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%，则下一次减少循环50%，以后依次减少50%，直至50cm为止。如果芯样的回收率很低，更换钻孔机具或改进钻进方法。⑹对每盒或每箱芯样拍两张彩色照片，特别对有水泥结石的岩芯重点保存，并摄影存挡。⑺对监理人指示予保存的岩芯，承包人按指定的地点存放，防止散失和混装。2.2抬动变形观测孔2.2.1每个坝段固结孔施工前，根据监理工程师布置的抬动观测孔位置，首先施工抬动观测孔，并在固结灌浆孔施工前埋设变形观测装置，安装方法如下图所示，安装步骤为：钻孔→埋设内管→待凝→埋设外管→孔口观测装置的安装、调试510.0―14.0m（根据实际孔深)2.0m1.0mφ76mm钻孔壁粉细砂水泥浆基岩内径φ20mm钢管内径φ40mmPVC管外径φ89mm钢管φ91mm钻孔壁粉细砂水泥浆混凝土盖板0.2m0.1m棉纱千分表支架抬动观测装置2.2.2观测方法及要求⑴观测孔控制范围内的灌浆孔段，在裂隙冲洗、压水试验及灌浆过程中连续进行抬动变形观测，填写《抬动变形观测记录》。当出现异常情况时(如压力骤降、注入量突增、同一高程部位施工的孔段突然发现串通等情况时)，加强观测、查明原因，及时报告有关单位研究处理措施，抬动变形观测允许值为100um，观测成果反映在灌浆综合成果表中。⑵观测由专人负责进行，每lOmin测记一次读数。⑶抬动变形观测使用的千分表，经率定使用后方可使用，并在使用过程中经常检查校验，确保其灵敏度和准确性。⑷抬动变形观测装置严格防止碰撞、震动，保证连续观测，确保测试精度，在6非观测期间亦妥善保护，防止损坏。⑸单元工程灌浆工作结束后，抬动变形观测孔采用机械压浆法进行封孔处理。2.2.3抬动观测孔要求对于坝基固结灌浆，每个坝段设置1-3个抬动观测孔。固结灌浆的抬动观测孔深应大于相应固结灌浆孔深度2m，孔径φ91mm。2.3物探测试孔⑴每个坝段布置不少于3个物探孔进行灌前、灌后的物探检测工作，主要测试项目有：单孔声波、对穿声波、钻孔变模、全景图像。灌前物探测试工作与抬动观测孔施工同步进行，灌后物探测试工作在灌浆结束14d和28天后进行。⑵物探测试孔钻孔深度及孔斜要满足设计要求。⑶灌前物探测试钻孔进行钻孔冲洗，灌后物探测试在原孔进行扫孔，达设计深度后再按要求进行钻孔冲洗。⑷灌后物探工作完毕后，按灌浆封孔要求对物探测试孔进行灌浆与封孔。2.4钻孔冲洗、阻塞、裂隙冲洗2.4.1钻孔冲洗固结灌浆钻孔冲洗十分重要，特别是在地质条件差、岩石破碎、含有泥质充填物的地带更重视这一工作。每段钻孔结束后，用大流量水流对钻孔内的残留岩粉等进行敞开冲洗，直至回水澄清为止。冲洗后．孔内残留物的厚度不得超过20cm，并填好《钻孔冲洗记录表》。2.4.2固结灌浆阻塞采用自上而下分段灌浆法时，灌浆塞应塞在已灌段段底以上0.5m处。2.4.3裂隙冲洗⑴单孔裂隙冲洗：采用高压水脉动方式进行，高、低压脉动时间间隔为5～10min，其冲洗结束标准为：至回水澄清后再延续l0min为止，且总的冲洗时间不得少于30min。⑵串通孔的裂隙冲洗：采用压力水、压力风、或风水轮换方式进行，冲洗时每次选l～2孔进水、进风，余下串通孔排水排风，达单孔裂隙冲洗结束标准后，再更换进、排水(风)孔按前述方式及要求进行裂踪冲洗，待所有串通孔全部轮换冲洗达单孔裂隙结束标准后．可结束冲洗作业。7⑶对回水达不到澄清要求的孔段，就继续进行冲洗直至满足要求。⑷同一孔段的裂隙冲洗结束后24h内必须进行灌浆作业，否则灌前重新进行裂隙冲洗。⑸裂隙冲洗用风必须经过油水分离器后方可使用。⑹裂隙冲洗压力：水压：一般采用相应灌浆孔段80％的灌浆压力，如80％的灌浆压力大于1MPa时，则采用1MPa。风压：一般采用相应灌浆孔段50％的灌浆压力，如50％的灌浆压力大于0．5MPa时，则采用0．5MPa。⑺裂隙冲洗中填写好《钻孔冲洗记录表》。2.5压水试验2.5.1一般要求⑴每个单元灌浆区域内，在I序孔中选择灌浆孔总数的5%进行单点法压水试验，试验记录采用自动记录仪记录。⑵固结灌浆孔的压水试验在钻孔裂隙冲洗结束后，灌前24h内进行。2.5.2压水试验压力⑴灌前压水试验的压力均采用1.0MPa。⑵灌后检查孔的压水试验压力根据各段灌浆压力分别取值：灌浆压力≤1MPa时取灌浆压力80%，1MPa＜灌浆压力≤3MPa时取1MPa，灌浆压力＞3MPa时取2MPa。2.5.3压水试验稳定标准单点法压水试验：在稳定的设计压力下，每3-5min测一次压入流量，当试验成果满足下述标准之一时可结束压水试验作业，并以最终值作为基岩透水率的计算值。①连续四次读数其最大值与最小值之差小于最终值的10％。②连续四次读数其最大值与最小值之差小于1L／min。简易压水试验：采用自上而下分段灌浆时，各灌浆段在灌浆前均进行简易压水。采用自下而上分段灌浆时，各灌浆孔灌浆前可在孔底段进行一次简易压水。压力为灌浆压力的80%，该值若大于1MPa时，则简易压水的压力采用1MPa；8压水时间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。2.6灌浆2.6.1灌浆前的准备工作灌浆前必须进行技术交底，由初检、复检和终检人员对下列项进行检查。○1灌浆设备及器材的准备○2灌浆泵采用双缸或多缸活塞式灌浆泵，其允许工作压力大于最大设计灌浆压力的1.5倍。灌浆前操作人员必须检查其排量及工作性能的稳定性，不符合要求时，不能使用。检查和校核灌浆自动记录仪。检查压力表及密度计是否正常，压力表的量程是否适当(压力表量程是设计灌浆压力的1.5倍)。压力表与灌浆管路间是否设隔浆装置。○3孔深和冲洗情况等，是否达到设计技术要求。○4检验设备（比重计、比重称、粘度计等）是否正常。○5抬动观测装置是否正常。2.6.2灌浆段长划分固结灌浆采用浅表5m（引管）有盖重灌浆和全孔段无盖重固结灌浆两种。对于浅表（引管）有盖重固结灌浆不分段，基岩面0-5m为一段；全孔段无盖重固结灌浆分段，第一段2.0m，第二段3.0m，第三段5.0m，第四段3m（13m孔深）或5m（15m孔深），第五段长2m（针对17m孔深）。2.6.3灌浆压力控制固结灌浆采用