帷幕灌浆施工方案

新疆兵团水利水电工程集团有限公司十三师八大石水库工程项目部帷幕灌浆施工方案编制：复核：批准：日期：八大石水库工程项目部2015年11月帷幕灌浆施工方案一、工程概况1、概述新疆兵团十三师八大石水库工程位于庙尔沟河出山口，行政区划属于新疆生产建设兵团第十三师黄田农场。工程区距黄田农场约25km，距哈密市约48km，距乌鲁木齐市678km，国道G312在水库下游18km处经过。八大石水库是庙尔沟河上的控制性水利枢纽，由拦河大坝、灌溉供水洞以及表孔溢洪道组成，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为1000年一遇，水库总库容990万m3，为IV等小（1）型工程。大坝为碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝，长311.93m，最大坝高115.7m。大坝为3级建筑物，灌溉供水洞及溢洪道为4级建筑物；其余次要建筑物级别为5级。水库工程区地震基本烈度为Ⅶ度，主要建筑物的地震设防烈度为Ⅶ度。大坝心墙基础建基于基岩弱风化层上部，基岩上设1m厚强度等级为C30混凝土基座，基座底宽5.5m—10.5m。混凝土基座下部设固结灌浆四道，灌浆深度5m，孔距3.0m；设帷幕灌浆两道，灌浆孔排距1.5m,孔距2m，帷幕灌浆深度按深入q≤3lu线以下5m控制。断层段（0+181.31—0+247.07）挖除表层破碎层至设计高程后，回填混凝土盖板，盖板宽度10.5m,布置6排固结灌浆孔，固结灌浆深度7m,其中，靠近下游侧的4排固结灌浆孔兼做帷幕灌浆孔：中间两排为主帷幕，灌浆深度深入q≤3lu线以下5m，上下游两侧排为副帷幕，灌浆深度为为主帷幕深度的2/3；2.工程地质条件左坝肩基岩裸露，岩性为华力西中期第二侵入次中细粒闪长黑云母二长花岗岩，肉红色，块状构造，岩体强风化层厚度3.0～5.0m。岩体多为块状，整体性较好，左岸基岩透水率q≤5Lu的界线埋深在基岩面以下22～25m，q≤3Lu的界线埋深在基岩面以下30～35m。河床坝基段现代河床宽50m，地形平坦开阔，主流靠近河床右岸，宽度9～12m。河床覆盖层为混合土漂石，最大厚度14.9m。下伏基岩为闪长黑云母二长花岗岩，块状构造，岩体强风化层厚度2.0～4.0m。该段基岩发育一条断层f11，产状357°SW∠87°，断层破碎带宽约8.5m，碎裂岩为主，夹少量断层泥，岩体透水性相对其他地段明显偏大。河床部位q≤5Lu的界线埋深在基岩面以下18～20m，q≤3Lu的界线埋深在基岩面以下28～30m。右坝肩高程1158m以下为崩坡积碎石土，厚度分布不均，呈三角形分布，最大厚度25m。基岩岩性为华力西中期第二侵入次中细粒闪长黑云母二长花岗岩，肉红色，块状构造，岩体强风化层厚度4.0～5.0m，右坝肩共发育f10、f6、f5、f2、f1、f15六条断层，其中f10、f15规模较大。f10产状15°～20°NW∠45°～66°，压扭性，破碎带宽7.0～15.0m，破碎带以碎裂岩为主，夹少量断层泥。断层两侧影响带10m内岩体普遍破碎，岩体透水性相对其他地段明显偏大。该断层沿坡脚平行于河谷走向发育且倾岸里，对岸坡整体稳定影响不大；f15产状286°SW∠75°，压性，破碎带宽1.0～1.5m，垂直岸坡发育，对岸坡稳定性影响不大。其余断层规模小，呈压性或压扭性，破碎带宽0.01～0.2m，与边坡基本平行发育，倾向坡内。右岸基岩透水率q≤5Lu的界线埋深在基岩面以下25.0～30.0m；q≤3Lu的界线埋深在基岩面以下40.0～45.0m。3、编制依据（1）《十三师八大石水库工程》招标文件；（2)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-2014）；（3）《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-2003；（4）《水利水电工程岩石试验规程》SL264-2001；（5）《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999。（6)十三师八大石水库工程设计施工图纸及相关设代文件。二、施工布置1、现场临时施工平台布置为方便施工，在心墙下游布置两块施工场地，以下心墙施工道路为界，分为左、右侧施工平台。2、现场交通布置施工期间主要利用L1施工道路运送各种施工物资至施工作业面，左岸心墙灌浆利用L1道路左岸施工平台；右岸心墙及水平段灌浆利用L1道路右岸施工平台。3、施工用水、电本工程基础处理施工用水利用水泵抽取河水；施工用电由导流洞出口变压器处引至心墙下游右侧施工平台处，由电缆引至各用电点；为防止停电影响施工，在右侧平台处布置200KW柴油发电机两台、30KW柴油发电机1台。灌浆所用水泥浆在左右平台各设一个集中制浆站，沿制浆站至用浆点敷送浆管。集中制浆站生产0.5:1浓浆，由灌浆机组根据需要调配至各比级浆液。4、施工排水大坝基坑存在渗水现象，在灌浆造孔、灌浆施工时所产生的施工废水及基坑渗水引排至集水坑处，统一抽排到下游侧的沉淀池内，经沉淀后排至下游泄洪道内；心墙基坑内的其它部位如果出现渗水等情况，根据现场情况设置排水管，妥善引排。集水坑根据现场情况布置，以不影响现场施工和心墙基座体型为原则。我部在每个集水坑内布置两台100m3/h污水泵及满足抽水的小型水泵。6、施工通讯施工现场配置10部对讲机，可满足施工通讯需求。三、施工方案1、本方案适用于基岩较为完整的施工坝段，对于K0+181.31～K0+224.02段F10、F11断层带单独上报专项施工方案；灌浆先进行水平段0+154.22-0+181.31段施工，后由水平段从下至上向岸坡进行灌浆施工。2、灌浆工程总体上的施工顺序为“先固接后帷幕、先副帷幕后主帷幕、先下游排后上游排”。四、施工方法4.1、帷幕灌浆施工方法1）帷幕灌浆按分序加密的原则进行，分3序施工，先进行一序孔施工，再进行二序孔施工，最后进行三序孔施工。先施工下游排灌浆再施工上游排孔的灌浆，先施工副帷幕后施工主帷幕。2）在先灌排中布置先导孔，先导孔在一序孔中选取，按该排总孔数的10%布置。3）采用自上而下分段灌浆法或孔口封闭灌浆法进行帷幕灌浆时，同一排相邻的两个次序孔之间，以及后序排的第一次序孔与其相邻部位前序排的最后次序孔之间，在岩石中钻孔灌浆的高差不得小于15m。4.2、灌浆施工工艺流程帷幕灌浆工艺流程4.3钻孔、冲洗、及压水试验4.3.1、钻孔1）、放样：采用仪器和人工相结合测放孔位。先用全站仪放设帷幕轴线和先导孔，再由人工拉尺测放，确保开孔位置与设计孔位误差小于10cm。如因故变更孔位，应征得监理人的同意主可进行施工，并如实记录实际孔位。2）、钻孔：采用XY-2型地质岩芯钻机进行钻孔。所有钻孔的编号、孔深、孔斜、孔序分段按设计图纸和监理人指示执行；灌浆孔以较小直径为宜，但终孔孔径不宜小于56mm；先导孔、检查孔孔径应满足获取岩芯和孔内试验检测的要求。a.所有帷幕钻孔均进行测斜，每钻一灌浆段测一次孔斜，发现偏差及时采取纠偏措施。b.钻孔孔底偏差不大于1/40孔深。c.在钻进过程中，如遇涌水、漏水、断层、洞穴等特殊情况，应及时报告监理人，研究处理措施。质量检查N孔位放样钻机就位裂隙冲洗灌浆结束Y补孔灌浆钻孔压水试验d.钻孔结束或灌浆结束待钻进时，应及时保护好孔口，防止异物掉入孔内。3）、帷幕灌浆孔终孔深度控制：钻孔深度由先导孔试验确定。4.3.2、钻孔冲洗1）、灌浆孔或灌浆段钻进结束后，应进行钻孔冲洗,将孔内的岩粉等沉淀物冲出孔外,至回水澄清无沉淀物结束。2）、采用压力水进行裂隙冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80%，并不大于1MPa，冲洗后孔内的沉积厚度不得超过20cm。3）、裂隙冲洗时间应冲至回水澄清时止或不大于20min结束。4）、当邻近孔正在灌浆作业或灌浆结束不足24h，不得进行裂隙冲洗。4.3.3、压水试验1）、先导孔应自上而下分段进行压水试验，各次序灌浆孔的各灌浆段宜在灌浆前进行简易压水。2）压水试验应在裂隙冲洗完成后进行，采用“单点法”进行压水试验。3）、压水试验压力为相应孔段灌浆压力的80％，该值若超过1Mpa时，采用1Mpa。4）、压水试验压水20min，每5min钟测读一次压水流量，取最后值为计算值，其成果以透水率表示，单位为吕荣(Lu)。5）、对压水试验结果进行记录，发现异常时应及时查明原因，采用相应的对策。4.4水泥浆液制备1）水泥材料和浆液固结灌浆水泥采用硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于42.5级，水泥细度要求通过80μm方孔筛的筛余量不超过5％；灌浆用水泥应保持新鲜，受潮结块，超过保质期的水泥不得使用，水泥应分期分批进行品质鉴定，严禁将不合格的材料灌进孔内；灌浆用水应符合拌制混凝土用水的要求。含有油类有机物及杂质的水，不得用于灌浆；2）集中制浆站输出浆液水灰比为0.5:1，其加料误差应小于5%，制浆站、中转站应每配一批测定一次比重，灌浆站灌前、变浆、结束灌浆时至少测定一次浆液比重并记录备查；输浆站的输浆压力控制在0.5～1.0MPa，流速控制在1.0～2.0m/s，以避免浆液沉淀或凝结；4.5、灌浆方法和灌浆方式帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法，灌浆方式采用“灌浆塞孔内循环式”或“孔口封闭孔内循环式”。灌浆塞应阻塞在各灌浆段段顶以上0.5m处，防止漏灌；各灌浆段射浆管距灌浆孔底不大于50cm。灌浆段长度控制在5m，特殊情况下可以适当的缩短或加长，但最长不宜大于10m；岩体破碎孔壁不稳时，段长应缩短。砼结构和基岩接触处的灌浆段宜为2～3m。砼与基岩接触段应先行单独灌注并待凝，待凝时间不宜少于24h，其余灌浆段灌浆结束后一般可不待凝。灌浆前孔口涌水、灌浆后返浆或遇地质条件复杂等情况宜待凝，待凝时间根据工程具体情况确定。没有涌水的灌浆段灌浆结束后，一般不待凝，即进行下一段钻孔，但在断层、破碎带等地质复杂地区或有涌水孔段则应待凝，待凝时间按监理人指示执行。接触段灌浆结束后应待凝24h。4.6、灌浆压力及浆液转换灌浆在具备下列条件后进行：a.抬动变形观测装置安装完毕且能进行正常测试工作；b.上部覆盖砼的强度必须达到设计强度；c.完成固结灌浆并检查合格后。根据地形条件，选择有代表性的先导孔或Ⅰ序孔进行地下稳定水位观测。4.6.1、灌浆压力及段长：灌浆压力及段长严格按照设计图纸要求及灌浆试验成果确定数值按表1规定值执行：表1帷幕灌浆压力与段长对应表段次1234567基岩内孔深（m）22～77～1212～1717～2222～27＞27.0段长（m）2.005.005.005.005.005.00以后各段均为5.00灌浆压力（MPa））0.70.91.11.31.51.7每段递增0.2，到3.0时各段均为3.00使用灌浆压力均为安装在孔口回浆管路上的压力表指针所指示的中值压力，灌浆压力应保持平稳；根据工程情况和地质情况，灌浆压力的提升可采用分级升压法或一次升压法灌浆：灌浆时尽快达到最大试验压力，在孔段遇到大耗浆量时，分阶段逐级升压或间歇升压，以此来控制浆液注入率的大小，以使注入率不大于30L/min为宜。灌注至注入率小于10L/min后达最大灌浆压力。灌浆段长的划分误差不大于30cm，如遇断层破碎带洞穴等不良地质条件时，应进行单独分段灌浆。终孔段灌浆段长不超过8米时，可进行不分段灌浆。4.6.2、浆液和变换（1）帷幕灌浆采用纯水泥浆液灌注。灌浆浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换。浆液水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1七个比级，由稀到浓逐级变换，开灌水灰比为5:1。（2）浆液变换依据以下条件：1）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；2）当某一比级浆液的注入量已达到300L以上或灌注时间已达到1h，而灌浆压力和注入率都没有改变或者改变不显著时，应改浓一级。3）当注入率大于30L/min，可根据具体情况越级变浓。灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应措施进行处理。4.7、特殊情况处理(1）帷幕灌浆孔的终孔段，其透水率或单位注灰量大于设计规定值时，钻孔宜继续加深。(2）灌浆过程中发现冒浆、漏浆时，应根据具体情况采嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间隙、待凝等方法进行处理。(3）灌浆过程中发生串浆时，应阻塞串浆孔，待