帷幕灌浆专项施工方案

1英吉沙县卡回水库一标工程帷幕钻孔灌浆专项施工方案山西省水利建筑工程局卡回水库一标项目部2016年3月15日编制：审核：审批：2一、概述1、主要施工项目钻孔和灌浆，其内容包括：(1)、钻孔：包括勘探孔、灌浆孔、检查孔和排水孔的钻孔，以及为钻孔和灌浆工程所需进行的钻取岩芯和试验、钻孔冲洗、压水试验、灌浆前孔口加塞保护等钻孔作业。(2)、水泥灌浆包括帷幕灌浆、固结灌浆。本工程帷幕灌浆水泥采用抗硫水泥。2、工程水文地质（1）、坝址基本地质条件工程区内地形较为平坦，以低矮山坡为主。总的地势是西北高、东南低，山体形状较平缓或呈驼峰状起伏，冲沟发育，区内东北、西北、西南三面均为低矮山坡，自西北至东南方向为冲积的宽缓盆地，地势低平，构成库盆。工程区南东侧有一条小河流，河宽10～70m，河床高程1379～1384m，河水深0.1～1m，河岸侧壁偶见基岩出露。区内冲沟分布零乱，切割不深，多在10m以下，延伸不长，多较宽缓，由于冲沟切割使山体形状极不规则，局部成孤立山包。区内地层分布简单，大面积为第四系松散堆积层覆盖，下伏地层为上第三系地层，山体表部基本为残坡积堆积（Qedl）覆盖，岩性为灰褐色碎石土，以粉质壤土为主，结构较松散，下伏基岩为上第三系（N）灰褐、灰黄色粉砂质泥岩，局部偶夹砂砾岩薄层或透镜体，上部一般全风化状。坝区各段所处构造单元相同，区内地质构造简单，未见区域性断裂通过，地表调查亦未见小规模的断层出露，区内为一倾向南西（近南）的单斜构造，岩层产状总体走向N72～85°W，倾向SW，倾角3°～10°。此外，在工程区南侧小河河岸侧壁上测得基岩岩层产状为走向N55°W，倾向SW，倾角8°～11°。二、主要工程量主要工程量见表1：3表1主要钻孔灌浆工程量表施工部位施工项目单位数量备注坝基基础处理帷幕灌浆混凝土层钻孔m2550帷幕灌浆粘土层钻孔m9450帷幕灌浆岩石层钻孔m20458帷幕灌浆m20458检查孔压水试验段342三、施工总体程序和方法采用集中制浆系统供浆，采用能够自动监测灌浆压力、流量、浆液比重等重要参数的自动记录仪。坝基帷幕灌浆采取有盖重灌浆时，当浇筑混凝土达到50%设计强度后开始施工。固结灌浆在上层混凝土完成达到70%设计强度后开始施工。帷幕灌浆必须在同一坝段的坝基固结灌浆结束并检查合格后开始进行施工。帷幕灌浆分Ⅲ序施工，先导孔在一序孔中选择。帷幕灌浆第1段采用常规“阻塞灌浆法”进行灌浆，第2段及以下各段采用“小口径钻孔、孔口封闭、自上而下分段、孔内循环法”灌注。先导孔和检查孔均采用“单点法”进行压水试验。帷幕后的排水孔和扬压力观测孔必须在相应部位的帷幕灌浆完成并检查合格后，方可钻进。设有抬动观测设备的灌区，待抬动观测仪器装置完毕，并完成灌浆前测试工作后，再进行灌浆作业。在进行裂隙冲洗、压水试验和灌浆过程中均进行抬动监测。四、施工布置1、风、水、电布置（1）、施工用风：采用2台12m3柴油空压机供风，用DN50高压管接入钻孔施工面。（2）、施工用水：施工用水通过原有明渠下挖利用渗水，用水泵接引至施工4面。在制浆站附近较高位置，每台泵配置1个备用水箱，以备应急用水需要。（3）、施工用电：取自本标供电系统变压器，采用电缆输送至各配电盘，供给各种用电设备。钻孔和灌浆施工管线就近从系统上引接，统一敷设。2、排污系统钻孔灌浆作业排放的污水、弃浆，采取集中抽排的方式。在灌浆作业坝块上设两个专用集水坑，坝块四周进行临时围堵，保证施工污水不流入其他作业面，用排污泵抽排至污水沉淀池。污水经两级沉淀变清后再排出基坑。对于沉淀的积渣、岩心等废弃物采用人工清理，运至弃渣场，以保证灌浆作业面的干净整洁。五、灌浆材料和设备1、灌浆材料水泥等灌浆材料全部从英吉沙县山水水泥有限公司购进。每批到达现场的水泥、外加剂、掺合料和化学灌浆材料等，均应符合本技术条款规定的材料质量标准，并附有生产厂家的质量证明书。每批材料入库前均应由承包人会同监理人进行复检，并将验收清单提交监理人，复检合格后方可投入使用。（1）、水泥1）、根据施工图纸设计要求采用抗硫水泥。2）、灌浆水泥尽量使用同一品种、同一强度等级的水泥，同一灌浆孔不使用不同厂家、不同品种、不同强度等级的水泥。3）、到货的水泥按不同品种、强度等级、出厂批号、袋装（初期使用）或散装等，分别放在专用的仓库或储灌中，防止因贮存不当引起水泥变质。袋装水泥的出厂日期不超过3个月，散装水泥不超过6个月，快硬水泥不超过1个月，袋装水泥的堆放高度不超过15袋。4）、在灌浆施工过程中，对水泥的强度、细度、凝结时间等进行抽样检查。灌浆用的水泥保持新鲜，不使用受潮结块的水泥。（2）、水灌浆用水符合JGJ63-2006的规定，拌浆用水的温度不得高于40℃，接缝和5接触灌浆拌浆用水的温度不得高于20℃（3）、外加剂经监理人批准，承包人可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。各种外加剂的质量应遵守DL/T5148-2012的规定，其最优掺加量应通过室内试验和现场灌浆试验确定，试验成果应提交监理人。所有能溶于水的外加剂均应以水溶液状态加入。2、浆液根据本标工程帷幕灌浆施工强度大、作业面多但相对集中的特点，采用集中制浆站供浆，制浆能力20m3／h，能满足帷幕灌浆高峰期8台灌浆泵用浆需要。（1）、制浆材料称量制浆材料按实验选定的浆液配比计量，计量误差应小于5%，水泥等固相材料采用重量称量法计量。（2）、浆液搅拌1）、各类浆液必须搅拌均匀，并测定浆液密度和粘滞度等参数，并作好记录。2）、纯水泥浆液的搅拌时间：使用普通搅拌机时，应不少于3min；使用高速搅拌机时，应不少于30s。浆液在使用前应过筛，从开始制备至用完的时间应不大于4h，否则不能再用，并弃置监理人指定的地点。（3）、集中制浆1）、灌浆场地设置集中制浆站。集中制浆站制备水灰比Ⅰ段和Ⅱ段为0.8:1、封孔时为0.5:1的纯水泥浆液，输送浆液流速为1.4m/s~2.0m/s，各灌浆地点应测定来浆密度，并根据各灌浆点的不同需要调制后使用。2）、寒冷季节施工作好机房和灌浆管路的防寒保暖工作，炎热季节施工采取防晒和降温措施。3、钻孔灌浆设备（1）、钻孔设备1）、帷幕灌浆孔（含先导孔）、压水检查孔、抬动观测孔、物探测试孔或其它指定的钻孔采用回转式钻机造孔，其钻头采用金刚石钻头或硬质合金钻头，不6使用碾砂钻头。2）、使用的钻孔冲洗和压水试验设备、水泵，保证在所有压力下都有足够的供水量，保证压力稳定、出水均匀、工作可靠。3）、准备足够的流量计、压力表、压力软管、供水管及阀门等物品。4）、配备足够数量的钻孔测斜仪和深度测量仪，钻孔测斜仪为经国家有关部门鉴定合格的产品。（2）、灌浆设备1）、拌浆和注浆设备的型号、容量、布置都应得到批准，并且任何时候都应保证在最好的可操作状态。2）、灌浆泵性能与灌浆浆液的类型和浓度相适应，其额定工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍，压力波动范围小于灌浆压力的20%，并有足够的满足灌浆最大注入率要求的排浆量和稳定的工作性能；灌注纯水泥浆液采用多缸柱塞式灌浆泵。3）、根据灌浆需要配置高速和低速浆液搅拌机。搅拌机的转速和拌和能力分别与所搅拌的浆液类型及灌浆泵排浆量相适应，并保证均匀、连续地拌制浆液。高速搅拌机的搅拌转速度不小于1200r/min。所有搅拌设备在用于拌制浆液前在现场进行试运行。4）、灌浆管路保证浆液流动畅通，并能承受1.5倍的最大灌浆压力。灌浆泵和灌浆孔口处均安装压力表，进浆管路亦安装压力表，所选用的压力表在使用前进行率定。使用压力宜在压力表最大标值的1/4~3/4之间。使用过程中经常检查核对，不合格和己损坏的压力表严禁使用。压力表和管路之间设有隔浆装置。5）、为加强灌浆过程中的质量控制，对灌浆和压水全过程采用灌浆自动记录仪进行记录。采取必要的防尘、防潮措施，以确保其保持正常工作状态。6）、灌浆塞与采用的灌浆方法、灌浆压力及地质条件相适应，胶塞具有良好的膨胀性和耐压性能，在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段，并易于安装和拆除。7）、集中制浆站的制浆能力满足灌浆进度高峰期所有机组用浆需要，制浆站7配备防尘、除尘设备，当浆液需掺加掺合剂或外加剂时，增设相应的设备。8）、配备用于抬动变形观测的千分表，宜配备具有变形自动记录观测装置。9）、施工现场配备用于现场质量控制的比重秤（比重计）、温度计、测斜仪等质检仪器。10）、所有灌浆设备、仪器、仪表均注意维护保养，并保持其工作状态正常，并配有足够的备用量。电力驱动的设备，在接地良好并经确认能保证施工安全时进行使用。11）、灌浆记录设备灌浆应采用自动记录仪进行数据采集和分析。（3）、辅助设施为了保证在持续的高峰生产期所有设备都能以最高效率同时进行生产，在各工区内配备足够的气、水、电。（4）、主要设备1）、钻孔设备①、YMG-100液压锚杆钻，钻孔直径56~150mm，钻孔深度80m，用于帷幕灌浆钻孔。精心挑选金刚石钻头和钻具。②、XY-2PC型地质回转钻机：重庆探矿机械厂生产，钻孔直径56~150mm，钻孔深度300m，用于检查孔钻孔、坝体混凝土检查孔钻孔。2）、灌浆设备①、SGB6-10型灌浆泵主要用于送浆和现场灌浆施工，最大压力10MPa，输浆距离水平800m，垂直500m。杭州探矿机械厂生产。②、YJ-200双筒搅拌机:布置在灌浆现场，灌浆现场用来配制浆液。③、ZJ-800高速搅拌机：在集中制浆站按实际情况及高峰供浆强度设置搅拌机组。高速搅拌机主要用于拌制0.5：1纯水泥浆液。杭州钻探机械厂生产。④、灌浆塞：固结灌浆，配备孔径Ø50㎜～Ø80㎜系列螺杆压缩式胶球塞。⑤、测斜仪：使用KXP-1测斜仪，测量精度顶角精度：0°～50°±0.5°，方位角4°～356°±4°。连续测量，液晶显示屏显示测量结果。8⑥、灌浆自动记录仪：配备NW-2006型灌浆自动记录仪。⑦、其他：配备与主要设备配套的专业器具，压力表经率定合格后再使用，配备足量的备用品。钻孔灌浆的计量器具，主要有温度计、压力表、流量计、密度计、钢尺等，定期进行校验或检定，保持量值准确。六、生产性灌浆试验1、试验说明（1）、生产性灌浆试验包括帷幕灌浆生产性试验和固结灌浆生产性性试验。（2）、灌浆作业开工前10d，编制详细的帷幕灌浆试验段施工方案，报送监理人审批。（3）、灌浆试验结束后，对试验成果进行分析，并将试验的详细记录和试验分析成果提交监理人。2、浆液试验（1）、本工程坝基采用浓浆灌浆特殊工艺，现场灌浆试验前，承包人应按监理人指示，进行浆液试验选择浆液水灰比以及掺合料、外加剂等的品种及其掺量，并将试验成果提交监理人。浆液试验的内容包括：①、浆液配制程序及拌制时间。②、浆液密度测定。③、浆液流变参数。④、浆液的沉淀稳定性。⑤、浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间。⑥、浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性。⑦、监理人指示的其它试验内容。（2）、用于生产性灌浆试验的浆液水灰比以及掺合料、外加剂等的品种及其掺量通过浆液试验选择，试验记录和试验成果提交监理人。3、生产性灌浆试验（1）、承包人应按监理人指示，根据工程建筑物布置，选择地质条件中等或偏差地段进行灌浆试验，或与永久灌浆区相似的地段作为灌浆试验区。9（2）、承包人应根据施工图纸要求和监理人指示选定试验孔的布置方式、孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数，编制试验大纲报监理人审批。（3）、承包人应按批准的灌浆试验大纲进行灌浆试验，检查灌浆效果。承包人应将各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量等试验资料和灌浆试验成果提交监理人。（4）、承包人不得在帷幕灌浆线上进行灌浆试验。七、钻孔灌浆施工1、帷幕灌浆（1）、施工次序帷幕灌浆为单排孔，灌浆按分序加密原则进行，分Ⅲ序施工。帷幕灌浆同一排相邻两个次序孔之间以及后序排的Ⅰ序孔与前序排Ⅲ序孔之间，在岩石中钻孔灌浆的间隔高差不小于15m。对设有抬动观测设备的灌区，须待抬动观测仪器装置完毕，并完成灌浆前测试工作后，方可进行灌浆作业。在进行裂隙冲洗、压水试验和灌浆施工过程中均应进行抬动观测，观测成果应报送监理人，抬动变形值超过设计允许值时应立即停止施工