精品文档水利枢纽坝基岩体补强帷幕灌浆施工组织设计Word文件下载.docx

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2.1主要工作内容

本次处理包括下列工程项目：

1）8-9#坝段基础新增帷幕灌浆工程；

2）原8ZP-5～10ZP-2坝基排水孔保护、新增排水孔工程；

3）右岸148m高程灌浆平洞新增排水孔；

2.2主要工程量

主要工程量如表2.2-1

表2.2-1主要工程量表

序号

项目名称

单位

数量

备注

一

主体工程

1

9#坝段帷幕灌浆及排水孔

1.1

帷幕灌浆

1.1.1

帷幕灌浆混凝土钻孔

m

60

1.1.2

帷幕灌浆基岩钻孔

900

入岩60m

1.1.3

基岩段帷幕灌浆

52.5级超细水泥

镶铸孔口管

孔

15

15m孔

1.2

基础排水孔

入岩15m

1.2.1

孔口装置

套

11

1.2.2

混凝土钻孔

44

1.2.3

基岩段钻孔

165

1.2.4

孔内保护

1.3

抬动观测孔

1.3.1

抬动观测装置及观测

项

1.3.2

4

1.3.3

10

1.4

检查孔

1.4.1

检查孔混凝土钻孔

8

1.4.2

检查孔基岩钻孔

120

1.4.3

压水试验

段

24

5m段

1.5

排水孔封堵、扫孔及测压管扫孔

1.5.1

排水孔封堵

1.5.2

排水孔扫孔

736

1.5.3

测压管扫孔（H17DB09）

6

2

右岸边坡变形处理

2.1

49

2.2

19.6

φ91mm

2.3

1208

2.4

3.施工总布置

3.1施工交通

右岸148廊道内施工利用右岸上坝公路；

底层廊道施工利用右岸发电厂公路进入。

3.2施工供电、供水及通讯

3.2.1施工供电

（1）施工电源

施工用电线路利用现场已有线路，沿工作面布设施工用电线路。

（2）供电安全措施

①严格按照规程规范设计、架设、管理、维护本工程施工供电线路及设备。

②配置专业电气工程师全面负责施工供电有关技术及安全工作。

③潮湿和易触及带电体场所的照明电压采用36V低压直流电。

3.2.2施工供水

148.0高程施工用水利用增压泵在库区抽水。

帷幕灌浆廊道施工用水从大坝内集水井抽取，然后驳接分水管到各施工工作面。

3.2.3施工通讯

帷幕灌浆施工期间，采用经理部设置的直拨电话保持对外对内联系，施工区采用对讲电话进行工作联系。

3.3钻孔系统

（1）根据施工工作量和施工进度计划，拟定回转钻机2台。

（2）钻机的移动和固定

廊道施工时，采用人工撬移，钻机固定采用膨胀螺杆固定。

3.4制浆输浆系统

根据帷幕灌浆施工进度计划，在帷幕灌浆施工期间，在大坝右岸90廊道电站厂房后布置1座集中制浆站。

集中制浆站采用储灰棚、高速制浆机和输浆泵组合供制浆。

制浆站制备水灰比0.5:

1的稳定水泥浆液，制浆材料（水泥等固相材料）采用重量称量法，保证称量误差小于5%，浆液必须搅拌均匀并测定密度，纯水泥浆液的搅拌时间不小于30S。

制浆站配制的水泥浆液通过输浆管路直送作业面，由工作面上400L的上下慢速搅拌桶调配成各灌段所需的浆液。

配制好的水泥浆，制备到用完时间不超过4h。

3.5排水排污系统

灌浆廊道内施工时，利用廊道内排水沟，将污水在9坝段和8坝段排水沟拦设沉淀，废渣由人工清运出廊道。

4.施工进度计划

为保证施工质量和施工安全，施工总工期初定为60天。

在尽量降低帷幕灌浆在高水头下施工，灌浆须尽量抢在死水位下施工。

4.1施工进度保证措施

4.1.1加强领导，强化管理

在该项目上配备足够的钻探灌浆专业技术人员，建立以工程部为主，其他各科室协调配合的进度计划落实体制，确保各项工程的施工进度得到控制和及时调整，满足总进度要求。

（1）从组织管理、技术管理和劳动力供给上给工期控制目标的实现提供可靠保证

派出有类似工程经验的管理、技术干部和组织熟练工人，形成精干的灌浆施工工区，做到组织管理、技术管理和劳动力跟上给总工期提供可靠保证。

（2）从物质材料供应上给总工期的实现以可靠保障

对施工所用的水泥等主料，公司的财务物资部严格按计划保质、保量、按期采购进场，防止因材料供应不足而停工影响工期的实现。

（3）保证施工期间的生产经费

由于基础处理工程使用的易耗材料多且价格昂贵，要求投入的技术工人较多，项目部保证有足够的资金购置易耗材料和发放民工工资，落实施工进度奖励制度。

5.帷幕灌浆材料、施工力量及施工设备

5.1帷幕灌浆材料

5.1.1水泥

帷幕灌浆采用石门强盛水泥有限公司生产的52.5超细水泥，细度（比表面积）指标控制在550m2kg；

采购的每批水泥必须保持新鲜,距出厂日期不超过40d，灌浆现场设置水泥储存棚，每200吨水泥抽样进行一次检测，有受潮结块的水泥严禁用于灌浆施工。

5.1.2水

灌浆用水直接取自渫水，经检查水质符合灌浆用水要求。

5.1.3外加剂

灌浆过程中可能在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂或其它外加剂。

各种外加剂质量符合DLT5148-2001的有关规定，其最优掺量通过现场试验确定，所有能溶于水的外加剂均以水溶液状态加入。

5.2帷幕灌浆主要施工设备配置

帷幕灌浆施工主要机械设备配置见表5－2。

表5-2主要施工机械设备配备配置计划表

设备名称

型号及规格

检修情况

进场时间

备注

回转钻机

SGZ-Ⅲ

台

良好

2012.2

高速搅拌机

JZ-1000L

低速搅拌机

JZ-200

灌浆泵

SGB-610

泥浆泵

3SNS12010、BW-150

自动记录仪

LJ

测斜仪

KXP-1

潜水泵

台

排污泵

电焊机

辅助设备器材

足量

5.3帷幕灌浆人员配备

施工主要施工人员配置见表5－3。

表5-3　主要人员配备计划表

工种

管理人员

技术人员

钻探工

灌浆工

电工

修理工

制浆工

合计

人数

3

12

26

5.4帷幕灌浆主要材料用量

帷幕灌浆施工主要施工材料计划用量见表5－4。

表5-4　　　　帷幕灌浆主要材料用量计划表

材料名称

规格

2012年

2月

3月

水泥

52.5超细超细

t

65

40

25

6．帷幕灌浆施工

帷幕补强灌浆必须同时具备下述条件才能进行施工；

①为保证帷幕灌浆质量，帷幕施工应安排在库水位最低时进行。

②抬动变形观测装置安装完毕且能进行正常测试。

③每孔灌浆施工前，对与该孔相应的排水孔及左右3m范围内的坝基排水孔应进行临时填砂封堵，待该孔灌浆完成后，若封堵的排水孔不属于下一个灌浆孔对应的排水排水孔封堵范围，则应及时进行排水孔扫孔。

④施工过程中，应加强对大坝安全安全监测，发现异常，应立即停止施工，同时报送监理、设计等有关单位研究处理措施。

6.1帷幕灌浆生产性试验

6.1.1试验目的

（1）了解坝基岩体的工程现状、可灌性、透水性等；

（2）论证基岩补强帷幕灌浆采用52.5超细水泥的可行性以及经过补强帷幕灌浆后岩体力学性状的可提高程度；

（3）探索适合本次施工坝基工程地质条件的灌浆工艺，优化灌浆参数；

为优化设计、简化施工，确保工程施工质量提供依据；

6.1.2帷幕灌浆试验孔的选取

按照设计布置，在合适位置选取3个孔作为帷幕灌浆的试验孔。

具体详见下图。

6.1.3试验内容

（1）埋设一个抬动观测仪，以便观测在设计拟定灌浆压力下进行帷幕灌浆时坝基抬动情况；

（2）按设计要求的段长、浆液配比、灌浆压力等对3个孔进行帷幕灌浆施工；

（3）待相邻的先导孔施工结束后在相邻连线的中点附近布置检查孔，检查灌浆前后的压水及灌浆效果。

6.2.4试验时间

帷幕灌浆生产性试验计划14天完成。

6.2.5试验技术要求

1）根据设计要求，帷幕灌浆生产性试验采用孔口封闭、自上而下分段、孔内循环灌浆方法。

孔深为坝基岩面至下60m，孔距约2.0m，帷幕灌浆孔分两序孔施工。

2）帷幕灌浆试验拟定压力按下表进行。

表6.2.5-1灌浆压力（Mpa）

部位

第一段

第二段

第三段

第四段及以下各段

帷幕灌浆压力（Mpa）

2.0

3.0

3.5

3）灌浆前后需要在钻孔岩芯中进行取样，并标明样品的位置，尽量避免扰动，以保证样品的真实性；

取样后，及时包装、封蜡保护，加注标签，妥善保管，并送样进行岩石力学试验。

4）检查孔施工

灌浆结束7天后，进行灌浆质量检查孔施工。

（1）采用金刚石回转钻进；

全孔取芯，保证岩芯采取率达到90%以上；

（2）压水试验采用单点法，试验压力为灌浆压力的80%，超过1.0MPa时，采用1.0Mpa；

（3）岩芯统一编录，并进行统一素描、照相。

6.1.6试验过程及程序

帷幕灌浆试验全过程施工程序为：

施工准备→按照设计图纸放样定孔位→钻机固定安装→钻进抬动观测、安装观测装置→抬动孔待凝→分序进行3个帷幕灌浆孔的钻灌施工→效果检测→资料整理提交。

单孔帷幕灌浆施工程序：

施工准备→钻机定位→钻孔取芯钻进→钻孔冲洗→孔深验收、安装灌浆设备→压水试验→灌浆至结束→浓浆压力封孔→全孔灌浆资料整理。

6.1.7数据的对比

将此次生产性试验的数据与前期施工的数据进行对比、分析、整合，得出相应的结论。

探索适合本次丝攻坝基工程地质条件的灌浆工艺，调整及优化灌浆参数；

为优化设计、简化施工，确保工程施工质量提供依据。

6.2帷幕灌浆施工

待生产性试验结束得出详细施工参数后，进行帷幕灌浆施工。

在相同单元内，同一排上相邻两序孔之间以及最后次序孔与相邻排孔在同一地层中钻孔灌浆的间隔高差不得小于15m。

帷幕灌浆施工总程序：

施工准备→钻孔放样→帷幕灌浆施工相应部位抬动孔施工→帷幕先导孔施工→施工I、II序孔→帷幕质量检查→资料整理→单元工程质量评定。

帷幕灌浆单孔施工程序：

施工准备→钻孔定位→固定机具→钻孔至接触段顶板高程→测斜→钻孔冲洗→裂隙冲洗→简易压水→接触段灌浆→孔口管埋设→第二段及以下段循环钻灌→钻孔至设计孔深→综合测斜→终孔段灌浆结束→基岩段全孔浓浆置换、压力灌浆封孔→砼段机械压浆封孔→砂浆封孔→单孔资料整理提交。

具体施工流程见图6.1。

6.3帷幕灌浆钻孔施工

6.3.1钻孔

（1）放线布孔

根据设计图纸采用经纬仪进行帷幕线整体放样，并逐孔定好孔位。

施工时，用钢卷尺重新校测，逐孔复核孔位（防止施工过程中标记桩被移动）。

要求开孔位置与设计位置偏差不大于10cm，因故变更孔位事先征求监理或设计同意并详细记录。

另外是关于施工区域内原有的地下线管、电缆等穿越位置的布孔，必须由监理、设计、业主、施工方共同进行核对竣工图纸后到现场布孔，以便确保电站的正常运行

（2）钻孔

1）钻机就位

孔位确定无误后，将钻机移至核定的孔位上，按照要求进行机架、机座校正，配备良好钻具，保证钻孔开孔角度符合设计要求。

2）开孔钻进

帷幕灌浆孔终孔孔径不小于φ56mm，采用SGZ-Ⅲ型回转钻机、金刚石钻头钻进，钻孔开孔直径为φ91~75mm。

帷幕灌浆孔按逐序加密、自上而下分段钻灌的原则进行。

各类钻孔施工顺序为：

抬动观测孔→Ⅰ序孔灌浆→Ⅱ序孔灌浆→质量检查孔。

3）特殊情况处理

在钻进过程中，精心操作，合理掌握钻进参数，合理控制钻进速度，以防止埋钻、卡钻等各种孔内事故的发生。

一旦出现孔内事故，必须弄清事故孔段的孔深、地层情况、钻具位置、规格、判别事故类型，尽快处理。

现场配备必要的事故打捞、处理工具。

钻孔过程中如遇到掉块、卡钻、涌水、失水或回水减少等情况下进行详细记录，并及时分析原因和采取有效措施处理后方可续钻。

卡钻、埋钻处理：

发现钻具被卡时，首先保持冲洗液畅通，采用扭、打、拉等方法进行处理，处理后将打捞工具、处理方法及过程填入事故处理表。

4）测斜与纠斜处理

钻孔应采取可靠的防斜措施，保证孔向准确；

钻进过程中每10m进行一次孔斜测量，尤其注意控制上部20m范围内的钻孔偏差。

发现偏斜及时采取相应的纠斜方法进行控制直至满足设计要求为止，造孔过程中如此往复循环，直至终孔结束，再进行综合测斜，并提请监理工程师验收钻孔。

钻孔纠斜处理：

钻孔经测斜发现偏斜超过设计允许值后，采用超径修正、跳级换径、孔底埋管等方法进行钻孔纠斜处理，处理结束重新测斜合格后，方可续钻。

钻孔终孔后偏差值应满足如下要求：

钻孔孔径不小于设计要求φ56mm；

孔口位置误差不得大于10cm，钻孔实际深度不小于设计深度，孔底偏差应满足下表要求。

钻孔孔底最大允许偏差值

孔深（m）

20

30

50

＞60

最大允许偏差值（m）

0.25

0.50

0.80

1.15

1.50

＜2.0

5）钻孔记录与钻孔保护

原始记录：

每孔段钻进时均应详细填写钻探班报，记录孔深、孔径、工作时间、下入套管规格及长度，遇到的特殊情况（涌、漏水、换层、夹层、掉块、卡钻）等。

先导孔、物探测试孔、检查孔等均要求进行地质编录，记录岩层分层深度、岩性描述和观测地下水位等地质情况。

做到原始资料齐全、数据准确可靠，复核无误后归档备查。

钻进至设计孔深后，待灌或灌浆结束时待钻，孔口均需进行加盖保护，防止异物进入孔内，增加处理难度。

6）钻孔取芯

①灌浆先导孔、检查孔以及监理工程师制定的其他取芯钻孔，应予钻取岩芯，按取芯次序统一编号，填牌装箱，并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。

②在钻孔过程中应对钻孔回水、钻孔冲洗液、钻孔压力、芯样长度及其它能够充分反映岩石或砼特性的因素进行详细记录。

③取芯的回次进尺长度控制在2m以内，一旦发现芯样卡钻或被磨损，应立即取出。

除监理工程师另有指示，对于1m或大于1m的钻进回次，岩芯采取率小于80%，则下一次应减少回次钻进深度的50%，直到回次进尺控制在50cm以内。

如果芯样的采取率很低，应改进钻进工艺技术方法。

7）钻孔施工质量控制

钻孔质量控制见图6.2

图6.4　　　　　　　　钻孔施工质量控制框图

6.3.2钻孔冲洗及压水试验

（1）钻孔冲洗

帷幕灌浆孔、段钻孔达设计深度后分别进行钻孔冲洗，以提高灌浆质量。

每段钻孔结束后立即用大流量水流对钻孔内残留岩粉进行敞开冲洗，直至回水澄清10min方可结束，总的洗孔时间不少于30min，保证孔内残留物小于20cm。

断层破碎带、裂隙交汇带及强透水等地质缺陷部位的帷幕灌浆孔，单孔采用脉动压力水流进行冲洗，高、低压脉动时间间隔为5～10min，冲洗结束标准为回水澄清10min为止，且总的冲洗时间不少于30min。

如回水达不到澄清要求时，在总的冲洗时间达2h以上后可结束冲洗。

裂隙冲洗压力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。

当邻近正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足24h，不得进行裂隙冲洗。

灌浆孔（段）裂隙冲洗后，该孔（段）立即连续进行灌浆作业，因故中断时间超过24h的，在灌浆前重新进行裂隙清洗。

（2）压水试验

帷幕灌浆选择先导孔和质量检查孔进行单点法压水试验，其余孔段在灌浆前进行简易压水试验。

压水试验采用SGB-610或BW-150型灌浆泵，压水压力采用灌浆压力的80%，超过1.0Mpa时，采用1.0Mpa。

单点法压水试验在稳定的设计压力下，每5min测读一次压入流量，当连续4次读数最大值与最小值之差小于最终值的10%；

或连续4次读数最大值与最小值之差小于1Lmin时，可结束压水试验工作，并以最终值作为计算值。

简易压水试验在稳定的设计压力下，压水20min，每5min测读一次压入流量，以最终值作为计算值。

6.4灌浆施工

6.4.1灌浆方法与段长划分

帷幕灌浆第一段采用常规“阻塞灌浆法”进行灌浆，阻浆塞阻塞在基岩面上混凝土的钢管内。

第二段及以下各段采用“小口径钻孔、孔口封闭、自上而下分段、孔内循环”灌注。

灌浆段长度的划分：

第一段（接触段）为2.5m，第二段为3m，第三段及以下各段一般为5m，终孔段根据实际情况可适当延长段长，最长段长以7.0m控制。

设计终孔深度为基岩下60m，坝基主帷幕终孔段基岩透水率以q≤3Lu，若不能满足上述要求，则自行加深至以上标准；

若遇到断层破碎带须加深穿过其底板5m后才终孔。

各段灌浆时，射浆管下入灌浆段段底以上0.5m处，射浆管的外径与钻孔孔径之差不大于20mm。

6.4.2孔口管埋设

孔口管必须在第1段钻孔、冲洗、压水试验、灌浆结束后埋设；

孔口管采用Φ89mm无缝钢管，孔口管露出砼面的高度在10cm左右，深入建基面以下2.0m；

孔口管埋设后须待凝1～2天，经检查合格后方可进行下一工序施工；

孔口管埋设注意钻孔孔向、孔口管嵌入基岩深度、孔口管接头是否有脱节、压水检查管外侧是否漏水。

6.4.3灌浆设备与机具

浆液搅拌桶采用0.6m3立式搅拌桶。

输浆管采用软钢丝加固管或钢管，并保证能够承受1.5倍以上的最大压力。

灌浆设备：

采用SGB-610型灌浆泵。

灌浆记录设备：

采用全自动记录仪。

6.4.4制浆

制浆用固相材料采用重量称量法，称量误差小于5%。

浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度，纯水泥浆液的搅拌时间，用普通搅拌机时应不少于3min，使用高速搅拌机时不宜少于30S。

浆液在使用前应过筛，从制浆到用完的时间宜小于4h。

水泥浆液一律采用集中制浆站统一配制供应，集中制浆站采用自动化操作，根据需要采用高速搅拌机配制0.5:

1的浆液，浆液输送速度应控制在1.4～2.0ms，通过输浆管送至各灌浆站储浆桶后，测定来浆密度，并根据各灌浆点的不同需要，经普通搅拌机拌制各灌段所需的浆液。

6.4.5浆液的变换

灌注浆液浓度按先稀后浓、逐级变换的原则进行。

浆液水灰比采用2:

1、1:

1、0.8:

1、0.6:

1四个比级，开灌水灰比采用2:

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，压力持续升高时，不改变水灰比；

当某一级浆液的单孔灌段注入量达300L以上或群孔达600L~1200L以上或灌注时间已达30min以上、而灌浆压力和注入率无改变或必变不明显时，改浓一级水灰比的浆液灌注；

当注入率大于30Lmin，可根据具体情况，越级变浓。

灌浆前、浆液变换时、灌浆结束时均测量浆液密度，灌浆过程中，每隔15~30min，量测一次浆液浓度，并反映在帷幕灌浆综合成果表中。

6.4.6灌浆压力与压水试验压力

各灌浆段的灌浆、压水试验压力一般按下表控制，特殊情况下报请设计与监理研究确定。

帷幕灌浆、压水试验采用压力表

遇有涌水的灌浆孔段相应提高灌浆压力，按设计灌浆压力+涌水压力作为实际灌浆压力控制；

1）注入率与最大灌浆压力的控制

帷幕灌浆时应尽快达到设计压力，遇到注入率较大时则采用分级升压或间歇升压法灌注，使灌浆压力与注入率相适应。

2）灌浆过程中应经常转动和上下活动射浆管，保持回浆管有15Lmin以上的回浆量。

在灌浆的全过程中采用自动记录仪记录所有施工参数，加强过程监控，确保灌浆质量。

6.4.7结束标准

帷幕灌浆在设计规定压力下，当注入率小于1Lmin时，继续灌注60min，灌浆结束。

6.4.8封孔

帷幕灌浆全孔灌浆结束后用水灰比为0.5：

1的浓浆进行封