引水隧洞回填固结灌浆施工方案Word文档下载推荐.docx
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素喷砼
0+099.00~
0+108.00
9.0
Ⅲ
挂网锚喷(掺HPP塑钢纤维)
0+108.00~
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41.0
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6.0
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59.0
0+561.00~
0+576.23
15.2
2.1.1.喷砼段固结灌浆
固结灌浆采用一次全孔灌浆形式,终孔灌浆压力0.5MPa
2.1.2.衬砌段固结灌浆
砼衬砌段固结灌浆孔沿洞周均匀布置,排距3m,每排9孔,呈梅花形布置,孔深要求深入围岩4.5m,灌浆压力为0.5MPa,局部岩石破碎带或断层处视实际情况加密加深灌浆孔,固结灌浆在该部位回填灌浆结束7天后进行。
2.1.3.回填灌浆
在顶拱中心角120°
内进行,每排1~2孔,排距3m,呈梅花形布置,孔深应深入围岩10cm,灌浆压力为0.3MPa,待砼强度达到70%设计强度后才能进行回填灌浆。
2.1.4.检查孔
回填灌浆和固结灌浆质量检查孔的数量应不少于灌浆孔总数的5%,检查孔布置由施工、监理、地质人员根据实际情况确定。
固结灌浆质量控制标准为透水率不超过5Lu。
灌浆过程中应加强观测并作好记录,出现异常情况要及时、妥善处理,灌浆施工应严格按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2012)执行,确保灌浆质量和安全。
2.2.压力钢管段
隧洞钢管内衬段,砼与围岩间必须进行回填灌浆;
围岩滴渗水地段必须进行固结灌浆,无滴渗水地段经试灌后决定取舍;
钢衬接触灌浆位置须经锤击检查后确定。
2.2.1.回填灌浆
内进行回填灌浆,每排2~3孔,排距1.8m,孔深应深入围岩10cm,灌浆压力为0.3MPa,衬砌砼强度达到70%后才能进行回填灌浆。
2.2.2.固结灌浆
固结灌浆孔深要求深入围岩3m,每排6孔,排距1.8m,灌浆压力为1.3MPa。
固结灌浆应在回填灌浆结束7天后进行。
2.2.3.接触灌浆
隧洞钢衬段接触灌浆每排6孔,排距1.8m,具体位置可经现场锤击检查确定,灌浆压力为0.2MPa;
接触灌浆应在回填灌浆结束后14d后或宜在衬砌砼浇筑60d后进行,宜在气温最低季节施工。
为保证钢衬段接触灌浆质量,宜在加劲环上设置D5cm连通孔,以便浆液的串通。
2.2.4.检查孔
回填灌浆和固结灌浆质量检查孔的数量应不少于灌浆孔总数的5%,钢衬接触灌浆质量检查位置采用锤击法在现场确定,检查孔布置由施工、监理、地质人员根据实际情况确定。
固结灌浆质量控制标准为透水率不超过3Lu。
检查孔与原灌浆孔距离不小于30cm。
造孔和灌浆过程中应将钢套管装上以保护丝牙,所有灌浆工序结束后用钢堵头封孔。
灌浆过程中应加强观测并作好记录,出现异常情况要及时、妥善处理,灌浆施工应严格按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2012)执行,确保灌浆质量和安全。
3.施工布置
3.1.施工用风
引水隧洞灌浆工程,采用一台电动13m3/min螺杆式空压机供风,空压机布置于隧洞进水口左侧边坡坡角处,供风管采用Φ110cm钢管,供风管道沿洞身布置于整条隧洞内,靠近工作面附近采取φ35mm软道接造孔设备。
3.2.施工用水
施工用水采用洞内渗水,在洞身渗水较大的出水口处布打排水孔,在孔内安插Φ40排水孔,再在排水管口处接塑料软管引水至工作面。
由于渗水点为承压水,压力较为充足,故供水至各作业面上的压力能满足造孔及灌浆的要求。
3.3.施工用电
施工用电从隧洞口处配电柜内接出,敷设至空压机及搅拌机等各用电部位。
施工照明采用前期开挖时布设的线路供电。
3.4.灌浆作业平台
引水隧洞钻孔,灌浆作业在专用钻孔,灌浆台车上进行。
灌浆台车由工字钢与钢筋焊接面成,高度给5.3m,结构采用大台车上焊接小作业架的形式。
洞内移动用装载机挑端至工作面,台车结构形式如下图所示。
3.5.水泥浆制、供浆系统布置
引水隧洞长度较大,考虑至浆液压力损失,制浆站及水泥临时堆存地设于下平洞段错车道位置,水泥仓库布置于洞外进场临时路边。
制浆站采用φ48钢筋搭设水泥堆放平台,铺设木板进行水泥堆存,制浆采用ZJ-400型高速制浆机和低速搅拌机组成。
从制浆站输出的浆液采用40mm橡胶管输送至各灌浆作业面。
3.6.通讯
工作面制浆,灌浆,检测采用对讲机或以红路灯作为信号指示灯进行联络,对外联络采取移动手机。
3.7.排污
现场施工废水,废浆集中排放至规定的污水沉淀池,经沉淀过滤处理后排放至指导地点,严禁废水,废浆随地乱排,不的影响混凝土作业面施工。
4.主要施工方案
4.1.施工程序
在主洞内选择有代表性地质条件10~15延米洞段(Ⅲ类岩洞段),先进行生产性固结灌浆试验,用以验证灌浆工艺及施工参数能否适合该区域地质条件。
对混凝土衬砌段回填灌浆在衬砌混凝土达到70%设计强度后进行,固浆灌浆在该部位的回填灌浆检查孔施工完后进行。
灌浆施工程序为:
回填灌浆及质量检查→固结灌浆及质量检查
4.2.造孔
1)回填灌浆孔采用YT28凿岩手风钻钻进成孔。
2)固浆灌浆孔入岩3.0米及4.5米,故采用YT28凿岩机钻进成孔。
3)混凝土衬砌段,当混凝土浇筑时在灌浆孔位埋设-预埋管,灌浆钻孔时从预埋管中钻进成孔。
预埋管在混凝土浇筑时必须将其牢固定位,以防止发生偏移。
4.3.洗孔
固结孔钻孔完成后应进行钻孔冲洗,采用压力水或风水联合冲洗。
4.4.压水试验
固结灌浆每单元按施工总孔数的5%采用单点法进行灌前压水试验。
4.5.灌浆
1)浆液配置采用“集中制原(浓)浆,灌浆点配浆”的方法。
2)回填灌浆采用纯压式。
3)固结灌浆方式主要采用孔内循环式,现场实际情况需要时可采用纯压式。
固结灌浆孔的基岩段不大于6m时,可全孔一次灌浆:
大于6m时,可根据实际情况采用一次性成孔,自下而上灌浆。
4)灌浆采用3SNS灌浆岩进行灌注。
4.6.灌浆记录仪
灌浆过程中使用灌浆记录仪测记灌浆压力、注入率、水灰比等参数。
4.7.灌浆材料
1)水泥
灌浆采用PO42.5普通硅酸盐水泥,灌浆水泥必须符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-99。
水泥细度要求通过80um方孔筛余量不大于5%.对所用水泥应严格防潮并缩短存放时间。
受潮结块的水泥不得使用,出厂期超过3个月的水泥不应使用。
2)水
符合砼拌制用水,利用xxx水或地下渗水,拌浆水的温度不得高于40℃。
3)掺和料
经监理工程师批准,可在水泥浆液中掺入砂等掺合料。
各掺合料质量符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2001)规定,其掺入量通过试验确定,并报监理工程师批准后执行。
所有能溶于水的外加剂以水溶液状态加入。
4)外加剂
经监理工程师批准,可在水泥浆液中掺入速凝剂。
减水剂,稳定剂以及监理工程师指示或批准的其它外加剂。
各种外加剂的质量符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2001)规定,其掺入量通过试验确定,并报监理工程师批准后执行。
4.8.变形观测
灌浆过程中,应注意观测围岩及混凝土的变形,若发现异常,应即降压,报告有关人员,并做详细记录。
5.回填灌浆施工
5.1.回填灌浆施工程序
1)回填施工工艺流程
回填施工工艺流程见下图。
测放孔位→造孔→埋管→灌浆→封孔→检查
回填灌浆施工工艺流程图
2)单元划分
顶拱回填灌浆按划分的区段由低往高进行,每区段(单元)长度不大于3个衬砌段,端部必须封堵严密。
3)灌浆孔布置
回填灌浆孔深入基岩10cm。
回填灌浆在钢筋混凝土衬砌全线顶拱中心角120°
范围,灌浆布孔均在垂直洞轴线的铅直面上,采用单、双孔交替布置,Ⅰ、Ⅱ序孔均包含顶孔,排距按设计要求布置。
5.2.钻孔定位
1)钻孔测放定位
对衬砌混凝土回填灌浆采用在预埋管中钻孔的方法。
在浇筑洞身混凝土前,在钢筋网内按设计测放孔位预埋PVC管,预埋孔位偏差在20cm以内;
预埋管安装好后,用红油漆在预埋管正对的钢模上进行标志。
拆模后及时标识孔位,并用红油漆标注孔号;
其它洞身段则根据现场测量放孔位,先采用试钻法找出基准孔,造孔后以红油漆做好标记布置其它孔便于施工。
5.3.造孔
5.3.1.灌浆孔基本技术参数
1)孔径:
>Φ38mm。
2)孔深:
打穿砼后深入基岩10cm。
5.3.2造孔设备
YT28气腿式风钻手风钻。
5.3.2.造孔顺序
1)沿洞身轴线长每50m为一个单元,不足50m的独立段划分为一个单元。
2)造孔分序——每一环孔划分为一个序次,按相邻环分序,即将相邻两环上的孔按每环分别划分为Ⅰ序孔和Ⅱ序孔。
3)同一单元内分了Ⅰ序孔和Ⅱ序孔,先进行Ⅰ序孔的造孔灌浆工作,后进行Ⅱ序孔的造孔灌浆工作。
后序包括顶孔。
4)同一单元内的同一次序孔可全部或部分钻出后,再进行灌浆:
也可单孔分序钻进和灌浆。
5.3.4造孔注意事项
1)钻孔开孔对准预埋管并顺着预埋管方向进行钻进,未埋管部分根据现场测量放孔位,并以红油漆做好标记,不得损失结构钢筋。
2)钻孔班报准确记录衬砌厚度、空腔尺寸和入基岩深度等。
3)造孔过程中如遇结构钢筋可在10cm范围内移动,不得损伤钢筋截面,如遇临时支护钢筋,可穿过。
5.4.埋管
将长30cm一头车丝的Φ40mm特制孔口管埋入灌浆孔,车丝端露出外孔10cm。
5.5.灌浆
5.5.1.灌浆材料
使用如图所述符合设计要求的灌浆材料。
5.5.2.设备
1)制浆设备:
ZJ-400高速搅拌机和低速搅拌机。
2)送浆,灌浆设备:
3SNS灌浆岩。
5.5.3.制浆
1)制浆模式—集中制浆、现场配浆
①制浆站制备原浆(0.5:
1),使用高速搅拌机,搅拌时间不少于30s.
②使用输浆泵将灌浆原浆输送到灌浆现场储浆桶。
固结灌浆的浆液的水灰比为0.6或0.5。
③在灌浆现场,严格按照设计配比进行按需配浆。
2)浆液自制备至用完的时间小于4h.
3)灌浆结束后,立即清洗设备及管路,以保持后续灌浆时的畅通性。
5.5.4.灌浆方法
采用机械式孔口封闭器堵住孔口,用纯压式灌浆法。
5.5.5.灌浆顺序
回填灌浆自较低高程一端开始,向较高的一端推进。
先灌Ⅰ序孔,后灌Ⅱ序孔。
同一单元内的同一次序孔可全部或部分钻出后,再进行灌浆,也可单孔分序钻机灌浆。
5.5.6.灌浆压力
引水隧洞衬砌段回填灌浆压力采用0.3MPa。
5.5.7.浆液水灰比
所有回填灌浆的浆液水灰比采用0.6:
1的水泥浆。
空隙大的部位应灌注水泥砂浆或高流态砼,但水泥砂浆的掺砂量不应大于水泥重量的200%。
5.5.8.灌浆结束条件
回填灌浆在设计规定压力下,当灌浆孔停止吸浆时,延续灌注10min可结束。
5.5.9.灌浆注意事项
1)回填灌浆应在混凝土达到70%设计强度后进行。
2)灌浆前对施工缝,砼缺陷等可能漏浆的部位先行嵌缝封堵处理。
3)回填灌浆过程中如发生串浆,应在备串孔排出浓浆时将其堵塞,灌浆孔继续灌注,如被串孔是一序孔,可不必重新灌浆,如是二序孔宜重新钻开灌浆:
亦可采用一孔一泵同时灌注的方法。
4)及时,准确记录施工情况,发现异常情况及时处理并以报监理工程师。
5)回填灌浆因故中断时,及早恢复灌浆,中断时间大于30min,扫孔至原孔深后恢复灌浆,若灌浆孔仍不吸浆,则重新就近钻孔进行补灌。
5.6.封孔
灌浆孔灌浆结束后,排出钻孔内的积水和污物,采用全灌浆封堵。
5.7.灌浆质量检查
1)回填灌浆质量检查在该部位灌浆结束7d后进行。
2)检查孔布置在顶拱中心线,脱空较大,串浆孔集中以及灌浆情况异常部位,孔深穿透衬砌深入围岩10cm;
检查孔每10m~15m设置一个。
3)回填灌浆质量检查方法及标准
采用钻孔注浆法,即向检查孔内注入水灰比2:
1的浆液,压力与灌浆压力相同,初始10min孔内累计注入量不大于10L,即为合格。
4)检查孔检查结束后,应排出钻孔内积水和污物,露出衬砌混凝土表面的埋管应割除,使用浓浆将孔封田密实,孔口压抹齐平。
6.固结灌浆施工
6.1.固结灌浆工艺流程
固结固结灌浆工艺流程如下:
测放孔位→造孔→洗孔→压水试验→灌浆→封孔→检查
6.2.单元划分
固结灌浆分区段(单元)进行,每区段(单元)长度一般控制在50m以内。
6.3.灌浆孔布置
1)固结灌浆按环间分序,环内加密原则进行。
环间分两序施工,先施工Ⅰ序环孔,后施工Ⅱ序环孔:
钻孔和灌浆都必须按分序加密原则进行。
6.4.测放孔位
固结灌浆孔根据现场测量放孔位,并以红油漆做好标记。
6.5.造孔
6.5.1.引水隧洞固结灌浆孔基本技术参数
:
≮Φ38mm。
按施工图或监理工程师要求施工,按不同部位图纸所示孔深进行造孔,具体造孔孔深度按设计图纸要求,引水隧洞固结灌浆设计孔深:
喷砼段-入岩3m,混凝土衬砌段—入岩4.5m。
3)孔向:
按施工图纸指示方向施工。
6.5.2.造孔设备
引水隧洞固结灌浆造孔采取YT28气腿钻。
6.5.3.造孔顺序
1)先造孔环间Ⅰ序排孔;
同一环内先造Ⅰ序孔,后造加密孔。
2)同一单元内的同一次序孔可全部或部分钻出后,再进行灌浆:
6.5.4.钻孔段长划分
孔深为6m的固结灌浆孔采用全孔一次性成孔灌浆,大于6m时,可根据实际情况采用一次性成孔,自下而上灌浆。
6.5.5.造孔注意事项
1)钻孔开孔对准孔位点,按照设计角度调教好钻机角度。
2)钻孔班报准确记录衬砌砼厚度和钻孔深度等。
3)造孔过程中如果遇结构钢筋可在10cm范围内移动,不得损伤钢筋截面:
如遇临时支护钢筋,可穿过。
6.6.埋管
引水隧洞固结灌浆采用气囊式栓塞进行空口封闭灌浆,具体结构如下图所示
灌浆栓塞
6.7.洗孔
1)固结灌浆造孔结束后进行孔壁冲洗和裂隙冲洗,直至回水澄清。
裂隙冲洗采用压力水冲洗,直至回水澄清,延续10min结束。
2)冲洗水压力为80%最大灌浆压力,且不大于1MPa。
3)地质条件复杂或有特殊要求时,是否需要冲洗以及如何冲洗,通过现场试验确定。
6.8.压水试验
1)压水试验在岩石裂隙冲洗结束后进行。
固结灌浆压水试验孔不小于总孔数的5%,先导孔采用单点法压水。
其它孔采用简易压水法。
2)压水试验按《水工建筑物水泥灌浆技术规范》(DL/T5148-2001)附表A(灌浆工程压水试验)执行。
3)压水试验压力值如下表
引水隧洞固结灌浆孔单点法压水试验压力
灌浆压力(MPa)
压水压力(MPa)
备注
1~3
1
洞室固结灌浆
≤1
灌浆压力的80%
压入流量稳定标准:
在稳定的压力下,每3~5min测读一次压入流量。
连续四次读数中最大值与最小值最终值的10%,或最大值与最小值之差小于1L/min时,本段试验即可结束,取最终值作为计算值。
压水试验成果以透水率q表示。
其计算式见式1.
/p*L
式中:
q—试段透水率,Lu;
Q—压入流量,L/min;
P—作用在试段内的全压力,MPa;
L—试段长度,m。
6)简易压水试验压力为灌浆压力的80%,并不大于1MPa,压水20min,每5min测读一次压入流量。
取最后的流量值作为计算流量,其成果以透水率q表示,按上述公式计算。
6.9.灌浆
6.9.1.灌浆材料
使用如4.7所述符合设计要求的灌浆材料。
6.9.2.设备
ZJ-400高速搅拌机。
2)送浆设备:
送浆岩(TTB180/10).
3)灌浆设备:
6.9.3.制浆
1)制浆模式——集中制浆,现场配浆,使用送浆泵将原浆输送到灌浆现场。
在灌浆现场,严格按照设计配比进行按需配浆。
固结灌浆的浆液水灰比采和2、1、0.8、0.5四个比级。
2)浆液自制备至用完的时间不大于4h。
3)灌浆结束后,立即清洗好设备及管路,以保持后续灌浆时的畅通性。
6.9.4.灌浆方法
1)采用孔内循环式,全孔一次灌浆法,当地质条件不良或有特殊要求,可分段灌浆。
固结灌浆原则上一泵灌一孔,当固结灌浆发生相互串浆时,可采用群孔并联灌注,但并联孔数不宜多于3个,并应控制压力,防止混凝土面或岩石面抬动。
根据实际情况亦可采用纯压式灌浆。
2)孔深为6m的固结灌浆孔采用全孔一次性成孔灌浆;
大于6m时,可根据实际情况采用一次性成孔,自下而上灌浆,也可采取分段灌浆方法进行。
6.9.5.灌浆顺序
按环间分序,环内加密原则进行。
环间先灌Ⅰ序孔,后灌Ⅱ序排孔;
同一环内先灌Ⅰ序孔,后灌加密孔。
6.9.6.灌浆压力
1)引水隧洞固结灌浆压力依据设计图纸标注的压力进行,最大压力为0.5MPa。
6.9.7.浆液水灰比及浆液变换。
1)当灌浆压力保持不变,注入率持续减小时,或当注入率不变而压力持续升高时,不改变水灰比;
2)当某级灌浆液注入量已达300L以上,或灌浆时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显着时,改浓一级水灰比;
3)当注入率大于30L/min时,可根据具体情况越级变浓。
4)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,随时调整,采取相应的措施处理。
5)灌浆过程中,应当每隔一定时间测定浆液比重,灌浆结束时亦应测定浆液比重,并作出记录。
6)当采用最大浓度浆液施灌,注入量很大而不见减少时,经监理工程师同意可采用间歇灌浆法,同时考虑加砂,如因加入掺合料而使注入量突减,则应停止使用掺合料。
6.9.8.灌浆结束条件
固结灌浆在该灌浆段规定压力下,当注入率不大于1L/min后,继续灌注30min,灌浆可结束。
6.9.9.灌浆特殊情况处理
1)灌浆过程中,发现冒浆,漏浆,应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、限流、限量、加浓浆液和间歇灌浆等方法进行处理。
2)灌浆过程中发生串浆时,如串浆孔具备灌浆条件,可以同时进行灌浆,应一泵灌一孔。
否则应立即将串浆孔塞住,待灌浆孔灌浆结束后,串浆孔再继续钻进和灌浆。
3)灌浆过程中如回浆变浓,应换用同水灰比的新浆进行灌注,若效果不明显,继续灌注30min,即可结束灌浆。
4)灌浆工作必须连续进行,若因故中断,须按如下原则进行处理:
①尽可能缩短中断时间,尽早恢复灌浆;
②中断时间超过30min,应立即进行冲洗,如冲洗无效,应在重新灌浆前进行扫孔;
③恢复灌浆时,应采用开灌比级的浆液进行灌注。
如吸浆量与中断前相似,即可采用中断前的水灰比。
如吸浆量较中断前减少不多,则浆液应逐渐加浓:
④恢复灌浆后,如吸浆量较中断前减少很多,且在极短时间内停止吸浆,则视该段不合格。
6.9.10.大量耗浆孔段的处理
首先应降低灌浆压力,采用浓浆,减少并限制其注入率,待该段耗浆量超过3t/m,仍不见压力回升,而且无漏浆的现象,则应停止灌浆,待凝24h后复灌;
复灌时注入率逐渐减少,则灌浆至正常结束;
复灌时注入率仍很大,灌浆难以结束时,则采用掺中细砂,水玻璃、水泥浆液和水玻璃双液法等方法,待耗浆量超过0.5~1t/m后,再待凝后复灌至正常结束;
复灌时注入率较待凝前相差悬殊,且耗浆量很小,则应对该段扫孔后再灌浆,如扫孔后注入率仍很小,此孔灌浆即可结束。
当长期达不到结束标准时,应报监理人共同研究处理措施。
6.10.封孔
灌浆孔灌浆结束后,排出钻孔内的积水和污物,采用环置和压力灌浆封孔法封孔。
1)灌浆孔采用置换和压力灌浆封孔法封孔,即全孔灌浆完毕后,先采用灌浆管将孔内余浆置换成为水灰比0.5:
1的浓浆,而后继续使用这种浓浆进行纯压式灌浆封孔。
封孔灌浆的压力用该孔最大灌浆压力,灌浆持续时间不小于30min。
2)待孔内水泥浆液凝固后,对钻孔空余部位使用干硬性水泥浆封填密实,孔口压抹齐平。
6.11.灌浆质量检查
1)引水隧洞固结灌浆的质量检查应在该段灌浆结束3~7天后进行。
2)固结灌浆质量检查孔采用压水试验,试验采用单点法,合格标准如下:
检查孔的数量应为灌浆孔总数的5%,孔段合格率应在80%以上,不合格孔段的透水率值不超过设计值5Lu的50%,且不集中,即为合格。
3)检查孔完成检查任务后,应用全孔灌浆封孔法封孔。
7.压力钢管接触灌浆
1)根据发电引水系统-压力管道钢衬段结构图(2/1-2/2)DZ1044S-SG0102-09压力钢管段进行钢衬接触灌浆。
2)钢衬接触灌浆首先卸掉堵头,用风钻洗孔。
洗孔时应保护好预留孔内的丝牙。
灌浆前采用洁净的压缩空气检查缝隙串通情况,并吹净空隙内的污物及积水。
风压应小于灌浆压力。
3)浆液水灰比可采用0.8、0.6(或0.5)两个比级。
4)灌浆自由低处孔开始,在灌浆过程中随时敲击震动钢衬,当各高处孔分别排出浓浆后,依次将其孔口阀门关闭,同时应记录各孔排出的浆量和浓度。
5)达到设计压力同时灌浆孔停止吸浆,延续灌注5min可结束灌浆。
6)钢衬接触灌浆工程质量检查在灌浆结束后进行,采用敲击法或其他方法,钢板脱空范围和程度应满足设计要求。
8.施工进度计划
因引水隧洞灌浆段较长,其中固结灌浆段长576.23m,其施工占用较多的直线工期,故固结灌浆将采用多工作面同时钻灌的作业方法。
其中压力钢管段的灌浆的在衬砌混
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