周公宅水库隧洞支护施工方案.docx
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周公宅水库隧洞支护施工方案
宁波市周公宅水库
引水系统及发电厂土建工程
合同编号:
ZGZP/C2
引水隧洞喷锚支护、回填灌浆、固结灌浆
施
工
方
案
编制:
审核:
批准:
浙江省水电建筑安装有限公司
宁波市周公宅水库项目部
2005年10月31日
引水隧洞喷锚支护、回填灌浆、固结灌浆施工方案
一、工程概况:
周公宅水库引水隧洞,引0+300—1+615.691由C2标承建开挖。
根据设计,其中引0+350—0+365、引0+415—0+430、引0+425—0+457、引0+465—0+485、引0+505—0+525、引0+565—0+575、引0+615—0+625、引0+645—0+655、引0+695—0+710、引0+855—0+865、引0+875—0+885、引0+970—0+990、引1+010—1+020、引1+100—1+125、引1+132—1+250区域进行素喷支护,引0+785—0+835需进行挂网喷锚支护,挂网增设Φ16@120㎝骨架筋。
素喷厚度为10㎝,挂网喷锚厚度视实际情况而定。
素喷工程量为240米,挂网喷锚工程量为50米。
钢衬段引1+615.691—1+455.691、钢筋混凝土衬砌段引1+445.691—1+315.691合计300米,需进行回填灌浆及固结灌浆,引0+790—0+800计10米进行裸岩灌浆。
二、施工总方案
A:
回填灌浆、固结灌浆:
1、钻孔:
钢衬段钻孔:
灌浆钻孔采用气腿式手持风钻钻孔。
由于钢衬段在压力钢管制作时,压力钢管上已有预留灌浆孔位,只要在原孔位上进行钻孔就行了,比较简单,钻孔深度固结灌浆孔入岩2.0米,每断面4孔,排距3.0米,梅花形布置,顶拱九十度范围兼作回填灌浆孔。
孔深控制,根据钻杆钻进长度,就可推测钻孔的深度。
钢筋混凝土全衬砌段钻孔:
,固结灌浆孔入岩2.0米,每断面4孔,排距3.0米,梅花形布置,顶拱九十度范围兼作回填灌浆孔,孔位偏差控制在10㎝以内。
裸岩灌浆钻孔:
每断面6孔,孔距2.50米,梅花形布置,孔径不小于40㎜,入岩300㎝,灌浆塞塞在距孔口30—35㎝的位置,在隧洞喷混凝土完成且达到75%强度后灌浆方可进行。
钻孔前,先根据图纸设计要求,进行孔位放样,并在洞壁上用红油漆标注,施工人员根据标注进行钻孔。
2、冲洗:
灌浆前应对钻孔进行冲洗。
冲洗的作用有两个,一是将残留在孔内的岩粉冲洗出孔外,二是湿润洞壁及灌浆缝隙,有利于浆液的流动。
冲洗压力0.8MPa左右,冲洗直至回水澄清,延续10分钟方可结束。
3、灌浆:
灌浆次序:
先回填灌浆,再固结灌浆。
固结灌浆应待回填灌浆达到50%设计强度后,才能进行施灌。
灌浆方法:
本项目灌浆采用纯压式灌浆。
灌浆压力:
根据H57J—5D6—11、H57J—5D6—14及西监C2信【2005】07要求,压力管道固结灌浆压力控制在0.6MPa,回填灌浆压力为控制在0.2MPa,裸岩灌浆压力控制在1.0MPa,其他部位固结灌浆压力控制在2.0MPa,回填灌浆压力为控制在0.3MPa。
灌浆压力和浆液稠度的控制:
在灌浆过程中,合理地控制灌浆压力和浆液浓度是保证灌浆质量的重要因素。
灌浆过程中灌浆压力的控制基本上有两种类型,即一次升压法和分级升压法。
本项目采用一次升压法施工。
就是在灌浆开始时,一次将压力升高到预定的压力,并在这个压力作用下,灌浆浆液由稀到浓。
当每一级浓度的浆液注入量和灌注时间达到一定限度以后,就变换浆液配比,逐级加浓。
浆液水灰比分别为1:
1、0.8:
1、0.6:
1等三个比级,开灌水灰比为1:
1,灌浆应遵循分二序、逐渐加密的原则进行,即先做奇数排,再做偶数排,在同一排孔中,先做奇数孔,再做偶数孔,同一环上灌浆孔可采用并联灌浆,但不能多于2孔,且应对称均匀布置,灌浆工作应连续进行。
随着浆液浓度的增加,裂隙将被逐渐充填,单位吸浆量逐渐减少,吸浆量由自动记录仪监控,当达到结束标准时,就结束灌浆。
其过程如图所示:
GP
1
2
T
图中:
G为单位吸浆量,P为灌浆压力,T为灌浆时间
1—灌浆压力过程线,2—单位吸浆量过程线。
如果遇到大的空洞,则应按特殊情况处理,处理的原则一般是低压浓浆,间歇停灌,直到规定的标准结束灌浆,待浆液凝固以后再重新钻开。
进行复灌,以确保灌浆质量。
在灌浆过程中,还必须根据吸浆量的变化情况,适时地调整浆液浓度,使大小缝隙既能灌满,又不浪费。
灌浆过程中,浆液稠度控制的原则是先稀后浓,适时变换。
即是说先灌稀浆,然后逐级变浓,直到结束标准。
这是由于稀浆的流动性较好,宽细缝隙都能进浆,使细小裂隙先灌饱,而后随着浆液稠度逐渐变浓,其他较宽的裂隙也能逐步得到良好的充填。
对浆液稠度的变换,从最稀一级稠度起灌,当它的灌入量达到限定的数量后,如果灌浆压力和单位吸浆量没有显著变化时,则将浆液浓度变浓一级进行灌注,如此下去,逐渐变浓,直至结束。
如果按规定改变稠度以后,发现灌浆压力突然增加或单位吸浆量突然减小时,说明裂隙未充填密实的情况下被浓浆所堵塞,应尽快地改回到原来的稠度,继续灌浆。
灌浆的结束条件和封孔:
灌浆的结束条件,一般有两个指标来控制,一个是残余吸浆量,又称最终吸浆量,即灌到最后的限定吸浆量,另一个是闭浆时间,即在残余吸浆量的情况下,保持设计压力的延续时间。
根据我们以往的施工经验及相关资料,在规定的设计压力之下,灌浆孔段的单位吸浆量小于1.0L/min,延续时间30min。
灌浆工作即可结束。
灌浆结束后,在排除钻孔内的积水和污物后进行封孔,并将孔口抹平。
压力管道灌浆结束后用专用堵头封堵。
灌浆的质量控制:
灌浆是隐蔽性工程,必须加强灌浆质量的检查和控制,为此,项目部配备专职质检员进行现场质量控制,一方面要认真做好灌浆施工的原始记录,严格灌浆施工的工艺控制,防止违规操作,另一方面,要在一个灌区灌浆结束以后,进行专门性的质量检查,对已关地区,钻设检查孔,通过压水试验和单位吸浆量试验进行检查,借以判断灌浆的质量和效果。
B:
喷锚支护:
1、锚杆支护:
喷锚施工前,必须撬除洞内松动岩石,确保施工质量。
锚杆支护的施工顺序主要包括:
钻孔、钻孔清洗、安设锚杆、压注砂浆等。
钻孔时要控制孔位、孔向、孔径、孔深符合设计要求,一般要求孔位误差不大于20㎝,孔向尽可能垂直岩层的结构面,孔径比锚杆直径大10㎜左右,孔深误差不大于5㎝。
240米范围内布设系统锚杆,引0+785—0+835,50米除布设系统锚杆外,再加随机锚杆,系统锚杆在顶拱150度范围内布设4孔,排距1.50米,锚杆长度3.0米,入岩深度2.90米,随机锚杆排距1.5米,入岩深度视岩石节理情况而定。
钻孔完成后首先进行清孔,钻孔清洗要彻底,可用高压风将孔内岩粉积水冲洗干净,以保证砂浆与孔壁的粘结强度。
钻孔完成后,进行注浆,然后安放锚杆,压注砂浆要饱满,不允许有气泡残留,注浆管宜插入孔底,随砂浆的注入徐徐拔出,拔管太快会使砂浆脱节,砂浆应拌和均匀,随拌随用,砂浆配合比应符合要求,一般水泥和沙的重量比为1:
1—1:
2,水灰比0.38—0.45,沙子要洁净过筛,控制粒径不大于3㎜,以防堵管。
注浆时,将砂浆装入罐内,并经常保持罐内砂浆体积不小于灌体积的四分之一,以防罐内砂浆用完,高压气体“放炮”伤人。
2、喷混凝土施工:
喷混凝土的施工方法有干喷和湿喷两种。
本方案采用干喷法。
干喷时将水泥、沙、石和速凝剂加微量水干拌后,用压缩空气输送到喷嘴处,再与适量的水混合,喷射到岩石表面。
施工工艺流程如下:
料气水
石沙水空压机水源受
子子泥喷
风包面
速凝剂搅拌机喷射机喷头
喷射时,喷头与受喷面应尽量保持垂直,偏角宜控制在20度以内,利用喷射料束抑制集料的回弹,以减少回弹量。
喷头与受喷面的距离控制在1米左右。
喷射作业区分区段进行,区段长度为4—6米,先墙后拱,自下而上,先凹后凸,顺序进行。
当喷射厚度大于10厘米时,应分层喷射,一次喷射厚度,边墙控制在6—10厘米,顶拱3—6厘米,局部超挖处可稍厚2—3厘米,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行,但也不宜间隔过久,若终凝后1—2小时后进行喷射,应用清水清洗混凝土表面,以利层间结合。
采用干喷混凝土,水灰比的控制,主要依靠操作人员喷射时对进水量的调节,在很大程度上取决于操作人员的经验,因此,在喷射混凝土时,必须加强现场观察,如果进水量太大,喷混凝土表面发亮,呈蜂窝状;进水量再大时,喷层会发生滑移,以至流淌塌落,如果进水量过小,喷混凝土表面出现松散的灰色干斑和沙窝,粘结不牢,回弹增多,粉尘变大,并夹有干灰层,在自重作用下,会造成大片塌落,当进水量合适时,喷混凝土表面呈暗灰色,有光泽,喷出的熟料塑性好,能一团一团地贴附在喷射面上,回弹量也少,此时的水灰比大约在0.45左右。
为控制好水灰比,除了操作人员调节掌握外,必须维持供水压力的稳定,并使喷嘴处的出水流速有足够的贯穿力。
喷射混凝土单位体积的水泥用量比较大,凝结硬化快,为使混凝土强度均匀增长,减少或防止不正常的收缩,必须加强养护。
一般喷射完后2—4小时开始洒水养护,并保持混凝土的湿润状态,养护时间不少于14天。
三、施工工期:
本项目施工计划工期为31天,即从2005年10月26日开始,至2005年11月25日完成。
四、施工安全
施工队伍由专业施工人员组成,施工前,施工人员必须接受三级安全教育,施工期间必须佩戴安全帽,及必须的个人防护用品,洞内安设的用电器必须有可靠的接地,工器具必须安全可靠,以确保施工安全。
五、设备和人员配备
1、6立方米空压机一台
2、3立方米空压机一台
3、气腿式风钻二台
4、注浆机一台
5、自动记录仪一台
6、350L搅拌机一台
7、喷浆机一台
8、施工人员15人
浙江省水电建筑安装有限公司周公宅水库C2标项目部文件
ZGZP/C2[2005]71号
上报引水隧洞喷锚支护、回填灌浆、固结灌浆施工组织设计
周公宅水库工程监理部:
现将引水隧洞喷锚支护、回填灌浆、固结灌浆施工组织设计
上报给贵部,敬请审核。
附件1:
引水隧洞喷锚支护、回填灌浆、固结灌浆施工组织设计。
浙江省水电建筑安装有限公司
周公宅水库C2标项目部
2005年10月31日
为进一步明确周公宅水库发电厂房引水隧洞灌浆的工作范围及技术参数,对2005年10月31日上报的ZGZP/C2[2005]71号文《引水隧洞喷锚支护、回填灌浆、固结灌浆施工组织设计》作如下内容的补充:
一、工作范围及技术参数:
根据华东院H57J—5D7—11、H57J—5D7—14图纸及周公宅(引)05—03、周公宅(引)05—06技术联系单的要求,引水隧洞1+615.691—1+455.691计170米压力钢管段,固结灌浆压力0.6MPa,回填灌浆压力0.2MPa,接触灌浆压力0.1MPa;1+455.691—1+315.691计130米钢筋混凝土全衬砌段,固结灌浆压力2.0MPa,回填灌浆压力0.3MPa;引0+790—0+800计10米进行裸岩灌浆,灌浆压力1.0MPa。
二、隧洞灌浆:
隧洞混凝土衬砌段的灌浆,应先回填灌浆后固结灌浆的顺序进行。
回填灌浆应在衬砌混凝土达到70%设计强度后进行。
固结灌浆宜在该部位的回填灌浆结束7天后进行。
(一)、回填灌浆
回填灌浆孔前,应对衬砌混凝土的施工缝和混凝土缺陷等进行全面检查,对可能漏浆的部位进行及时处理。
回填灌浆宜分两个次序进行,后序孔包括顶孔,施工自较低的一段开始,向较高的一段推进,同一区段内的同一次序孔可以全部或部分钻出后,再进行灌浆,也可单孔分序钻进和灌浆,一序孔可灌注水灰比为0.6(或0.5):
1的水泥浆,二序孔可灌注1:
1和0.6(或0.5):
1两个比级的水泥浆,掺砂量不宜大于水泥重量的200%;回填灌浆在规定的压力,灌浆孔停止吸浆,延续灌注5分钟即可结束,回填灌浆质量检查应在该部位灌浆结束7天后进行,检查孔应布置在脱空较大、串浆孔较集中以及灌浆情况异常的部位,其数量宜为灌浆孔总数的5%。
回填灌浆质量检查可采用钻孔注浆法,即向孔内注入水灰比2:
1的浆液,在规定的压力下,初始10分钟内注入量不超过10L,认为合格。
灌浆孔灌浆和检查孔检查结束后,应用水泥砂浆将钻孔封填密实,孔口压抹齐平。
(二)、固结灌浆
固结灌浆孔钻孔结束后应进行钻孔冲洗,冲洗孔内岩粉、杂质。
灌浆前应用压力水进行裂隙冲洗,直到回水清净时止。
冲洗压力可为灌浆压力的80%,若该值大于1Mpa时,采用1Mpa。
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,宜通过现场试验确定。
压水试验应在裂隙冲洗后进行,试验孔数不宜小于总孔数的5%。
压水试验采用单点法。
灌浆应按环间分序、环内加密的原则进行。
环间宜分为两个次序,地质条件不良地段可分为三个次序。
采用单孔灌浆的方法,但在注入量较小地段,同一环上的灌浆孔可并联灌浆,孔数宜为2个,孔位宜保持对称。
灌浆浆液的比级和变换采用1:
1、0.8:
1、0.6:
1三个比级,根据工程具体情况确定,注入量大的孔段应灌注水泥砂浆。
灌浆孔段注入率不大于0.4L/min时延续30min,即可结束。
灌浆压力大于3Mpa的工程,灌浆孔应分段进行灌浆,灌浆孔内灌浆段的划分、相应灌浆压力的使用以及灌浆工艺的选择应通过现场灌浆试验确定。
灌浆质量检查的方法和标准应视工程的具体情况和灌浆的目的而定,一般情况下应进行压水试验检查,试验采用单点法,要求测定弹性模量的地段,应进行岩体波速或静弹性模量测试压水试验检查。
灌浆质量压水试验检查宜在该部位灌浆结束3~7d后进行,检查孔的数量不宜小于灌浆孔总数的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规定的50%,且不集中,灌浆质量可认为合格。
岩体波速和静弹性模量测试,应分别在该部位灌浆结束后14d和28d后进行,其孔位的布置,测试仪器的确定、测试方法、合格指标以及工程合格标准,应依照设计规定执行。
灌浆孔灌浆和检查孔检查结束后,应排除孔内的积水和污物,采用压力灌浆法和机械压浆法进行封孔,并将孔口抹平。
(三)钢衬接触灌浆
钢衬接触灌浆孔的位置宜在现场锤击检查确定,每一个独立的脱空区布孔不应该小于2个,最低处和最高处都应布孔。
在钢衬上钻灌浆孔宜采用磁座电钻,孔径不小于12mm,每孔宜测记钢衬与砼之间的间隙尺寸,接触灌浆也可在钢衬上预留灌浆孔,孔内宜有丝扣,在该孔处钢衬外侧应衬焊加强钢板,在钢衬的加劲环上应设置连通孔,以便浆液串通,孔径不宜小于16mm。
灌浆前应用风检查缝隙串通情况,吹除空隙内的污物和积水。
风压必须小于灌浆压力。
灌浆压力必须以控制钢衬变形不超过设计规定值为准,可根据钢衬的壁厚、脱空面积的大小以及脱空的程度等实际情况确定,一般不宜大于0.1Mpa。
钢衬接触灌浆浆液水灰比可采用1:
1、0.8:
1、0.6:
1三个比级,必要时可加减水剂。
应尽量多灌注较浓级浆液。
灌浆应自低处孔开始,并在灌浆过程中敲击震动钢衬,待各高处分别排出浓浆后,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。
在规定的压力下,灌浆孔停止吸浆,延续灌注5min,即可结束。
灌浆短管与钢衬间可采用丝扣连连接,也可焊接。
灌浆结束后用丝堵加焊或补焊法封孔,焊后用砂轮磨平。
灌浆结束7~14d后采用锤击法进行灌浆质量检查,脱空范围和程度应满足设计要求。
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