三岔沟灌浆施工方案.docx

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三岔沟灌浆施工方案

三岔沟水库大坝左坝肩、坝基帷幕灌浆工程

施工技术方案

勉县水利工程队三岔沟水库除险加固施工项目部

二0一0年一月十日

左坝肩、坝基防渗帷幕灌浆工程施工方案

三岔沟水库左岸坝肩和坝基防渗帷幕灌浆工程延坝顶轴线布置平面总米数70m。

分别布置于左坝肩桩号0+068—0+106（38m）、右岸坝基桩号0+000—0+032（32m）段内，共布置钻灌孔37个，钻孔总延米735，帷幕灌浆总延米480。

左岸布置钻孔20个，右岸布置钻孔17个，均为单排垂直孔，分作两序次钻灌，采用自上而下分段循环式灌浆法。

1帷幕灌浆施工工序

测量放线、测孔定位→架设钻场、修建制浆站、抽水站→钻孔、压水试验、灌浆设备安装及铺设灌浆管路→造孔及采取岩芯→冲洗裂隙、压水试验→安装灌浆塞、灌浆管、射浆管及压力表→制备浆液→送浆灌注→观测记录时间、压力、注入量、浆液变级和灌浆孔周围有无漏浆、窜浆及异常现象→→灌浆稳定→结束、压力封孔→冲洗灌浆管道进行下一灌浆段钻灌施工

2防渗帷幕灌浆施工现场布置及临建

1.1制浆站

根据现场情况分为两个作业区进行施工。

制浆站宜布置在左岸，选择较宽敞的地方搭建制浆站工棚，安装灰浆搅拌机、搅拌桶及灌浆泵，架设输送浆液管道至灌浆区。

1.2抽水站

在坝前水库选择有利地段设抽水泵站一个，安装高扬程水泵抽水至右岸山坡上的蓄水池以供钻灌施工用水。

1.3材料库房及工棚

水泥等其他材料库房即布设在制浆站侧旁，以便于制浆上料，水泥库房与制浆站砼建在一起即要做好水泥防潮防水措施，以保证水泥在短期内不凝结成块，进而保证灌浆质量。

1.4施工排水排污系统

钻灌施工排水、灌浆管道冲洗排水时施工主要排水源，为保护环境，采取集中排蓄和集中排放废水及污水。

即在施工区修建排水渠道至右岸溢洪道，使施工废水由施工区排水渠系排入溢洪道，在溢洪道效能池进行净化处理，达到排放标准后排放。

1.6钻场安装：

按设计的钻孔位置、间距、灌浆序次搭建钻场、立塔、铺设和钻机安装。

3灌浆设备及灌浆材料

3.1主要机械设备

3.1.1钻孔：

300型钻机和Y—11—100型钻机；

3.1.2灌浆设备：

水泥浆液搅拌机及搅拌桶、灌浆泵、抽水泵及供水、送浆管道；灌浆塞、射浆管、压力表及时钟、记录表等。

3.2灌浆材料

设计帷幕灌浆所用材料水泥标号为425#，其安定性、凝结时间必须符合设计质量标准，水要求使用干净水源供水拌和浆液；水泥须采样送水利质检进行试验，经监理批准后方可购运、用于工程。

4钻孔、灌浆施工技术方法控制

4.1钻孔灌浆工艺

4.1.1灌浆序次

遵循帷幕钻孔灌浆分次序、分段次、钻孔先钻边孔后钻中间孔的技术方法进行灌钻。

本工程单排孔、两序次、自上而下分段循环施钻灌浆。

4.1.2钻孔方法

根据地质情况和设计要求分别用回旋钻机及硬质合金钻头、金刚石钻头钻进造孔。

先一序孔，再二序孔，其造孔采用150（或200）工程钻机分序、分段造孔，并进行编号。

灌浆孔灌浆段作简易压水试验；检查孔钻孔取芯和分段压水试验，孔径不得小于56mm，平面位置及孔斜严格地控制在设计值及规范标准内。

4.1.3灌浆孔（段）施工方法

灌注工艺方法采用分段灌注法。

分段安装灌浆管、灌浆塞系统、段进行压力冲洗裂隙及简易压水试验。

采用集中制浆、送浆，压力表控制灌浆压力、分段灌注工艺。

冲洗压力和简易压水试验的压力为该灌段灌浆压力的80%。

工艺流程：

91mm硬质合金钻头钻进1.5深→埋入75mm孔口管→待凝48h后钻开→钻至第一灌浆段即进行冲洗裂缝→简易压水试验→灌浆系统安装→灌注浆液及观测记录→稳定延续→灌段结束、进行下一灌段钻、灌施工。

如此循环直至钻孔灌浆结束并进行闭浆封孔。

4.2钻孔施工和提取岩芯技术控制

4.2.1钻孔施工技术控制

（1）灌浆孔的孔位要按施工设计图纸布控、建安钻场、开孔施钻，孔位的平面位置偏差要≤10cm，因故变更孔位必须征得监理工程师同意，并准确记录实际孔位。

（2）钻机安装平稳、牢固、开孔后按设计要求孔深埋设孔口管，钻孔施工时保证孔向准确，垂直或顶角要＜5°。

（3）灌浆孔的施钻要服从灌浆程序，分序分段施工。

（4）所有的帷幕灌浆孔在钻孔施工中均进行全孔测斜，每钻进一个灌段及测斜一次，采取有效可靠的防斜措施，一旦测得孔斜超过允许值，要及时进行纠偏。

（5）先导孔、检查孔：

施钻技术方法、工艺流程与灌浆孔一致，但其孔位要按监理工程师指定位置或选择地质条件复杂地段布孔。

开工钻灌第一个孔必须先导孔进行灌浆，以获得灌区地层地质、透水性、灌浆量等资料和选择适宜的灌浆压力。

检查孔是检查灌浆质量效果有效方法，其压水试验必须按“五点法”进行试验。

4.2.2钻孔提取岩芯

（1）灌浆先导孔、检查孔及监理有特殊要求的钻孔均要求钻孔提取岩样（岩芯），岩芯按秩序统一编号，填卡装箱，编制钻孔柱状图，并进行钻孔岩芯描述。

（2）先导孔、检查孔的回次钻进尺寸不得大于3m，在钻孔中一旦出现卡钻或被磨损现象要立即提钻取出岩芯。

在1m或大于1m的钻进循环时，岩芯获得率不得小于80%，否则，下一回次钻进深度要减少50%，直至50cm为止。

如果岩芯获得率很低，即按要求更换钻具或改变钻进方法，保证钻孔的岩芯采取率不小于65%。

灌浆检查孔的岩芯采取率不小于80%。

（3）在钻孔过程中对洗液、钻孔压力、岩芯长度及获得率等反映岩石特征的因素做好监测记录，特别是断层，破碎带，软弱夹层及岩溶地段的钻孔，对钻进钻速变化等异常及循环液孔口回水变色、涌水情况做详细记录，并采取处理措施。

钻孔结束后对装箱岩芯要进行拍照、详细编录，并将记录数据提交给监理人。

按监理的指示将要保存的岩芯指定的地点存放整齐，严防散失。

做好钻孔孔口保护工作。

4.3钻孔冲洗

4.3.1钻孔冲洗：

在灌浆前要对灌浆孔（段）进行压力洗孔，将孔内岩粉和裂缝冲洗干净。

（1）采用循环管路输入大流量水流，从孔底向孔外冲洗，冲洗水压力采用80%的灌浆压力，大于1MPa时采用1MPa。

（2）裂隙冲洗时间以孔内回水澄清后再继续冲洗10min为结束标准，总时间要求单孔不少于30min，串通孔或并联孔不少于2h。

保证灌浆孔（段）冲洗干净，孔内残存沉积物厚度不得大于20cm。

冲洗结束经监理检查验收后即进行灌浆作业，因故中断24h的孔段，在灌浆前即重新冲洗干净再灌注。

（3）施工调度中不允许出现正在灌浆的孔或灌浆孔结束不足24h的孔段侧旁安排钻孔进行裂隙冲洗。

对岩溶，断层破碎袋软弱夹层等地质条件复杂地段或监理有特殊要求地段进行裂隙冲洗，要严格按设计，监理要求冲洗，或通过试验确定冲洗方法。

4.4压水试验

压水试验在裂隙冲洗后进行，按技术要求及监理工程师的指示，灌浆孔段采用简易压水试验（单点法）：

检查孔采用三点法或五点法压水试验。

按规范要求灌浆孔作简易压水试验，检查孔作三点法或五点法压水试验。

4.4.1简易压水试验

灌浆孔在裂隙冲洗干净后或结合裂隙冲洗进行试验，试验压力为灌浆压力的80%,其值大于1MPa。

压水20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量。

除先导孔、检查孔，其灌浆孔各次序、各灌段均采用简易压水试验求得各灌段岩石得透水率（P）的吕荣值（Lu）。

4.4.2检查孔压水试验

要求进行五点法或三点法压水试验，严格遵照SL62-92附录A规程进行压水试验作业。

4.4.3灌浆方法

帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法，压水试验即自上而下分管段安装卡塞进行压水试验，试验中卡塞安装要弥补，不允许产生渗漏水流现象，反之返工重作试验。

4.5灌浆施工技术方法控制

4.5.1先导孔

先导孔的钻、灌班报表及钻孔冲洗、钻孔压水试验成果和灌浆记录（试验段长、灌浆塞安装位置、灌浆压力、变浆比级及灌注量、延续时间等）要做详细记录。

并整理分序，总结经验，灌浆作业前按设计及规程规范要求将先导孔的钻灌资料整理出来与帷幕灌浆施工技术方案一同报送给监理工程师审批，批准后再进行灌浆施工。

4.5.2灌浆试验

根据本工程帷幕灌浆特点和地质条件，在主灌区和工程地质条件复杂的坝段选择先导孔孔位，分序、分段作灌浆试验。

（1）根据灌浆工程施工设计图纸要求及监理工程师指定的先导孔孔位进行钻灌作业。

对孔径、孔深、灌浆段及其压力洗孔、压水试验和灌浆压力、浆液水灰比等进行灌浆试验作业，并作详细的试验记录。

（2）在先导孔内进行灌浆试验，按监理批准的灌浆试验的施工程序、方法、工艺进行灌浆试验及检查灌浆效果，整理分析各灌段单位吸水率、单位耗灰量、单位灌注率等试验数据，将其试验成果报送监理人。

（3）根据帷幕灌浆施工设计压力，灌浆试验中进一步验证帷幕灌浆压力值。

4．5.3灌浆施工技术方法

（1）制浆：

由制浆站集中制备浆液供浆灌注。

（2）配料称量：

制浆配置材料采用500kg的磅秤称量配料，称量误差不得大于5%。

（3）浆液搅拌：

采用普通双层搅拌机制浆，水利浆液搅拌时间不得小于3min；浆液在送浆灌注前用丝网筛过滤，从开始制备至用完时间控制在4h以内。

a、按施工设计图或经过灌浆试验由监理工程师确定的实施灌浆压力进行灌注控制。

b、在灌浆施工中，要尽快地将灌浆压力调控到设计压力值或监理指示压力值，坝体与基岩接触段和注入率大的孔段即采取分时段升压的方法使灌浆压力逐渐达到设计值进行灌注。

c、在灌注过程中，灌浆压力或注入率突然变大时，立即查明原因，采取相应措施处理，及时调整灌浆压力或变换浆液级比，使灌注施工尽快转入正常。

4.5.4灌浆技术控制

（1）本灌浆工程分作两序孔（单排孔）进行灌浆施工，采用灌浆塞（橡胶球卡塞）分段封闭灌浆法。

按规范分段钻孔、分段冲洗裂隙、分段压水试验和分段灌浆。

设计灌浆段长度5-6m，孔深小于6m的灌浆孔可采用全孔一次灌浆法，特殊地段可适当加长灌浆段长度，但不得大于10m，并做好记录。

（2）帷幕灌浆钻灌孔施工按分序加密的原则进行。

该标段帷幕设计为单排孔，施灌工序，次序即与钻孔一样；先一序边孔，后里孔、再二序孔。

坝体与基岩面接触段帷幕灌浆按设计、规范要求深入基岩面以下3m以内为一钻灌段进行灌注。

（3）灌浆塞要安装：

自上而下分段灌浆，灌浆塞要安装在上一灌段底部以上0.5m处，以防漏段，漏灌。

孔口不涌浆地段即不须待凝，但在断层破碎带，软弱夹层等地质条件复杂的地段则要待凝后方允许进行下一灌浆孔段施工。

（4）射浆管的安装：

射浆管（注浆管）下端管口的安装位置，在距灌浆孔段底部的距离保证不大于0.5m处安装。

（5）压力表安装：

灌浆压力用压力表控制。

压力表应选用大于灌浆压力2.5倍的标值，使用压力宜在压力表最大标值的1/4-3/4之间。

压力表要安装在孔口回浆管路上，灌浆压力读数宜读压力表指针摆动的中值。

（6）灌浆过程中如出现灌浆中断、串孔、漏浆、孔口涌水、吸浆量增大等情况时，即按DL/T5148-2001水泥灌浆规范的规定采取相应措施及时处理，并将处理方法及结果报送监理工程师。

（7）在已完成帷幕灌浆区，在其30m以内不允许进行爆破作业。

4.5.5水泥浆液的水灰比及变浆标准控制

（1）按施工设计图或监理工程师指示的灌浆水灰比制浆施灌。

起灌浆液浓度5：

1，浆液由稀到浓逐级变换为：

5：

1、3：

1、2：

1、1：

1、0.8：

1、0.6：

1、0.5：

1共七个比级，当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率保持不变而灌浆压力持续升高，不得变浆。

（2）当灌浆注入量已达到300L以上，灌注时间达1h而灌浆压力和注入率无显著变化时，方可变浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，据施工情况可越级变浓浆液。

详见附表4.5.5

浆液浓度变换标准

序号

单位吸浆量在下列范围内且压力不能升高时变换浓度

每一浓度的浆液灌入下列量可变浓一级（升）

备注

1

＞75

450

2

50-75

600

3

30-50

700

4

15-30

850

5

5-15

1000（或灌2小时）

6

＜5

不变

4.5.6帷幕灌浆施工中特殊情况处理

（1）灌注浆液作业中，要在灌浆孔位四周和坝上下游进行观测，如发现冒浆、漏浆、坝坡有裂缝等现象，即要根据具体情况采用嵌缝、表面封堵和低压、浓浆、限流、限量及间歇灌注等方法进行处理，以保证灌浆正常进行。

（2）灌浆孔段如发生于临孔串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆。

应一孔一泵进行灌注。

否则即要将串浆孔用卡塞封住，待灌浆孔灌注结束后将串浆孔打开，并进行扫孔、冲洗，继而钻进、灌浆。

（3）孔段灌浆必须连续进行作业，因故中断，要查找、分析原因，对症进行处理，及早恢复灌浆。

否则应立即冲洗钻孔而后恢复灌浆；若冲洗无效则应进行扫孔，之后再恢复灌浆。

恢复灌浆时使用开灌比级的浆液进行灌注，如注入率与中断前相近，即可采用中断前比级的浆液继续灌注；如注入率较中断前减少较多，即要按浆液逐级加浓变浆继续灌注；如注入率较中断前减少较多，且在短时间内吸浆量较小或停止吸浆，即采取有效补救措施，恢复正常灌浆。

（4）涌水问题：

钻孔涌水在坝基灌浆施工中遇到较多的现象，是坝基岩体裂隙水在库水、河床水压传递下涌入钻孔内排泄释放的过程。

对涌水严重孔段或区段，采取增加钻孔深度及帷幕排数（单排变双排、双排变三排）和加密灌浆孔等措施进行处理；对涌水的灌浆孔段，可适度提高灌浆压力（灌浆设计压力+涌水水头压力）；并提高灌浆结束标准，加长屏浆时间（不得小于1小时，视涌水情况确定屏浆时间），闭浆待凝再24-48小时。

以上措施经验证明是行之有效的，而随着灌浆孔序的加密，钻孔涌水即减少继而消失。

（5）灌浆孔段注入量，灌浆作业难于结束时，可根据灌浆孔段具体情况选择下列措施进行处理：

a、采用低压、浓浆、限流、限量、间歇（待凝）施灌；

b、浆液掺加速凝剂及其它加速浆液凝固的材料；

c、灌注混合浆液（如细砂水泥浆液等）。

5.6灌浆结束标准及封孔

5.6.1钻孔灌浆结束标准：

在规定的灌浆压力下，当注入率不大于0.4L/min时，持续灌注60min；或注入率不大于1L/min时，持续灌注90min；灌浆即可结束。

当长期达不到结束标准应及时报请监理人共同研究处理措施。

5.6.2灌浆孔封孔：

每个帷幕孔全孔灌浆结束后，报请监理人及时进行验收，验收合格后即进行封孔，采用“分段压力灌浆封孔法”封孔，封孔闭浆14天后如孔口（段）有凝缩现象，可采用水泥砂浆补填封实。