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帷幕灌浆施工组织
河口县马草冲水库除险加固工程
帷幕灌浆
施工组织设计
河口县马草冲水库除险加固工程水库指挥部
红河州水利水电工程安装处
日期:
2012年月日
工程概况
1、概况:
马草冲水库位于河口县桥头乡菠竹箐村委会辖区,马草冲河上游,马草冲水库大坝为浆砌石坝,坝轴长28.2m,上游坡铅直,下游坝坡1:
0.8。
灌溉面积500亩,为小
(二)型水库工程,总库容为18.58万方。
其地理位置于东经104°3'33〃~104°3'35〃,北纬22°49'48〃~22°48'56〃之间,水库海拔950m,水库所在区域地势,东北方向高,西南方向低,高差大约1km,桥头乡距河口县城80km,326国道直通乡里,水库距326国道1.5km,目前仅有一条乡间小路连同。
二、施工方案与技术措施
封闭灌浆法施工工艺流程图
1、施工方案:
根据马草冲水库除险加固工程技施设计报告和规范SL274-2001
规定,结合马草冲水库地勘资料,马草冲水库帷幕灌浆施工方案如下:
1)根据规范SL274-2001要求,防渗标准去q=10Lu,灌浆孔伸入相对不透水层(q=10Lu)以下5m。
最终孔深应由先导孔压水试验确定。
2)灌浆孔布置:
灌浆范围为0+023.9~0+046.9,坝轴线上布置,单排孔距1.5m,防渗帷幕底界深入相对不透水层,防渗标准为qw10lu,坝体为:
K<1x10-5cm/s,帷幕钻孔进尺设计,完成为:
灌浆进尺:
422.85m,检查孔进尺:
41.72m;其中灌浆孔基岩进尺:
394.75m,检查孔基岩进尺41.72m;覆盖进尺总:
26m,其中灌浆孔:
21.5m,检查孔4.5m。
3)钻孔:
坝身采用冲击干钻、套管护壁,基岩采用回转式钻进,用金刚石或硬质合金钻头钻进,终孔孔径为75mm。
钻机安置必须水平、稳固,开孔位置偏差应控制在10cm之内,孔斜率应控制在1%以内,钻孔进入相对不透水层内5m左右。
4)简易压水试验:
钻孔达到设计深度后,应采用清水冲洗钻孔,直至回水澄清为止,残留岩芯不应超过0.2m。
帷幕灌浆孔在灌浆前,对先导灌浆孔均应进行简易压水试验,根据其所测得透水率q值来确定开灌水灰比及了解岩层的透水情况。
5)灌浆参数的选取灌浆段长度:
灌浆段长度根据岩石裂隙发育程度,破碎情
况、渗透性及设备条件决定。
设计要求灌浆段一般长5〜8m,基岩条件较好的灌浆
段取大值,较差的取小值。
接触面单独做一段,灌浆段长1.5〜2.0m。
灌浆压力及
浆液变换:
灌浆压力一般要求通过现场灌浆试验确定,浆液稠度根据基岩透水率不同而改变,起始水灰比采用3:
1,以后采用2:
1、1:
1、0.8:
1、0.6:
1。
接触面灌浆压力要求以不使坝体底部劈开或上抬为原则,根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-94,接触面灌浆压力应控制在0.05mpa以内。
稠度的变换原则是:
当某一水灰比浆液灌入量已达300L以上或灌入时间已达30min时,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,,应发浓一级。
当注入率大于30L/min时,可根据具体情况超级变浓结束灌浆标准:
符合下列条件之一者,即可结束灌浆:
a、在设
计规定压力下,灌浆段已停止吸浆或吸浆量小1.0L/min,并持续60min以上时;b、
在规定的压力下,当吸浆量徘徊于1.0L/min以内,时间达1小时以上。
6)灌浆材料:
必须是新鲜合格的普通硅酸盐水泥,强度等级不低于32.5,对水泥的供给采取边用边进的原则,以保证水泥不过长时间在工地积放。
7)灌浆施工次序:
灌浆应遵循分序加密的原则。
帷幕孔分三序施灌,一序孔孔距10m,二序孔孔距为10m,三序孔孔距为5m,最终孔距为2.5m。
8)灌浆方法:
当岩段小于5m时,采取全孔一次灌浆法,大于或在透水严重地段应采取自上而下的方法灌浆,以提高灌浆质量。
9)灌浆结束和封孔:
对较深的帷幕灌浆孔,在最后一段灌浆结束后,即采用浓
浆封孔。
封孔段长15-20,封孔压力与灌浆压力相同,当注入率不大于1L/min,继
续灌注30min后,在孔口处继续灌注60min。
10)工程质量检查:
检查孔数为灌浆总孔数的10%,布置在断层、岩体破碎带
等地质条件复杂部位,吸浆量大的部位以及灌浆过程中不正常的部位。
检查孔应采取岩芯,检查孔压水试验在该部位灌浆完成14d后进行,压力不大于该处灌浆压力
的80%。
检查孔各段压水试验测得的q值原则上须w10Lu,所有试段的q值必须w10Lu,才认为该孔符合质量标准。
2、施工工艺流程
1)先导孔施工工艺流程:
施工场地平整--施工准备--钻孔定位--固定机具--干钻至强风化基岩面后下入套管—钻进至基岩5m左右--冲洗钻孔进行压水试验--钻进5m--进行压水试验(当压水试验值q<10Lu终止钻进)--制浆--自上而下按每段5-8m
(接触面小于2m)进行灌浆--灌浆结束--压力封孔--起拔套管--封孔--现场验收--整理资料。
2)1〜川孔施工工艺流程:
施工场地平整--施工准备--钻孔定位--固定机具--干钻至强风化基岩面后下入套管—根据先导孔钻至相对不透水层--制浆--自上而下按每段5-8m(接触面小于2m)进行灌浆--灌浆结束--压力封孔--起拔套管--封孔--现场验收--整理资料。
3)灌浆检查孔施工工艺流程:
施工场地平整--施工准备--钻孔定位--固定机具-干钻至强风化基岩面后下入套管--钻进至基岩5m左右--冲洗钻孔进行压水试验按5-8m一段压水试验至设计孔深--制浆--自上而下按每段5-8m(接触面小于2m)进行灌浆--灌浆结束--压力封孔--起拔套管--封孔--现场验收--整理资料。
3、施工步骤及方法
1)施工场地平整:
根据设备施工要求,钻机平台宽度不小于4m,地表要夯实,在其边沿修筑排水沟,防止施工用水冲刷坝坡及山体,平台修建好后,方能进行帷幕灌浆施工。
2)帷幕灌浆钻孔
⑴钻孔放样:
根据设计图纸用全站仪进行帷幕灌浆轴线整体放样,确定施工轴线后,按孔距2.5m定好个孔孔位,并用钢筋标记好,并每隔20m设置控制性桩号。
施工时,必须用钢尺重新校测,要求开孔位置与设计位置偏差不得大于50mm,因
故变更孔位需征求监理或设计同意。
⑵钻机定位、机座及机架校正与开孔:
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,确定导杆或立轴与钻孔倾斜角一致,并在同一条轴线上,配备良好钻具,保证钻孔铅直开孔。
钻具采用地质部门普通的钻头和管材,钻孔开孔直径为130mm,终孔直径不小于75mm。
坝体内采用干钻成孔,钻至强风化接触面顶板后,下入110mm套管把基岩与坝体隔离开来,改用不小于75mm的合金或金刚石钻进直至终孔(终孔标准为进入相对不透水层(q<10Lu)))在钻进过程中,要精心操作,合理掌握钻进参数,合理控制钻进速度,防止埋钻,卡钻等各种孔内事故。
一旦出现孔内事故,及时进行处理,并配备必要的事故打捞、处理工具。
⑶特殊情况处理:
钻孔工程中如遇到掉块、卡钻、失水或回水减少等情况应进行详细记录,并及时分析原因和采取有效处理措施后方可续钻。
情况发生时,必须弄清孔深、地层、钻具位置等。
发现钻具被卡时。
应保持冲洗液畅通,采取扭、打、拉、冲、顶等方法进行处理。
处理后将打捞工具、处理方法及过程填写事故处理表。
⑷测斜与纠斜处理:
开孔钻进时应对钻孔进行测斜,钻孔倾角满足要求后再打入套管,确保开孔符合设计要求;钻进过程中及时测斜,发现偏斜及时采取相应的纠斜方法进行处理直至满足设计要求为止,终孔再进行综合测斜,现场监理验收钻孔。
如发现偏斜超过设计值时,应采用超径纠斜、跳级换径、孔底埋管纠斜等方法进行纠斜处理,经处理重新测斜合格后,方可续钻。
⑸钻孔记录与钻孔保护:
钻进过程中,各孔应详细记录孔位、孔深、地层变化、换层和漏浆、掉钻情况。
尤其注意分层的位置,并准确记录在班报上,便于后续分析情况,此外,钻进过程中的其他处理措施均应详细记录。
钻进至要求孔深后,待灌或灌浆结束时待钻,孔口均应进行加盖保护,防止异物进入孔内,增加处理难度。
3)钻孔冲洗及压水试验:
帷幕灌浆孔当钻至灌浆段长后,采用压力水(为灌浆
压力的80%)进行钻孔冲洗,裂隙冲洗应冲洗至回水澄清后10min结束,且总的冲
洗时间不小于20min;压水试验保证在孔内止水有效的情况下进行。
简易压水试验采用单点法或两点法。
压水试验压力采用灌浆压力80%,压水20min每隔5min或
10min测读一次压入流量,取较大压力最后1min流量做为试验透水率的计算值。
成果以透水率(Lu)值表示,即q=Q/p*L,式中:
q=透水率(Lu)、Q=最后一次压入流量(L/min)、P=压力(Mpa)。
4)灌浆方法及灌浆设备
⑴灌浆方法:
先导孔采用自上而下分段压水试验后,再用自上而下分段灌浆法灌浆;其余孔基岩帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法灌浆,基岩接触段必须先灌,套管下至基岩底部0.5m。
在灌浆过程中,射浆管必须下入离段底0.5m,直至灌浆在设计压力条件下达到结束标准。
灌浆设备:
采用W—160灌浆泵,采用孔内阻塞,射浆管下入离段底0.5m处,自上而下灌注。
⑵浆液材料:
本次坝基岩石帷幕灌浆采用纯水泥浆,如遇吸浆量特大时,可灌部分砂浆。
水泥采用业主指定厂家生产的R32.5普通硅酸盐水泥,灌浆用水泥需符合质量标准,细度通过80卩m方孔筛的筛余量小于5%;采购的水泥必须具有出厂化验单(或合格证),存放时间不超过3个月,严格采取有效的防潮措施,每批材料(400t)送至工地后,进行抽检,不合格的产品严禁使用。
⑶浆液配置与浆液变换:
水泥浆采用搅浆机制作,搅拌时间不小于30s。
配置
好的水泥浆液自制备到用完不得超过4h,浆液温度保持在5〜400之间。
灌浆浆液浓度按先稀后浓、逐级变换的原则进行。
帷幕灌浆浆液水灰比采用3:
1、2:
1、1:
1、0.8:
1、0.6:
1。
一般情况下开灌水灰比为3:
1,浆液配制一定要计量准确,保证误差小于5%。
灌浆过程中,每隔30min,测量一次浆液比重,必要时须测浆液温度。
⑷灌浆段长、灌浆压力、浆液浓度与结束标准
1灌浆段长:
灌浆段长根据岩石裂隙发育程度,破碎情况、渗透性及设备条件决定。
设计要求灌浆段一般长5〜8m,基岩条件较好的灌浆段去大值,较差的取小值。
接触面单独做一段,灌段长1.5〜2.0mo
2灌浆压力:
灌浆压力一般要求通过现场灌浆试验确定,接触面灌浆压力要求以不使坝体底部劈开或上抬为原则,根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-94,接触面灌浆压力应控制在0.05mpa以内。
3浆液浓度浆液稠度根据基岩透水率不同而改变,起始水灰比采用3:
1,以
后采用2:
1、1:
1、0.8:
1、0.6:
1。
稠度的变换原则是:
当某一水灰比浆液灌入量已达300L以上或灌入时间已达30min时,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,,应发浓一级。
当注入率大于30L/min时,可根据具体情况超级变浓。
4结束标准
符合下列条件之一者,即可结束灌浆:
a在设计规定压力下,持续30min内,灌浆段已停止吸浆或吸浆量小0.4L/min;b、在规定的压力下,当吸浆量徘徊于
1.0L/min以内,时间达1小时以上。
⑸帷幕灌浆特殊情况处理:
灌浆过程中,发现串浆、冒浆等时应先查明原因,根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。
发生串浆时
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