第14章 灌浆及永久排水工程zWord格式文档下载.docx

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3

帷幕灌浆

≤50kg/m

100～200kg/m

200～500kg/m

≥500kg/m

Φ76检查孔

320

1082

962

640

200

180

4

接触灌浆

5845

5

排水孔

特性

Φ48入岩3m

Φ56入岩2m

Φ56入岩5m

Φ76L=6m

Φ76入岩8m

Φ76入岩10m

Φ100L=10m

14.1.3施工依据

（1）《水工混凝土试验规程》DL/T5150-2001；

（2）《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-1999；

（3）《混凝土用水标准》JGJ63-2006；

（4）《水电水利工程钻孔压水试验规程》DL/T5331-2005；

（5）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2012；

（6）《水电水利工程岩石试验规程》DL/T5368-2007；

（7）《水利岩土工程施工及岩体测试造孔规程》DL/T5125-2009；

（8）《水电水利基本建设工程单元工程质量等级评定标准第1部分：

土建工程》DL/T5113.1-2005；

（9）《通用硅酸盐水泥》GB175-2007；

（10）《水电水利工程物探规程》DL/T5010-2005；

（11）《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001；

（12）《水电水利工程爆破施工技术规范》DL/T5135-2001；

（13）《灌浆记录仪技术导则》DL/T5237-2010；

（14）2011年版《工程建设标准强制性条文》（电力工程部分）。

14.2施工重点、难点、关键点分析及应对措施

（1）泄洪洞洞身长、断面大、钻孔灌浆工程量大、施工设备多，不便于钻孔灌浆施工，对此我们采用钻灌平台车进行（见下图）；

洞内通风条件不好，不宜布设制浆系统，对此我们采用多个集中制浆并铺设输浆管路进行浆液的输送，就近的制浆站直接送达灌浆工作面。

图14.2.1钻灌平台车示意图

（2）钻灌平台车采用橡胶轮，减少对衬砌混凝土表面造成伤害，必要时在轮胎底部和前方铺垫橡胶皮带；

针对龙落尾段距离较长，则采用增加卷扬机固定点和定滑轮（或钢丝绳托管）的方法；

卷扬机和定滑轮（或钢丝绳托管）的固定点采用从底板混凝土预埋管中钻孔插筋的方法。

（3）泄洪洞洞身段灌浆孔、排水孔均需预埋孔口管的方法进行施工，且需要孔口管缩进混凝土3cm，对此我们采用管口加楔形木塞或硬海绵的方法，可以保证预埋管满足设计要求，木塞或硬海绵具有一定的弹性易贴紧模板，脱模后容易查找。

（4）泄洪洞工程固结、排水孔由于种类繁多，孔径、孔深从φ48mm×

3m、φ56mm×

2m、φ56mm×

5m、φ76mm×

6m、φ76mm×

8m、φ76mm×

10m、φ100mm×

10m不等，对此我们选用不同的机型钻孔，除φ48mm×

2m二类孔采用YTP-28型手风钻成孔外，其余的均使用ZQS-100型轻型潜孔钻成孔，至于物探孔、取芯检查孔和帷幕灌浆孔无论深浅均使用SGZ-ⅠB型地质钻机成孔。

（5）钻孔灌浆工程量大，施工点分散，与混凝土平行施工作业多，相互干扰较大，针对这一难点，我们将按施工工作面要求配备足够的施工人员及施工设备，并组织安排好施工人员及设备的调动，采用集中、统一的管理方法。

（6）通风竖井、钻灌台车均较高，施工安全问题突出，必须采用有效的措施控制。

在钻孔灌浆施工时，设置安全防护栏杆，栏杆高为1.2m左右，设安全告示牌，并在竖井段挂设安全网。

14.3施工布置

根据泄洪洞工程特点和总体施工方案，灌浆、排水工程主要分以下几个工作面：

泄洪洞进水口、2#泄洪洞上平0+065～0+857段、2#泄洪洞上平0+857～1+8455段、2#泄洪洞龙落尾段、3#泄洪洞上平0+065～0+857段、3#泄洪洞上平0+857～1+709段、3#泄洪洞龙落尾段、泄洪洞出口、11#堆积体、各通风洞（包括通风竖井）、各施工支洞堵头。

其中各部灌浆排水的施工安排见框图14.3-1。

框图14.3-1灌浆排水施工安排框图

14.3.1施工设备

14.3.1.1钻孔设备

（1）在所有洞室及其它封闭区域中使用气动钻孔设备时，应带有消音器和除尘装置，一般不得使用内燃机驱动的钻孔设备。

本工程拟使用下列设备，其主要性能见下表14.3.1：

表14.3.1气动设备主要性能表

序号

设备名称

规格

型号

主要参数

主要用途

手风钻

YTP-28

气压0.5～0.63MPa，耗气量0.55～0.81L/S

钻回填、

轻型潜

孔钻

ZQS-100

功率4KW，孔径65～130mm，孔深20～50m，气压0.5～1.2MPa，耗气量7～12m3/h

钻固结、

（2）帷幕灌浆钻孔应采用回转式钻机和金刚石钻头，严禁使用碾砂钻头；

固结灌浆孔除监理人另有指示外，钻孔采用各式合适的钻机和钻头造孔。

需要采取岩芯的灌浆孔、压水检查孔、抬动观测孔、物探测试孔（帷幕灌浆、基础固结灌浆部位）或其它指定的钻孔应采用回转式钻机造孔，其钻头可采用金刚石钻头或硬质合金钻头，不得使用碾砂钻头。

各类排水孔及物探测试孔（除帷幕灌浆、基础固结灌浆以外的部位）选用各式适宜的钻机、钻头造孔。

本工程拟使用下列设备，其主要性能见下表：

表14.3.2回转式设备主要性能表

设备

名称

地质钻机

SGZ-IB

功率11KW，孔径56～150mm，孔深150m

固结检查、帷幕、物探孔造孔

（3）使用的钻孔冲洗和压水试验设备、水泵，应保证在所有压力下都有足够的供水量，保证压力稳定、出水均匀、工作可靠。

本工程使用的钻孔冲洗和压水试验设备均同于灌浆设备，详情见表14.3.3。

（4）应准备足够的流量计、压力表、压力软管、供水管及阀门等物品。

（5）应配备足够数量的钻孔测斜仪，钻孔测斜仪应为经国家有关部门鉴定合格的产品。

14.3.1.2灌浆设备

（1）拌浆和注浆设备的型号、容量、布置都应得到批准，并且任何时候都应保证在最好的可操作状态。

（2）提供的灌浆泵性能应与灌浆液的类型和浓度相适应，其额定工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍，压力波动范围应小于灌浆压力的20%，并应有足够的满足灌浆最大注入率要求的排浆量和稳定的工作性能；

灌注纯水泥浆液采用多缸柱塞式灌浆泵。

表14.3.3灌浆设备主要性能表

灌浆机

3NB-6/3-7.5

卧式三缸，功率7.5KW，排浆量6m3/h，额定压力3MPa

送浆、回填灌浆

高压灌浆机

3ZB-9/12～22

卧式三缸，功率18.5KW，排浆量6m3/h，额定压力10MPa

砂浆泵

UB-4.0B

单缸，功率7.5KW，排浆量4m3/h，额定压力2.5MPa

砂浆回填灌浆（备用）

（3）应根据灌浆需要配置湿磨机、高速和低速浆液搅拌机。

搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌的浆液类型及灌浆泵排浆量相适应，并应保证均匀、连续地拌制浆液。

高速搅拌机的搅拌转速度应不小于1200r/min。

所有搅拌设备在用于拌制浆液前应在现场进行试运行。

表14.3.4浆液搅拌设备主要性能表

主要用途

低速搅拌筒

JJS-2B

立式双层，功率2.2KW，容量200L，转速33.5转/分

灌浆面储浆

JJS-10

立式双层，功率4KW，容量1000L，转速25转/分

制浆站储浆

高速搅拌机

ZJ-400A

立式，功率7.5KW，容量400L，0.5:

1水灰比浆液搅拌时间3分钟

帷幕灌浆

（4）灌浆管路应保证浆液流动畅通，并能承受1.5倍的最大灌浆压力。

灌浆泵和灌浆孔口处均应安装压力表，进浆管路亦应安装压力表，所选用的压力表在使用前应进行率定。

使用压力宜在压力表最大标值的1/4~3/4之间。

使用过程中应经常检查核对，不合格和己损坏的压力表严禁使用。

压力表和管路之间应设有隔浆装置。

（5）为加强灌浆过程中的质量控制，对灌浆和压水全过程必须采用灌浆自动记录仪进行记录。

应采取必要的防尘、防潮措施，以确保其保持正常工作状态。

（6）灌浆塞应与采用的灌浆方法、灌浆压力及地质条件相适应，胶塞应具有良好的膨胀性和耐压性能，在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段，并易于安装和拆除。

（7）高压灌浆施工应采用下列设备和机具

①高压灌浆泵；

②耐蚀灌浆阀门；

③钢丝编织胶管；

④大量程压力表，其最大标值宜为最大灌浆压力的2.0～2.5倍；

⑤孔口封闭器或高压灌浆塞。

（8）集中制浆站的制浆能力应满足灌浆进度高峰期所有机组用浆需要，制浆站应配备防尘、除尘设备，当浆液需掺加掺合剂或外加剂时，应增设相应的设备。

（9）施工现场应配备用于现场质量控制的比重秤（比重计）、温度计、测斜仪等质检仪器。

（10）所有灌浆设备、仪器、仪表均应注意维护保养，并保持其工作状态正常，并应配有足够的备用量。

电力驱动的设备，应在接地良好并经确认能保证施工安全时，方可使用。

14.3.1.3灌浆记录设备

灌浆自动记录仪由发包人提供，灌浆记录仪的技术性能和安装使用的基本要求应符合《灌浆记录仪技术导则》DL/T5237-2010的规定。

14.3.2风、水、电

灌浆及永久排水工程之风、水、电管线均利用开挖、支护、衬砌时布设的系统就近接引。

14.3.3集中制浆

本标灌浆采用集中制浆方式进行。

集中制浆站主要布置在以下部位（详见表14.3.5），分洞内制浆站和地面制浆站二种，示意图见图14.3.1和图14.3.2。

表14.3.5集中制浆站主要布置情况表

布设位置

设备配置

供浆部位

说明

进水口

2台ZJ-400A、1台JJS-10、1台3NB-6/3-7.5

进水口、2#3#泄洪洞上平段（0+857上游）

后期转移到出口

1#施工支洞（盲段）

2#、3#泄洪洞上平段（0+857上、下游）

后期转移到2-1#施工支洞

2-1#施工支洞

2#、3#龙落尾段

后期转移到通风洞

出口

出口、2#、3#龙落尾段

通风洞口

1台ZJ-400A、1台JJS-10、1台3NB-6/3-7.5

通风洞及通风竖井

各通风洞间转移

图14.3.1洞内制浆站结构示意图

图14.3.2地面制浆站结构示意图

14.3.3.1制浆材料称量

制浆材料必须按规定的浆液配比计量，制浆材料称量误差应小于5%，水泥等固体材料应采用重量称量法计量。

14.3.3.2浆液搅拌

（1）各类浆液必须搅拌均匀，并测定浆液密度和粘滞度等参数，并作好记录。

（2）纯水泥浆液的搅拌时间：

使用普通搅拌机时，应不少于3min；

使用高速搅拌机时，应不少于30s。

浆液在使用前应过筛，从开始制备至用完的时间应不大于4h，否则不能再用，并弃置监理人指定的地点。

（3）细水泥浆液和稳定浆液中必须加入减水剂，拌制采用高速搅拌机，高速搅拌机转速应大于1200r/min，搅拌时间应通过试验确定。

细水泥浆液从制备至用完的时间应小于2h，否则不能再用，并弃置监理人指定的地点。

14.3.3.3集中制浆

（1）灌浆场地设置集中制浆站。

集中制浆站应制备水灰比为0.5:

1的纯水泥浆液，输送浆液流速应为1.4m/s~2.0m/s，各灌浆地点应测定来浆密度，并根据各灌浆点的不同需要调制后使用。

（2）寒冷季节施工应作好机房和灌浆管路的防寒保暖工作，炎热季节施工应采取防晒和降温措施；

浆液温度应保持在5º

C~40º

C，低于或超过此标准的应视为废浆，若用热水制浆，水温不得超过40º

C。

14.4灌浆试验

（1）泄洪洞围岩固结灌浆、帷幕灌浆施工前应进行生产性灌浆试验，生产性灌浆试验包括帷幕灌浆生产性试验和固结灌浆生产性性试验。

（2）灌浆作业开工前56d，在编制详细的生产性灌浆试验计划及试验大纲，报送监理人审批。

（3）灌浆试验结束后，应对灌浆生产性试验资料进行整理、试验成果进行分析，并将试验的详细记录和试验分析成果报告提交监理人。

试验成果经监理人审查批准后方可进行大规模实施固结灌浆和帷幕灌浆。

14.4.1浆液试验

（1）应按监理人指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目试验：

①浆液配制程序及拌制时间。

②浆液密度或比重测定。

③浆液流动性或流变参数。

④浆液的沉淀稳定性。

⑤浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间。

⑥浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性。

⑦监理人指示的其它试验内容。

（2）用于生产性灌浆试验的浆液水灰比以及掺合料、外加剂等的品种及其掺量应通过浆液试验选择，试验记录和试验成果应提交监理人。

14.4.2生产性灌浆试验

（1）应尽量选择与永久工程相结合的地段作为生产性灌浆试验区。

（2）根据灌浆工程施工图纸的要求或按监理人指示选定适当区域进行生产性试验以验证灌浆孔的布置方式、灌浆分段、灌浆压力、浆液配比等试验参数及灌浆工艺，编制试验大纲报监理人审批。

（3）在经监理人批准的灌浆试验区内，应按批准的灌浆试验大纲拟定的施工程序和方法进行灌浆试验，详细收集各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量等试验资料。

（4）在每一生产性试验区内，按批准的生产性试验大纲拟定的施工程序和方法进行生产性试验，检查灌浆的效果；

灌浆试验结束后，应整理分析各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量等的试验资料，并将生产性试验成果和试验记录提交监理人。

14.5各类灌浆施工工艺与方法

钻孔灌浆总工艺流程如下：

框图14.5.1钻孔灌浆总工艺流程框图

14.5.1回填灌浆

本标回填灌浆工程包括了泄洪洞衬砌段回填灌浆和施工支洞、通风洞或探洞封堵体回填灌浆二大类，根据工程量清单提供的数据，其工程量情况如下表：

表14.5.1回填灌浆工程量表

部位

支绞大梁顶部回填

762

泄洪洞

洞身

116640

5000

施工支洞

含探洞、堵头

2593

合计

（1）本标内的地下洞室回填灌浆，在衬砌混凝土洞段灌浆时，混凝土中采用埋管，在埋管中进行钻孔。

（2）地下洞室的回填灌浆应在洞室的封堵或衬砌混凝土达到70%设计强度后进行。

（3）灌浆结束后，应对往外流浆或往上返浆的灌浆孔进行闭浆待凝，待凝时间不少于24h或按监理人指示的时间控制。

（4）灌浆时应密切监视衬砌混凝土或围岩的变形，监理人认为有必要时，应安设变形监测装置，定时进行监测并作好记录。

（5）灌浆过程中，应采用自动记录仪进行数据采集和分析。

14.5.1.1衬砌回填灌浆

衬砌段混凝土顶拱回填灌浆工艺流程如下：

框图14.5.2衬砌段混凝土顶拱回填灌浆工艺流程框图

（1）回填灌浆孔应布置在隧洞顶拱中心线上和两侧。

（2）在素混凝土衬砌中的回填灌浆孔，可采用直接钻孔的方法；

在钢筋混凝土衬砌中的回填灌浆孔应采用在预埋管中钻孔的方法，钻孔孔径采用φ56mm，孔深深入岩石10cm，并测记混凝土厚度和空腔尺寸。

若衬砌内有围岩固结灌浆或排水孔的预埋管，则回填灌浆可与之共用预埋管，具体施工顺序为：

先进行回填灌浆，深入岩石10cm，回填灌浆工作结束后再加深钻孔至原固结灌浆孔（或排水孔）的设计深度。

（3）遇有围岩塌陷、超挖较大或设计有特殊要求等情况时，应在该部位预埋灌浆管路，或者由制定特殊灌浆措施，并报送监理人审批。

（4）回填灌浆应按划分的灌浆区段分序加密进行，一般分两序施工，区段长度划分按施工图要求执行，不宜大于3个衬砌段，区段端部必须封堵严密。

（5）回填灌浆施工应自较低的一端向较高的一端推赶灌浆。

同一区段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。

（6）低处灌浆时，高处孔可用于排气排水。

当高处孔排出浓浆（等于注入浆液的水灰比）后，可将低处孔堵塞，改从高处孔灌浆；

依次类推，直至结束。

（7）灌浆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，对可能漏浆的部位应先行处理。

（8）除施工图纸和监理人另有指示外，回填灌浆的压力和浆液水灰比按以下原则确定：

一序孔灌浆压力为0.2MPa，可灌注水灰比0.6（或0.5）:

1的水泥浆，二序孔灌浆压力为0.3MPa，可灌注1:

1和0.6（或0.5）:

1两个比级的水泥浆。

空隙大的部位应灌注水泥砂浆，但掺砂量不应大于水泥重量的200%。

（9）回填灌浆在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆后，继续灌注10min即可结束。

（10）回填灌浆因故中断时，应及早恢复灌浆，中断时间大于30min，应设法清洗至原孔深后恢复灌浆，此时若灌浆孔仍不吸浆，则应重新就近钻孔进行灌浆。

（11）灌浆结束后，孔口应临时封闭，待以后重新钻孔进行固结灌浆。

（12）衬砌回填灌浆质量检查

①回填灌浆质量检查采用检查孔注浆试验和取芯检查的方法，检查时间在该部位灌浆结束28d后。

灌浆结束后，应将灌浆记录和有关资料提交监理人，以便确定检查孔孔位。

检查孔应布置在脱空较大、串浆孔集中及灌浆情况异常的部位。

每10m～15m宜布置1个或1对检查孔（间距2m）。

②回填灌浆质量检查采用钻孔注浆法检查，可采用单孔注浆试验或双孔连通试验。

单孔注浆试验时，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内注入量不超过10L，即为合格。

双孔连通试验时，向其中一孔注入水灰比2：

1的浆液，压力与灌浆压力相同，若另一孔的出浆流量小于1L/min，则为合格。

否则，应按监理人指示或批准的措施进行处理。

③回填灌浆质量检查采用检查孔取芯检查，探测钻孔及观察岩芯，浆液结石充填饱满密实，满足设计要求为合格。

④检查孔钻孔注浆结束后，应采用水泥砂浆将钻孔封填密实，并将孔口压抹平整。

14.5.1.1封堵体回填灌浆

封堵体回填灌浆工艺流程如下：

框图14.5.3封堵体回填灌浆工艺流程框图

（1）地下洞室封堵体回填灌浆必须严格按图纸或设计文件划分的灌浆区段进行灌浆，区段长度一般不大于15m。

（2）回填灌浆管路系统应在封堵体混凝土浇筑前埋设。

（3）回填灌浆压力采用0.4MPa。

（4）各灌浆管应引至后灌区或施工支洞内且应加明显标记，以免混淆。

（5）灌浆前应分别对进、回浆管进行充、回气检查，以保证管路畅通和模板封堵密实。

（6）浆液浓度采用0.8：

1、0.5：

1（水：

水泥、重量）2个比级的水泥浆。

空腔大的部位应灌注水泥砂浆、掺砂量不应大于水泥重量的200%。

（7）灌浆时可先采用0.8：

1的浆液灌注，待回浆管排出0.8：

1的浆液后，改用0.5：

1的浓浆灌注。

在设计灌浆压力下，管路吸浆量小于0.4L/min后继续灌注10min即可结束；

若回浆管出浆不畅或灌浆过程中被堵塞时，在顺灌结束后，立即对回浆管进行倒灌，结束标准同上。

（8）灌浆达结束标准后，应采用0.5：

1的浓浆进行闭浆封机，闭浆时间不少于24h。

露出混凝土表面的埋管应割除。

（9）回填灌浆因故中断时，应及早恢复灌注，如中断时间超过30min，或灌浆孔不吸浆，则应按监理人的指示重新钻孔进行灌注。

（10）封堵回填灌浆质量检查

①地下洞室封堵体顶拱回填灌浆结束7天或28d后，进行钻孔取芯和压水检查。

②合格标准：

根据设计文件或监理人指示执行。

14.5.2固结灌浆

泄洪洞固结灌浆工程包括基础固结灌浆和围岩固结灌浆，基础固结灌浆分布在泄洪洞的进水口、出口段，围岩固结分布在泄洪洞及通风洞及通风竖井洞身，已知的泄洪洞围岩固结灌浆布置为间排距3m×

3m，因衬砌断面不同入岩5m或8m，且以入岩8m为主。

根据工程量清单提供的数据，固结灌浆工程量情况如下表：

表14.5.2固结灌浆工程量表

堵头

基础

支绞

围岩

500

1745

5476

625

1524

3045

16428

1051

1500

1503

1529

54760

3031

189

342

30666

1251

300

100

2190

50

84

1046

120

40

小计

3000

图14.5.1

固结灌浆施工示意图

14.5.2.1基础固结灌浆

基础固