钻孔灌浆工程.docx
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钻孔灌浆工程
第一章钻孔灌浆工程
12.1工程概况
根据招标文件，本标工程钻孔、灌浆包括有回填灌浆、固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆及环氧灌浆；以及水幕孔、排水孔、超前勘探孔等工程。
其工程量见表12-1。
表12-1钻孔、灌浆工程主要工程量表
工程部位
项目名称
单位
工程量
备注
气垫式调压室工程
固结灌浆钻孔
m
22319
固结灌浆
m
5769
高压固结灌浆
m
4400
高压固结灌浆
m
12150
回填灌浆
1776
环氧灌浆
m
100
水幕钻孔Φ70
m
2800
钢管Φ70
m
2800
压力管道工程
固结灌浆
m
待定
回填灌浆
2387
帷幕灌浆
m
450
接触灌浆
1119
排水廊道工程
排水孔L=40m
m
2080
排水孔L=8m
m
2512
其它工程
回填灌浆
部分待定
固结灌浆
m
部分待定
排水孔孔L=3～5m
m
部分待定
各部位超前勘探孔
m
待定
12.2施工布置及临建
12.2.1制浆系统
由于本标工程钻孔、灌浆工程点多面广，制浆系统采取分散制输形式，各工作面在适当位置分别设置制浆站。
制浆站均设简易的制浆房和水泥库，并根据各工作面的工程量分别安设1～3台ZJ-400型高速搅拌机制浆，1～2台JJS-2A型低速搅拌机储浆，1～2台BW-250/50输浆泵，以及供水、输浆管路系统等。
输浆管路为φ50cm活接头钢管。
并根据现场情况设置浆液中转站，将制浆站输送过来的浆液再经过一次搅拌分送给各灌浆施工点（灌浆机组），中转站输浆管路为闭路式循环系统，管路直径为φ50mm。
制浆站均设防雨和防潮措施，防止施工用水泥受潮结块。
12.2.2施工用风、水、电
施工用风，使用50mm铁管从附近主风管接取，用风量约60m3/min。
施工用水，各施工点根据需要使用不同直径的胶管自附近主水管接取，用水量约20m3/h。
施工用电，使用25mm电缆从附近接线点接至各施工点，总用电量约200Kw。
12.2.3排污
在灌浆各施工工作面修建排污设施，建立废浆池。
各种污水和废浆集中排放至废浆池或监理人指定的位置。
12.3灌浆材料
（1）水泥：
根据施工图纸或监理人指示选用灌浆用的水泥品种。
用于回填灌浆的水泥标号不得低于P.O.32.5；用于帷幕灌浆和固结灌浆的水泥标号不得低于P.O.32.5；用于钢衬接触灌浆的水泥标号不得低于P.O.42.5。
水泥应保持新鲜，不得使用受潮结块水泥，水泥性能应符合国家标准。
（2）水：
灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水的要求，拌浆用水的温度不得高于40℃。
（3）掺合料：
经监理人批准，可在水泥浆液中掺入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃等掺合料。
各种掺合料质量应符合DL/T5148-2001的有关规定，其掺入量应通过试验确定，试验成果应报送监理人。
（4）外加剂：
经监理人批准，可在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂以及监理人指示或批准的其它外加剂。
各种外加剂的质量应符合DL/T5100-1999规定，其最优掺加量应通过室内试验和现场灌浆试验确定，试验成果应报送监理人。
所有能溶于水的外加剂应以水溶液状态加入。
（5）环氧灌浆材料：
按照设计要求或监理人指示选用灌浆材料。
12.4高压固结灌浆试验
为了探求高压固结灌浆施工工艺参数，验证其可行性、经济性及合理性，按照施工技术要求进行灌浆试验，并向监理人提交灌浆试验报告及试验成果资料。
12.4.1浆液试验
本工程高压固结灌浆分为有盖重灌浆和无盖重灌浆两种，针对具体工程地质情况，为了保证灌浆质量，施工前按照监理人指示对不同水灰比、不同掺和料和不同外加剂的浆液进行以下项目的试验：
A、浆液配制程序及拌制时间；
B、浆液密度或比重测定；
C、浆液流动性或流变参数；
D、浆液的沉淀稳定性；
E、浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间；
F、浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；
G、监理人指示的其它试验内容。
根据上述试验成果，结合具体地层特性，在生产性试验中进行调整，用于现场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通过试验进行选择，并将试验成果报送监理人。
12.4.2现场灌浆试验
根据本工程的建筑物布置和地质条件，选择地质条件与实际灌浆区相似的地段作为灌浆试验区。
根据灌浆工程施工图纸的要求或按监理人的指示选定试验孔布置方式、孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数。
在每一灌浆试验区内，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检查灌浆的效果，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，并将现场灌浆试验成果报送监理人。
12.5施工原则及施工程序
本标段水泥灌浆工程项目有：
帷幕灌浆、固结灌浆、回填灌浆以及钢衬接触灌浆。
灌浆施工顺序为：
先进行回填灌浆，再进行固结灌浆，后进行帷幕灌浆。
高压固结灌浆在现场生产性试验完成后进行。
灌浆应遵循分序施工、逐序加密的原则，回填灌浆和接触灌浆应分成区段进行施工。
隧洞固结灌浆划分成灌浆单元，按环间分序，环内加密的原则进行，一般情况下，环间、环内均分为两个次序施工，水幕室等关键部位固结灌浆及遇有不良地质地段的固结灌浆，环间增为三个次序，环内分为两个次序施工。
帷幕灌浆分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个次序，逐序进行灌浆。
在Ⅰ序孔中应先进行先导孔施工。
固结灌浆和帷幕灌浆均采用均循环法灌注，其施工程序如下：
灌浆段的施工工艺流程为：
钻孔—→冲洗—→简易压水试验—→灌浆—→循环进行下一段钻灌—→终孔段灌毕后采用压力灌浆封孔。
12.6钻孔
12.6.1回填灌浆孔
回填灌浆根据施工图，采用YT-28型手风钻钻孔，其位置与设计偏差不大于20cm，孔径Ф45mm，孔深深入岩石10cm。
12.6.2接触灌浆孔
钢衬接触灌浆钻孔采用JICZ-16型磁座电钻，孔径不小于12mm，孔位根据现场锤击检查确定，每一个独立脱空区布孔不少于2个，最低处和最高处都需布孔，孔深达到设计规定值；在钢衬的加劲环上设置连通孔，以便于浆液流通，孔径不小于16mm。
钢衬接触灌浆孔也可采用分区段封闭预留灌浆孔法，每孔以控制灌浆面积5m2为宜。
12.6.3固结灌浆孔
本工程固结灌浆分为高压固结灌浆和低压固结灌浆两种，根据钻孔深度和地层情况分别选用钻机钻孔，一般孔深不大于5m时采用YT-28型风钻造孔，孔深大于5m时采用YGZ-90型圆盘钻或XY-2PC地质钻机钻进，孔径56mm，孔深、孔径、孔向满足设计和规范要求。
12.6.4帷幕灌浆孔
帷幕灌浆孔采用金刚石钻具清水钻进，开孔孔径不小于φ76mm，终孔孔孔径不小于φ56mm，孔深按设计深度终孔。
钻孔设备选XY-2PC型地质钻机。
12.6.5水幕孔
根据施工图纸指示的方位、倾角、孔深钻孔，采用XY-2型或XY-2PC型地质钻机钻进，当遇岩层破碎，钻进较吃力时，改用MD-100型锚固钻机。
用地质罗盘测量孔的方位角和倾角以保证钻孔的精度控制在设计要求的范围内。
钻孔深度通过钻杆的根数来控制，采用PVC管复核，误差控制在0.5m范围内，方位角和倾角偏差控制在设计要求范围内。
预防和测量孔斜：
施工中为了防止孔斜，钻孔一律采用刚度大、材质好的粗径钻杆，并在钻杆上每隔5～8m安装一个导正器对粗径钻杆扶正，保证钻具、钻杆始终在钻孔中间。
同时采用JXY-2型罗盘测斜仪每5m测量一次孔斜，随时纠偏，保证全孔孔斜在设计允许范围内。
塌孔处理：
施工中遇到塌孔现象，根据施工经验，遇此情况后，立即停止钻进并提钻，拔出钻杆后进行固壁灌浆，灌浆过程中如果遇裂隙特别发育或出现架空现象，此时采用在水泥浆中加一定量的速凝剂、细砂或在孔口加速凝剂进行处理，灌浆后待凝8～16h采用原套钻具扫孔。
渗水处理：
钻孔过程中，若遇到孔内渗水，立即向孔内注入清水，并用高压气吹净清水以彻底洗清孔内岩粉，以免包钻，洗净后再继续钻进。
12.6.6排水孔
排水廊道中的排水孔孔深为40m和8m，采用XY-2PC地质钻机钻进；其余部位排水孔的孔深为3～5m，采用YT-28型风钻成孔。
孔深、孔径、孔斜均须满足设计要求。
12.6.7超前勘探孔
超前勘探孔采用XY-2PC地质钻机进行钻孔，其部位根据现场地层情况确定。
12.7灌浆（水泥灌浆）
12.7.1制浆
根据灌浆工作面的分布情况，各工作面采用分散制浆的方式，在各制浆站制备符合要求的水泥浆液，采用BW250/50泥浆泵输送浆液至灌浆工作台面。
制浆要求对制浆材料（水泥、掺合料、外加剂等）需进行称量，其误差应小于5%，固相材料采用重量称量法。
浆液拌制注意事项:
（1）各类浆液必须搅拌均匀，随时采用NY-1型泥浆性能测试仪测定浆液比重和黏度等参数，并做好详细记录。
（2）采用ZJ-400型高速搅拌机拌制浆液，搅拌时间不低于30秒。
浆液在使用前过筛，从开始制备至用完时间不超过4小时。
（3）拌制细水泥浆液和稳定性浆液时，在浆液中加入FDN-5型高效减水剂，细水泥浆液从制备到用完的时间不超过2小时。
（4）浆液温度应保持在5-400C，低于或超过此标准的浆液不得使用。
12.7.2灌浆机具
（1）灌浆泵：
本工程水泥灌浆采用SGB6-10型三缸柱塞泵和100/30型灌浆泵，主要技术指标见下表。
表12-2灌浆泵主要技术指标
灌浆泵型号
柱塞直径
额定压力
排浆量
进浆管直径
排浆管直径
SGB6-10高压泵
60mm
10Mpa
100L/min
50mm
48mm
100/30型灌浆泵
40mm
3Mpa
100L/min
40mm
32mm
其排量和压力满足灌浆要求，且两种灌浆泵均能灌注水泥砂浆，有利于回填灌浆及大渗漏带的封堵。
（2）灌浆记录仪：
使用湖南力合科技发展有限公司生产的GY-IV型灌浆压水自动记录仪。
GY-IV型灌浆记录仪，对工作环境的适应性好，数据采集精度能符合施工技术要求。
（3）灌浆塞：
江苏省阜宁县井矿设备厂生产CPS系列充气式灌浆塞：
规格有Φ32mm、Φ42mm、Φ66mm三种，用于固结灌浆、帷幕灌浆和检查孔压水试验，该灌浆塞承受的最大压力大于6Mpa，主要技术参数如下表。
表12-3高压灌浆充气塞的主要技术参数
规格型号
外型直径（mm）
适用孔径（mm）
最大膨胀外径（mm）
灌浆压力（Mpa）
充气压力（Mpa）
CPS-32
32
42
62
6-10
8-12
CPS-42
42
56
76
6-10
8-12
CPS-66
66
75
95
6-10
8-12
12.7.3钻孔冲洗和压水试验
（1）回填灌浆孔：
不冲洗、不作压水，钻孔后用风吹出钻渣即可。
（2）接触灌浆孔：
灌浆前使用洁净的压缩空气检查缝隙串通情况，吹除空隙内的污物和积水。
其风压应小于灌浆压力。
（3）固结灌浆孔：
固结灌浆孔需进行孔壁冲洗和裂隙冲洗。
孔壁冲洗当回水澄清后即可结束。
裂隙冲洗选用压力水进行冲洗，直至回水澄清为止或不大于20min，冲洗水压力为灌段灌浆压力的80%，并不大于1Mpa。
地质条件复杂以及设计对裂隙冲洗有特殊要求时，冲洗方法需通过现场试验或由设计确定。
灌前选择有代表性的孔作压水试验，压水压力为灌浆压力的80%，压水试验孔数占总孔数的5%。
试验采用单点法，按DL/T5148-2001附录A执行。
检查孔按灌浆规范的规定和监理人的要求进行压水试验。
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