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帷幕灌浆
第10章钻孔灌浆工程
10.1工程概况
闽东水电站是穆阳溪梯级电站规划的第三级，坝址位于周宁县七步镇三湾村下游3km处，厂址位于福安市初处村附近，距福安市赛岐镇35km，距周宁县城25km。
本标段范围为厂房及开关站、调压井。
高压管道和引水系统的2+900.00以后段。
本标段灌浆工程包括回填灌浆、固结灌浆、接触灌浆,灌浆工程分布情况详见图表10－1
图表10－1灌浆工程分布情况表
项目
位置
回填灌浆（m2）
固结灌浆（m）
接触灌浆（m2）
备注
引水隧洞
（2+900.00～3+310.013m）
2538
3410
9673
调压井
/
1596
/
高压管道
2340
2826
12562
厂房及开关站
/
540
/
施工支洞
210
160
180
合计
5088
8532
22415
10.2回填灌浆
回填灌浆是对隧洞砼衬砌后顶部砼与围岩之间的空隙进行灌浆充填。
回填灌浆在衬砌砼达到70%的设计强度后进行。
在引水隧洞段和高压管道段有回填灌浆，灌浆孔设置在顶部120度范围内，每排3孔。
10.2.1回填灌浆施工程序
钢衬以前段回填灌浆顺序为：
预埋管→钻孔→灌浆→封孔→质量检查，钢衬以后段无需预埋管，直接从预留孔内钻孔。
10.2.2预埋管
为避免钻灌浆孔时碰到钢筋，在衬砌砼内预埋φ50、长度为15－20cm钢管，管口紧贴模板，管内用废纸填充，并将钢管与钢筋网焊牢。
灌浆孔钻孔时从预埋钢管内钻进。
10.2.3钻孔
在衬砌砼达到70％的设计强度后，从预埋钢管或钢衬预留孔内钻灌浆孔。
回填灌浆孔采用YpT－27型手风钻钻孔，钻头选用直径为φ42mm的合金钻头。
钻孔深入围岩10cm，并测记砼厚度和空腔尺寸。
10.2.4灌浆
l、材料：
回填灌浆采用42.5普通硅酸盐水泥，要求水泥新鲜无结决
2、回填灌浆应分成区段进行，每区段长度不大于50m或3个衬砌段，且区段端部用砼封堵严密。
当顶部脱空较大时，在该部位预埋2个以上的灌浆管（排气管）。
3、灌浆方式：
采用填压式灌浆法。
4、灌浆顺序：
回填灌浆施工应自较低的一端开始向较高的一端推进，灌浆分两个次序进行，先灌Ⅰ序孔，后灌Ⅱ序孔，两序孔都包括顶孔。
5、灌浆压力：
引水洞回填灌浆压力为0.2～03MPa，堵头回填灌浆压力0.3～0.5MPa。
6、灌浆水灰比：
回填灌浆采用水灰比外0.6（或0.5）：
1的水泥浆，空隙大的部位比采用灌注水泥砂浆方法，掺砂量不超过水泥重量的200％。
7、灌浆结束标准：
在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，并继续灌注10min即可结束。
8、灌浆因故中断时，尽早恢复灌浆。
当中断时间大于30min时，将设法清洗至原孔深后恢复灌浆，此时若灌浆孔仍不吸浆，则重新就近钻孔进行灌浆。
9、灌浆结束后，排除钻孔内积水和污物，采用浓浆将全孔封堵密实和抹平。
10.2.5质量检查
回填灌浆质量检查应在该部位灌浆结束7天后进行，检查孔布置顶拱中心线、脱空较大、串浆孔集中以及灌浆情况异常的部位，孔深穿透衬砌深入围岩10Cm。
检查孔的数量为灌浆孔总数的5％，采用钻孔注浆法进行回填灌浆质量检查时，向孔内灌注入水灰比2：
l的桨液，在规定的压力下，初始10mm内注入量不超过10L，认为合格。
若检查不合格，则按监理人的指示或批准的措施工进行处理。
10.3固结灌浆
引水洞固结灌浆孔排距为2.5m，每排8孔，梅花形布置，钻孔深入围岩3.5m。
调压井固结灌浆孔排距2.5m，每排8孔，梅花形布置，钻孔深入围岩3.5m，高压管道主管段固结灌浆孔排距2.5m，每排6孔，梅花形布置，钻孔深入围岩3.0m。
高压管道支管段固结灌浆排距2.5m，每排6孔，梅花形布置，钻孔深入围岩2.5m。
固结灌浆工艺流程为：
预埋管→钻孔→清孔、冲洗→压水试验→灌浆→封孔→效果检查。
调压井和斜井固结灌浆采用先钻孔后预埋灌浆管进行灌浆的施工方法。
灌浆采用手扳葫芦提升操作平台进行施工。
此方法安全可靠，我公司在其它电站工程中已成功运用。
厂房固结灌浆在基础覆盖层砼强度达到50％后，方可进行钻孔灌浆施工，其钻孔和灌浆满足施工图的要求。
10.3.1预埋管、钻孔
钻固结灌浆孔时，为避免碰到钢筋，在衬砌砼内预埋为φ55、长度约30cm铸铁管。
铸铁管与钢筋网焊牢，管口紧贴模板，管内用废纸填充。
灌浆孔钻孔时从预埋钢管内钻进。
钻孔采用YPT－27型手风钻，孔径φ42mm，孔位、孔向、孔深满足设计要求。
厂房固结灌浆钻孔采用YpT－27型手风钻钻孔，钻头选用φ55mm的合金钻头，孔深5mm，孔位和孔向按设计要求。
调压井和斜井段由于衬砌完成钻孔施工困难，均采用边开挖边钻固结灌浆孔的方法，钻孔结束后将灌浆孔冲洗干净并进行保护，砼浇筑时用钢管将灌浆孔引出，钢管伸入孔内20cm，孔口四周用废纸填塞，防止破浇筑时水泥浆进入孔内，将灌浆孔堵塞。
调压井的灌浆引出管管口采用废纸塞住，废纸紧贴滑模壁，滑模滑升后立即将管口找出并进行有效的保护，确保灌浆效果。
10.3.2冲洗及压水试验
冲孔采用3/4”钢管伸入孔内，通过高压水对孔壁进行冲洗，把孔内沉碴冲洗干净，并测定实际孔深．冲孔结束后再用灌浆机进行裂隙洗孔，洗孔采用脉动式，直至回水澄清并延续10min方可结束，冲洗压力为灌浆压力的80％且不大于IMPa。
选择具有代表性5％孔进行压水试验，其压力为灌浆压力的80％且不大于IMPa，压水试验采用单点法。
10.3.3灌浆
1、灌装方式：
采用孔内循环法，全孔一次性灌注，
2、灌浆顺序：
采用环间分序、环内加密的原则进行，环间分两个次序进行．
3、灌浆压力：
引水洞固灌压力为1.0～2.5MPa，调压井固结灌浆压力为1.0～2.5MPa，高压管道固结灌浆压力为3.0MPa，堵头固灌压力为0.5～0.8MPa。
4、灌浆水灰比：
灌浆遵循由稀到浓的原则，开灌水灰比为5：
1，以后按操作规程要求以5：
1、3：
1、2：
1、1：
1、0.8：
1、0.6（或0.5）：
1逐级变浓。
5、水灰比改变原则：
当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级注入量已达300L以上，或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L／min时，根据施工具体情况，可越级变浓．
6、结束标准：
当注入率不大于1.0L／min时，继续灌注30min，灌浆即可结束．
7、封孔：
采用机械封孔法．
10.3.4质量检查
固结灌浆采用压水试验进行质量检查．在该部位灌浆结束3～7d后进行，检查孔的数量不宜少于灌浆孔总数的5％，其孔段合格率应在85％以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的150％，且不集中，灌浆质量可认为合格。
10.4帷幕灌浆
10.4.1钻孔
1、机械：
采用XY－IB型地质钻机进行帷幕灌浆孔的造孔。
2、钻孔顺序：
分二序施工，先钻I序孔，后钻Ⅱ序孔。
3、段长要求：
分三段进行钻灌，接触段段长2m。
接触段以下每段4m。
4、孔斜：
钻孔过程中，用KXP－l测斜仪随段进行孔段测斜，发现钻孔偏斜：
立即采取纠编措施，使钻孔偏斜值控制在允许范围内。
5、岩芯采取：
要求采取岩芯的钻孔或孔段，施钻中采取缩短回次进尺，以提高岩芯获得率。
岩芯按顺序装箱、编录、素描和绘制钻孔桩状图。
10.4.2钻孔冲洗
1、灌浆孔均应进行冲洗，根据监理人指示采用风水联合冲洗或用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗，裂隙冲洗方法应根据不同的地质条件，通过现场灌浆试验确定。
2、冲洗压力：
冲洗水压采用80％的灌浆压力，压力超IMPa时，采用IMPa。
3、裂隙冲洗应冲至回水澄清，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。
4、灌浆孔（段）裂隙冲洗后，该孔（段）应立即连续进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。
10.4.3压水试验
1、压水试验在裂隙冲洗后进行，根据监理人指示，采用“单点法”或“五点法”进行压水试验。
2、压水试验压力为灌浆压力的80％，该值若大于IMPa时，采用IMPa，其成果以透水率表示。
五点法和单点法压水试验按DL/T－2148－2001附录A执行。
10.4.4灌浆施工
1、灌浆机械：
采用SGB6－10型灌浆机和JJS－2B搅拌机，并配一台GJY－IV灌浆自动记录仪。
2、灌浆方法：
采用自上而下灌浆法，分三段施工。
3、浆液水灰比和灌浆压力：
按灌浆试验确定的或监理人批准的水火比施灌，浆液由稀到浓逐级变换。
灌浆压力按施工图或监理人的指示执行。
4、灌浆结束标准：
在规定的压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注60min，灌浆即可结束。
5、封孔：
灌浆孔全孔灌浆结束后，立即会同监理人及时进行验收，验收合格的灌浆孔才能进行封孔，封孔采用“分段压力灌浆封孔法”进行封孔。
10.4.5特殊处理
1、对于单位时间注入量大、灌浆难以结束的孔段，采用降压、加浓、限流、限量、间歇灌注或在浆液中掺入速凝剂等措施。
灌浆中，发现漏、冒浆时，视情况采取嵌缝、表面封堵降压等措施。
2、灌浆过程中，若发现回浆变浓时，则换用相同水灰比的新鲜浆液继续灌注；若再次失水变浓，立即报告监理人，查明原因，研究处理措施。
3、其它未尽事宜接招标文件之《技术条款》及施工规范中的相关规定执行。
10.4.6帷幕灌浆质量检查
帷幕灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14天后进行，检查孔的数量为灌浆孔总数的10％。
l、段长要求：
分为2m和4m、4m三段。
2、检查标准：
帷幕灌浆质量检查的检查孔孔位布置、检查孔的数量、压水试验的透水率合格标准等，按招标文件《技术条款》之相关规定执行。
3、封孔：
所有帷幕检查孔，在检查结束后用压力水或压缩空气将孔内积水和污物冲洗干净，然后按灌浆孔的要求进行封孔至密实。
10.5接触灌浆
接触灌浆主要是高压管道钢衬接触灌浆。
钢衬接触灌浆在该部位混凝土浇筑结束60d后进行。
1、钻孔
接触灌浆的布孔根据现场锤击法检查钢衬的脱空面积大小而定，每个独立脱空区内布孔不少于2个孔，最高处和最低处都布孔。
钻孔采用磁力电钻，孔径不于φ12mm。
在所造的灌浆孔外焊接φ20mm的短镀锌管，用于钢衬灌浆。
2、灌浆施工
（1）材料：
采用监理人决定的、满足引用标准GB175的普通硅酸盐水泥。
水泥标号不低于525号，且细度要求通过80μm方孔筛，其筛余量不大于5％。
为保证浆液的流动性能，拟定在水泥中掺入适量的高效减水剂，掺入量由试验确定，并经监理人批准后才使用。
（2）灌前检查：
用低于灌浆压力的风、水将脱空区内的污物冲洗干净，并根据冲洗时的串通情况进行分组。
冲洗结束后，用风将脱空区内的积水吹干。
串通好的组选用浓浆灌注，反之选用稀浆进行逐级置换灌注。
（3）灌浆压力及浓度：
灌浆压力接施工图要求或监理人指示进行控制。
灌浆时的浆液浓度采用的水灰比为0.8：
l、0.6：
1（或0.5：
1）两个比级，必要时在浆液中加入减水剂，以尽量多灌入较浓级浆液。
（4）结束标准：
灌浆从低处孔开始向高处推进，并在灌浆过程中不断敲击钢衬以利浆液流动密实，使高处孔尽快地排出浓浆，然后依次关闭孔口闸阀。
在设计压力下灌至不吸浆，再延续灌注5min结束该区的灌浆工作。
3、质量检查：
灌浆结束7d后，用锤击法进行质量检查，当脱空范围和程度大于设计要求时，再次补孔灌浆，直至满足设计要求为止。
检查合格后，切除灌浆短管，将灌浆孔补焊磨平。
10.6堵头灌浆
洞内施工完毕后进行支洞砼封堵，需进行回填、固结和接触灌浆。
1、在墙头破衬砌前，先进行灌浆孔钻孔，孔向、孔径、孔深按设计要求。
2、灌浆孔采用YPT－27型手风钻钻孔，钻头选用φ4.0mm的合金钻头。
3、钻孔结束后对灌浆孔进行风水联合冲洗，将孔内残碴岩粉冲洗干净，方可进行灌浆管埋管。
4、灌浆管伸入孔内20cm，孔内四周用废纸堵塞，防止破衬砌时水泥浆进入孔内。
顶拱固结灌浆管伸入孔内20cm，孔口用水泥砂浆抹平。
接触灌浆孔按设计要求进行钻孔和埋设灌浆盒。
各种灌浆管预埋后引至下游面，并标志清楚。
堵头砼浇筑时，注意对灌浆管的保护。
5、在堵头下洲侧顶拱处设置排气管，并在管口安装阀门，当排气排出浓浆后关闭阀门。
6、堵头的固结、回填和接触灌浆施工要求同引水隧洞的回填和固结灌浆施工。
10.7排水孔
本标段排水孔主要有调压井钻排水孔330m，φ50，L＝5m，厂房φ50，L＝5m的排水孔450m，厂区及开关站φ50，L＝5m的排水孔450m。
1、手风钻排水孔
φ50，L＝5m的排水孔采用手风钻钻孔，手风钻选用YTP－27型，钻头选用φ50的合金钻头，保证孔径满足设计要求。
排水孔钻孔结束后，对孔内石渣用高压水进行冲洗，并进孔口进行保护，防止、异物掉入孔内将排水孔堵塞。
10.8施工组织
根据总工程量及总进度要求，合理选择灌浆设备及对劳动力进行精心组织安排，以便能按时保质保量完成．
1、水、电布置：
灌浆用水直接利用洞内原开挖及衬砌的水管路，灌浆用电也直接利用洞内已布置好的动力线．
2、灌浆设备选用及布置：
回填、固结灌浆用UB－3型灰浆泵并配套JJS－2B型搅拌机，帷幕灌浆选用SGB6－10型灌浆机配JJS－2B型搅拌机，所选设备均能满足输浆量及灌浆压力的要求．根据总进度计划要求及各部位工程量情况并结合以往类似工程的施工经验，本标段投入灌浆设备3台套，具体设备布置情况；调压井、斜井、施工支洞一套，下平洞和厂房一套，另备用一套，可满足要求。
拟投入的灌浆设备详见图表10－2。
图表10－2灌浆设备表
序号
设备名称
数量
型号
备注
1
灌浆机
3
UB－3
2
灌浆机
1
SGB6－10
3
搅拌机
4
JJS－2B
4
手风钻
8
YPT－27
5
地质钻机
1
XY－1B
6
自动灌浆记录仪
1
GJY－1V
7
测斜仪
1
KXP－1
8
简易灌浆台车
2
自制
3、劳动力组合：
根据隧洞灌浆特点，拟安排人员详见图表10－3。
图表10－3劳动力配置表
项目
班组
熟练工
普工
施工技术员
工程师
一班组
15
10
1
1
二班组
15
10
1
合计
30
20
2
1
进度计划：
本标段灌水浆工程工期较松，利用配备的施工机械，在高峰时期安排两班进行作业，可满足总进度要求。
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