砼裂缝处理化学灌浆施工技术措施XIN.docx
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砼裂缝处理化学灌浆施工技术措施XIN
锦屏二级水电站进水口引水隧洞砼裂缝处理
化学灌浆施工技术措施
一、工程概况
1.1工程概况
引水隧洞进口段合同范围为引0+000～引0+128m段；其中引0+000～0+12m段为喇叭口段，断面由矩形变为城门洞形；引0+012～0+22m段为洞口渐变段，断面由城门洞形变为矩形；引0+95～引0+110m为闸室段，为矩形断面；引0+80～引0+95m段为闸室上游渐变段，断面由城门洞形变为矩形；引0+110～引0+128m段为闸室下游渐变段，断面由矩形变为圆形；引0+22～引0+80m段为平洞段，洞室断面为城门洞形。
进口喇叭口段衬砌厚度为1.5m，进口平洞段衬砌厚度为1.0m，进口渐变段衬砌厚度为1.5m，闸室段按闸门井结构施工；衬砌砼标号为C25W8F100，二级配。
1.2砼缺陷现状
引水洞砼工程于2009年3月初开始施工，2011年4月底混凝土浇筑完成。
期间经历了三汛和四汛过流。
按照设计技术要求，引水洞砼衬砌缺陷处理主要包括表面缺陷处理和裂缝处理。
（1）表面缺陷处理
截止到2011年12月10日，1#~4#引水洞砼表面缺陷（包括表面不平整、气泡、麻面、蜂窝、错台、局部架空、露筋等）已按照设计要求处理完成。
（2）裂缝处理
按照技术要求规定，裂缝分类：
a.Ⅰ类裂缝（浅层裂缝）：
表面缝宽δ≤0.2mm；b.Ⅱ类裂缝：
表面缝宽0.2＜δ≤0.35mm；c.Ⅲ类裂缝：
表面缝宽δ＞0.35mm以及表面有渗水和渗浆的Ⅱ类裂缝。
其中裂缝处理的施工措施已于2009年申报并批复，详见《锦屏二级水电站进水口混凝土施工质量缺陷处理施工技术措施》（GZBJPC72009施-92）和对“关于重新报送《进水口混凝土施工质量缺陷处理施工技术措施》的批复”（SECC/GZB/JPⅡC-200712/292/2009）。
本文仅对Ⅲ类裂缝化学灌浆施工方法进行说明。
1.3裂缝初步调查
2011年12月10日，我部同现场监理工程师对引水隧洞砼衬砌表面裂缝进行了初步调查，并绘制了《引水隧洞裂缝调查图》，详见附图。
各类裂缝的处理方法将在具体施工时，按照设计技术要求和措施进行分类处理。
二、施工依据
（1）《水工建筑物化学灌浆施工规范》（DLT5406-2010）。
（2）《电站进水口混凝土工程施工技术要求》（JPⅡC-C7-5D7-5）。
（3）设计要求和合同文件。
三、施工布置
3.1供水、供电
采用引水隧洞固结灌浆已形成的供水和供电系统。
3.2供风
本工程施工供风采用2台3m3/min移动式电动空压机供风，主要用于引水洞砼裂缝缝面积碴清除及灌浆等用风工作面的供风。
空压机风管管路应沿洞内侧壁进行敷设，且应做到安全可靠。
3.3施工机械布置
引水洞砼裂缝处理化学灌浆施工的施工机械主要有移动式电动空压机、转运设备用装载机等施工机械。
为加快施工进度和方便施工，以上施工机械的布置与施工作业面水平距离10m左右的地方进行布置，且施工设备及材料应紧靠洞内侧墙进行布置。
不得出现多台施工机械集中于同一地方布置，施工机械布置时应紧靠侧墙一边布置或紧靠两侧墙交错布置，应保证洞内施工通道的畅通；施工机械配套的线路和管路不得影响洞内施工人员的通行，若确有影响，应确保安全的前提下，采取有效措施，保证施工人员的安全。
3.4施工平台
利用引水洞固结灌浆形成的施工平台。
3.5混凝土缺陷单元划分
根据引水隧洞浇筑的仓位划分单元，见下表
部位
1#引水隧洞
2#引水隧洞
3#引水隧洞
4#引水隧洞
第一单元
引0+012.000~
引0+22.000
引0+012.000~
引0+22.000
引0+032.000~引0+44.000
引0+012.000~引0+22.000
第二单元
引0+022.000~引0+32.000
引0+032.000~引0+44.000
引0+044.000~引0+56.000
引0+022.000~引0+32.000
第三单元
引0+032.000~引0+44.000
引0+044.000~引0+56.000
引0+056.000~引0+68.000
引0+032.000~引0+44.000
第四单元
引0+044.000~引0+56.000
引0+056.000~引0+68.000
引0+068.000~引0+80.000
引0+044.000~引0+56.000
第五单元
引0+056.000~引0+68.000
引0+068.000~引0+80.000
引0+080.000~引0+095.000
引0+056.000~引0+68.000
第六单元
引0+068.000~引0+80.000
引0+068.000~引0+80.000
四、砼裂缝化学灌浆施工方法
4.1注浆前施工基面的准备和记录
描述记录：
根据现场实际情况，先采用高压水枪进行冲洗缝面，再对裂缝走向及缝宽进行描述、记录，填写《混凝土裂缝性状描述表》并交复监理工程师签字确认后进行下一道工序。
4.2裂缝清理
沿裂缝的两边（各100mm×2mm的宽度）用角磨机磨去砼表面沉淀物、水泥浮浆等各种有害杂物，探明裂缝走向及缝长（如裂缝经清理后与清理前的缝长发生变化应补填《混凝土裂缝性状描述表》）并填写《混凝土裂缝清理检查表》一并交复监理工程师签字确认后进行下一道工序。
4.3 化学灌浆施工方法
4.3.1.清理缝面
对裂缝表面进行打磨，打磨宽度15～20cm，去除缝面的钙质、析出物及其他杂物，并冲洗干净。
4.3.2.凿槽
骑缝凿：
“V”型槽，槽深3～5cm,槽宽3～5cm；并将槽清洗干净。
4.3.3.布孔、开孔
采用开孔机和Ф27和Ф30mm、长度为35cm的钻头钻孔，一般根据裂缝情况采用骑缝钻孔和斜穿钻孔，钻孔孔距为0.3～0.5m。
1、骑缝孔是对准裂缝直接钻孔，适用于宽度较细、深度较浅的裂缝。
裂缝骑缝钻孔如下图示：
开孔图示
2、斜穿孔的钻孔角度应为45°，与裂缝相交，钻孔必须穿过裂缝，确保切割裂缝。
裂缝钻孔形成见下图。
4.3.4. 注浆嘴安装
吹干孔内的积水后安装注浆嘴，注浆嘴安放于孔内时要保持平稳，再用环氧胶泥封孔并固定好，确保环氧胶泥不会封堵注浆嘴，对侧墙施工时先用快速堵漏剂固定注浆嘴后（填充不超过10mm），再用环氧胶泥进行加固封孔。
4.3.5.缝面封闭
在注浆嘴安装完成后，即可采用环氧胶泥进行封缝，封缝胶泥批刮时应注意胶泥的厚度控制在5mm，宽度为左右各100mm。
保持均匀、平整、防止灌浆时漏浆，封缝完成按照灌浆的顺序编号。
4.3.6、 化学灌浆
1、灌浆设备：
①裂缝观测仪器：
JC-10系列读数显微镜。
②裂缝灌浆仪器：
电动高压注浆机（BL-512）。
③开孔机：
用于钻孔，常选用直径27mm和30mm，长度35～40cm的钻头。
2、灌浆材料：
灌浆材料采用LW、HW水溶性聚氨酯或PSI-500环氧树脂。
HW具有良好的亲水性能，水是稀释剂，又是固化剂。
浆液遇水后先分散乳化，进而凝胶固结；粘度低，可灌性好。
可在潮湿或者涌水情况下进行灌浆，对水质适应性强，在海水和PH为3－13的水中均能固化；施工工艺简便，浆液无需繁杂配制；有较高的力学性能，适用于混凝土或基础的补强加固处理；可与LW水溶性聚氨酯化学灌浆材料以任何比例混合使用，以配制不同强度和不同水膨胀倍数的材料。
PSI-500环氧树脂具有粘度小、可灌性好、凝固时间可调、操作方便等优点，可以对混凝土结构中的细微裂缝、温度裂缝、施工缝、冷接缝、基础工程等作灌浆处理，以恢复结构的整体性和密实性，而且在有水、潮湿和干燥的基面上均可进行施工。
主要性能指标如下表5-1、5-2、5-3。
表5-1LW水溶性聚胺脂材料主要性能指标
项目
指标
比重（g/cm3）
1.05±0.05
粘度（25℃，mPa·s）
120-280
凝胶时间（min）（浆液︰水＝1︰10）
≤1.5
包水量（倍）
≥20
遇水膨胀率（％）
≥100
表5-2HW水溶性聚胺脂材料主要性能指标
项目
指标
比 重 （g/cm3）
1.10±0.05
粘 度（25℃，mPa·s）
≤100
凝胶时间 （min）（浆液︰水＝100︰3）
≤20
粘结强度（MPa）（饱和面干）
≥2.0
抗压强度（MPa）
≥10
表5-3PSI-500环氧树脂主要性能指标
序号
试验项目
试验内容
单位
技术要求
备注
1
A、B浆液混合性能
外观
/
A、B均匀、无分层
2
浆液密度
g/cm3
≥1
3
初始黏度
mpa.s
≤20
4
可操作时间
100mpa.s/h
≥6并满足现场灌浆施工最低需要
5
固化后性能
28d抗压强度
MPa
≥60
6
28d拉伸剪切强度
MPa
≥5
7
28d抗拉强度
MPa
≥20
8
28d粘接强度
干粘MPa
≥4
9
湿粘MPa
≥3
10
28d抗渗压力
MPa
≥1.2
11
28d渗透压力比
%
≥300
3、起始压力：
注浆压力设定为0.4～0.6Mpa，最大压力不超过0.6Mpa。
压力调整的过程均由灌浆机自动完成，屏浆压力均为0.6Mpa。
4、结束标准；一整条裂缝灌滿浆液后，并稳压5-10min屏浆压力不下降，即结束灌浆；灌浆时按照要求做好灌浆起、止时间、进浆量记录，填写好《混凝土裂缝化学灌浆施工记录表》由监理工程师签字、确认。
5、表面处理；灌注结束后待灌浆材料凝固后，拆除孔口管，磨平灌浆嘴，用环氧胶泥对孔口进行封闭及表面修补处理。
修补工艺达到与混凝土齐平，无明显的突出与痕印。
五、化学灌浆施工程序及工艺
5.1施工程序
裂缝描述（验收）－裂缝清理、布孔、钻孔（验收）－安装注浆嘴及封缝（验收）－压风测孔（验收）－注浆（验收）－表面修饰（单元工程验收）
5.2施工工艺
5.2.1. 裂缝描述
1、描述：
现场查找裂缝，根据裂缝走向进行标示，采用电子测缝仪测出裂缝的宽度、采用测绳测量出裂缝长度等数据，并绘制出裂缝示意图；
2、裂缝分类：
按照裂缝宽度为分两类：
0.35mm以上为Ⅲ类，0.35mm以下为Ⅰ、Ⅱ类；按照裂缝的渗水情况分为干缝（以G表示）和湿缝（以S表示）两种；
3、记录：
根据裂缝的情况填写《混凝土裂缝性状描述表》，并交由监理工程师验收、确认；再进行下一道工序。
5.2.2. 裂缝清理
1、磨缝：
采用手持打磨机沿裂缝进行打磨，打磨的宽度为裂缝两侧各100mm，打磨深度为2mm后用高压水进行洗缝；
2、凿槽：
骑缝凿“V”型槽，槽深3～5cm,槽宽3～5cm；并将槽采用清水、风枪对裂缝进行清洗，吹干净,以保证槽内缝口张开内无粉尘后进行布置孔位；
3、布置孔位；骑缝孔间隔0.3m～0.5m布孔。
4、开孔：
按照规定间距采用开孔机进行打孔，并及时用压力水进行洗孔。
5、洗孔：
采用清水加风对打好的孔进行清理。
6、记录：
填写《混凝土裂缝清理检查表》，并交复监理工程师验收、确认。
5.2.3.安装注浆嘴及封缝
1、安装注浆嘴：
灌浆嘴底坐上的应对准缝口孔内插上，然后将注浆嘴压向注浆孔内；采用快速堵漏剂固定好灌浆嘴，表面用环氧胶泥对注浆嘴进行加固，同时采用环氧胶泥对裂缝进行封堵处理，以免灌浆时裂缝渗漏；
2、封堵裂缝：
采用环氧胶泥沿原裂缝左右各100mm宽度刮抹3mm厚（保证裂缝中心的环氧胶泥厚度，两边可以略薄），从而实现对裂缝的封闭。
封缝完成按照灌浆的顺序给每个孔口编号，编号从1#向后依次类推。
5.2.4. 注浆
1、注浆顺序：
注浆时按照从下至上的顺序；
2、注浆压力：
注浆起始压力为0.4Mpa，最大压力不超过0.6Mpa，屏浆压力均为0.6MPa）；
3、注浆方法：
先从低端往高端灌注，先从低端1#孔展开，往上2#孔出浆并关闭结扎出浆管，继续灌浆3#出浆同里一样。
4、灌浆结束标准：
一整条裂缝灌滿浆液后，并稳压5-10min屏浆压力不下降，即结束灌浆；
5、记录：
填写《混凝土裂缝化学灌浆施工记录表》，交由监理工程师验收、确认。
5.2.5特殊情况处理
（1）化学灌浆时发生冒浆、外漏时，应采取措施堵漏并根据具体情况采用低压、限流和调整配比灌注等措施进行处理。
如效果不明显，应停止灌浆，待浆液胶凝后重新堵漏复灌。
（2）化学灌浆应连续进行，应故中断应尽快恢复灌浆，必要时可进行补灌。
（3）若灌浆达不到结束标准，或注入量突然减小或增大等，应分析原因，及时采取补救措施。
（4）若裂缝与混凝土内部的预埋件或埋设孔发生串通时，应采取阻隔、限压、限量等方式进行控制。
（5）在水下进行混凝土裂缝灌浆时，应选择适当的灌浆材料，所选材料应能在水中固化，并与混凝土粘接牢固，水下灌浆宜采用钻孔灌浆法。
5.2.6表面修饰
1、时间：
在灌浆材料凝固后进行；
2、方法：
铲除注浆嘴，并用钢丝刷清理缝面两侧，清理完后再在缝面徐刷2道增厚环氧徐料，涂刷宽度为15-20cm，厚度1mm。
对砼有损伤的部位采用环氧胶泥进行处理。
六、资源配置和进度计划
6.1施工机械及其他资源配备
施工机械设备及其他资源配备见下表：
砼裂缝处理施工机械配置
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
1
电动高压注浆机
BL-512
台
4
2
开孔机
台
6
3
手持式砂轮机
台
4
4
电动空压机
3m3/min
台
2
5
钢丝刷
个
20
6
电子秤
台
1
7
角磨机
台
4
8
运输车
台
1
9
冲洗机
台
1
10
开槽机
台
5
6.2劳动力配置
劳动力配置配备见下表：
化学灌浆施工人员配置表
序号
工种
单位
数量
备注
1
化学灌浆工人
人
8
2
电工
人
2
3
辅助工
人
10
4
钻工
人
8
5
记录操作人员
人
2
6
质检员
人
2
7
安全员
人
1
6.3进度计划
为保证锦屏二级水电站的安全下闸蓄水发电，化学灌浆在2012年3月10日前完成，并且设备材料清理干净。
七、灌浆质量检查
施工过程中应对化学灌浆材料和各道工序的质量进行检查并记录。
7.1灌后检查孔布置位置
1、贯穿性裂缝、深层裂缝和对结构整体性影响较大的裂缝。
2、结合施工记录、灌浆成果资料分析等确定的部位。
7.2检查孔布置数量
1、贯穿性裂缝、深层裂缝和对结构整体性影响较大的裂缝，每缝至少布置一个检查孔。
2、其他裂缝每100m布置不少于3个检查孔；当处理总长度小于100m时，宜布置3个检查孔。
7.3质量检查
化学灌浆质量检查采用压水试验和取芯检查法的办法。
检查孔的钻进在灌浆施工完成7天后进行，检查孔压水试验其压力宜采用0.3MPa，并稳压10min~20min后结束，平均透水率小于0.1Lu为合格标准。
取芯检查法按照压水试验检查孔数量的50%取芯，并绘制钻孔柱状图，芯样劈拉试验平均抗拉强度不应小于1.5MPa。
所有检查孔检查完毕后，应采用钻孔周围原材料一致的材料将钻孔封填密实，并将孔口压抹平整。
八、砼裂缝修补质量控制、保证措施
8.1砼裂缝修补质量控制
本项目原材料均由项目部自行采购，采购时应保证原材料各种质量证明材料完整齐全，原材料均应检验合格后才能进入施工过程。
配料必须严格遵守规定，按试验确定并经监理人批准的配料单进行，严禁擅自更改。
称量偏差不得超过下列数值：
±1%。
引水洞砼裂缝修补应严格遵照砼修补规范、监理工程师要求及设计修改通知书执行，禁止出现盲目和野蛮施工，上道工序未验收合格不得进行下道工序的施工。
8.2质量保证措施
经监理工程师现场检查合格，签发单元准灌证方可进行施工。
1、开工前编制详细的施工措施计划报监理工程师批准。
措施中包括施工布置、设备和材料、工艺和程序、质量保证措施、作业人员配置、施工进度计划等内容；按照批准的措施计划组织实施，明确质量控制点和控制办法、标准。
2、在施工前对施工人员进行全面的技术交底和培训工作，施工过程中对刚从事基础处理工作的人员也要进行相应的培训考核工作，要求熟悉施工过程，施工标准等内容，对培训人员经考试（考核）合格者，方可从事施工工作。
3、施工设备、材料定期进行检查，对精度要求高的设备、仪器定期进行校检，对不符合要求及带病作业的设备及时进行检修，保证施工设备的正常运转；电力驱动的设备，在接地良好并经确认能够保证施工安全时方可使用；对不合格和已损坏的仪表、仪器严禁使用；施工前对所用水泥等原材料进行质量检测，不合格不能使用；各种材料须有出厂合格证即检验报告单。
4、施工过程中严格执行准灌证制度，在每一单元施工前，施工准备完毕，具备施工条件时，必须经三检检查合格，向监理工程师申请开工。
在施工中，对灌浆压力及浆液比重应随时进行量测并应做好记录。
5、施工过程中采用现场三班技术指导、质检员跟班的方式管理。
加强施工现场技术管理和质量控制工作，施工过程必须严格执行“三检制”，施工过程中，三级质检人员执行现场值班制度，对重要工序必须经质检人员检查合格并签字后方可进行下道工序的施工。
三检人员要对一检、二检人员的工作进行检查，同时应对各工序进行随时的检查，检查合格后方可进行下一道工序的施工，对重要施工过程必须在现场跟班作业。
必须保证施工过程满足设计要求。
6、注重施工过程控制，做到工序间的移交必须经检查合格后，方可移交下一工序，否则不得进入下一道施工工序。
7、对于施工过程中发现的问题，按照“三不放过”原则进行处理，对于经检查发现的问题，按照“返修、再验收”处理。
为了加强对化学灌浆质量工作的领导，落实质量生产责任制项目部成立专门的质量管理组织机构。
项目经理
（质量第一责任人）
质量管理委员会
施工经理
安全经理
总工程师
商务经理
安全环境部
工程管理部
质量保证部
机电物资部
经营管理部
图5-1质量管理组织机构图
九、施工安全保证
9.1安全防护措施
化学灌浆材料多为易燃或有毒物品，使用时应注意做好以下防护工作：
1、对挥发性大的材料，要密封保存，并加强作业场地的通风检查和消防措施；
2、现场操作人员工作时应根据需要穿戴工作服、手套、防护口罩和眼镜，工作现场严禁吸烟和进食，工作完毕必须洗手。
3、在洞内灌浆作业时，应布置鼓风、排风设备，作业人员应在上风处进行操作。
4、化学灌浆过程中产生的弃浆、废浆及废水不得随意排放，应集中储存，待灌浆结束后，对弃浆、废浆进行胶凝处理，对废弃的化学品包装袋、罐（桶）、废水按照相关规定处理。
9.2建立安全生产管理体系
1、项目部设立安全生产领导小组，项目经理任组长，项目经理为项目安全生产的第一责任人。
同时设主管安全生产的项目副经理。
2、项目部设专职安全员；各作业队设一名兼职安全员。
9.3安全生产保证措施
1、认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针。
加强全员教育和培训，编印安全防护手册发给全体职工，工人上岗前进行安全操作的考试和考核，合格者才准上岗。
把安全生产纳入计划管理目标，当施工进度与安全发生矛盾时，坚持施工进度服从安全生产。
钻灌台车制作安装严格按相关规程及技术要求组织施工。
2、建立健全安全管理制度。
主要包括安全教育和考核制度，安全月活动制度，安全检查评比制度，班组安全活动制度等。
同时，根据工程特点和不同施工阶段，提出不同的安全重点和要求。
若发生事故，严格按照“三不放过”原则进行处理。
钻灌台车承重平台排架施工严格按照排架施工要求进行施工。
3、建立起有效的安全保障体系。
形成横向到边、纵向到底的安全网络，配备满足工程安全监察需要的专职安全人员。
制定相应的管理措施，并保证有效实施。
4、合理确定堆放材料和施工机械的位置，根据现场实际制定安全防范措施，并使之落到实处。
5、按照现场有关规定，设立“安全色标”，工地上将安全色标挂在醒目的位置，按照工程师的要求，设置信号确保安全施工。
6、针对危险作业，加强安全检查，建立专门监督，并在危险作业区附近设置醒目的标志，以引起施工人员注意。
7、管水线路的合理布置、固定牢固；加强洞内照明，潮湿环境采用安全电压照明，洞内照明采用低压（36V），确保人员施工安全。
9.4施工全过程的安全
1、工地设置各种安全标志，在需要的地方设置保护设施。
2、注意用电安全，搭火时要由专人操作。
3、按时发放、正确使用劳保用品。
4、所有员工进入施工现场必须配戴安全帽。
5、施工作业前，安全员须根据现场地形地貌、地质条件、环境情况，采取安全作业措施，对存在不安全因素的施工项目在隐患未消除前不得允许施工。
6、在汛期来临前，作好防汛抗洪措施，确保工程安全渡汛。
7、每周至少进行一次安全大检查，积极查找安全隐患，并针对查出的安全隐患制定整改和预防措施。
十、文明施工与环境保护
1、员工进入施工现场，必须佩带安全帽，着装安全、整洁，听从指挥。
2、施工现场严禁嬉戏打闹，大声喧哗，聚众斗殴、酗酒、赌博，随地大小便等。
3、现场合理安装、布置设备、机具、管路，做到现场整洁，施工秩序井然。
4、注意设备维护保养，保持设备外观整洁、运行正常。
5、施工用电、照明用电线路有序布设。
6、保证施工现场整洁，现场施工废水、废浆集中排放至指定地点，严禁废水、废浆满地漫流。
7、施工现场工完料净，场地清洁整齐，无弃物。
8、生活垃圾集中堆放，并定期运至场外指定地点。
9、有毒有害材料必须按照规定使用、保护，防止伤人、污染环境。
10、维护正常交通，控制施工噪音，不对交通和邻近设施进行干扰。
11、灌浆孔造孔施工控制好造孔粉尘的排放标准
12、合理布置排污系统，定期安排人员及时清理。
13、履行环境保护的责任和义务，积极配合环境监测部门或环境监理人做好环境监测工作。
并提供相应的资料。
认真接受环境体系认证机构的监督审核，对于监测检查和体系审核发现的问题，及时制定和实施纠正、预防措施，按时提供实施整改资料报环保部门、监理人、体系认证机构验证。
14、由项目部环境保护工程师负责按地方环境保护部门以及有关规定要求编制环境保护（包括监测、检查）报表、报告，并及时报送环境监理人。
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