干才水库灌浆施工方案资料.docx
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干才水库灌浆施工方案资料
干才水库扩容加固工程灌浆
施
工
方
案
广东梅州地质工程勘察院
二○○八年十月
1.方案编制依据1
2.工程概况及工作内容1
3.施工准备1
4.施工工艺2
4．１劈裂灌浆2
4．1．1、造孔：
2
4．1．2、浆液：
2
4．1．3、灌浆：
3
4．1．4、质量检查：
4
4．２帷幕灌浆4
4．2．1钻孔4
4．2．2钻孔冲洗及压水试验6
4．2．3灌浆6
4．2．4封孔8
4．2．5灌浆记录8
4．2．6特殊情况处理8
4．2．7质量检查10
5.质量保证措施：
11
1.方案编制依据
1．梅州市水利水电勘测设计室提供的干才水库扩容加固工程中的大坝灌浆设计图纸一套；
2．《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001；《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88；
3．《土坝坝体灌浆技术规范》SD266—88；
4．我公司自身的施工经验及实际情况。
2.工程概况及工作内容
本工程主要工作内容是干才水库大坝坝体的劈裂灌浆和大坝坝基的帷幕灌浆。
设计工作量为：
大坝劈裂灌浆1265m；坝基帷幕灌浆628m。
3.施工准备
根据该计划，落实好设备配置，并及时维护，使所有机械处于于正常运转状态，满足施工的需要，不影响施工的进度和质量。
1、钻孔设备：
采用能源部北京钻探机械制造厂生产的XY—1A—4型地质钻机作为钻孔设备，该型号钻机是立轴式油压给进的高速岩芯钻机。
钻机具有φ56mm通孔回转器，立轴行程450mm。
钻孔倾角可以0~180度调整，动力采用柴油发电，也可采用电动机。
为满足该工程施工我单位准备配备4台该型号的钻机供该工地使用。
2、灌浆设备：
a、劈裂灌浆采用山东泰安市水利机械厂生产的WJ100型搅拌机及HB80/10-C型灌浆泵。
WJ100型搅拌机最大制浆量0.1m3/min，最大浆液比重1.5t/m3；HB80/10-C型灌浆泵输浆量0.8m3/min，最大压力0.98Mpa，性能良好能保证灌浆质量。
b、帷幕灌浆制浆采用立式上下两槽式制浆桶，灌浆泵采用卧式二连双缸双作用泥浆泵。
同是具备足够的压力表、球筏开关、高压管等灌浆用具。
4.施工工艺
结合本工程的实际情况，在施工顺序上采用先对坝体进行劈裂灌浆，后进行坝基帷幕灌浆的施工顺序进行施工。
4．１劈裂灌浆
4．1．1、造孔：
首先按设计要求布孔，然后按要求造孔。
所有钻孔先用φ110的开孔后，埋入1.5m的套管，套管周围用水泥浆埋牢靠。
待套管牢固后再进行造孔，造孔必须按序进行，分二序孔。
钻孔应保证铅直，偏斜不得大于孔深的2%。
应用干法造孔，必要是可用泥浆护壁钻进，不得用清水循环钻进。
作好钻孔的记录和描述，如发现特殊情况时，应详细记录并分析处理。
4．1．2、浆液：
劈裂灌浆浆液采用山东泰安市水利机械厂生产的WJ100型搅拌机制浆，在灌浆前通过35孔/cm2的过滤筛过滤。
灌浆用的粘土和浆液各项指标应按设计要求控制。
灌浆过程中浆液容重和输浆量应每小时测定1次并记录，浆液的稳定性和自由析水率10天测1次，如浆料发生变化，应随时加测。
灌浆用粘土和浆液的各项物理力学性质必须符合下表要求：
劈裂灌浆土料及浆液参数表
土料
浆液
项目
指标
项目
指标
塑性指数（%）
8~15
容重（t/m3）
1.3~1.6
粘粒含量（%）
20~30
粘度（s）
20~70
粉粒含量（%）
30~50
稳定性（g/cm3）
0.1~0.15
砂粒含量（%）
10~30
胶体率（%）
＞70
有机质含量（%）
＜2
失水量（cm3/30min）
10~30
可溶盐含量（%）
＜8
为加速浆液凝固和提高后期强度，在本工程灌浆浆液中掺入适量的水泥，水泥掺量为干土用量的10%左右。
4．1．3、灌浆：
本工程劈裂灌浆遵循以下原则：
1．劈裂灌浆分二序孔。
2．灌浆采用孔口封闭孔底注浆全孔灌注的方法进行。
3．灌浆浆液浓度为1.3～1.6t/m3之间，开始先用1.3t/m3稀浆，经过3~5min后再加大泥浆稠度。
若孔口压力下降和注浆管出现负压，应再加大浆液稠度，浆液的容重应按技术要求控制。
4．在灌浆中，应先对第一序孔轮灌，采用“少灌多复”的方法。
待第一序孔灌浆结束后，再进行第二序孔灌浆。
目的在于加速浆液在土体中的析水固结，提高灌浆体的质量，控制孔隙水在允许范围内。
5．每次最大灌浆量按0.3~0.5m3/m控制，复灌浆数不少于5次，每次灌浆间隔时间不少于5天。
6．最大灌浆压力以灌浆管上方压力为准，本工程最大灌浆压力设为0.2Mpa。
7．认真做好灌浆记录，详细记录各孔各次的吸浆量情况，和有无异常等，灌浆记录必须清楚、准确。
在规定最大灌浆压力下，当浆液升至孔口，经连续复灌3次不再吃浆时，即可终止灌浆。
当每孔灌完浆后，待孔周围泥浆不再流动时，将孔内浆液取出，扫孔到底，用含水量适中的制浆土料捣实封孔。
4．1．4、质量检查：
进行灌浆过程的中间检查和灌浆结束后的最终检查。
中间检查主要内容：
按设计要求检查布孔、选孔，工艺操作，浆液性能，综合控制情况，各孔终止灌浆达到的标准，灌浆中出现问题和处理情况等。
最终质量检查：
开挖检查，看浆脉厚度有无达到5~10cm，及它的连续性。
4．２帷幕灌浆
4．2．1钻孔
1．钻孔编号、孔深、钻孔顺序、钻孔分段严格按施工图纸要求和施工技术条款进行。
2．孔位布置:
按照设计施工图纸或工程技术人员指定的位置进行布孔，灌浆孔钻孔位置与设计位置的偏差不大于10cm。
3．钻孔方法:
帷幕灌浆孔、质量检查孔等均采用回转式地质钻机配硬质合金钻头或人造金刚石钻头进行钻孔。
坝体部位，采用土内预埋管钻孔的方法，埋管管径为φ89mm其管壁厚δ〉1.5mm。
4．孔向、孔斜控制
1）钻孔时钻机固定平稳并用罗盘量测钻机立轴角度，使之符合设计孔向。
2）垂直或顶角小于5°的帷幕灌浆孔，其孔底偏差值不得大于表2规定的数值。
表2帷幕灌浆孔孔斜控制标准
孔深（m）
20
30
40
50
60
最大允许偏差值（m）
0.25
0.45
0.7
1.00
1.3
土坝坝体的帷幕灌浆钻孔，在坝体底部的偏斜不大于30mm。
5．钻孔孔径:
所有钻孔孔径按设计要求，采用回转式钻机钻至坝基50cm处预埋φ91mm的保护管，基岩段钻孔孔径为φ56mm。
6．特殊处理:
当孔内出现塌孔、掉块、卡钻或集中漏水而难以继续钻进时，可先进行灌浆处理，然后再行钻孔；当钻遇洞穴出现掉钻时，不论是否已钻至规定的段长孔深位置，均应停止钻进，先查明实际状况。
7．钻孔记录:
钻孔施工中，每作业班组应对本班工作情况，如钻进情况、材料消耗情况、出勤情况、孔内特殊情况（如钻孔漏水、涌水、塌孔、掉块、遇溶洞掉钻、回水颜色等）等详细记录在钻孔记录报表内。
8．孔口保护:
钻孔结束待灌或灌浆结束待钻孔，孔口均加木塞妥善保护，以防其他杂物和污水掉入孔内。
9．钻孔取芯
1）质量检查孔须进行钻孔取芯。
2）芯样长度限制在3.0m以内，取芯率要求不小于80%，若芯样获得率小于80%，则下一回次减少循环深度50%，以后依次减少50%，直至芯样获得率大于80%或回次进尺降至50cm为止。
为保证岩芯获得率不小于90%，拟采用双管钻具进行钻孔取芯，并尽可能缩短回次进尺，每回次进尺最大不超过岩芯内管的长度。
3）钻孔岩芯按要求进行装箱、编录、拍照、保存，及时送指定地点妥善保存。
4．2．2钻孔冲洗及压水试验
1．钻孔冲洗:
各类钻孔钻进结束之后均须加大给水量对钻孔进行冲洗，以将孔内钻孔岩粉冲洗出孔外，直至回水澄清，肉眼观察无岩粉为止。
洗孔结束后孔内残留岩粉在孔底的沉淀厚度不大于20cm。
2．压水试验:
压水：
在灌浆前，帷幕孔取10%，以便了解地层的渗透性和估算吸浆量指导灌浆工作，和与灌浆结束后检查孔的压水试验资料作对比分析。
压水压力为不大于灌浆压力的80%，压水时间20min，每5min测记一次压入流量，取最后一次的流量值作为计算流量。
压水试验只做一个压力的单点法压水。
4．2．3灌浆
1．灌浆方法
1）帷幕灌浆按分序加密的原则进行。
2）防渗帷幕灌浆采用“小口径钻进、自上而下分段、不待凝、孔内循环式，孔口封闭”的灌浆工艺。
3）灌浆时射浆管距孔底距离不超过50cm。
4）一般情况下每段灌浆结束后不待凝，但在断层、破碎带、失水地段等地质条件复杂地区则待凝，其待凝时间根据地质条件和工程要求、浆液试验结果等由工程技术人员确定。
2．灌浆段长和灌浆压力
1）灌浆采用分段施工。
一般孔口段为1.5m，第二段及以下一般段长为5.0m。
特殊情况可缩短或加长灌浆段长，但加长后最大段长不得大于7.0m。
段长误差不大于设计允许误差，遇有断层、地质不良地段，段长不超过3.0m。
钻孔穿过软弱破碎岩体发现塌孔、掉钻或集中漏水时，立即停钻，先进行灌浆，达到结束标准待凝后再钻进。
2）各灌浆段的设计最大灌浆压力分别为：
第一段为0.3MPa，第二段为0.6MPa，第三段为0.8MPa，第四段及第四段以下为1.0MPa。
3．浆液配比及检测
水灰比按六个比级：
5：
1、3：
1、2：
1、1：
1、0.8：
1、0.5：
1。
灌浆过程中按由稀到浓的原则逐级改变浆液配比。
各机组根据设计要求配制浆液后，用经率定合格的比重称、温度计和漏斗粘度计检测浆液分别比重、温度和粘度，并在灌浆过程根据要求定期检测，杜绝使用不合格浆液。
4．浆液变换
1）当灌浆压力保持不变，注入率逐渐减少时，或注入率保持不变灌浆压力持续升高时不得改变水灰比。
2）当某一级水灰比浆液注入量已达300L以上，或持续灌注时间已达30min，而灌浆压力或注入率均无明显改变时应变浓一级水灰比灌注。
3）当注入率大于30L/min，根据具体情况越级变浓。
5．灌浆结束标准
帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法，各灌浆段的结束条件在该灌浆段最大设计压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注60min，灌浆即可结束终孔标准。
4．2．4封孔
各孔灌浆结束后及时封孔，封孔采用“全孔灌浆封孔法”。
4．2．5灌浆记录
钻孔、压水和灌浆过程中，均由机组记录员对工作本班情况、钻进情况，尤其是孔内异常情况，钻孔冲洗、压水和灌浆全过程进行记录，压水和灌浆过程中采用人工记录，人工记录确保及时、准确、全面，严禁事后记录和超前记录。
4．2．6特殊情况处理
1．回浆变浓处理
灌浆过程中，每隔15～30min测记一次浆液浓度。
当发生回浆失水变浓时，换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min，可停止灌注。
2．漏冒浆处理，灌浆过程中发现冒浆、漏浆时，视具体情况采用嵌缝、表面封堵、灌注浓浆、降低压力限流、限量和间歇灌浆等方法处理。
３．串浆处理
1）.灌浆过程中发生串浆时，如被串浆孔正在钻进，串浆量不大，可继续钻进，否则应立即停止钻进。
封闭串浆孔，待灌浆结束后，串浆孔再行扫孔、冲洗，而后继续钻进施工。
2）.如与待灌孔串浆时，串浆量不大时，可于灌浆的同时在被串孔内通入水流，使水泥浆不致在孔内沉淀而堵塞钻孔内的岩石裂隙；串浆量较大时，如条件具备可同时灌浆，如不具备同时灌浆的条件，则封闭被串孔，待灌浆孔灌结束之后，立即打开被串孔扫孔冲洗后尽快灌浆。
3）.若两个孔同时灌浆，且两孔段使用的灌浆压力又不相同，出现串浆时，若无法灌结束，应封闭使用较低灌浆压力的浅孔，待深孔灌结束后再灌浅孔。
4．孔段返浆的处理，在岩石裂隙内充填有粘土的孔段进行灌浆时，当降压时极易出现返浆现象，即在降低压力时，灌入孔段内的浆液在充填泥的弹力作用下被挤出孔外，此类孔段在灌浆结束时应适当延长屏浆时间，或先采用纯压灌浆结束后闭浆待凝，然后扫孔灌浆直至达到结束标准。
5．孔内返砂的处理，在含有大量泥砂的孔段灌浆时，砂粒随同回浆返出孔外，致使灌浆泵无法排浆或堵塞孔口高压阀门，孔内憋压，压力瞬时提高，极易导致灌浆管路破裂伤人，或将孔内岩石裂隙击穿劈开新的通道使灌浆无法达到正常结束标准。
应采取如下处理措施：
1）先用0.5：
1浓水泥浆液冲孔，以将孔内的砂子冲出孔外，再安装孔口高压阀门进行正常灌浆，使用大过流面积的高压阀门及回浆管路；
2）在回浆管口装过滤网，通过过滤网后再进入灌浆桶。
6．灌浆中断的处理，灌浆过程中若因故中断可采用如下措施进行处理：
1）尽早恢复灌浆，如估计在30min之内难以恢复灌浆时应进行洗孔，然后扫孔复灌，直至达到结束标准；
2）恢复灌浆时应使用开灌比级的浆液进行灌注，如注入率与中断前相近，可恢复中断前比级的浆液继续灌注，如注入率较中断前减少较多，则应按逐级变浓的原则继续灌注；
3）如中断时间较长，恢复灌浆时，如注入率较中断前减少较多且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施进行处理。
7.断层破碎带等地质缺陷段处理，断层破碎带处理一般采取缩短灌浆段长、灌后待凝的方法。
如果断层破碎带孔隙率较大且连通性较好，吸浆量特大，可改用浓浆、速凝水泥浆、水泥砂浆进行灌注。
钻孔穿过软弱破碎岩体发现塌孔、掉钻或集中漏水时，立即停钻，先进行灌浆，达到结束标准待凝后再钻进。
钻孔穿过软弱夹层时可采取“高压水冲洗置换技术”和“下置栓塞进行高压挤密灌注技术”等措施进行处理。
4．2．7质量检查
在第每项内容施工完成后，按规范和设计要求进行抽样检查，主要手段是分析施工资料，布置检查孔，通过检查孔做压水试验，和现场外观观测评定施工质量。
检查孔压水试验按压水试验规程执行。
5.质量保证措施：
施工前认真分析设计图纸，充分理解设计意图，做好开工准备工作，熟悉施工工艺，对所有施工人员进行岗前培训和技术交底；施工全过程有技术人员现场指导、监督，每一道工序严格按施工要求和规范执行。
在施工中出现本方案未提及的特殊情况按《规范》执行。
广东梅州地质工程勘察院
2008年10月
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