常规帷幕灌浆施工工艺.docx
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常规帷幕灌浆施工工艺
水电站
坝右0+280.25～坝右0+460.50段坝基帷幕灌浆
常规灌浆法工艺
审查：
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编写：
1.概述
1.1工程概况
水电站正常蓄水位250.00m，相应库容12.49亿m3，装机容量830MW。
枢纽建筑物由东游祠主坝、王麻溪引水坝、电站厂房、引水系统、通航建筑物、生态放水机组和河湾地块防渗工程等组成。
本帷幕灌浆工程为主坝防渗帷幕的一部分，位于主坝坝右0+280.25~坝右0+460.50m段。
其中坝右0+280.25~坝右0+360.50m为土石坝段，根据施工总体安排，当土石坝填筑至EL235.0m高程时，在填筑的土石坝上进行坝基0+280.25~坝右0+333.50m段帷幕灌浆作业，并同时进行斜坡段的帷幕灌浆施工。
斜坡段的帷幕灌浆在浇注混凝土面盖板后进行，根据现场条件，斜坡面需搭建排架进行施工，在土石坝段帷幕灌浆完成后再进行土石坝填筑和灌浆平洞段的帷幕灌浆施工。
0+360.5~0+460.5m为灌浆平洞段，在公路和灌浆平洞内施工。
1.2地质概况
根据有关资料，本段帷幕灌浆施工区分布的地层主要包括石炭系、二叠系的碳酸盐岩类地层和白垩系的胶结物具可溶性的碎屑岩岩类。
主要位于岩溶段，包括以下3类地层，自上而下依次为：
K2-1砾岩层，岩溶表现分为两种。
其一，地表以下是胶结物部分被溶蚀，岩体结构较松弛，未形成溶槽、溶隙、溶洞；其二，K2-1砾岩层两侧受沟谷切割而出露地表时，可形成溶洞，且规模较大，但延伸不长。
K1-2粉砂质泥岩、泥质粉砂岩地层，岩溶不发育，仅在ZK41孔中局部见有溶蚀现象。
K1-1砾岩层，砾岩层，分为两种，一种是处于新鲜状态，孔隙率低，赋水性较差，另一种是胶结物部分被溶蚀，孔隙率增大，但又仅限于胶结物的溶蚀，一般未形成溶槽、溶隙、溶洞，是主要的赋水层和透水层。
帷幕灌浆下部位于C2+3、P2q地层，岩溶孔洞不发育的地段透水性也弱。
1.3试验的目的
由于该地段地质条件比较复杂，根据设计图纸要求，主坝坝右0+280.25~坝右0+460.50m段采用已在河湾段试验成功的“脉冲式灌浆”新工艺（以下简称新工艺）。
由于实施该新工艺比招标文件增加的工程量较多、工期较长，而该部位的施工工期非常紧张，需在2012年汛前达到度汛高程。
为此，拟采用常规灌浆法在该段帷幕灌浆实施前进行生产性工艺性试验，以验证实施常规灌浆法进行该段帷幕灌浆的可行性，为该段帷幕灌浆施工提供依据。
1.4常规灌浆法生产性试验布置
根据参建各方的一致意见，根据施工现场实际情况和条件，常规灌浆法生产性试验分两步进行。
即先在已具备施工条件的右岸坝肩EL253高程公路旁帷幕灌浆轴线上选取第一组灌浆孔进行常规帷幕灌浆生产性试验，以了解地质条件并熟悉该地质条件下的钻孔灌浆工艺，并检查灌浆效果；如灌浆效果满足设计要求，且可以满足工期需要，则在右岸土石坝填筑至EL235高程后，在坝基设计布置7排帷幕灌浆的区域再次选取第二组帷幕孔进行生产性试验，以进一步验证在坝基采用常规灌浆法进行帷幕灌浆、并采用布置3排灌浆孔替代目前7排灌浆孔的可行性。
如第一组试验效果不好，则取消第二组试验，保持原设计方案；如第一组试验效果较好而第二组效果不满足设计要求，再重新研究处理方案。
第一组常规灌浆法生产性试验孔布置于右岸坝肩公路旁的帷幕灌浆轴线上，共布置2排共6个孔，具体孔号为：
RPM-1-8、RPM-1-9、RPM-1-10、RPM-2-8、RPM-2-9、RPM-2-10（RPM-2-10为先导孔），具体桩号、孔深等见附图。
由于考虑到该地质情况的复杂性，首先通过副排帷幕灌浆孔在该地质条件下的钻孔、灌浆工艺的效果，看是否能够满足设计要求来确定是否施工主排帷幕灌浆孔。
如副排帷幕灌浆孔在此地质中的钻孔、灌浆效果不佳，则不考虑再施工主排帷幕灌浆孔。
第二组常规灌浆法生产性试验孔布置于坝基主帷幕灌浆轴线上，共布置3排共6个孔，具体孔号为：
TSM-3-3、TSM-3-4、TSM-3-5、TSM-4-2、TSM-4-3、TSM-4-4、TSM-4-5、TSM-4-6、TSM-5-3、TSM-5-4、TSM-5-5（TSM-5-5为先导孔），具体桩号、孔深等见设计图纸。
1.5生产性试验工程量
根据设计图纸，本段帷幕灌浆主要工程量见表1-1。
帷幕灌浆工程量表表1-1
工程部位
孔径（mm）
孔数（个）
混凝土（m）
基岩（m）
备注
第一组
Φ56
5
1.95
307.18
Φ76
1
0.65
102.41
先导孔
第二组
Φ56
5
10.0
320.84
Φ76
1
2.0
49.5
先导孔
注：
1、坝基段填筑层钻孔工程量未计，抬动观测孔、物探测试孔、质量检查孔暂未布置，故亦未统计。
2、第二组是否施工待通知。
1.5施工依据
（1）中国水电顾问集团中南勘测设计研究院《沅水托口水电站河湾地块帷幕灌浆工程施工技术要求》；
（2）中国水电顾问集团中南勘测设计研究院设计图纸《托口水电站工程主坝坝右0+280.250~坝右0+460.500坝基帷幕灌浆布置图》（1/4~4/4）；
（3）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148—2001）；
（4）《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL25-92）；
（5）中国水电顾问集团中南勘测设计研究院《帷幕灌浆试验技术要求》2009年10月；
（6）托口主坝右岸岸坡段帷幕灌浆工艺实验专题讨论会议纪要；编号:
E04-099
（7）设计、监理、业主签发的各种会议纪要、通知单等；
2主要施工布置
2.1灌浆制浆站及送浆管路的布置
根据本工程的特点，结合现场实际情况，本次常规帷幕灌浆生产性试验拟利用现布置于右岸坝肩公路旁的制浆站即可。
制浆站直接拌制帷幕灌浆所需的浆液，用输浆泵将灌浆浆液输送至工作面，输浆管路采用Φ25mm钢管，沿大坝下游侧或公路靠河岸侧铺设至工作面。
工作面施工人员和制浆站之间采用对讲机或直通电话联系。
2.3施工供水
施工供水采用Φ50mm钢管自右岸的主供水管中接取，沿供浆管路往工作面送水，制浆站利用现有水供水管供水。
2.4施工供电
生产性试验只配备一个机组，可采用35mm2铜芯电缆自布置于右岸下游侧的配电柜内接取至工作面，预计长度约需500m，工作面设置空气开关，各施工设备自空气开关内接取使用。
2.7废水处理设施
是
施工前在坝后修建帷幕灌浆废水沉淀池，要求其容量不小于10m3。
分为两个区，即污水区和清水区。
试验区的污水通过排污沟先进入污水区并在此沉淀，经沉淀后上部清水自动流入清水区，在清水区内设排污泵并安装管路排入河水或其它集中排放点。
污水池内的沉渣定期用人工清除，并运至弃渣场掩埋处理。
施工时派专人进行现场的清理及排污，以确保施工作业面的整洁，同时避免帷幕灌浆施工产生的污水对环境的影响。
3常规帷幕灌浆生产性试验施工
3.1施工程序及方法
3.1.1施工工艺流程
常规帷幕灌浆（孔口封闭灌浆）法施工工艺流程图如下。
否
是
是否达到终孔标否
是
“自上而下、孔口封闭、孔内循环灌浆法”工艺流程图
3.1.2施工次序
第一试验区：
为双排帷幕灌浆施工区，遵循先施工下游排后施工上游排的原则，具体为：
RPM-2-10→RPM-2-08→RPM-2-09→RPM-1-09→RPM-1-10→RPM-1-8。
第二试验区为：
为3排帷幕施工区，遵循先施工下游排、再施工上游排、最后施工中间排的原则，具体为：
TSM-5-3→TSM-5-5→TSM-5-4→TSM-3-4→TSM-3-5→TSM-3-3→TSM-4-4→TSM-4-2→TSM-4-6→TSM-4-3→TSM-4-5。
3.1.3灌浆方法
第一段采用阻塞灌浆法，将灌浆塞阻塞于混凝土盖板内，以下各段采用“自上而下、小口径钻进，孔口封闭，孔内循环”灌浆法。
3.2施工前的准备工作
（1）灌浆工作开始前，对自动记录仪、测斜仪、压力表、比重秤等进行检测率定，不合格的设备、仪器仪表不得用于施工。
灌浆施工过程中，根据规定或监理工程师指示定期或不定期对上述设备和仪器仪表进行校准，发现计量误差超过设计标准时，立即进行校正或更换。
（2）孔位放样：
根据已有的测量控制点，用全站仪放置出帷幕灌浆的施工轴线，具体钻孔的孔位根据设计图中各孔的桩号，由技术人员现场在施工轴线上用木桩、钢筋或红油漆标识具体孔位，并注明孔号及施工次序。
3.3钻孔
3.4.1孔位布置
按照设计施工图纸进行布孔，灌浆孔钻孔位置偏差不大于10cm。
如有特殊原因需调整孔位时，报经监理工程师批准后实施，并记录实际孔位。
3.4.2钻孔方法
（1）第二试验区填筑层钻孔时，采用KR803锚固钻机跟管钻进，钻孔直径为Φ150mm，钻至混凝土盖板顶部后，采用XY-2型地质钻机、金刚石或合金钻头清水钻进。
填筑层以下及第一试验区先导孔第一段钻孔直径为Φ91mm，以下各段为Φ76mm，其它各灌浆孔第一段钻孔直径为Φ76mm，以下各段为Φ56mm。
（2）钻机安装平整稳固，钻孔前根据灌浆工艺要求埋设孔口管，钻孔方向按施工图纸要求确定，钻孔时必须保证孔向准确。
（3）帷幕灌浆钻孔按灌浆程序，分序分段进行。
（4）钻孔孔位严格按施工图纸的要求进行施工，开孔孔位偏差不大于10cm，因故变更孔位，应得到设计确认。
（5）钻孔深度与设计孔深误差不大于20cm。
帷幕灌浆质量检查孔孔深比所在部位灌浆孔深少3.0m。
（6）帷幕灌浆孔进行孔斜测量。
垂直的或顶角小于5°的帷幕灌浆孔，孔底偏差不得大于表3-1。
帷幕灌浆孔孔底允许偏差表表3-1
孔深（m）
20
30
40
50
允许偏差（m）
单排孔
0.25
0.45
0.7
1.00
二排孔
0.25
0.5
0.8
1.15
顶角大于5°的斜孔孔底最大允许偏差值可根据实际情况按表3-1中的规定适当放宽，但方位角偏差值不大于5°。
孔深大于50m时，孔底最大允许偏差值不宜大于孔间距。
深孔钻进时严格控制孔深20m以内的偏差。
（7）钻孔达设计孔深时进行孔斜、孔深、方位测量，经监理人检查合格后，方可进行下道工序施工。
（8）同一排相邻的两个次序孔之间，以及后序排的一序孔与其相邻部位前序排的最后次序孔之间，在岩石中钻孔灌浆的高差不得小于15m。
（9）钻孔过程中遇岩层、岩性变化，发生掉钻、坍孔钻速变化、回水变色、失水、涌水等异常情况详细进行记录。
（10）钻孔时，遇到孔内涌水、漏水、断层、洞穴、塌孔、掉块应详细记录，当无法继续钻进时，经监理同意，可缩短段长进行灌浆处理，然后继续钻进。
3.4.3先导孔施工
（1）先导孔为帷幕灌浆Ⅰ序孔的一部分，其它孔钻孔工艺和要求与灌浆孔相同。
（2）先导孔进行钻孔取芯，以作为界定红层和灰岩分界线的依据。
3.4.4钻孔取芯
（1）先导孔、检查孔，予以钻取岩芯，按取芯次序统一编号，填牌装箱，并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。
（2）钻进过程中发现芯样卡钻或被磨损时，立即取出。
对于1m或大于1m的钻进循环，若芯样获得率小于80%，则下一次减少循环深度50%，以后依次减少50%，直至50cm为止。
如果芯样的回收率很低，则更换钻孔机具或改进钻进方法。
（3）在钻孔过程中，对钻孔冲洗液、钻进参数、芯样长度及其它能充分反映岩石特性的因素进行监测和记录。
（4）根据施工要求对钻取的岩芯进行试验，并将试验记录和成果提交监理。
（5）对每盒或每箱芯样拍两张彩色照片，作好钻孔操作的详细记录，一并提交监理人。
（6）对需要保存的岩芯，按监理人指定的地点存放，防止散失和混装。
3.6钻孔冲洗、裂隙冲洗和压水试验
3.6.1钻孔冲洗及裂
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