曹田坑水库帷幕灌浆施工方案.docx
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曹田坑水库帷幕灌浆施工方案
曹田坑水库帷幕灌浆施工方案
阳山县曹田坑水库除险加固工程
劈裂灌浆、帷幕灌浆、充填灌浆施工方案
编 写:
审 核:
审 定:
技术负责:
项目经理:
1、
2、
3、钻孔与裂隙冲洗
钻孔土层泥浆护壁合金钻进,岩层金刚石钻进,各孔在残积土段不进行钻孔和裂隙冲洗;强风化和弱风化岩段在钻好后起钻前采用大流量水进行钻孔冲洗,沉积厚度不得大于20cm;在灌浆前采用脉冲冲洗法进行裂隙冲洗,压力为灌浆压力的80%,冲洗至回水清净时止。
7、 压水试验
在灌浆前进行简易压水试验,灌浆压力的80%。
第一段0.4Mpa,第二段0.48Mpa,第三段0.56Mpa,第四段0.64Mpa.
8、灌浆方法和方式
各孔段采用“孔口封闭、自上而下分段灌浆法”施工;灌浆方式采用“孔内循环式”,射浆管距孔底不大于50cm。
9、浆液配比与变换
灌浆浆液采用纯水泥浆液,水泥品种标号为普通硅酸盐32.5R,经抽样检定合格才能使用;浆液水灰比采用5:
1、3:
1、2:
1、1:
1、0.8:
1、0.6:
1,0.5:
1等七个比级,开灌水灰比5:
1。
水灰比控制采用比重计,各级水灰比对应不同的比重(详见附表)。
当灌浆压力保持不变,注入率持续减少时,或当注入率不变而压力持续升高时,不得改变水灰比;当某一比级浆液的注入量已达400L以上或灌注时间已达1h,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,应改浓一级,当吸浆率大于30L/min时,可根据具体情况越级变浓。
灌浆计量:
采用标尺与灌浆桶的对应关系。
10、灌浆压力
灌浆压力为接触段0.5Mpa,第二段0.6Mpa,第三段0.7Mpa。
第四段0.8Mpa,开灌后如无特殊情况下,应尽快将压力调至设计压力。
洗孔、压水试验压力为各灌浆段的80%。
11、灌浆结束标准和封孔方法
各孔段在最大设计压力下,当注入率不大于0.4L/min时,持续灌注30min即可结束灌浆。
全孔灌浆结束后,采用“全孔灌浆封孔法”封孔。
12、灌浆过程中特殊情况处理
灌浆过程如发现表面冒浆,则选用下列措施进行处理:
降低灌浆压力、加浓浆液、限流和间歇灌浆等。
13、工程质量检查
帷幕灌浆质量检查以检查孔压水试验成果为主,结合对施工记录、成果资料和检验测试资料的分析,进行综合评定。
检查孔应采取岩芯,计算获得率并加以描述。
检查孔的数量为灌浆孔总数的10%左右,一个单元工程内至少布置一个检查孔。
检查孔压水试验在该部位灌浆结束后14天后进行,自上而下分段进行压水试验,试验采用单点法,压力采用1.5H0(H0为坝前水头)。
本工程坝高小于50m,按《规范》规定,防渗标准为透水率5Lu。
帷幕灌浆质量的评定标准为:
经检查孔压水试验检查,坝体土与基岩接触段及其下一段的透水率合格标准为100%,其余各段的合格率不小于90%,不合格试段的透水率不超过设计规定的150%,且不合格试段的分布不集中,灌浆质量可评为合格。
检查孔检查工作结束后,按技术要求进行灌浆与封孔。
综上所述,帷幕灌浆工艺流程如下:
(1)放样,
(2)钻进至入坝基2.0m,(3)钻孔与裂隙冲洗,(4)压水试验(部份孔),(5)灌浆(6)待凝,(7)进行以下各段钻灌,(8)全孔灌浆结束后0.5:
1浓浆机械封孔,如此类推;(9)单元灌浆结束14天后检查孔施工
三、钻灌设备、材料和人员组织
1、钻灌设备
设备名称
型号
功率
用途
数量
备注
钻机
SGZⅢ
18.5KW
造孔及辅助灌浆
1
XY-2PC
13KW
1
XY-1
13KW
1
搅拌机
普通
3KW
搅浆
2
灌浆泵
SGB-I
11KW
灌浆
3
双缸双作用活塞式灌浆泵
2、灌浆材料
灌浆用水泥采用普通硅酸盐32.5R水泥,每批水泥使用前必须抽样进行检测,符合《规范》规定方可使用。
3、人员组织
职务
职责
数量
现场负责
全面管理
1
技术、质检人员
质量管理、资料整理
2
机 长
生产安排和管理
1
施工人员
钻灌作业
8
后勤人员
后勤保障
1
材料员
材料管理与采购
1
安全员
生产安全管理
1
合 计
15
注:
以上设备、人员数量为暂定,施工时视工程进度情况进行调整。
四、施工进度保证措施
施工设备和人员进场完成准备工作后即组织24小时作业,钻灌施工与大坝主体工程施工穿插进行,为不影响主体工程施工进度,根据主体工程进度及时调整设备和人员数量。
五、质量保证措施
为保证本帷幕灌浆工程的质量,制订如下保证措施:
1、实行“三检”制度,上一道工序检查不合格,不得进行下一道工序的工作;
2、实行严格的质量奖惩制度;
3、技术、质检人员不定期抽检各工序质量,发现不符合质量要求的立即整改。
4、自觉接受建设和监理单位技术人员的检查和监督。
六、安全保证措施
1、施工人员进入工地时必须戴安全帽并穿戴整齐;
2、施工用电必须有漏电保护装置;
3、安全人员经常下工地检查,发现安全问题立即整改。
各种水灰比、比重、水泥含量对应表
水灰比
比重
100升浆中水泥含量(公斤)
备注
5:
1
1.13
18.8
水泥比重3.0
3;1
1.2
30.10
2:
1
1.29
43.10
1:
1
1.51
75.6
0.8:
1
1.60
89.10
0.6:
1
1.73
108
0.5:
1
1.82
121
第二部分劈裂灌浆
一、钻孔
1、钻孔布置
按设计图纸进行布置,劈裂灌浆为一排,自左岸至右岸编号为1~35号,开孔前严格校正孔位,开孔偏差不大于10cm。
2、孔深
各孔造孔深度按设计图。
3、孔径与孔斜
各孔开孔直径75mm,至强风化岩2米;各孔开孔前严格校正钻机立轴垂直,以保证孔底偏差在《土坝坝体灌浆施技术规范》(SD266-88)(以下简称《规范》)允许范围内。
4、施工顺序
帷幕浆先施工下游排(主排孔),后施工上游排孔;同一排孔中按Ⅰ、Ⅱ逐序加密的原则分二序施工。
当Ⅰ序孔进入第二段施工后,可进行Ⅱ序孔施工,如此类推。
二、灌浆方法。
劈裂灌浆孔浅,一般都采用孔底注浆全孔灌注法。
孔底注浆全孔灌注是提高灌浆质量和保证坝体安全的重要技术措施。
灌浆机以一定的压力收浆液压入注注浆管,浆液从管底流出,顺注浆管壁外侧向上流动。
灌浆开始时,先用稀浆(1.3g/cm3)灌3~5min,然后加大泥浆稠度至设计要求。
若孔口出现压力下降或注浆管出现负压时,应再加大浆液的稠度,当压力表读数大于设计的最大压力时,应立即调节出浆量或停灌,保持稳定1-2h后,即可换孔灌浆,在换孔前现用稀浆注3~5min,以便下一次灌注易于清孔和浆液流通。
三、灌浆次数和复灌时间
灌浆次数:
5次以上,每次灌浆的间隔时间3-5天,在雨天为7天。
四、灌浆材料:
主要为粘土,水泥掺量15%。
五、灌浆工艺:
⑴下袖阀管至离孔底1.0米孔,减少孔口冒浆。
⑵压力控制:
灌浆压力0.05~0.2mpa,设立专人观测记录孔口压力,如果灌浆压力超过了设计压力,则应及时采用控制措施,如打开灌浆泵上或孔口设置的回浆阀门,减少输浆量,以维持设计压力。
⑶灌浆量控制:
在施工中控制每次的灌浆量,并且采用少灌多复的原则;单孔的灌入量控制在0.3~0.5m3/m左右.Ⅰ序孔的灌入量应占总灌入量的60%以上。
对于灌入量突然加大这些孔,应找出原因,采取措施。
⑷复灌间隔时间控制:
复灌间隔时间控制在5天左右
⑸位移量控制:
为了保证坝体的安全,增加坝体的回弹比,提高澡浆效果,应通过控制单孔的每次灌浆量,增加复灌次数,控制坝体位移量。
在灌浆时,重点对右岸坝肩及主坝的位移。
因此,在灌浆期间应时时加强观测。
⑹终灌标准和封孔。
终孔标准:
当开启灌浆泵后几分钟时间,坝顶表面裂缝即冒浆,这时在无压情况下反复轻灌,坝顶连续三次冒浆,缝内浆面基本不下降,即可终灌。
封孔:
当每次灌完后,待孔周围泥浆不再流动时,收孔内浆液取出,扫孔到底,然后向孔内灌注密度1.6g/cm3的稠浆。
⑺灌浆期间出现问题的处理。
纵向裂缝:
灌浆期间,为了避免裂缝过早地延伸到坝面,可采用如上所述钻孔内下护壁套管,宽缝采用自重灌浆处理。
横向裂缝:
灌浆期间,在岸坝及坝基突起处,常出现横向联合向裂缝,采用间歇灌浆,对宽缝位置增加阻浆盖。
冒浆:
灌浆期间出现冒浆,在不同的部位采用不同的方法。
a.坝坡冒浆:
轻微的冒浆部位开挖回填固实,采用灌一停一灌的间歇性灌注方法。
坝坡底部严重冒浆,说明坝体内有与灌浆孔相连的大通道,处理方法:
一是封堵冒浆通道;二是控制灌浆量或灌入稠浆来防止冒浆;或采用灌一停一灌的方法,间隔时间适当延长。
b.上游或下游水位以下冒浆。
若因灌浆压力大导致水下冒浆,应立即降低灌浆压力;若孔口并无压力而冒浆,说明原有裂缝、洞穴与灌浆孔相通,应采取浓浆间歇灌注,等灌入的泥浆初凝后再继续灌注,或在泥浆中掺加适量水泥,以加建浆液初凝,达到封堵冒浆通道的目的。
c.坝顶和孔口冒浆。
在灌浆初期,通过孔口下护壁套管或设阻浆塞,可以阻止坝顶和孔口冒浆。
灌浆后期冒浆,表明坝体内已灌满,不必采取封堵措施。
串浆:
两孔串联灌浆或串浆孔堵住。
塌坑:
在塌坑内回填粘性土料,分层夯实;或往塌坑口灌住泥浆,初凝后用于土封口夯点。
隆起:
查出原因,采取相应的措施。
单孔吃浆量过大,采用少灌多复的办法,直至灌饱为止。
施工期每月进行一次坝面的沉降观测。
六、工期、人员、设备
1、工期;试验段、施工段各40天。
2008年10月2日至2008年12月30日(中间视帷幕灌浆进度进行调整)。
2、人员;5人。
3、设备:
钻机、灌浆泵、搅浆机各一台。
第三部分充填灌浆
一、施工工艺
充填灌浆施工工艺流程如下:
钻孔→下袖阀管→简易压水试验→q大于15Lu则灌浆→封孔→质量检查。
(1)钻孔
采用XY-1地质钻机自土层中预埋管内钻孔,钻孔孔径56~75mm,钻孔方向900角度按施工图要求,钻孔深入基岩20m,并记录各岩土层厚度及溶洞尺寸。
钻孔完毕冲干净。
(2)下袖阀管(带花管):
钻孔终孔后,随即下管后进行压水试验。
(3)灌浆
1)不分段、全孔一次性灌浆。
2)充填灌浆按划分的灌浆区段分序加密进行。
分序序数和分序方法应根据地质情况和工程要求确定,区段长度划分按施工图要求执行,区段端部封堵严密。
3)充填灌浆采用纯压式灌浆方法,按两个次序进行加密的原则进行。
后序孔包括顶孔,Ⅰ序孔施工完毕后方可进行Ⅱ序孔的施工。
4)灌浆自区段较高一端向较低一端推移,即从高处孔灌浆,低处孔作排水孔排水排气,当低处孔也浓浆后,将此孔堵住,进浆孔继续灌浆至结束。
依此类推,同一区段内的同一次序孔可全部或部分钻出后再进行灌浆。
5)灌浆水灰比和灌浆压力:
灌浆压力按设计要求,灌注水灰比5:
1、3:
1、2:
1、1:
1、0.8:
1、0.6(或0.5):
1的水泥浆,主要灌注1:
1及0.8:
1(或0.6)两个比级的水泥浆,空隙较大的部位,报监理工程师批准同意后灌注水泥砂浆,其掺砂量不超过水泥重量的20%。
6)结束标准:
在设计规定的灌浆压力下,当灌浆孔停止吸浆时,继续灌注30min后结束灌浆。
7)特殊情况处理
遇围岩坍塌、溶洞较大等特殊情况时,在该部位预埋灌浆管,其位置与数量视现场实际情况并按监理工程师指示而定,并且不少于2个;灌注1:
1水泥砂浆.
灌浆过程中如发现漏浆,应根据具体情况采取嵌缝、表面封堵、加浓浆液、降低压力、间歇灌浆等方法处理,或遵照监理工程师有关指令进行。
充填灌浆因故中断时,及早恢复灌浆,中断时间大于30min,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。
8)封孔:
灌浆结束后,排除钻孔内积水和污物,采用干硬性水泥砂浆将全孔封堵密实并抺平,割除表面的埋管。
二、质量检查
(1)充填质量检查在该部位灌浆结束7天后进行。
灌浆结束后,及时将灌浆记录和有关资料提交监理人,由监理人确定检查孔位。
检查孔一般布置在脱空较大、串浆孔集中及灌浆情况异常的部位。
检查孔的数量一般不少于灌浆孔总数的5%。
(2)充填灌浆质量检查采用钻孔注浆法,应向孔内注入水灰比2:
1的浆液,在规定压力下,初始10min内注入量不超过10L即为合格。
否则按监理人指示或批准的措施进行处理。
或者采用压水试验,透水率q小于5Lu.
(3)检查孔钻孔灌注浆结束后,采用水泥砂浆将钻孔封填密实并将孔口压抺平整。
三、工期、人员、设备
帷幕灌浆结束后,进行充填灌浆,人员设备与帷幕灌浆相同。
工期35天。
曹田坑水库灌浆工期进度计划表
项目名称
开工日期
完工日期
需要工期天数
日完成量
备注
劈裂灌浆试验
2008.10.02
2008.11.18
46
劈裂灌浆
2008.12.20
2009.2.28
45
春节后
下游帷幕灌浆
2008.10.10
2008.11.20
40
2-3孔
上游帷幕灌浆
2008.11.20
2008.12.30
40
2-3孔
充填灌浆
2008.12.25
2009.1.20
35
3-4孔
说明:
劈裂灌浆主要受灌浆次数和时间间隔影响。
帷幕灌浆、充填灌浆受溶洞影响相当大,存在较大的不确定因素。