引水隧洞工程灌浆试验的技术措施.docx
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引水隧洞工程灌浆试验的技术措施
白水江多诺水电站
引水隧洞工程灌浆试验技术措施
一、编制依据
合同文件、施工图纸及灌浆试验技术要求
《水工混凝土试验规程》DL/T5150—2001；
《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100—1999；
《混凝土拌和用水标准》JGJ63—89；
《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL25—92；
《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148—2001；
《水利水电工程岩石试验规程》SL264—2001；
《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ202—83。
二、编制原则
1、满足合同中对质量、工期、投资、安全生产、文明施工等要求；
2、满足与业主、监理、设计及其它有关单位协调施工的要求；
3、充分利用工作面，调动一切有关人员、机械设备、资金等所需资源，保证生产试验的顺利有序进行；
4、充分发挥我局的管理水平和技术优势，采用先进的施工工艺和施工方法，为后期正式灌浆施工提供可靠依据。
三、生产性试验的目的及试验段位置选择
1、在灌浆工作开工前，编制详细的试验大纲，报送监理工程师审批。
2、生产性试验段位置选择
根据引水隧洞的布置和地质条件，在监理工程师的指导下，选择和基岩、洞内围岩地质条件相似的地段，在混凝土衬砌后进行；试验段孔位按试验段孔位布置图所示进行布孔。
3、试验目的
（1）、确定适宜的灌浆孔钻孔工艺及方法；选择灌浆段裂隙冲洗方法；测试岩体灌浆前透水率。
（3）、选择并推荐使用适宜的灌浆方法及其施工工艺、灌浆材料和浆液配合比。
（3）、提供有关灌浆的孔距、排距、排数、深度、灌浆压力等合理的技术参数。
4、浆液试验：
按监理工程师指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列内容的试验：
1）浆液配制程序及拌制时间；
2）浆液密度或比重测定；
3）浆液的流动性或流变参数；
4）浆液的沉淀稳定性；
5）浆液的凝结时间，包括初凝和终凝时间；
6）浆液结石的密度、强度；
7）监理工程师指示的其他试验内容；
5、灌浆结束后，我单位对试验成果进行分析，并将试验的详细记录和试验分析成果报送监理工程师。
四、施工工序及工艺流程
1、灌浆施工工序
钻孔→回填灌浆→回填检查→固结灌浆→效果检查。
以上灌浆施工工序中，若回填灌浆检查不合格，则必须按照监理工程师的要求进行处理，直至合格方可进行下一道工序的施工。
2、灌浆施工工艺流程
灌浆工艺流程图
五、工程概述
六、施工布置
根据现场考察情况，确定施工场地总平面布置原则：
充分利用现场已有场地、道路、房屋、水电等设施，本着节省、便利、就近，不影响环境及其他设施使用的原则进行施工场地布置；
1、施工交通布置
充分利用引水隧洞及施工支洞作为临时施工便道，作为施工机械及施工人员进入现场通道。
2、风、水、电布置
2.1施工用风
施工用风主要利用原开挖设置在进口闸室外及下平段的空压机站提供风源，空压机站内设置2台20m3/min空压机，并安装小型储气罐，根据施工需要在储气罐上安装若干阀门，再从阀门处利用高压软胶管接引施工作业面。
2.2施工用水
进口闸室、竖井施工用水主要靠从山上流经的地表水，通过管路接引至闸门井下游若九公路边的蓄水池内，再通过自流接引至各用水施工作业面，为防止山水干涸，同时在进水口下方的黑河内设置1台125TSWA-5，泵流量90m3/d，扬程108m离心泵作为备用水源供水设备，下平段及涡室用水在出水口黑河内设置1台125TSWA-5，以满足施工需要。
2.3施工用电
根据施工总布置，施工用电主要利用开挖与砼衬砌所使用的电源。
3、制浆系统的布置
施工高峰期拟布置2个制浆站，当某个施工部位的施工结束后可移至下一施工区域进行供浆。
送浆管路采用循环送浆。
每个制浆站占地面积20m2，制浆站一共占地40m2。
过坝隧洞出口外适宜布置水泥库，占地面积100m2。
七、灌浆材料及制浆
灌浆材料主要包括水泥、水、掺和料及外加剂等，每批到现场的水泥、外加剂、掺合料等，均应符合有关的材料质量标准，并附有生产厂的质量证明书。
每批材料入库前均按规定进行检查验收，及时将检验成果报送监理人。
1、水泥
根据施工图纸或监理人指示，选用灌浆用的水泥品种。
用于固结灌浆的水泥强度等级为42.5级，施工过程中，特殊情况下按照监理人指示采用细水泥或超细水泥等特种水泥。
灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的水泥。
水泥不应存放过久，超过出厂期三个月的水泥不予使用。
2、水
灌浆用水符合《混凝土拌和用水标准》（JGJ63-89）的规定。
灌浆用水必须有单独的供水系统，且有足够的供水能力并有可靠的连续性。
3、掺合料
经监理人批准，在水泥浆液中掺入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃等掺合料。
各种外加剂的质量符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）的规定，其掺入量通过试验确定，并经审查批准后在施工中应用。
4、外加剂
经监理人批准，可在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂以及监理人指示或批准的其它外加剂。
各种外加剂的质量符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）的规定，其最优掺加量通过室内试验和现场灌浆试验确定，试验成果报送监理人。
所有能溶于水的外加剂以水溶液状态加入。
八、制浆
制浆站布置在泄洪洞的进、出口，采用ZJ-400型高速搅浆机，浆液搅拌均匀，测定浆液密度，并作好记录。
纯水泥浆液的搅拌时间：
使用普通搅拌机时，不少于3min，使用高速搅拌机时，大于30s。
浆液在使用前过筛，普通水泥浆从开始制备至用完的时间应小于4h。
拌制细水泥浆液和稳定浆液，加入减水剂和采用高速搅拌机，搅拌时间应通过试验确定。
细水泥浆液的搅拌，从制备至用完的时间宜小于2h。
九、钻孔灌浆施工方法
1、回填灌浆
（1）孔位布置
在引水隧洞顶拱120°范围内进行回填灌浆，拱顶单、双孔交错布置，孔深入岩10cm,排距3m。
（2）回填灌浆施工方法
回填灌浆钻孔在衬砌混凝土达到70%的设计强度后尽快进行。
在钢筋混凝土衬砌段的回填灌浆孔，为了避免钻孔破坏钢筋，混凝土浇筑前，在灌浆孔位预埋PVC管，作为导向管，PVC管用绑线固定在钢筋上，将管口封堵后紧靠在模板上,并用红油漆在模板上做好标记。
钻孔深入岩石10cm以上，并测记混凝土厚度和空腔尺寸。
封堵段回填灌浆按设计图纸进行预埋管路的埋设工作，并做好管口保护。
各施工段的回填灌浆区划分，主要根据灌浆浇筑的长度进行划分。
回填灌浆施工按两个次序进行，先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔。
各灌浆区可单独进行灌浆，每一区段的端部在混凝土浇筑后封堵严密，同一区内同次序的孔全部钻出后才能进行灌浆。
各次序灌浆的间隔时间不少于24小时。
泄洪洞全洞段回填灌浆压力采用0.2MPa，采用检查孔注浆法检查回填灌浆质量，注浆流量小于1L/min,回填灌浆顺序，在本灌区内的回填灌浆孔，由泄洪洞较低的一端开始向较高一端推移，推移灌浆的具体做法：
将低端的第一个孔作进浆孔，临近的孔作为排水、排气用，待其排出最稠一级浆液后立即将孔关闭，再改变为进浆孔，直至全序孔灌到结束标准后结束。
各部位灌浆时密切监视衬砌混凝土的变形，在灌浆工作开始前先安装千分表，防止产生抬动，并定时进行监测作好记录。
回填灌浆水灰比：
一序孔采用水灰比0.6（或）0.5：
1的水泥浆，二序孔可灌注1:
1和0.6（或）0.5：
1两个比级的水泥浆。
空隙大的部位灌注水泥砂浆，掺砂量不大于水泥重量的200%。
（3）灌浆结束标准
回填灌浆在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，延续灌注10min即可结束。
（4）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钻孔封填密实，孔口抹平，露出衬砌混凝土表面的埋管应割除。
（5）回填灌浆特殊情况处理
1）脱空较大的位置或塌方段预埋灌浆管，每个灌浆区域至少有两根在最大脱空处的预埋灌浆管。
2）灌浆过程中如发现漏浆，根据情况采用嵌缝、表面封堵、加浓浆液、降低压力、间歇灌浆等方法处理。
但处理方法报监理工程师审批或遵照监理工程师的指令进行。
3）灌浆过程中发生与其它孔串浆，等被串孔排出浓浆时将其堵塞，一次序孔被串可不必重灌，二次序孔串浆扫孔重灌。
4）回填灌浆因故中断时，及早恢复灌浆，中断时间大于30min，应设法清洗至原孔深后恢复灌浆，此时若灌浆孔仍不吸浆，则应重新就近钻孔进行灌浆。
（6）回填灌浆质量检查
1）回填灌浆质量检查在该部位灌浆结束7天后进行。
灌浆结束后，按要求将灌浆记录和有关资料提交监理工程师，以确定检查孔位，检查孔布置在顶拱中心线、脱空较大及灌浆情况异常的部位。
检查孔数量为灌浆总孔数的5％。
2）回填灌浆采用钻孔注浆法质量检查，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，按监理指示或批准的措施进行处理。
3）灌浆孔和检查孔钻孔注浆结束后，采用微膨胀水泥砂浆将钻孔封填密实，并将孔口压抹平整。
2、固结灌浆
（1）工艺流程
固结灌浆工艺流程详见下图。
（2）抬动变形
抬动变形观测：
1）分布位置
①招标文件及施工图纸要求进行抬动变形观测的位置；
②监理人要求进行抬动变形观测的位置。
2）抬动安装
①安装步骤：
钻孔→埋设内管→埋设外管→待凝→孔口观测装置的安装、调试。
安装方法如下图所示：
②观测方法及要求
观测孔控制范围内的灌浆孔段，在裂隙冲洗、压水试验及灌浆过程中连续进行抬动变形观测，填写《抬动变形观测记录》。
当出现异常情况时（如压力骤降、注入量突增、同一高程部位施工的孔段突然发现串通等情况时），加强观测、查明原因，及时报告有关单位研究处理措施，抬动变形观测允许值为100um，观测成果反映在灌浆综合成果表中。
（3）固结灌浆施工
固结灌浆钻孔在回填灌浆7天并经检查合格后进行，对设有抬动观测设备的灌区，须待抬动观测仪器装置完毕，并完成灌浆前测试工作后，方可进行灌浆作业。
1）钻孔
采用YT28型风动钻机钻孔，钻孔孔径为φ42mm；检查孔钻孔采用SGZ-ⅢA型地质钻机，钻头采用金刚石钻头或硬质合金钻头，钻孔孔径不小于φ75mm
2）孔位布置
引水隧洞固结灌浆采用梅花形布孔方式，孔深入基岩5m，排距3m。
3）、固结灌浆压水试验
为便于分析判断灌浆效果，在固结灌浆孔岩石裂隙冲洗结束后，进行灌前简易压水试验，固结灌浆灌前简易压水试验孔不少于总孔数的5%。
压水试验压力采用80%灌浆压力。
该值若大于1Mpa，采用1Mpa；压水20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量作为计算流量。
压水试验的成果用透水率q表示，单位为吕容（Lu）。
压水试验的计算方法：
q=Q／PL
式中：
q——试段透水率，Lu；Q——压入流量，L/min；L——试段长度，m；
P——作用于试段内的全压力，Mpa。
计算成果取两位有效数字。
4）灌浆
①固结灌浆按二次序进行，所用浆液水灰比经灌浆试验确定。
灌浆时浆液配比应由稀变浓，逐级改变。
②固结灌浆采用孔内循环法，射浆管距离孔底不宜大于0.5m。
优先采用单孔一次灌浆，当吸水情况相近和排浆量允许时，可采用群孔并联灌注，但不多于3孔，并应严格控制压力以防抬动。
③浆液比级
（a）选用2:
1、1:
1、0.8：
1、0.6:
1四个比级进行固结灌浆，开灌水灰比为2:
1。
④浆液比级变换原则
浆液比级应由稀至浓，逐级变换。
（a）在灌浆压力保持不变，注入率持续减小时，或当注入率不变压力持续升高时，不得改变水灰比。
（b）当某一比级浆液的注入量达300L以上或灌注时间达30min，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。
（c）当注入率大于30L/min时，可根据情况越级变浓。
⑤灌浆时在规定压力下如灌浆段的吸浆量小于0.4L/min，持续灌注30min，灌浆工作即可结束。
⑥灌浆时如发生串浆，应尽可能与被串孔同时灌注。
若无条件可将被串孔塞住，对灌浆孔单独进行灌注。
灌注结束后，应立即清除被串孔内浆液，洗孔后再灌。
⑦灌浆工作必须连续进行，若因故中断，必须马上处理，尽早恢复灌浆。
如果中断超过30min，则应进行钻孔冲洗，若冲洗无效，则应扫孔。
恢复灌浆时开始采用最大水灰比的浆液灌注，若吸浆量与中断前相近似，即可采用中断前的水灰比；若吸浆量较中断前减少较多，则浆液应逐渐加浓；若恢复灌浆后吸浆量急剧减少，且在短时间内停止吸浆，则该段灌浆视为不合格。
⑧全孔灌浆工作完成后及时封孔，排除孔内稀浆，采用全孔灌浆封孔法进行封孔，使全孔封填密实。
孔口剩余段用锚固剂封填。
⑨钻孔冲洗和灌浆过程中，注意观测泄洪洞衬砌的变形，若发现异常，应立即降压，报告有关人员，并作详细记录。
5）特殊情况处理：
①在已完成或正在灌浆的地区，其附近30m以内一般不得进行爆破作业。
如需进行爆破作业，必须采用控制爆破措施并报监理工程师批准，尽量避免爆破影响。
②灌浆过程中发现冒浆、漏浆时，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇、待凝等方法进行处理。
③灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，一泵一孔同时进行灌浆。
否则，塞住串浆孔，待灌浆孔灌孔灌浆结束后。
再对串浆孔进行扫孔、冲洗，而后继续钻进或灌浆。
④灌浆如因故中断，按以下原则处理：
应尽快恢复灌浆。
否则应立即冲洗钻孔，再恢复灌浆；恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆液进行灌浆，如注入率与中断前相近，改用中断前的水灰比灌浆。
如减少较多则应逐级加浓；如减少很多且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施；
6）固结灌浆质量检查
①采用测量岩体波速或静弹性模量，并结合分析灌浆孔和检查孔的钻孔取芯以及压水试验和灌浆试验成果为辅的方法进行综合评定。
②固结灌浆采用单点压水试验方法进行检查，灌后透水率不大于5lu。
其检查孔的数量不应少于灌浆孔总数的5％，检查结束后应按要求进行灌浆和封孔。
③压水稳定标准：
在稳定的压力下，每5min测读一次压入流量。
连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，本阶段试验即可结束，取最终值作为计算值。
④采用压水试验、岩体波速、静弹性模量法进行质量检查，检查应分别在灌浆结束后3～7天、14天、28天进行。
检查和试验成果应提交监理工程师，以便拟定检查孔的孔位。
⑤固结灌浆质量的压水试验检查若达不到上述合格标准的，应按监理工程师批准的措施进行处理。
排水孔钻孔采用岩石钻机，开孔孔位符合施工图纸的要求，因故变更孔位需征得监理工程师的同意，并记录实际孔位。
钻机安装平整稳固，钻孔前按监理工程师指示埋设孔口管，钻孔方向按施工图纸要求确定，钻孔时保证孔向准确。
十、灌浆施工资源配置
主要机械设备、劳动力计划见下表所示。
灌浆施工主要机械设备计划用量表
序号
机械名称
规格型号
单位
数量
备注
1
气腿式风钻
YT28型
台
6
2
灌浆泵
3SNS
台
2
3
高速搅拌机
ZJ-600
台
2
4
储浆机
YJ-800
台
3
5
自动记录仪
GJY-IV
套
1
6
污水泵
150QJ10-50/7
台
4
7
电焊机
ZXG-500
台
2
8
载重汽车
5t
台
1
钻孔灌浆工程劳动力计划表
序号
工种
数量
序号
工种
数量
1
风钻工
6
2
空压机工
2
2
灌浆工
6
4
制浆工
6
3
电工
2
6
普工
6
4
焊工
4
合计
32
十一、质量保证措施
1、加强对全体施工人员的质量意识教育，增强其质量意识，从事钻灌作业的人员必须经过培训、考试，考试合格后，方可上岗。
2、本工程设专、兼职质检员，质检员必须持证上岗。
3、本工程设置质量工作领导小组，行政一把手任小组组长，项目总工任副组长，具体负责本工程的质量管理工作。
质检员、技术员、班组长等所有施工人员均要明确质量责任。
4、建立健全各种质量规章制度，行使质量一票否决权。
建立奖惩制度，奖优罚劣。
5、质量管理工作和全体施工人员的经济挂勾，将施工人员月收入的5%作为质量保证金。
当该单项工程通过验收后，方可返还。
6、严格执行本工程的技术要求进行施工。
7、由经验丰富的专业工程师负责本项目的施工，健全质量保证体系，建立班组自检、施工队复检、专职质检员终检的“三检”制度。
8、现场施工中，接受监理工程师的监督和指导，上道工序未完成，下道工序不得施工，保证每道工序符合质量要求。
9、从工艺和工序上把关，从放点、钻孔、钻孔冲洗、压水试验到灌浆封孔，严格控制各道工序的质量，建立预防为主，纠正为辅的质量管理体系。
10、钻孔过程中，严格控制孔向，发现孔偏及时采取措施纠偏，要保证钻孔孔深，孔底残留要满足规范要求；灌浆过程中，严格控制浆液比重，灌浆压力，屏浆时间等，遇到特殊情况，及时与监理工程师和设计人员取得联系，并在原始记录上如实记录。
11、在灌浆过程中，严格控制压水和灌浆压力，认真进行抬动观测，以防混凝土衬砌破坏及混凝土盖板抬动。
12、灌浆材料要满足灌浆质量要求，各种水泥必须具有出厂合格证和检验报告单。
灌浆用水泥要求新鲜，受潮结块的水泥不准使用；出厂时间超过三个月的水泥不予使用。
13、对灌浆机进行及时维修和保养，保证在施工过程中均处于良好的工作状态，避免因突然停机对工程质量的影响。
14、根据监理工程师的指令，在相关位置布设检查孔，如果有不合格的孔段，及时补孔灌浆，直到合格为止，并且及时分析原因，总结经验。
十二、安全保证措施
1、加强对所有施工人员的安全教育，提高其安全意识。
所有上岗人员均应进行安全考试，考试合格后方可上岗。
2、每个工作面均要设置专.兼职安全员，必须设置专职安全员，安全员要持证上岗。
3、本工程要设置安全领导小组，行政一把手任组长，主管生产、安全的副职担任副组长。
安全员、施工班组长等均明确安全责任。
4、所有钻机、灌浆泵、搅拌机一律不准单人开机操作，每班工作必须有明确分工。
5、对现场进行的施工机械进行修理时，必须与运转人员取得联系。
6、所有灌浆管路、灌浆塞、压力表、阀门等材料均应通过耐压试验，各种设备及材料均能承受1.5倍的设计压力。
7、参加施工人员，必须配带与施工环境、条件相适应的劳保护具。
灌浆要配带安全帽、防护眼镜、胶靴等。
8、卷扬机、钻灌台车、吊笼、脚手架、安全网投入使用前，必须通过由安全小组组织的安全验收，方可进行施工。
9、在高空及钻灌台车上作业时，必须系好安全带。
10、在竖井、调压井施工时，钻灌台车下部要挂安全网，钻孔平台上方要搭设防护平台，要将井口打扫干净，设置专人看守，严禁无关人员入内。
11、竖井卷扬机布设时，要严格遵守国家有关的安全规程。
卷扬机卷筒轴线距第一导向轮的水平距离不能小于15m。
卷扬机钢丝绳不准有结节、扭绕现象。
如在一个节距内断丝超过5%应予更换。
钢丝绳在卷筒上要排列整齐，钢丝绳不可全部放完，在卷筒上至少应保留一层。
卷扬机操作人员必须持证上岗。
卷扬机等牵引系统必须设监护人。
每次运行前，均应对卷扬机系统进行检查。
认真填写好运行记录。
若发现有异常现象，应立即停止作业，进行检修。
检修完毕后，先进行试运行。
运行正常后，方可进行施工作业。
根据国家有关法规、工程实际情况，编制卷扬机操作规程，操作规程要悬挂于醒目位置。
卷扬机司机和施工人员必须严格执行此规程。
施工现场照明要符合国家有关规定。
卷扬机司机要服从乘坐人员的指挥，接到运行命令后，要复答，准确无误后，方可操作卷扬机。
卷扬机要设置事故开关和限位器，由监护人负责看管。
当卷扬机运行到目的地，无论是否接到指令，监护人必须拉掉事故开关。
卷扬机司机必须熟记运行口令，运行口令必须统一制定。
12、建立健全环境保护盒文明施工管理规章制度，并严格落实到位。
13、建立健全环境保护体系，成立日常监察组织机构，进行环境保护不定期检查。
14、生产调度部在组织施工生产的同时，必须充分考虑环境保护工作，要把环境保护工作做为一项重要内容，编制到各施工队生产作业计划当中去，督促各施工队按计划实施。
15、在生产、生活区按监理人指示在适当位置修造污水处理站，对生产、生活中产生的废水、污水进行净化处理。
确保废水、污水达到国家排放标准后方可排放，避免因废水、污水对施工区水质的污染。
施工区的废水、污水通过管路汇集到监理指定的污水处理位置，在指定污水处理位置设置两个集水池，通过在反应池中加药剂，沉淀后使废水、污水达到合格排放标准。
生活区设置一个污水处理池，通过外加药剂，使污水达到排放标准。
可利用此水，对生活区进行洒水，保持生活区的湿度。
工程竣工后，按监理人的要求，拆除所有临建设施，彻底清理施工区和生活区，恢复征地范围原有自然面貌。
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