灌浆施工方案.docx
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灌浆施工方案
贵州罗甸
大坝固结灌浆施工方案
（合同编号：
HD-TJ-2010001）
批准：
校核：
复核：
编写：
中国水电建设集团辽宁工程局有限公司
贵州蒙江灰洞水电站大坝项目部
2011.5.15
灰洞电站大坝固结灌浆专项施工方案
1.工程概述
灰洞水电站位于贵州省黔南布依族苗族自治州罗甸县境内，地处罗甸县北部董王乡的蒙江主源格凸河上。
坝址处河谷为“Ｖ”字型横向谷，河床宽18～20m，河床高程620m，设计正常高水位648.5m时，谷口宽41m，宽高比1.4。
坝址处为单斜构造地层，未见断层构造发育，仅在两岸发育有几组陡倾角裂隙。
坝基及两坝肩出露地层为C3mp2-1，分布在650m高程以下至河床，总厚度大于250m。
两坝肩650m高程以上出露地层为C3mp2-2和P1q1。
坝址从河床至两岸坡785m高程下为岩溶发育的强透水层，岩性为灰岩，经地表调查，两岸均有溶洞、落水洞、岩溶沟槽等岩溶型态发育，但规模小，无导通库内外的大型管道性洞穴存在。
两岸坡785～851m间为透水性较弱的中层状灰岩，间夹片状泥灰岩。
岩溶发育受其屏蔽作用影响，仅在局部见小溶孔发育，属弱岩溶透水层。
坝轴线剖面岩层倾向左岸。
大坝为抛物线等厚双曲拱坝，拱坝中心线方位角为N40.545°W，坝顶高程659.5m，坝底高程610.5m。
大坝采用C15混凝土砌块石砌筑，其下部设2.0m厚C9020二级配常态混凝土垫层，上游面630.23m高程以下设1.5m厚C20混凝土防渗墙，以上至正常蓄水位648.5m设1.0m厚防渗墙，下游面采用M10水泥砂浆勾缝。
坝高51m（含垫层），拱冠梁底厚11.0m，最大厚高比为0.216，最大顶厚4.0m，坝顶弧长103.3m。
1.1工程项目及工程量
大坝基础作固结灌浆孔布置于整个坝基面，沿坝底宽度方向按6排呈梅花形布置，沿坝基面纵向孔间距3.0m，平均孔深5.0～8.0m，灌浆控制压力0.3～0.5KPA。
其中：
基础处理工程项目及工程量表
工程部位
项目名称
单位
数量
备注
A片区域
固结灌浆
m
70
有效进尺5米
B片区域
固结灌浆
m
272
有效进尺8米
C片区域
固结灌浆
m
160
有效进尺5米
D片区域
固结灌浆
m
130
有效进尺5米
E片区域
固结灌浆
m
70
有效进尺5米
F片区域
固结灌浆
m
45
有效进尺5米
小计
m
747
有效进尺
1.2施工工期
据上表固结灌浆总量为747米，计划施工时间为25天。
具体施工时间按照大坝冲沙底孔基础开挖时间确定。
2、施工布置
2.1施工布置原则
根据本工程特点，本着就近、方便、节省、易于控制的原则，以施工进度为目标，充分利用现有条件在确保工程按期完成的前提下，尽量减少临建工程量。
2.2施工道路
该灌浆工程施工项目可利用现在的场内施工通道，施工机械设备利用大坝砼进仓道路进场。
2.3供水系统
根据施工设备投入情况，利用河道水作为水源，采用集中供水方式，即采用潜水泵作为提水设备，直接通过主供水管路上安设的分水阀进行钻孔
2.4供电系统
施工供电采用大坝变压器，通过主电缆延上坝公路从右坝肩处引入工作区分电柜，每台钻机通过16mm2电缆向各施工设备供电。
2.5排污与清污系统
1）灌浆施工产生的废水、废浆，用压力水冲洗，保持作业面清洁，废水、废浆经自排或抽排至坝外。
2）在坝外修建沉浆池，废水、废浆经沉浆池沉淀后，清水排入河道，泥浆沉积物清理运至弃渣场。
2.6制浆与输浆系统
在右坝肩上坝公路处适当位置布置临时集中制浆站。
制浆站配备高速搅拌机1台，并配备足量的贮浆桶、输浆泵和输浆管路等。
制浆站制备0.5：
1的稳定水泥浆，浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度，纯水泥浆液的搅拌时间不小于30S。
制浆站配制的水泥浆液通过输浆管路直送或转送各作业面，由工作面上400L的拌浆机调配成各灌段所需的浆液，配制好的水泥浆，自制备到用完时间不超过4h。
3.施工方案及措施
3.1施工依据
3.1.1《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》和《招标及合同文件》土建标施工技术条款；
3.1.2设计图纸、通知；
3.2钻孔和灌浆
3.2.1工作内容
（1）钻孔：
包括灌浆孔和检查孔的钻孔，以及钻孔和灌浆所需进行的钻取岩芯和试验、钻孔冲洗、压水试验、灌浆前孔口加塞保护等全部作业。
（2）灌浆：
包括帷幕灌浆（见防渗帷幕工程相关章节）、固结灌浆、接触灌浆、接缝灌浆，采用水泥灌浆。
（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不低于P.O32.5。
灌浆用水泥必须符合质量标准，细度通过80μm方孔筛的筛余量小于5%；采购的每批水泥必须保持新鲜,距出厂日期不超过40d，灌浆现场设置水泥库，每隔15d进行一次细度检测，有受潮结块的水泥不得用于灌浆施工
（2）水
灌浆用水符合JGJ63-89第3.0.4条的规定要求，拌浆水温不高于40℃，不低于5℃。
（3）掺合料
对于地质条件复杂及吸浆量较大的部位，经监理人批准，在水泥浆液中掺入砂、粉煤灰和水玻璃等掺合料，掺入量通过试验确定。
各种掺合料质量符合DL/T5148-2001的有关规定。
（4）外加剂
灌浆过程中可能在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂或其它外加剂。
各种外加剂质量符合DL/T5148-2001的有关规定，其最优掺量通过室内试验和现场生产性灌浆试验确定，所有能溶于水的外加剂均以水溶液状态加入。
3.2.2灌浆试验
（1）承包人根据工程的建筑物布置和地质条件，选择地质条件与实际灌浆区相似的地段作为灌浆试验区。
（2）根据灌浆工程施工图纸的要求或按监理人指示选定试验孔布置方式、孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数。
（3）在每一灌浆试验区内，按批准的灌浆试验大纲拟定的施工程序和方法进行灌浆试验检查灌浆的效果，承包人整理分析各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量等的试验资料，并将灌浆试验成果报送监理人。
3.3固结灌浆施工
大坝基础固结灌浆孔布置于整个坝基面，沿坝底宽度方向按6排呈梅花形布置，沿坝基面纵向孔间距3.0m，平均孔深5.0～8.0m，灌浆控制压力0.3～0.5MPa。
施工程序为：
施工布置→测放孔位→Ⅰ序排孔钻灌→Ⅱ序排孔钻灌→质量检查验收→单元施工结束→进行下一单元施工。
3.3.1钻孔
1）放线布孔
首先根据设计图纸采用全站仪进行钻孔整体放样，并逐孔定好孔位，设置控制性桩号。
施工时，用钢卷尺重新校测，逐孔复核孔位。
要求开孔位置与设计位置偏差不大于10cm，因故变更孔位事先征求监理或设计同意。
2）钻机钻孔
孔位确定无误后，将钻机移至核定的孔位上，按照要求进行机架、机座校正，配备良好钻具，保证钻孔开孔角度符合设计要求。
固结灌浆孔孔径不小于φ75mm，钻孔采用SGZ-ⅢA型回转钻机，固结灌浆孔底偏差不大于1/40孔深。
3.3.2钻孔冲洗及压水试验
1）钻孔冲洗
固结灌浆孔段钻孔达设计深度后分别进行钻孔冲洗和裂隙冲洗，以提高灌浆质量。
每段钻孔结束后立即用大流量水流对钻孔内残留岩粉进行冲洗，直至回水澄清10min方可结束，总的洗孔时间不少于30min，保证孔内残留物小于20cm。
裂隙冲洗压力：
水压一般采用相应灌浆孔段80%的灌浆压力，如80%的灌浆压力大于1MPa时，则采用1MPa；风压一般采用相应灌浆孔段50%的灌浆压力，如50%的灌浆压力大于0.5MPa时，则采用0.5MPa。
当临近正在灌浆的孔或临近灌浆孔结束不足24h，不得进行裂隙冲洗。
灌浆孔（段）裂缝清洗后，该孔（段）立即连续进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h的，在灌浆前重新进行裂隙清洗。
2）压水试验
选择有代表性的孔段进行压水试验，承包人根据监理人指示，采用“简易压水”、“单点法”及“五点法”进行压水试验。
压水试验压水压力采用灌浆压力的80%,超过1MPa时，采用1MPa。
试验孔段为灌浆孔段总数的5%～10%。
压水压力值同洗孔压力取值，每3min测读一次压入流量，取连续4次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10﹪时的最终值，或最大值与最小值之差小于1L/min时的最终值取作为计算流量，成果以透水率表示，计算方法：
q=Q/PL
式中：
q—透水率（Lu）；
Q—压入流量（L/min）；
P—作用于试验段的全压力（以表压取值）；
L—试验段长（m）。
3.3.3灌浆施工
1）灌浆方式与方法
固结灌浆按分序加密原则，分两序施工，第Ⅱ序孔在周围第Ⅰ序孔施工完毕且封孔后实施钻灌。
灌浆方法：
基岩段长小于6m时，采用纯压式全孔一次灌注法；基岩段长大于6m时，采用自下而上纯压式灌注法。
固结灌浆原则上一泵灌一孔，当灌浆孔发生串浆时，则采用群孔并联灌浆，并联灌浆孔数不超过3个，并严格控制灌浆压力；当个别孔段发生绕塞返浆时，在孔内塞位上部下入软管，用压力水冲洗泥浆，以防埋塞。
灌浆采用SGB-10型灌浆泵，GY-1Y型灌浆自动记录仪进行记录。
2）浆液的变换
灌浆浆液浓度按先稀后浓、逐级变换的原则进行。
浆液水灰比拟采用3:
1、2:
1、1:
1、0.8:
1、0.5:
1五个比级，开灌水灰比采用3:
1；
当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时或当注入率不变，压力持续升高时，不改变水灰比；当某级浆液注入量达300L，或灌注时间达1h，而压力或注入率无显著变化时，变浓一级；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。
灌浆前、浆液变换时、灌浆结束时均测量浆液密度，灌浆过程中，每隔15～30min量测一次浆液浓度，并反映在固结灌浆综合成果表中。
3）灌浆压力
固结灌浆压力控制0.3～0.5MPa，灌浆压力以安装在回浆管路上的灌浆压力表的中值控制。
灌浆压力尽快达到设计压力，但对断裂构造发育、注入率较大的孔段采用分级升至设计压力，具体操作时以压水试验为基础，按每0.05MPa为一级，逐级升至设计压力，且每级压力的纯灌时间不少于15min。
串通孔灌浆或多孔并联灌浆时，分别控制灌浆压力，防止发生抬动破坏。
4）灌浆结束标准和封孔方法
①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30min，灌浆即可结束。
②灌浆结束后马上用0.5：
1浓浆进行封孔，封孔采用“全孔灌浆封孔法”，浆液凝固后及时清除孔内浮浆和污水，用水泥砂浆回填密实。
3.3.4特殊情况处理
a灌浆过程发生冒浆、漏浆时，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、间歇灌浆等方法处理。
b灌浆过程发生串浆时，若串浆孔具备灌浆条件，则同时进行灌浆（灌浆采用一泵一孔灌注）；否则将串浆孔孔口用灌浆塞塞住，待灌浆结束后，串浆孔再继续钻进和灌浆。
c灌浆工作必须连续进行，若因故中断，按照下述原则进行处理：
尽可能缩短中断时间，及早恢复灌浆；
中断时间超过30min，立即进行钻孔冲洗，而后恢复灌浆；
若无法冲洗或冲洗无效，则进行扫孔，而后恢复灌浆；
恢复灌浆时，使用开灌比级的水泥浆进行灌注，若注入率与中断前相接近，即换成中断前同比级的水泥浆进行灌注，若注入率较中断减少较多，则浆液由开灌水灰比逐级加浓继续灌注；
恢复灌注后，如注入率较中断减少较多，且在极短时间内停止吸浆，请设计、监理共同研究补救措施。
d在孔口有涌水的灌浆孔段，在灌浆前应测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况采取下列措施：
自上而下分段灌浆；
短的段长；
高的灌浆压力；
浓浆结束；
灌浆结束应有屏浆措施，屏浆时间不少于1h；
闭浆待凝时间不少于48h；
必要时在浆液中掺加适量速凝剂。
e大量耗浆孔段的处理；
遇有大量耗浆孔段时，首先应降低灌浆压力，采用浓浆，减少并限制其注入率，并视耗浆量情况，采用浆液中掺速凝剂，待该段耗灰量超过2t/段，仍不见压力回升，地面又无漏浆的迹象，则应停止灌浆，待凝24小时后复灌；
复灌时注入率逐渐减少，则应灌至正常结束；
复灌时注入率仍很大，灌浆难于结束时，则采用掺中、细砂、水玻璃、水泥浆液和水玻璃双液法等方法，待耗灰量超过0.5～1t/m后，再待凝后复灌至正常结束；
复灌时注入率较待凝前相差悬殊，且耗灰量很小，则应对该段扫孔后再灌浆，如扫孔后注入率仍很小，此孔即告结束。
f灌浆过程中若回浆变浓，应该稀释后继续灌注，若无效再改稀灌注，若回浆仍变浓，延续灌注30min，即可结束灌浆。
3.3.5灌浆质量检查
（1）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、测试成果的分析和检查孔岩心等综合评定。
（2）固结灌浆检查孔的位置由监理和设计代表确定。
（3）固结灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆结束7d后进行，采用简易压水试验。
（4）当固结灌浆检查孔的透水率不大于8Lu或透水率不大于8Lu的孔段达到85%以上、不合格试段的透水率不大于12Lu且分布不集中时，灌浆质量为合格；否则应由监理、设计、施工商量处理方案。
4.1.5检查孔检查结束后，采用与灌浆孔相同的方法进行封孔
4、汛期施工措施
根据总进度安排以及以往水文资料，马上将进入汛期。
由于现在平均水位已经超过高程EL625m，若洪水来临，在大坝高程EL626m上进行钻孔及灌浆施工存在着较大的安全风险，为了施工安全，特制定以下防汛措施：
1、建立防汛领导小组
项目部根据其组织机构，成立汛期施工安全防汛领导小组，项目经理为组
长，副经理和施工队负责人为副组长，项目部其它成员为防汛小组成员。
建立防汛机构责任制，在汛期施工中，防汛小组成员坚守在各自的工作岗位，履行各自职责。
2、建立防洪抢险突击队
项目部成立防洪抢险突击队，作业队年轻精干的作业人员为突击队成员在
汛期施工中，一旦预报上游有洪水暴发，突击队立即组织其成员将施工人员、施工机械设备撤离到安全地区。
3、建立防汛水情预报网
项目部与业主、监理等单位建立水情预报网络，业主、监理单位与地方水文及上游水电站随时联系，一旦水情变化，施工单位防汛小组马上组织施工人员做好现场撤离工作。
4、现场撤离
项目部一旦接到通知，立即组织人员进行现场撤离，撤离顺序为：
首先是现场作业人员、大型机械设备，其次是小型设备、施工材料撤离，在有限的时间内有序撤离。
5、做好防汛施工安排
根据水情预报、天气预报，灵活安排现场施工，正常情况下抓紧施工，若有大雨时视情况停止施工。
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