调压井灌浆方案汇总.docx

1、调压井灌浆方案汇总1工程概况1.1简述XXX水电站为径流引水式电站，枢纽工程主要任务是发电，水库正常蓄水位891.50m，坝顶高程895.50m，最大坝高19m，电站设计水头50.4m，设计引用流量259.50 m3/s，电站总装机容量115MW，多年平均发电量4.6288亿kW.h，年利用小时数4025h。工程规模为三等中型工程。本工程调压井中心位于引17+204.91m，为阻抗式调压井，总高度为95.2m。调压井井顶出露，井顶平台高程920m，调压井底板高程824.80m，最高涌浪水位918.40m，最低涌波水位861.48m。调压井采用钢筋混凝土衬砌，同时采用固结灌浆方式补强和防渗，衬砌

2、厚度为1.5m。1.2 工程地质条件调压井壁结构面较发育，以层面裂隙为主。岩层呈单斜构造，岩层产状为NW270300NE4580，出露规模较大的结构面为层间挤压带；裂隙结构面较发育，根据厂房区地面地质测绘及勘探平洞裂隙统计，主要发育4组裂隙，其中以层面裂隙组最发育，产状：NW270-300NE45-80；组较发育，产状：NE10-30NW70-85；组较发育，产状：NE60-85NW70-85；组次之，产状：NE60-85SE70-85。 2、编制依据2.1编制依据（1）水工建筑物水泥灌浆施工技术规范DL/T5148-2001（2）水电站基本建设工程验收规程DL/T 5123-2000；（3）

3、调压井、岔管布置及体型修改图（1/6 -6/6 CZGS-H4-3-3X18X1）；（4） 2013年34号监理例会纪要。3、主要工程量 原调压井设计灌浆工程量表序号工程名称单位工程量备注 1调压井固结灌浆m11412入岩6m或4m1.1钻岩石m11412入岩6m或4m1.2钻混凝土m31162岔支管段回填灌浆m2346 方案调整后调压井灌浆主要工程量表序号工程名称单位设计工程量备注 1调压井深孔固结灌浆 m 4355.4EL920mEL879.0m.单孔入岩42.7m1.1钻岩石m4355.41.2钻混凝土 m0 2调压井井壁环形固结灌浆 m 6012 EL879.0m高程以下2.1钻岩石

4、m60122.2钻混凝土 m 1766 3岔支管段回填灌浆m23464、施工布置4.1施工道路根据现场实际情况，上调压井施工道路前期开挖及浇筑阶段已形成，可以利用直接拉运材料至施工部位，施工道路完全满足现场施工要求；4.2施工供水本工程施工用水采用2高扬程潜水泵自白龙江抽取，接入2软管将水引入调压井上坝施工道路处中转站18 m蓄水池内，在采用2高扬程潜水泵接入2软管将水引入调压井920m平台修建有18 m生产用水蓄水池内，施工时在采用潜水泵选用11.5软管引至制浆站。4.3施工用电施工用电由白龙江左岸业主系统10kv高压线路,“T”接至调压井井台，10kv高压终端安装500KVA -10kv/

5、0.4kv变压器一台，向调压井用电部位设备及照明设备提供电源。4.4制浆系统 在调压井920m平台一侧建立灰浆站，大小为410m，用高速搅拌机集中制浆，制备好的浆液用SGB6-10型灌浆泵通过50灌浆管直接输送至各灌浆工作面。 制浆系统平面图5、施工方案调压井混凝土目前已全部浇筑完成，准备进行调压井灌浆施工。根据目前现场实际情况，调压井从井顶平台920m至调压井底板824.80m高程， 落差高达95.2m，灌浆施工过程中存在高空作业安全风险较大及施工进度较长（大约175天）等问题，故经与各方在监理例会上沟通，在满足设计要求情况下，为加快施工进度，针对调压井灌浆进行方案调整。调整方案如下：调压井

6、EL879.0m高程以上采用自上而下分段深孔固结灌浆方法进行施工，将原设计的垂直井壁固结灌浆改为双排竖直方向环绕井壁深孔固结灌浆；调压井EL879.0m以下仍按原设计井壁灌浆方案进行实施；深孔固结灌浆浆液扩散半径计算如下： 浆液扩散半径R计算公式常用公式： 式中 K灌浆前岩层的渗透系数；t灌浆的延续时间；H灌浆压力，以水柱高度计；r钻孔半径；1、2水与浆液的粘滞系数；1、2分别取1.0和1.83。 n岩层的有效孔隙率。透水率目前参考7#引水隧洞靠调压井最近围岩段灌前透水率，根据透水率范围在10q100之间，初步拟定岩层的灌前岩层的渗透系数K为510-2（cm/S)，为中等透水性,最短灌浆延续时

7、间60min，灌浆压力取1.0-1.6Mpa（水柱高度100-160m），钻孔半径30-50mm，孔隙率n取0.6-0.8；1、2分别取1.0和1.83。根据以上数据初步计算出浆液的最大扩散半径为2.33m，浆液的扩散半径与和灌浆压力成正比，渗透系数和压力越大浆液的扩散半径就会越大，可灌性也就越好。经上述浆液扩散半径计算理论数据证明，改为双排竖直方向环绕井壁深孔固结灌浆能满足原固结灌浆设计要求。原设计方案垂直井壁固结灌浆典型断面图详见下图调压井灌浆方案调整后竖直方向自上而下分段双排深孔环绕井壁固结灌浆详见下图5.1调压井EL879.0m高程以上深孔固结灌浆孔位布置调压井879.0m以上，920

8、m平台上分别距衬砌混凝土边缘2.0m、3.5处布置一圈深孔固结灌浆孔，考虑到井内径上、下不同钻孔时需设计斜孔钻进，以保证有效的灌浆范围，开孔角度为以调压井中心线为基准偏斜6.0度，单孔孔深42.7m，共布置102个灌浆孔。（具体布置型式详见后附图）5.2调压井EL879.0m高程以上深孔固结灌浆工艺流程调压井879.0m以上深孔固结灌浆采用自上而下分段卡塞灌浆方法，具体施工工艺流程如下：钻机校平固定60mm金刚石钻头钻进钻进第一段裂隙冲洗简易压水第一段卡塞灌浆钻进第二段裂隙冲洗简易压水第二段灌浆重复以下孔段至终孔段封孔。5.2.1钻孔施工（1）钻孔采用XY-2型地质钻机造孔，按技术文件和规范要

9、求安装、校平钻机，确保钻机平整稳固，深孔固结灌浆开孔孔径60mm，井内灌浆孔开孔孔径50mm，孔位偏差不大于10cm。（2）在钻孔过程中，应严格控制孔斜，孔斜应符合技术要求的规定，现场控制孔斜措施如下: 1）钻孔前，安装钻机平正稳固；钻机立轴方向应与设计孔向一致。 2）开孔的中心轴线方向必须与设计钻孔轴线方向一致。 3）使用带扶正器的长钻具。 4）钻进过程中，每10m测量孔斜，发现偏斜超过设计要求及时纠正或采取补救措施。 5）在钻进过程中，应经常校测钻机立轴方向是否与设计孔向一致。 6）每次接班后，均应校测钻机立轴方向是否与设计孔向一致，钻机是否平正稳固。孔斜允许值孔 深(m)20304050

10、最大允许偏差值(m)0.250.50.81.15（7）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，应详细进行记录；遇有洞穴、塌孔或掉块难以钻进时，可先进行灌浆处理，再行钻进。（8）钻孔施工作业暂时中止时，孔口应妥加保护，防止流进污水和落入异物，灌浆孔(段)在钻进结束后，应进行钻孔冲洗，孔底沉积厚度不得超过20cm。（9）固结灌浆按设计要求分两序进行钻孔，按分序加密的原则进行，先施工I序孔，后施工II序孔。5.3钻孔冲洗和压水试验5.3.1冲洗（1）灌浆孔均需进行冲洗，孔壁冲洗采用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法，冲洗压力可采用80%的灌浆压

11、力，压力超过1MPa时，采用1MPa；裂隙冲洗可结合简易压水进行，裂隙冲洗冲至回水澄清，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。（2）当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足24h，不得进行裂隙冲洗。（3）灌浆孔裂隙冲洗后，该孔（段）要立即连续进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，要在灌浆前重新进行裂隙冲洗。5.3.2 压水试验（1）压水试验在裂隙冲洗后进行，根据灌浆技术要求，采用“简易压水”法进行压水试验，压力为灌浆压力的80%，并不大于1MPa时，压水20min，每隔5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率q表示，单位为Lu。（2）基岩固结灌浆孔灌浆前的压水

12、试验在裂隙冲洗后进行，试验孔的数量不少于灌浆总孔数的5%，其余孔段结合裂隙冲洗进行简易压水。5.3.3制浆及灌浆施工5.3.3.1制浆系统基本要求集中制浆站制备水灰比为0.5:1的纯水泥浆液，输送浆液流速为1.42.0m/s，各灌浆地点测定来浆密度，并根据各灌浆点的不同需要调制使用。寒冷季节施工作好机房和灌浆管路的防寒保暖工作，炎热季节施工采取防晒和降温措施；浆液温度保持在540，低于或超过此标准的视为废浆。5.3.3.2灌浆压力要求 1）孔口灌浆压力计算 p=p0-gh 式中：p孔口灌浆压力，MPa； p0灌浆全压力，MPa； 浆液比重， g/cm3 g重力加速度， N/kg h灌浆段深度，

13、 m。 2）初拟灌浆全压力，具体根据灌浆生产试验确定。 初拟灌浆压力值孔深（m）055101015152020252530303535404050初拟压力（I序）0.50.60.70.80.91.01.11.21.3初拟压力（II序）0.50.70.80.91.11.21.31.41.5说明：以上灌浆压力为全压力。5.3.3.3分段灌浆施工 灌浆采用分段施工，第一段深入岩石5m，以下每段段长均为5.0m，终孔段不宜大于8m。根据孔深深度单孔划分为7段，最后一段7.7m，自上而下卡塞分段灌浆时，下一段的卡塞位置必须设置在已灌段下部50cm以上防止绕塞。5.3.3.4浆液水灰比及结束标准（1）浆液

14、水灰比采用3、2、1、0.6（或0.5）四个比级，浆液变换条件遵循由稀到浓逐级变换，当灌浆压力不变, 注入率持续减少或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。（2）当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力及注入率均无改变或改变不显著时，改浓一级灌注。（3）固结灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆单元结束3d后进行，质量检查孔的压水试验要求采用单点法，压水试验的压力采用相对灌浆段压力的80%，但不大于1.0Mpa。（4）灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，立即查明原因，随时调整，采取相应的措施处理。（5）灌浆过程中，每隔一定时间测定浆液比重，灌浆结束时亦应测

15、定浆液比重，并作出记录。（6）当采用最大浓度浆液施灌，注入量很大而不见减少时，经监理工程师同意可采用间歇灌浆法，同时考虑加砂，如因加入掺合料而使注入量突减，则停止使用掺合料。（7）固结灌浆在规定压力下，当注入率不大于1.0L/min时，继续灌注30min，灌浆即可结束。当长期达不到结束标准时，报请监理人共同研究处理措施。5.3.4封孔灌浆采用压力灌浆封孔法封孔。全孔灌浆结束后，用0.5:1的水泥浆置换孔内浆液并取出所用灌浆管后用为水泥浆纯压5min，压力为最大灌浆压力的80%。5.3.5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

16、综合评定。 （2）灌浆结束37d后向监理、设计等有关单位提供固结灌浆施工综合成果资料，以便监理、设计单位及时掌握现场灌浆情况，布置固结灌浆检查孔的位置，检查孔的总数不少于总数的5%。 （3）固结灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆单元结束3d后进行，质量检查孔的压水试验要求采用单点法，压水试验的压力，一律采用0.3Mpa。 （4）一般固结灌浆压水试验检查的合格标准为灌后基岩透水率5Lu，单元灌区内压水检查的合格率应达到80%以上，其余不合格孔段的基岩透水率最大值7.5Lu，且不集中方可认为合格。 （5）检查孔检查结束后，采用与灌浆孔相同的方法进行封孔。5.4 调压井及879.0m高程以下固结灌浆及

17、岔支管段固结回填灌浆5.4.1工艺流程固结灌浆施工工艺流程具体施工工艺流程如下：搭设脚手架50mm金刚石钻头固结灌浆钻孔裂隙冲洗简易压水固结灌浆封孔。岔支管段回填施工工艺流程 洞顶拱回填灌浆分单元进行，单元划分同固结灌浆单元划分相同。回填孔与部分固结孔同孔，单元内分两序加密进行。测量放点 序孔钻孔 灌浆 序钻孔 灌浆 检查孔 验收。5.4.2脚手架搭设调压井EL879.0m以下固结灌浆需要搭设脚手架，阻抗板EL837.1m高程以下脚手架从824.8m底板高程上开始搭设，搭设高度12.3m，井圈EL879.0mEL837.1m段固结需从阻抗板EL837.1m高程开始搭设，搭设高度41.9m；脚手

18、架在过程中： 搭设管材采用48mm 钢管，壁厚3mm，立柱应置于衬砌混凝土上，搭设时间距0.8m，排距0.8m，横杆高度1.4m布设方式进行搭设，临空面设置安全网搭设管扣要牢固和稳定，钢架与壁面之间必须楔紧，相邻钢架之间应连接牢靠，以确保施工安全；脚手架搭设完成后，应根据施工需要在脚手架上铺设马道板及爬梯，且马道板和爬梯应用铁丝绑死，以保证人员及机具的施工安全。 5.4.3调压井及879.0.m高程以下固结灌浆5.4.3.1钻孔施工固结灌浆孔的钻孔采用风钻方式进行钻孔，且固结灌浆开孔直径不得小于50mm，终孔直径不小于38mm。开孔孔位应符合施工图纸要求，开孔孔位与设计位置的偏差不得大于10c

19、m。因故变更孔位应征得监理工程师同意，并记录实际孔位。所有钻孔应统一编号，并注明各孔序号，为将孔斜控制在设计要求的标准内，开钻时钻机开孔应采用慢速低压钻进。钻进过程中如遇粉尘颜色改变、漏风、断层、破碎带等情况必须反映在原始记录中。钻孔结束后，应会同项目部终检、监理人员进行检查验收，检查合格，并经监理人签认后，方可进行下一道工序。5.4.3.2冲孔、压水灌浆孔冲洗采用裂隙冲洗的方法，冲洗水压为该孔段灌浆压力的80%。 灌前简易压水试验可结合裂隙冲洗采用单点法进行。压力为该孔段灌浆压力的80%；返清水后10min结束。 在断层、大裂隙等地质条件较复杂的区域及遇水性能易恶化的岩层中，灌浆前是否进行简

20、易压水，应按监理人指示执行。当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足24h时，不得进行裂隙冲洗；灌浆孔(段)裂隙冲洗后，该孔(段)应立即连续进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。每个单元灌前压水实验采用简易压水，得出灌前的岩体透水率。孔数为该单元灌浆孔数的5且分部在各个部位和耗浆量大的部位，尽量兼顾各序。5.4.3.3灌浆灌浆用水泥的强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，原材料的检验由施工局统一分批次抽检，检验结果定期报送监理审查。制浆材料采用重量称量法，称量误差应小于5。集中制浆站输送0.5:1（比重为1.82g/cm3）的原浆，水泥浆的搅拌时间不少于30S，

21、使用普通搅拌机不少于90S。水泥浆自制备至用完时间不超过4h，浆液温度要保持在54固结灌浆浆液应由稀到浓逐级变换。各灌浆站按照浆液比重配制成2:1、1:1、0.8:1、0.5:1的水泥浆。拌制400L各种水灰比水泥浆液配料表 表二水灰比400L水泥浆水泥含量kg/L密度g/cm3水kg水泥kg2:1344.44172.220.431.291:1302.44302.440.761.510.8:1285.06356.320.891.600.5:1243.14486.281.221.82灌浆采用自动记录仪控制灌浆过程，在使用前必须进行校验和率定5.4.3.4 固结灌浆结束标准固结灌浆在规定压力下，当

22、注入率不大于1L/min，继续灌注30min即可结束。当长期达不到标准时，应报请监理人共同研究处理措施。5.4.3.5灌浆孔封孔全孔固结灌浆孔封孔采用“机械压浆封孔法”。固结灌浆孔灌浆结束后采用0.5:1浓浆置换稀浆，设计压力屏浆5分钟结束。封填前，应排除孔内稀浆和污物，待填满的浆液凝固并充分析水后，再用干硬性水泥砂浆进行第二次补充封孔，以保证钻孔密实封填。5.4.3.6变浆条件（1）当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。（2）当某级浆液注入量已达300L以上或者灌浆时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或者改变不显著时，应改浓一级水灰比。

23、（3）当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，随时调整，采取相应的措施处理。灌浆过程中，应当每隔一定时间测定浆液比重，灌浆结束时亦应测定浆液比重，并作出记录。在经过正常变浆，且浆液稠度已达0.5:1后，如孔段吸浆率仍很大，灌浆难以结束时，可采用以下措施：降低压力，使吸浆率不超过12L/min灌注，如吸浆率仍不减小，可采用间歇灌浆。必要时浆液中掺用速凝剂。当采用以上措施注入率还没有明显的改变可中断灌浆，采用闭浆措施，且待凝时间不小于1h。5.4.3.7 固结灌浆质量检查固结灌浆质量检查方法：单点法压水试验，连续四次读数必须

24、达到稳定后方可结束压水。通过测定检查孔压水值、灌浆资料分析进行综合评定。固结灌浆检查孔压水试验在灌浆结束后3天后进行，采用单点压水试验方法进行检查，透水率不大于3Lu，即为合格。要求孔段合格率应在85以上；不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的150，且分布不集中，灌浆质量可认为合格。其检查孔的数量不应少于灌浆孔总数的5，检查结束后应进行封孔5.4.4岔支管段回填施工5.4.4.1 钻孔施工回填灌浆孔待衬砌砼达到70设计强度后，采用手持式风钻方式进行钻孔，深入基岩10，并测记混凝厚度和空腔尺寸。开孔孔位应符合施工图纸要求，开孔孔位与设计位置的偏差不得大于10cm。因故变更孔位应征得监理工程师同

25、意，并记录实际孔位。所有钻孔应统一编号，并注明各孔序号，为将孔斜控制在设计要求的标准内，开钻时钻机开孔应采用慢速低压钻进。钻进过程中如遇空腔、粉尘颜色改变、漏风、断层、破碎带等情况必须反映在原始记录中。钻机安放平整稳固，钻孔方向按施工图纸要求确定，钻孔时保证孔向准确。 钻孔结束后，应会同项目部终检、监理人员进行检查验收，检查合格，并经监理人签认后，方可进行下一道工序。5.4.4.2 回填灌浆施工灌浆用水泥的强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，原材料的检验由施工局统一分批次抽检，检验结果定期报送监理审查。制浆材料采用重量称量法，称量误差应小于5。集中制浆站输送0.5:1（比重为1.82g/cm3

26、）的原浆，水泥浆的搅拌时间不少于30S，使用普通搅拌机不少于90S。水泥浆自制备至用完时间不超过4h，浆液温度要保持在54回填灌浆浆液应由稀到浓逐级变换。各灌浆站按照浆液比重配制成2:1、1:1、0.5:1的水泥浆。 拌制400L各种水灰比水泥浆液配料表 表二水灰比400L水泥浆水泥含量kg/L密度g/cm3水kg水泥kg2:1344.44172.220.431.291:1302.44302.440.761.510.5:1243.14486.281.221.82灌浆采用自动记录仪控制灌浆过程，在使用前必须进行校验和率定。回填灌浆在规定压力下，当灌浆孔停止吸浆并延续10min，采取闭浆、待凝等措

27、施结束灌浆。当长期达不到标准时，应报请监理人共同研究处理措施。灌浆孔和检查孔施工结束后，全孔回填灌浆孔封孔采用“机械压浆封孔法”。回填灌浆孔灌浆结束后采用0.5:1浓浆置换稀浆，设计压力屏浆5分钟结束。封填前，应排除孔内稀浆和污物，待填满的浆液凝固并充分析水后，再用干硬性水泥砂浆进行第二次补充封孔，以保证钻孔密实封填和抹平。5.4.4.3特殊情况处理对灌浆过程中出现灌浆中断：尽可能缩短中断时间，及早恢复灌浆。中断时间超过30min时应立即设法冲洗钻孔，则应待凝扫孔后重新灌浆。恢复灌浆应使用最稀级别的浆液，如吸浆率与中断前相近，则可尽快变换到中断前的水灰比；如吸浆量较中断前减少较多，则浆液应逐级

28、加浓。恢复灌浆后，如吸浆率较中断前减少很多，且在极短时间内停止吸浆，则认为该孔段不合格，应补孔重灌。对于灌浆过程中出现地面冒浆：如冒浆量较小，可不作专门处理，按正常灌浆方式灌注至灌浆结束标准。如冒浆量较大，一般采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌注等方法处理，必要时浆液中掺加速凝剂灌浆。灌浆中发生串浆时的处理方法：如被串孔正在钻进，则应立即停钻。如串浆不大，在被串孔内采取冲洗措施，使水泥浆不致充填孔内，可继续灌浆。串浆量大时，应查明串通量和串通孔数、范围，可采用多孔同时灌浆法灌浆，但孔数不宜超过3孔，以提高灌注效果。对于涌水的孔段灌浆开灌前测量涌水压力及涌水量，用2：1浆液开灌，灌浆结束时，在原

29、压力下再用0.5:1的浓浆进行灌注，当回浆浓度达到0.5:1时，在继续灌注10min即可结束。灌浆结束后维持原灌浆压力进行屏浆，屏浆浆液可采用结束前的同级浆液或稀12级的浆液进行屏浆，屏浆时间约为46h(视涌水量大小而定)。屏浆结束后立即将进回浆阀门关闭进行闭浆，待孔口回浆管上的压力表的压力降为零时，结束闭浆。若孔口不返水（返浆），即可结束或进行下一段的钻灌工作。若孔口有返水(返浆)时，则该孔不合格，应扫孔重新灌浆。全孔灌浆结束后，宜用最大灌浆压力将全孔用浓浆灌浆。在孔口段进行灌浆封孔达到结束标准时，需再延续30min对于较大流量的灌浆孔还可以掺加速凝剂。在灌浆过程中如回浆变浓，采用相同水灰比

30、的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min，即可停止灌浆。5.4.4.4灌浆质量检查回填灌浆质量检查方法：压浆试验，通过测定检查孔压浆值、灌浆资料分析进行综合评定。回填灌浆检查孔压浆试验在灌浆结束后3天后进行，采用压浆试验方法进行检查，初始10min吃浆量不大于10L，即为合格。要求孔段合格率应在85以上；不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的150，且分布不集中，灌浆质量可认为合格。其检查孔的数量不应少于灌浆孔总数的5，检查结束后应进行封孔。6、施工优化对此 6.1施工进度优化对比调压井灌浆调整前、后优化对比详见后附表；6.2施工工程量优化对比调压井灌浆方案调整前、后工程量对比详见后附表；6.3方案调整后工期安排根据我部人员和设备资源情况，配置两台套灌浆设备，分两个作业面进行施工，作业面一在调压井920m井圈平台处开始进行EL879.0m