施工技术总结汤溪水库.docx

1、施工技术总结汤溪水库一、工程概况汤溪水库位于饶平县黄冈河中游汤溪镇境内，距县城黄冈镇38Km，流域西北与潮州、大埔接壤，东北毗邻福建，属莲花山系以南，大部分处于高山丘陵与低山之间。水库控制流域面积667km2，正常库容为2.864亿m3，是饶平县一个大型水库，具有灌溉、防洪、发电、供水等综合利用效益。灌溉农田14多万亩，捍卫人口40万人，电站装机二台8000KW，年发电量4140万KWh，对饶平县抗击旱、洪、涝灾害、促进工农业生产和国民经济的发展起着重要的作用。水库建于1959年，由于当时设计标准低，投入资金不足，地质勘察资料不完整，使工程质量存在不少问题。主坝坝体填筑土以风化土为主，为砂质粘

2、土、粉质粘土、粉质粘土夹碎石堆筑而成，其渗透系数偏大；坝基主要为粉砂岩、细砂岩，断层发育，岩体完整性差，岩体风化深；坝肩地质条件基本同坝基段。副坝情况基本与主坝相似，坝基岩层透水性较强。水库建成蓄水后，发现坝基和两岸坝肩出现渗漏问题，且渗透量随着时间逐年递增，主坝存在坝基和坝肩绕坝渗漏问题，影响大坝的安全，为根治大坝的渗漏隐患，设计对坝体采用充填灌浆、坝基全风化层采用高压喷射灌浆、基岩采用帷幕灌浆的处理措施。为论证坝基高压喷射灌浆、基岩帷幕灌浆和坝体充填灌浆处理措施在技术上的可行性、效果上的可靠性和经济上的合理性，因此设计在工程施工前进行灌浆试验。通过试验，对原设计的施工工艺等参数提出修改或调

3、整意见，进一步改进和完善施工工艺的措施。本试验由水利部珠江水利委员会勘测设计研究院设计、饶平汤溪水库除险加固工程指挥部为建设单位、珠江水利委员会勘测设计研究院饶平汤溪水库除险加固工程监理部实施监理、由广东省水利水电机械施工公司负责施工并在监理部监督和指导下进行检测工作。我司于2001年3月12日开始组织施工人员（最多约250人）和大量施工材料进场，并投入四个台套的高喷设备和十一个台套的灌浆机设备进行施工准备工作，在工程施工前，于主坝0-009.00-015.60和0+094.50+099.0两个进行灌浆试验，3月25日正式开始两个试验段的灌浆施工，至6月26日完成工程试验的检测工作。试验检测结

4、果表明，采用坝基高压喷射灌浆、基岩帷幕灌浆和坝体充填灌浆处理措施是可行的，试验选用的施工参数可以在工程中采用。主、副坝的灌浆工程于2001年5月18日进行施工，并于2002年1月11日完成工程的施工及检测工作，期间受到施工图纸、台风和汛期库水位达52.0m以上要求暂缓施工等原因，从而影响工程按时全面铺开施工。实际完成工程量如表1。表1项目名称部位孔数（孔）钻孔进尺（m）灌浆长度（m）材料用量水泥（t）粘土（t）灌浆试验高喷主坝241154.4520.7565.55596.1555.11充填31450.0952.514.5855.11帷幕7490.3186.216.02高喷防渗墙主坝232311

5、9568.412705.63458.84479.83717.174474.67副坝793137.21021.01057.5高喷顶充填灌浆主坝2323116109.68225.881.68119.0326.92638.2副坝792116.237.32311.28帷幕灌浆主坝23231115014.118612.05711.96261.7761.58872.14副坝793597.9549.8110.56帷幕顶充填灌浆主坝2323119305.512330.3178.55223.3712.7890.3副坝793024.844.75177.6围井增加高喷灌浆主坝48153.5307.344.893.4

6、47.36100.61副坝4153.848.653.25围井增加充填灌浆主坝48108.7213.91.773.556.8613.98副坝4105.21.787.12检测孔帷幕灌浆主坝18241088.51191.1342.4371.05.635.99副坝613.128.60.36检测孔充填灌浆主坝1824746.1820.62.773.3611.1813.74副坝674.50.592.56二、施工管理机构及施工人员安排（一）施工项目管理机构施工现场设立项目经理部，负责本工程项目的施工组织与实施工作。项目经理部下设施工技术部、质检部、生产管理部、安全部及办公室，并成立工程质量管理、安全生产管理

7、、防火用电管理小组，具体负责工程质量、施工安全、消防安全、用电安全、机械安全生产及文明施工以及保卫管理工作。施工项目管理机构见下图：（二）施工人员的安排本工程高峰期施工人员250人，具体安排如表2：表2序号工 种人数职 责1项目经理1项目总负责，负责施工组织和实施工作2项目副经理2协助项目经理，负责全面实施工作3技术质安负责人1技术、质安总负责4技术员6负责施工技术、质量管理和资料整理等5施工员4负责现场管理和安全生产6钻机工16负责造孔及机械维修7喷台工8负责喷台操作及维修保养8高压泵工8负责高压泵操作及维修保养9灌浆机工12负责灌浆机操作机维修保养10水泥搅拌工16负责制浆配料11发电机工

8、6负责发电、空压机运转操作及维修12电工8负责施工用电安全13机修工4负责机械维修及保养工作14司机2负责运输工作15材料、仓管员2负责材料采购、登记及保管16炊事员4负责厨房工作及清洁17配合工150负责配合工作18合 计250 三、本工程投入的机械设备本工程投入的主要机械设备见下表3：表3序号设备名称型号及性能单位数量备注1钻机XY-1A，功率11KW台4XY-2B，功率22KW台72高喷提升机功率11KW台4公司自制3高压泵3XZ型，功率75KW和55KW台134空气压缩机2V-6/8型，功率22KW台65发电机160GF型，功率160KW台46灌浆机WB80/10型，功率4KW台117

9、灰浆搅拌机130型，功率3KW台8公司自制8泥浆搅拌机NJ-60型，功率10KW台109泥浆泵S-20N6/2型，功率3KW台6010焊机功率22KW台4交、直流各2台11经纬仪J2台112水准仪DS28台113小汽车1.25T五十铃辆2四、灌浆施工工艺及施工过程中遇到特殊情况的处理措施（一）施工布置1. 主坝布置主坝共布置两排灌浆孔，其间距为1.5m，上游排为高压喷射灌浆和充填灌浆，施工轴线距防浪墙2.0m，施工孔距采用1.8m；下游排为充填灌浆和帷幕灌浆，施工孔距也采用1.8m。采用坝体充填灌浆、坝基高压喷射灌浆和基岩帷幕灌浆，具体上游排上部坝体为充填灌浆，下部坝基为高压喷射灌浆，下游排坝

10、体为充填灌浆，下部基岩为帷幕灌浆。帷幕灌浆与高压喷射灌浆竖向相对保持1m的搭接长度。时讴歌能够顺序为高压喷射灌浆，然后进行充填灌浆，最后是帷幕灌浆。分I、II序孔施工，共布置高压喷射灌浆孔230孔，帷幕灌浆孔232孔，充填灌浆孔462孔。2. 副坝布置布置高压喷射灌浆孔77孔，帷幕灌浆孔79孔，充填灌浆孔156孔。其孔距、排距布置均与主坝相同。（二）设计要求及施工参数1. 高压喷射灌浆1喷射角度（与轴线的夹角）为30，孔距为1.8m。分I、II序孔施工，板墙接头为“焊接式”。2要求成墙平均厚度不小于20cm，综合渗透系数不大于110-5cm/s，并具有足够的耐久性。3选用双向四喷嘴喷射机具，摆

11、喷角为1525。4高压水压力3638Mpa，流量为75/min（单台）。5压缩气压力为0.60.8Mpa。6浆液为425#普通硅酸盐水泥浆，进浆比重1.60g/cm3，回浆比重1.0g/cm3，灌浆压力为0.30.5Mpa，浆液流量为80100L/min。7提升速度I序孔采用57cm/min，II序孔采用79cm/min。2. 充填灌浆灌浆分I、II序孔施工，孔距1.8m。灌浆段长度一般为510m，特殊情况酌情增减，吸浆量大时为34m。施工过程采用的水灰比为3:1、2:1、1:1、0.8:1，封孔为0.5:1，灌浆压力为0.05Mpa。渗透系数K1.010-4cm/s。3. 帷幕灌浆分I、II

12、序孔施工，孔距为1.8m，孔位偏差小于10cm。灌浆段长度一般610m，接触段23m，灌浆压力0.21.0Mpa，接触段压力最大为0.5Mpa。施工过程中采用水灰比为5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1。孔深30m时最大允许偏差值0.5m，孔深40m时允许最大偏差值0.8m，孔深80m时最大允许偏差值1.5m。帷幕灌浆透水率小于35Lu，并且有足够的耐久性。4浮山灌渠改造施工前按设计图纸及设计要求进行定点放线，然后进行土方开挖，其主要工程内容为浇筑砼及浆砌石。（三）高压喷射灌浆施工工艺高压喷射灌浆施工过程可分为：测量放线造孔试喷和下喷杆喷射灌浆终喷静压灌浆。1. 测量放线根据

13、建设单位提供的工程基准点、标高点，按施工图纸及设计要求进行放线布置孔位并测量标高。2. 造孔分I、II序孔施工，先施工I序孔，后施工II序孔。采用优质泥浆护壁，合金钻头或针状钻头进行造孔，泥浆性能指标为比重1.11.2g/cm3，粘度1825s，含砂量5%。选用XY-2B型（或XY-1A型）钻机进行造孔，孔径150mm，在造孔过程中应注意控制泥浆的性能指标，以防出现塌孔和埋钻现象。采用水平尺进行测量其垂直度，控制孔斜率不大于1%。3. 试喷和下喷杆喷台就位后，必须进行地面试喷，以检查设备性能及运转情况是否良好。各项施工参数应符合设计要求，才能向孔内下喷杆，深度应符合设计要求。4. 喷射灌浆下喷

14、杆到达设计深度后，先于孔底作低压注水泥浆以置换孔内泥浆及孔底沉渣，直至孔口返浆比重不小于1.10g/cm3后，方实施高压喷射灌浆，喷杆的提升速度应根据设计要求结合地层地质情况合理选用，并由电动调速卷扬机控制。喷灌过程的水压力、流量，气压力，灌浆压力，浆液比重、流量，提升速度等应符合设计要求。施工过程充分利用回浆，以降低水泥耗量，减少场地污染。5. 终喷静压灌浆终喷后应补浆直至能确保设计墙顶高程为止，然后安装灌浆管进行其上部坝体的充填灌浆。并及时清洗搅拌机、浆池、泥浆泵、输浆管路和清理场地的余泥废渣。（四）充填灌浆施工工艺坝体充填灌浆施工是在高压喷射灌浆施工完成后进行，充填灌浆利用高压喷射灌浆和

15、帷幕灌浆钻孔进行充填，上游排在高压喷射灌浆施工完毕后进行充填灌浆，下游排先进行充填灌浆，后进行帷幕灌浆。1. 施工准备制浆和灌浆机械的布置，应满足施工干扰少、搬迁少及交通方便等原则，应考虑灌浆泵容量的大小、输浆距离的远近和料场位置等因素，因此制浆机械均布设在主坝左、右坝头和副坝的溢流道旁边，灌浆机均布设在坝面靠近工作面的地方。2. 造孔按设计要求布孔，分I、II序孔，孔距为1.8m，然后选用XY-2B型或XY-1A型钻机造孔，用泥浆循环钻进，造孔过程控制孔斜率不大于孔深的2%，并做好钻孔记录。3. 制浆选用泥浆搅拌机将粘土制成泥浆，然后按20%比例加入水泥，搅拌成水泥粘土浆，其中水泥占20%、

16、粘土占80%，浆液各项指标应按设计要求控制，并做好记录。4. 灌浆灌浆顺序为先灌浆上游排孔，再灌下游排孔，采用孔口封闭式全孔分段灌浆方法进行施工，自下而上分段灌注，即阻浆塞安设在孔口，射浆管首先下置距孔底不大于50cm处，按规定的压力和水灰比逐级加浓原则进行灌浆，直至符合灌浆结束标准为止，再按灌浆段长，提升射浆管进行灌浆，每次均按灌浆规定的压力和水灰比及结束标准进行灌浆，直至该孔结束。灌浆段长为510m，特殊情况适当调整。1 灌浆压力孔口灌浆压力为0.05Mpa，采用一次升压法和循环式的灌浆方法，压力表安装在回浆管路上。灌浆开始时，将灌浆压力尽快提升到规定压力，单位吸浆量不限，在规定压力下，逐

17、级变换浆液浓度直至结束标准。灌浆过程中，应加强坝上、下游坡及坝顶的裂缝及冒浆观测，若有裂缝及冒浆发生，应及时采取处理措施。2 浆液的水灰比浆液的水灰比为3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1，其中封孔灌浆为0.5:1，水灰比的变换遵循由稀变浓的原则，灌浆初始水灰比为3:1，然后从2:1、1:1、0.8:1按实际情况变换，并做好记录。3灌浆的结束标准在规定压力情况下，单位吸浆量小于0.5L/min，延续30min即可结束。4 特殊情况的处理在灌浆过程中，遇吸浆量大的孔段则采用越级方法灌注，直至不吸浆而结束灌浆。（五）帷幕灌浆施工工艺帷幕灌浆施工在高喷灌浆施工完成后才可进行。帷幕灌浆过程为

18、：测量放线造孔洗孔压水试验灌浆封孔1. 测量放线按设计要求进行放线布孔及测量标高，分I、II序孔施工，孔距1.8m。2. 造孔选用XY-2B（或XY-1A）型钻机造孔，造孔孔径为150mm，首先进行坝体充填灌浆，然后，用水泥浆置换孔内水泥粘土浆，待凝一定时间后，坝体及全风化层形成水泥浆护壁（或先用套管跟进法钻至强风化），再选用110钻具钻进至分段终孔。3. 压水试验步骤为：稳定地下水位洗孔下阻塞器压力冲洗压水试验资料整理。1稳定地下水位采用电水位机每隔5分钟测定一次读数，当水位下降速度连续两次小于5cm/min时，即可结束观测工作，用最后的观测结果测定压力计算零线。2冲洗首先利用压力泵对孔内压

19、水冲洗，对孔内岩粉沉淀物较多的孔段则采取风吸法将孔内岩粉带出，反复循环多次，直至孔内回水变清为止。3下阻浆塞阻浆塞采用橡胶塞，运用螺杆收缩器使橡胶塞膨胀达到止水目的。另外，阻浆塞以下的射浆管距孔底不大于0.5m。4压力冲洗在孔段内进行脉冲压力冲洗，使孔段内的残留粉屑通过回浆管返上孔口。压力冲洗的压力是该段灌浆压力的80%。5压水试验压水试验按水利水电工程钻孔压水试验规程（92）执行。压水试验供水设备采用机械泵压结合水箱刻度读数。压水试验先导孔按三个压力五个阶段进行，其余孔只需孔底段采用简易压水。4. 帷幕灌浆1钻灌次序分I、II序孔施工，按逐渐加密原则进行，孔距为1.8m。2灌浆方法采用自下而

20、上分段灌浆法施工，特殊情况下也采用自上而下两者相结合方式进行施工。待凝与不待凝相结合灌浆，一般不待凝，当基岩破碎、吸浆量大时待凝，再钻进下一段。3灌浆长度一般采用6m10m，接触段为23m，基岩破碎段为5m，遇渗漏很大时，段长缩短至3m4m。4灌浆压力灌浆段孔口压力为0.5Mpa1.0Mpa，采用逐级升压法，接触段最大压力为0.5Mpa。灌浆压力表安装在回浆管上。当吸浆量很大，难以达到规定压力时，按特殊方法处理。5灌浆方式采用循环式灌浆法，射浆管距孔底不大于0.5m。6灌浆材料选用大埔西岩牌425#普通硅酸盐水泥，其物理性能经检验符合灌浆要求。7浆液水灰比的选用与变换浆液水灰比的选用与变换的原

21、则：灌浆遵循由稀变浓的原则，灌浆首先水灰比从5:1开始，然后按3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1的浓度按实际情况逐级变换。浆液水灰比变换的标准：采用限量法，即每一级浓度的浆液灌入300L后，单位吸浆量（L/min）仍大于初始单位吸浆量的80%时，或灌浆时间持续1小时，单位吸浆量仍大于初始吸浆量的70%时，则可变换一级灌注，如改变浓度后，压力突然增大或吸浆量突然减少时，应立即换回原浓度继续灌注。8结束标准 在规定压力下，单位吸浆量小于0.4L/min连续30min即可结束灌浆，但每一级灌浆段的灌浆总时间不应小于1小时，灌浆过程中遇有回浆变浓现象，即吸水不吸浆时，连续10min即可停灌

22、。9回填封孔全孔一次复灌，射浆管孔底0.5m，采用0.5:1水泥浆灌注，压力用0.3Mpa，但单位吸浆量0.4L/min时，延续30min结束。灌浆结束后，待孔内浆液收缩析水后，然后用水泥浆砂浆徒手封孔。（六）浮山灌渠施工过程主要是进行浮山灌渠首段裂缝处理及量水堰施工。1清理浮山灌渠首段的淤泥，进行裂缝修补。2量水堰施工施工前按设计图纸及设计要求进行定点放线，然后进行土方开挖，接着进行原排水尾渠浇砼、刺墙浇砼、导渗沟浇砼、导渗沟浆砌石、水尾渠浆砌石、浆砌石面层水泥砂浆抹面、安装量水堰钢板、安装量水尺、最后进行土方回填。（七）施工过程遇到的特殊情况及处理措施施工过程遇到的以下情况，采用相应的处理

23、措施如下：1.钻孔坍塌钻孔过程中，由于部分孔岩层较为破碎会出现掉块、坍塌，造成卡钻，采用以粘土球投放、加浓粘土浆稠度预防为主，如发生卡钻，则用打吊锤、套管钻进将钻具拨出的措施。2. 钻孔漏浆发现漏浆情况，停钻，使用粘土球投放、水泥稠浆灌注，待凝反复循环多次，直至不漏浆为止。3. 套管与水泥胶结如先做帷幕灌浆后再做充填灌浆，在钻孔过程中采用套管跟进至充填灌浆底线，会造成帷幕灌浆时浆液将套管胶结，致使起拨套管难度加大，处理时间较长。因此采用先作坝体充填灌浆后，用浓水泥浆置换孔内泥浆，并进行灌注，待水泥浆凝固后，再进行重新钻孔作自下而上或自上而下分段的帷幕灌浆处理措施。4. 压水试验无回水压水试验个

24、别孔段因岩石裂隙较多，漏水量较大，在作压水试验未见回水，在不影响施工质量条件下，可以不做。5. 冒浆处理在坝面及防浪墙等其它建筑物接触带冒浆，可采用稠浆间歇灌注。6. 注浆管堵塞应将注浆管提起，用稀浆冲开。7. 灌浆泵不吸浆应检查泵和吸浆管是否漏气和堵塞，前者应更换易损件，后者应疏通管道，严格泥浆过筛，提高浆液质量。8. 压力表失灵更换压力表。五、施工质量保证措施建立健全现场质量管理小组，围绕工程质量为中心，根据ISO9002质量体系要求建立健全质量岗位责任制，具体措施如下：1. 施工现场建立完整的工程质量“三检”制度，并报送甲方代表工程监理验收认可，签署施工工序合格证后，方能进行下一工序的施

25、工，严把质量关。2. 施工前，进行设计图纸会审和施工技术交底，编写施工组织设计（试验大纲）和项目工程质量计划等。3. 落实全员岗位责任制，从造孔到灌浆每道工序均由专职技工负责并做好施工原始记录。4. 对施工使用水泥除检验其出厂合格证外，还应按规范要求进行抽检，并经试验合格后，方能使用。5. 开钻前，要调正固定好钻机，并使钻机保持水平（利用水平尺测量），钻孔偏差不得大于10cm，孔斜率1%。为有效控制孔斜率，选用较稳重的XY-2B型钻机进行钻孔。6. 钻孔过程中对地层及异常情况作详细记录，结束后，对钻孔质量进行全面检查，合格后方可进行下一道工序的施工。7. 施工主要参数通过安装在管路上的仪表对施

26、工全过程进行监测。8. 遇特殊情况中途并将喷杆提出且超过水泥初凝时间时，必须重新洗孔（扫孔），扫孔深度为停喷以下1.0m，喷射管埋入停喷高程以下1.0m。9. 喷灌过程中，当孔口返浆异常或发现漏浆时，应立即停止提升，分析原因，采取措施，直至孔口返浆正常才恢复喷灌。10. 施工过程中入发现问题，要认真查找原因，并及时汇报甲方监理及设计共同商量解决。六、质量要求及灌浆效果检查 （一）质量要求1. 高压喷射灌浆防渗墙综合渗透系数不大于110-5cm/s。2. 帷幕灌浆（1）防渗性能检查：逐段（6m）采用单点法压水试验，压力为0.5Mpa，压水试验要求达到35Lu。（2）耐久性能检查：检查孔全孔一次性

27、进行，用0.5Mpa压力作压水试验，持续12小时，观测水量有无变化或突变。（3）观测描述检查孔的岩芯，有无结石、充填程度、岩芯的完整程度。3. 充填灌浆利用帷幕灌浆检查孔进行注水试验，要求渗透系数小于110-4cm/s。4浮山灌渠浆砌石符合设计要求及质量标准要求；模板符合设计要求及质量标准要求；钢筋安装符合设计要求及质量标准要求；混凝土浇筑符合设计要求及质量标准要求。（二）灌浆效果检查1. 高压喷射灌浆检查孔是在工程灌浆施工完成后14天开始进行。高压喷射灌浆防渗墙的防渗效果检测采用在原高喷防渗墙中增设2个高喷灌浆孔形成一个围井，在围井中间布设检查孔进行检测，其检测成果见表4。表4 高压喷射灌浆

28、防渗墙检测成果检查孔号部位孔深（m）检查长度（m）注水流量（L/min）渗透系数（cm/s）检A主坝（试3试4）50.026.00.501.3610-6检B主坝（试13试14）51.227.21.203.1510-6检C主坝（129a130a）45.013.40.769.5010-6检E主坝（201a202a）28.27.00.326.8010-6检G副坝（39a40a）42.013.20.374.7010-6检I副坝（65a66a）32.57.70.434.8010-6从表4中可以看出，高压喷射灌浆检查孔的综合渗透系数K值为1.3610-6cm/s9.5010-6cm/s，均小于1.010-5cm/s，说明高喷防渗墙的综合渗透系数符合设计要求，反映高喷灌浆明显的效果。2. 帷幕灌浆帷幕检查孔布置主坝12个孔，副坝4个孔，其检测成果见表5、表6及表7：表5 主坝帷幕灌浆检测成果检查孔号部位孔深（m）检查长度（m）透水率（Lu）分段平均主检110b11b39.042.03.01.761.2642.048.06.01.0348.054.06.00.9354.060.06.01.6760.066.06.01.3366.072.06.01.0872.077.65.61.01主检221b22b39.042.03.02.201.2442.048.06.0