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四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程1-8#、21-30#坝段固结灌浆施工组织设计1.概述1.1工程概况四川武都水库工程是涪江上具有防洪、灌溉、发电、供水、改善环境、旅游和水产养殖等综合利用效益的龙头水库，水库总库容5.72亿m3，电站装机容量为3×50MW，枢纽主要建筑物有碾压混凝土重力坝和坝后式厂房等。坝址位于涪江武都河段上游约4km的摸银洞，坝型为碾压混凝土重力坝，坝顶高程661.34m，坝顶长度736.0m，最大坝高120.34m。坝址位于龙门山前山断裂带的可溶岩地段，工程地质条件十分复杂，为泥盆系中统白石铺群观雾山组可溶盐岩地层，坝址岩溶发育，断层破碎带及软弱结构面较多。地层岩性可分为非可溶岩与可溶岩，非可溶岩分布在坝线下游河床及两岸地段，由石英岩状砂岩、石英砂岩夹薄层状泥质粉砂岩与粉砂质泥岩组成，石英岩状砂岩呈灰白色（风化后呈铁褐色），中厚层状，铁硅质胶结，致密坚硬较完整。泥质粉砂岩与粉砂质泥岩为薄层状，岩性较弱，强度低。可溶岩为白云石与灰岩、泥灰岩地层，构造及结构多样，颜色白~灰~黑。由于坝址地质条件复杂，裂隙、断层、溶蚀发育，坝基必须采取相应工程措施进行处理。为提高坝基岩层整体刚度，需对一定深度范围内整个坝基岩体进行固结灌浆，1~8#坝段坝基固结深度根据不同地质岩层3~10m不等,21~30#坝段坝基固结深度根据不同地质岩层3~22m不等,1~8#,21~30#坝段坝基固结灌浆以纯水泥浆液灌注为主，最大灌浆压力2.0MPa，灌浆孔排距3×3m。1.2灌浆孔布置1~8#,21~30#坝段坝基所有固结灌浆孔的间、排距为3m，深入基岩的孔深分为3、5、8、10、12、15、18、22m八种，采用梅花型布置。另外在4#~8#、21-25坝段的下游坝段趾处、7#~8#、21-26坝段的上游坝踵处各布置有2排斜向固结灌浆孔（如图1-1~4示意），深入基岩10或12m。局部因地质缺陷集中需要加密灌浆时，按相关的设计通知执行。固结灌浆孔遇结构缝时，孔位、间距可适当调整，灌浆孔距缝30cm；固结灌浆孔遇廊道时，孔位、间距可适当调整，灌浆孔距廊道50cm.。固结灌浆孔布置详见附图。四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程1-8#、21-30#坝段固结灌浆施工组织设计1图1-1坝踵处斜孔固结灌浆示意图（21-26）图1-2坝址处斜孔固结灌浆示意图（21-25）图1-3坝趾处斜孔固结灌浆示意图（4-8）图1-4坝踵处斜孔固结灌浆示意图（7-8）1.3灌浆工程量根据设计图中固结灌浆布置原则进行灌浆孔布置，布置时，位于廊道内且靠近廊道边线的孔移至廊道外距廊道边线0.5m位置施工，最大位移量1.5m；布置时，位于廊道中心位置的孔取消；由于集水井上部采用钢筋混凝土结构进行了封闭，布置时，位于集水井中间孔取消，部分孔按照四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程1-8#、21-30#坝段固结灌浆施工组织设计2距集水井边线0.5m原则移至集水井外施工。根据设计图纸和以上布孔原则，1~8#和21~30#坝段固结灌浆布置灌浆孔1575个，其中垂直孔1269个（3m深90个、5m深523个、8m深268个、10m深465个、12m深132个、15m深22个、18m深48个、22m深35个），斜孔306个；基岩钻孔量13237m（与设计量相当），其中垂直孔10143m，斜孔3094m；混凝土最少空钻孔量6300m(与设计量相当)；灌浆13237m（与设计量相当），其中垂直孔10143m，斜孔3094m；估计检查孔84个，检查孔基岩钻孔706m，检查孔混凝土最少空钻孔量336m，声波测试706m。具体工程量情况见表1-1~3。（说明：下表工程量统计混凝土按每孔4m统计，但实际随着开挖和混凝土浇筑影响，要远大于4m,届时以实际混凝土厚度为准；灌浆孔数和灌浆总长在相应施工高程施工布孔时如有小量出入以实际施工布孔为准；）四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程1-8#、21-30#坝段固结灌浆施工组织设计3表1-1固结灌浆垂直孔工程量表坝段号孔数(入岩深度)合计灌浆总长(m)基岩钻孔(m)混凝土钻(m)3mmmmmm没m5m8m10m12m15m18m22m1323296961282142135147147140350502502502004717135535528455616724084082886443276476476304734437751451430888344688772772352合计46284125464913018301819642133282216351342054205453622623632130162816285202365441099609604362427598680680634425433477555555308266161305305244275252260260208284545225225180294040200200160304444132132176合计442419223264224835778712571253112总计9052321727864224835126910143101435076四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程1-8#、21-30#坝段固结灌浆施工组织设计4表1-2固结灌浆斜孔工程量表部位坝段号孔数（入岩深度）灌浆总长（m）基岩造孔（m）混凝土造孔（m）8m10m12m合计坝踵71717136136688171713613668211717204204682217172042046823171717017068241717170170682517171701706826171717017068小计34683413613601360544坝址417171361366851717170170686171717017068717171701706881717170170682117172042046822171720420468231717170170682417171701706825171717017068小计171193417017341734680合计511876830630941224四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程1-8#、21-30#坝段固结灌浆施工组织设计5表1-3固结灌浆预计检查孔工程量表坝段号孔数基岩造孔(m)压水长度（m）声波测试(m)混凝土造孔（m）126m6m6m8m228m8m8m8m3315m15m15m12m4528m28m5m20m5530m30m30m20m6536m36m36m20m7644m44m44m24m8654m54m54m24m219133m133m133m36m229114m114m114m36m23764m64m64m28m24658m58m58m24m25650m50m50m24m26425m25m25m16m27315m15m15m12m28210m10m10m8m29210m10m10m8m3026m6m6m8m合计84706m706m706m336.001.4主要施工特点（1）由于武都水库工程大坝坝高，地质条件相当复杂，固结灌浆孔深及压力均较大，灌浆采用自上而下分段以及分多次序进行，质量要求高，部分设计要求严于规范标准。（2）1~8#,21~30#坝段固结灌浆工程量预计要超过2万m，施工强度比较高，需投入相应的设备、人员、物资等资源。（3）由于大坝基础岩石裂隙与溶蚀发育，预计耗浆量较大，将会超过投标标准，施工成本将会加大。（4）固结灌浆与混凝土浇筑相互干扰大，为了不影响工期，除需要合理安排进度计划外，部分地段盖重混凝土厚度将会加大，混凝土空钻量也会大大超过设计值。（5）根据目前基础混凝土浇筑情况，基岩面布置钢筋较多，处理裂缝布置钢筋多，加之埋设观测仪器多，钻孔要保持一定的孔斜，固结灌浆造孔难度比估计要大的多，需采用回转式地质钻机配金刚石钻头造孔，造孔难度大，功效低。（6）检查孔声波测试须在灌浆完成14天后进行，且采用有盖重灌浆，灌前混凝土等强需要四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程1-8#、21-30#坝段固结灌浆施工组织设计6一定时间，再加上地质条件复杂，灌浆时不可预料事情还可能发生，譬如钻孔遇溶洞、大耗浆量难于结束等，需要时间进行处理，固结灌浆部位混凝土浇筑停歇时间长。1.5施工依据（1）武都水库工程1~8#,21~30#坝段坝基固结灌浆施工图阶段设计图纸；（2）四川武都水库碾压混凝土大坝土建及金属结构安装工程（合同编号为：WD/ZT-Ⅲ）的施工招标文件；（3）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94、DL/T5148-2001）以及相关的规程规范；（4）武都水库工程设计通知《武都水库大坝坝基固结灌浆施工技术要求川设武（坝（2007）10号，川设武（坝2009）06号》；(5)监理指示以及其他相关设计文件。2.施工程序和施工进度安排2.1施工程序（1）岩体的固结灌浆一般在有4m厚混凝土盖重（在施工过程中可以根据具体情况进行压重厚度的适当调整，但不得小于3m）情况下进行，其钻孔和灌浆均在相应部位混凝土达到50％设计强度后开始。（2）设计或监理要求设置抬动观测设备的灌区，待抬动观测仪器装置完毕，并完成灌浆前测试工作后，才进行灌浆作业。（3）在已完成或正在灌浆的地区，其附近30m以内不进行可能损害灌浆工程的爆破作业。（4）固结灌浆工程质量检查压水试验在该部固结灌浆完成3天后进行；岩体波速测试在该部位灌浆结束14天后进行。（5）在灌浆过程中出现灌浆中断、串孔、冒浆、漏浆、孔口涌水、吸浆量大等情况时，立即通知监理人，并将处理方案报送监理人审批。（6）在排水孔周边30m范围内（或监理人指示范围内）的灌浆孔尚未灌浆之前不得钻进排水孔。2.2施工进度安排（1）工期要求固结灌浆施工时间一般是：混凝土等强3~7天，根据灌浆工程量大小，灌浆作业期应不少于10~20天（根据施工强度定），灌浆检查孔压水试验等强3~7天，声波测试需在灌浆完成14天后进行，检查孔作业期一般2~3天。四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程1-8#、21-30#坝段固结灌浆施工组织设计7（2）加快进度施工措施由于固结灌浆占工程直线工期，根据固结工期要求，固结灌浆施工原则为：大坝混凝土分块浇筑必须考虑固结灌浆施工时机，总体上不影响大坝混凝土浇筑，其混凝土浇筑间歇时间能满足固结灌浆施工基本要求时，尽量占用混凝土浇筑之间间歇时间，分多块多次进行固结灌浆施工；总体上影响到大坝混凝土浇筑，其混凝土浇筑间歇时间无法满足固结灌浆施工基本要求时，必须在一定高程集中进行固结灌浆施工，尽量减少混凝土间歇次数和时间。为保证固结灌浆质量，加快施工进度，固结灌浆主要施工措施包括：（1）对混凝土浇筑分块进行深入细致研究，以降低固结灌浆对混凝土浇筑影响。（2）选择先进、合理和高效的钻孔施工技术，提高钻孔效率。结合目前大坝实际情况，只能采用回转式地质钻机造孔；（3）及时跟踪混凝土浇筑情况，掌握各部位混凝土浇筑时间和间歇时间，合理组织固结灌浆施工。（4）加大钻孔与灌浆设备投入，提高工人操作水平。（5）加强现场管理，合理组织施工与及时进行现场验收。3.施工布置3.1施工用风、水、电（1）施工用水：采用专用管线自坝区总供水管网中接至各施工部位。（2）施工用电：采用专用线自总布置提供的接线点接至各施工部位，最大用电量500kVA。3.2制浆系统（1）固结灌浆浆液由已经形成的左岸大坝上游集中制浆站供应（左岸施工区域）和右岸集中制浆站（还未形成）供应（右岸施工区域）施工部位设浆液中继站，中继站布置1台1m3储浆桶和1台BW250/50输浆泵，中继站至各灌浆部位铺设Φ50mm循环输浆管路，并在各灌浆部位安装出浆阀门，各个灌浆施工机组用浆从输浆管出浆阀取用。制浆站与中继站及中继站与灌浆机组之间采用电话或指示信号联系。3.3废渣废水处理固结灌浆施工产生的废水、废浆和岩粉等通过地表排水沟引至集水坑，经沉淀后，排至监理人指定地方，废渣清