帷幕灌浆工程施工技术方案

1帷幕灌浆工程施工技术方案一、施工工艺流程图二、施工方法说明（1）灌浆孔布设及分序根据设计图纸所提供的灌浆轴线和孔位对灌浆孔的位置进行测放，作好明显标记并妥善保护，然后对灌浆孔进行分序，灌浆孔施工次序的原则是逐渐缩小孔距，镶铸孔口管待凝第二段钻孔、冲洗、压水下一段至终孔段钻孔、冲洗、压水、灌浆封孔是否达到终孔标准YESNO钻机就位、锚固、定向开孔、钻进并入岩第一段钻孔、冲洗、压水是否达到结束标准YESNO灌浆是否镶铸牢固YESNO重新镶铸是否达到结束标准YESNO灌浆扫孔复灌扫孔复灌2即钻孔由稀到逐渐加密，分序加密，一方面可以提高浆液结石的密实性，另一方面，通过后灌次序孔的单位吸水率和单位吸浆量的分析，可以推断先灌次序孔的灌浆质量，为是否需要增加或减少灌浆钻孔的数量提供可靠的依据。同排灌浆孔的施工次序为：先钻灌Ⅰ序孔，然后再钻灌Ⅱ序孔，再Ⅲ序孔，以此类推，鉴于本工程设计孔距为2.0米，分为三序进行钻孔和灌浆；双排和多排帷幕孔，应按分序加密的原则进行钻灌作业，双排孔组成的帷幕，先灌下游排，再灌上游排。（2）钻孔钻孔可分为灌浆孔的钻孔，先导孔、检查孔、排水孔和观测孔的钻孔，根据各钻孔的作用的不同有着不同的工艺和要求。①灌浆孔钻孔灌浆的质量与钻孔的质量密切相关，对于钻孔质量总的要求是：确保孔向、孔深符合设计要求，力求钻孔孔径上下均一，孔壁平顺，钻孔过程中产生的岩粉细屑较少。针对以上要求，本工程钻孔选用XY-2型地质钻机，配50钻杆，以保证垂直度，因地层岩溶裂隙发育，优先选用硬质合金钻头钻进，当岩石较完整、坚硬时，可采用金刚石钻头进行钻进，钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于10厘米，因故变更孔位时，须征得设计、监理和建设单位的同意，并将实际孔位作好记录。钻孔的孔深必须符合设计的要求，覆盖层及孔口管钻孔采用108岩芯钻具成孔，基岩钻孔采用59岩芯钻具钻进。灌浆钻孔必须保证孔向准确，如果钻孔方向发生偏斜将导致各孔灌浆的扩散范围不能互相搭接，从而留有漏水通道。为控制钻孔方向准确，钻机安装必须平正稳固，钻孔时在孔口埋设孔口管，钻机立轴和孔口管的方向必须与设计孔向一致，孔口管对全孔钻进能够起到导向的作用，从而保证钻孔的方向。为满足设计对孔斜的要求，确保工程质量，对孔深相对较浅的帷幕灌浆孔测斜，拟采用KXP-1轻便测斜仪，KXP-1型测斜仪的精度为：方位角≤±2°，顶角≤0.5°。每钻进5～10米进行一次测量，作好观测记录和资料分析，及时发现问题，纠正钻孔的方向。当遇到特殊地段（如断层）或钻孔相对较深孔斜难以控制时，将采用DUZ-D型多点照相测斜仪进行测量。3DUZ-D型多点照相测斜仪是引进美国Eastman公司的先进技术，具有精度高、适应性强、抗干扰性和防震性好、操作简便、照片记录清晰、易读和可连续操作等一系列优点，特别是对较深钻孔的测斜，其性能明显优于其它测斜仪器。曾先后在长江三峡水利枢纽工程、黄河小浪底水利枢纽工程和河北大黑汀水库灌浆工程等项目中应用。DUZ-D型多点照相测斜仪的精度为：方位角≤±0.5°，顶角≤0.2°。钻孔时，根据设计要求，对孔内各种情况，如换层、破碎、掉块、断层、洞穴、漏水涌水等进行详细的记录，以作为分析钻孔情况的依据。钻孔穿过松软岩层，或遇有坍孔掉块时，应先进行灌浆处理，然后再继续钻进，如发现集中漏水，应立即停钻，查明漏水部位、原因，做出相应的处理后再继续钻进。钻进结束等待灌浆或灌浆结束等待钻进时，孔口均进行堵盖，进行妥善的保护。②先导孔、检查孔、排水孔和观测孔的钻孔（a）帷幕灌浆先导孔的孔位应与帷幕灌浆一序孔相结合，钻孔孔径为75mm，孔间距为30m。灌浆检查孔的孔位应按监理人的指示确定，钻孔孔径为110mm。随机排水孔的孔位应按施工图纸规定或监理人的指示确定。观测孔的孔位应符合施工图纸要求。（b）先导孔、灌浆检查孔的孔底偏差要求与灌浆孔相同，其它各类钻孔的孔底偏差应不大于1/40孔深或符合施工图纸规定。（c）排水孔的位置偏差应不大于10cm，孔的倾斜度偏差应不大于1%，孔深误差不大于孔深的2%。（d）除监理工程师批准外，在排水孔周边30m范围内（或监理工程师指示范围内）的灌浆孔尚未灌浆之前不得钻进排水孔。（e）排水孔钻进过程中，如遇有断层破碎带、软弱岩体或溶洞等特殊情况，及时通知监理人，并按监理工程师的指示进行处理。若钻进中排水孔道堵塞，则应按监理工程师的指示重钻。（3）钻孔取芯①对检查孔、帷幕灌浆先导孔，进行钻取岩芯，按取芯次序统一编号，填牌装箱，并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。②芯样的最大长度应限制在3m以内，一旦发现芯样卡钻或被磨损，应立即取出。对于1m或大于1m的钻进循环，若芯样获得率小于80%，则下一次应减少循环4深度50%，以后依次减少50%，直至50cm为止。如果芯样的回收率很低，应更换钻孔机具或改进钻进方法。③在钻孔过程中，对钻孔冲洗水、钻孔压力、芯样长度及其它能充分反映岩石或混凝土特性的因素进行监测和记录。④制作专用岩芯盒对岩芯进行存放，并对岩芯用岩芯卡片进行标记，放于指定地点妥善保存。（4）钻孔冲洗钻孔后，将冲洗管插入孔内，并用堵塞器将孔口堵住，用压力水冲洗。冲洗工作分两步进行，即钻孔冲洗和岩层裂隙冲洗。钻孔冲洗在钻孔结束以后，将钻具下到孔底，，从钻杆通入压力水进行，冲洗时，流量要大，使孔内回水的流速足以将残留在孔底的岩粉、铁沫冲出孔外，冲洗一直要进行到回水变清，孔内残存的沉积物厚度不超过10～20厘米时结束。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。（5）压水试验①每段灌浆孔钻孔结束后均采用大水量进行钻孔冲洗，如冲洗效果不理想时，将根据情况选择压力水冲洗或风水联合冲洗。风水联合冲洗时采用水压力为灌浆压力的80%，该值大于1.0MPa时，采用1.0MPa，风压力为灌浆压力的50%，该值大于0.5MPa时，采用0.5Mpa；裂隙冲洗采用水压力为灌浆压力的80%，该值大于1.0MPa时，采用1.0MPa；结束标准为孔口回水澄清后10min，单孔不少于30min，串通孔不少于2h，孔内残存的沉积物厚度不大于20cm结束。灌浆孔（段）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，则要求在灌浆前重新进行裂隙冲洗。②当岩石裂隙有充填物时，采用高、低压脉冲式冲洗。对地质条件复杂的地区，在钻孔冲洗过程中先高压冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80%或大至100%，连续冲洗5～10min，将孔口压力在极短时间内突然降至零，形成反向脉冲流，将裂隙中的泥质碎屑带出，当回水变清时，再升高到原来的冲洗压力，持续几分钟后，再次降至零，反复冲洗，直至回水洁净后，持续10～20min为止。③灌浆孔均进行简易压水试验，简易压水试验可结合裂隙冲洗进行。简易压水5试验方法为：压力为灌浆压力的80%，该值大于1.0MPa时，采用1.0MPa，压水20min，每5min测读一次流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。④检查孔均进行五点法压水试验。帷幕灌浆完成后14天进行检查孔施工。⑤压入流量稳定标准：在稳定压力下，每3～5min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。⑥简易压水试验压力采用灌浆压力的80%，最大不超过1MPa，每5min测读一次压入流量，连续读取四次，取最后的流量值作为计算流量。（6）制浆①灌浆材料和浆液用于灌浆的水泥品种，采用大型企业生产的普硅水泥，水泥指标符合国家和行业的先行标准。强度等级不低于42.5＃，要求水泥细度通过80μm方孔筛余量不大于5%。灌浆用水泥必须符合质量标准，并按批量收集出厂合格证和抽样检验，不合格水泥不得进场。不得使用受潮结块的水泥。采用细水泥时，应严格防潮和缩短存放时间。灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水的要求。检验后如水库水能满足要求，优先选用。a、灌浆时一般使用纯水泥浆液，如有特殊情况时，根据需要，通过现场灌浆试验论证可使用特定类型的浆液或级配料。b、根据灌浆需要，可在水泥浆液中加入外加剂，所有外加剂凡能溶于水的应以水溶液状态加入。c、各类浆液掺入掺和料和加入外加剂的种类及掺加量应通过室内浆材试验和现场灌浆试验确定。d、纯水泥浆液不进行室内试验，其它类型浆液应根据工程需要，有选择地进行性能试验。②浆液制备制浆材料必须称量，称量误差小于5%。水泥等固相材料采用重量称量法。各类浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度。施工中随时对进场水泥进行计量，严格按配合比制浆。6a、采用高速搅拌机制浆，水泥浆液的搅拌时间不少于30s，搅拌转速大于1200r/min，浆液在使用前过筛，自制备至用完的时间少于4h。b、拌制细水泥浆液和稳定浆液加入减水剂，采用高速搅拌机时，搅拌时间通过试验确定。细水泥浆液自制备至用完的时间少于2h。c、集中制浆站制备水灰比为5：1－0.5：1的纯水泥浆液。输送浆液流速为1.4-2.0m/s。各灌浆地点测定来浆密度，调制使用。浆液的温度保持在5～400C，低于或超过此标准的视为废浆。（7）灌浆本工程帷幕灌浆采用孔口封闭自上而下分段灌浆，即每钻进一段，进行一段的灌浆，再进行下一段的钻灌，灌浆段接触段长度为3米，以下分段为每段长为5米，如遇特殊情况可适当缩短或加长，如果地质条件较好，岩层比较完整，段长可适当放宽，但不宜超过10米。灌浆采用LT141高压水泥浆泵，可以保证其容许工作压力大于最大灌浆压力的1.5倍，并且有足够的排浆量和稳定的工作性能。配备JJS-2A立式双层搅拌桶，和GMS2001（J31-D）灌浆数据采集与监控系统配套使用。孔口封堵采用胶球，可以保证在灌浆过程中，灌浆管可在孔口封闭器中心部位灵活地转动和升降且不漏浆，射浆管下放至距离孔底0.5米，并在进浆口、出浆口和注浆泵处安装经过律定的压力表，以便于读记灌浆的压力，并安装灌浆自动记录器对灌浆过程的参数进行记录。灌浆压力通过灌浆试验来确定，而后在灌浆施工过程中调整确定，为保证接触段灌浆质量，接触段进行单独灌浆，接触段的灌浆压力不宜过大，避免大量的浆液进入覆盖层，该段的灌浆压力及灌浆量同过试验确定，并且不应套用规范中压力变换及终孔标准。下面的各段压力逐步递增，当灌浆压力达到设计压力后的各段都以设计压力进行灌浆。灌浆压力应尽快达到设计压力，但当注入率大时应分级升压。灌浆时浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换，帷幕灌浆的浆液水灰比有以下七个比级：5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1，开灌水灰比采用5:1。灌注细水泥浆液，可采用2:1、1:1、0.6:1或1:1、0.8:1、0.6:1三个比级。灌注稳定浆液、混合浆液、膏状浆液，比级宜少，其配比和变换方法通过室内浆材试验和现场灌浆试验确定。灌浆的浆液按以下规定变换：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。7当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1小时，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。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，立即查明原因，采取相应措施进行处理。灌浆的结束标准应同时满足以下条件：①在设计压力下，注入率不大于1L/min时，延续灌注时间不少于90min。②灌浆全过程中，在设计压力下的灌浆时间不少于120min。灌浆结束后，不必待凝继续进行下一段的钻灌。当全孔灌浆结束后进行封孔，封孔采用“置换和压力灌浆封孔法”，即：当最下面一段灌浆结束后，利用原灌浆管灌入水灰比为0.5:1的浓浆，将孔中余浆全部顶出，直至孔口返出浓浆为止，而后提升灌浆管，在提升过程中严禁用水冲洗灌浆管，严防地面废浆和污水流入孔内，同时不断地向孔内补入0.5:1的浓浆（或待灌浆管全部提出后再向孔内补入0.5:1的浓浆），最后在孔口进行纯压式封孔灌浆1h，仍