帷幕灌浆施工组织

河口县马草冲水库除险加固工程帷幕灌浆施工组织设计河口县马草冲水库除险加固工程水库指挥部红河州水利水电工程安装处日期：2012年月日一、工程概况1、概况：马草冲水库位于河口县桥头乡菠竹箐村委会辖区，马草冲河上游，马草冲水库大坝为浆砌石坝，坝轴长28.2m，上游坡铅直，下游坝坡1:0.8。灌溉面积500亩，为小（二）型水库工程，总库容为18.58万方。其地理位置于东经104°3′33″~104°3′35″，北纬22°49′48″~22°48′56″之间，水库海拔950m，水库所在区域地势，东北方向高，西南方向低，高差大约1km，桥头乡距河口县城80km，326国道直通乡里，水库距326国道1.5km，目前仅有一条乡间小路连同。二、施工方案与技术措施灌浆施工工艺流程：孔位布置钻机定位泥浆护壁，钻进覆盖层灌浆材料采购安装孔口管制浆站钻进风化层制浆岩基冲洗及压水试验浆液供应封闭法灌浆封闭灌浆法钻灌以下各段终孔、封孔灌浆封闭灌浆法施工工艺流程图1、施工方案：根据马草冲水库除险加固工程技施设计报告和规范SL274-2001规定，结合马草冲水库地勘资料，马草冲水库帷幕灌浆施工方案如下：1）根据规范SL274-2001要求，防渗标准去q=10Lu，灌浆孔伸入相对不透水层（q=10Lu）以下5m。最终孔深应由先导孔压水试验确定。2）灌浆孔布置：灌浆范围为0+023.9~0+046.9，坝轴线上布置，单排孔距1.5m，防渗帷幕底界深入相对不透水层，防渗标准为q≤10lu，坝体为：K≤1×10-5cm/s，帷幕钻孔进尺设计，完成为：灌浆进尺：422.85m，检查孔进尺：41.72m；其中灌浆孔基岩进尺：394.75m，检查孔基岩进尺41.72m；覆盖进尺总：26m，其中灌浆孔：21.5m，检查孔4.5m。3）钻孔：坝身采用冲击干钻、套管护壁，基岩采用回转式钻进，用金刚石或硬质合金钻头钻进，终孔孔径为75mm。钻机安置必须水平、稳固，开孔位置偏差应控制在10cm之内，孔斜率应控制在1%以内，钻孔进入相对不透水层内5m左右。4）简易压水试验：钻孔达到设计深度后，应采用清水冲洗钻孔，直至回水澄清为止，残留岩芯不应超过0.2m。帷幕灌浆孔在灌浆前，对先导灌浆孔均应进行简易压水试验，根据其所测得透水率q值来确定开灌水灰比及了解岩层的透水情况。5）灌浆参数的选取灌浆段长度：灌浆段长度根据岩石裂隙发育程度，破碎情况、渗透性及设备条件决定。设计要求灌浆段一般长5～8m，基岩条件较好的灌浆段取大值，较差的取小值。接触面单独做一段，灌浆段长1.5～2.0m。灌浆压力及浆液变换：灌浆压力一般要求通过现场灌浆试验确定，浆液稠度根据基岩透水率不同而改变，起始水灰比采用3：1，以后采用2：1、1：1、0.8：1、0.6：1。接触面灌浆压力要求以不使坝体底部劈开或上抬为原则，根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-94，接触面灌浆压力应控制在0.05mpa以内。稠度的变换原则是：当某一水灰比浆液灌入量已达300L以上或灌入时间已达30min时，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，，应发浓一级。当注入率大于30L/min时，可根据具体情况超级变浓结束灌浆标准：符合下列条件之一者，即可结束灌浆：a、在设计规定压力下，灌浆段已停止吸浆或吸浆量小1.0L/min，并持续60min以上时；b、在规定的压力下，当吸浆量徘徊于1.0L/min以内，时间达1小时以上。6）灌浆材料：必须是新鲜合格的普通硅酸盐水泥，强度等级不低于32.5，对水泥的供给采取边用边进的原则，以保证水泥不过长时间在工地积放。7）灌浆施工次序：灌浆应遵循分序加密的原则。帷幕孔分三序施灌，一序孔孔距10m，二序孔孔距为10m，三序孔孔距为5m，最终孔距为2.5m。8）灌浆方法：当岩段小于5m时，采取全孔一次灌浆法，大于或在透水严重地段应采取自上而下的方法灌浆，以提高灌浆质量。9）灌浆结束和封孔：对较深的帷幕灌浆孔，在最后一段灌浆结束后，即采用浓浆封孔。封孔段长15-20，封孔压力与灌浆压力相同，当注入率不大于1L/min，继续灌注30min后，在孔口处继续灌注60min。10）工程质量检查：检查孔数为灌浆总孔数的10%，布置在断层、岩体破碎带等地质条件复杂部位，吸浆量大的部位以及灌浆过程中不正常的部位。检查孔应采取岩芯，检查孔压水试验在该部位灌浆完成14d后进行，压力不大于该处灌浆压力的80%。检查孔各段压水试验测得的q值原则上须≤10Lu，所有试段的q值必须≤10Lu，才认为该孔符合质量标准。2、施工工艺流程1）先导孔施工工艺流程：施工场地平整--施工准备--钻孔定位--固定机具--干钻至强风化基岩面后下入套管—钻进至基岩5m左右--冲洗钻孔进行压水试验--钻进5m--进行压水试验（当压水试验值q10Lu终止钻进）--制浆--自上而下按每段5-8m（接触面小于2m）进行灌浆--灌浆结束--压力封孔--起拔套管--封孔--现场验收--整理资料。2）Ⅰ～Ⅲ孔施工工艺流程：施工场地平整--施工准备--钻孔定位--固定机具--干钻至强风化基岩面后下入套管—根据先导孔钻至相对不透水层--制浆--自上而下按每段5-8m（接触面小于2m）进行灌浆--灌浆结束--压力封孔--起拔套管--封孔--现场验收--整理资料。3）灌浆检查孔施工工艺流程：施工场地平整--施工准备--钻孔定位--固定机具-干钻至强风化基岩面后下入套管--钻进至基岩5m左右--冲洗钻孔进行压水试验按5-8m一段压水试验至设计孔深--制浆--自上而下按每段5-8m（接触面小于2m）进行灌浆--灌浆结束--压力封孔--起拔套管--封孔--现场验收--整理资料。3、施工步骤及方法1）施工场地平整：根据设备施工要求，钻机平台宽度不小于4m，地表要夯实，在其边沿修筑排水沟，防止施工用水冲刷坝坡及山体，平台修建好后，方能进行帷幕灌浆施工。2）帷幕灌浆钻孔⑴钻孔放样：根据设计图纸用全站仪进行帷幕灌浆轴线整体放样，确定施工轴线后，按孔距2.5m定好个孔孔位，并用钢筋标记好，并每隔20m设置控制性桩号。施工时，必须用钢尺重新校测，要求开孔位置与设计位置偏差不得大于50mm，因故变更孔位需征求监理或设计同意。⑵钻机定位、机座及机架校正与开孔：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，确定导杆或立轴与钻孔倾斜角一致，并在同一条轴线上，配备良好钻具，保证钻孔铅直开孔。钻具采用地质部门普通的钻头和管材，钻孔开孔直径为130mm，终孔直径不小于75mm。坝体内采用干钻成孔，钻至强风化接触面顶板后，下入110mm套管把基岩与坝体隔离开来，改用不小于75mm的合金或金刚石钻进直至终孔（终孔标准为进入相对不透水层（q10Lu））。在钻进过程中，要精心操作，合理掌握钻进参数，合理控制钻进速度，防止埋钻，卡钻等各种孔内事故。一旦出现孔内事故，及时进行处理，并配备必要的事故打捞、处理工具。⑶特殊情况处理：钻孔工程中如遇到掉块、卡钻、失水或回水减少等情况应进行详细记录，并及时分析原因和采取有效处理措施后方可续钻。情况发生时，必须弄清孔深、地层、钻具位置等。发现钻具被卡时。应保持冲洗液畅通，采取扭、打、拉、冲、顶等方法进行处理。处理后将打捞工具、处理方法及过程填写事故处理表。⑷测斜与纠斜处理：开孔钻进时应对钻孔进行测斜，钻孔倾角满足要求后再打入套管，确保开孔符合设计要求；钻进过程中及时测斜，发现偏斜及时采取相应的纠斜方法进行处理直至满足设计要求为止，终孔再进行综合测斜，现场监理验收钻孔。如发现偏斜超过设计值时，应采用超径纠斜、跳级换径、孔底埋管纠斜等方法进行纠斜处理，经处理重新测斜合格后，方可续钻。⑸钻孔记录与钻孔保护：钻进过程中，各孔应详细记录孔位、孔深、地层变化、换层和漏浆、掉钻情况。尤其注意分层的位置，并准确记录在班报上，便于后续分析情况，此外，钻进过程中的其他处理措施均应详细记录。钻进至要求孔深后，待灌或灌浆结束时待钻，孔口均应进行加盖保护，防止异物进入孔内，增加处理难度。3）钻孔冲洗及压水试验：帷幕灌浆孔当钻至灌浆段长后，采用压力水（为灌浆压力的80%）进行钻孔冲洗，裂隙冲洗应冲洗至回水澄清后10min结束，且总的冲洗时间不小于20min；压水试验保证在孔内止水有效的情况下进行。简易压水试验采用单点法或两点法。压水试验压力采用灌浆压力80%，压水20min每隔5min或10min测读一次压入流量，取较大压力最后1min流量做为试验透水率的计算值。成果以透水率（Lu）值表示，即q=Q/p*L，式中：q=透水率（Lu）、Q=最后一次压入流量（L/min）、P=压力（Mpa）。4）灌浆方法及灌浆设备⑴灌浆方法：先导孔采用自上而下分段压水试验后，再用自上而下分段灌浆法灌浆；其余孔基岩帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法灌浆，基岩接触段必须先灌，套管下至基岩底部0.5m。在灌浆过程中，射浆管必须下入离段底0.5m，直至灌浆在设计压力条件下达到结束标准。灌浆设备：采用W—160灌浆泵，采用孔内阻塞，射浆管下入离段底0.5m处，自上而下灌注。⑵浆液材料：本次坝基岩石帷幕灌浆采用纯水泥浆，如遇吸浆量特大时，可灌部分砂浆。水泥采用业主指定厂家生产的R32.5普通硅酸盐水泥，灌浆用水泥需符合质量标准，细度通过80μm方孔筛的筛余量小于5%；采购的水泥必须具有出厂化验单（或合格证），存放时间不超过3个月，严格采取有效的防潮措施，每批材料（400t）送至工地后，进行抽检，不合格的产品严禁使用。⑶浆液配置与浆液变换：水泥浆采用搅浆机制作，搅拌时间不小于30s。配置好的水泥浆液自制备到用完不得超过4h，浆液温度保持在5～400之间。灌浆浆液浓度按先稀后浓、逐级变换的原则进行。帷幕灌浆浆液水灰比采用3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1。一般情况下开灌水灰比为3：1，浆液配制一定要计量准确，保证误差小于5%。灌浆过程中，每隔30min，测量一次浆液比重，必要时须测浆液温度。⑷灌浆段长、灌浆压力、浆液浓度与结束标准①灌浆段长：灌浆段长根据岩石裂隙发育程度，破碎情况、渗透性及设备条件决定。设计要求灌浆段一般长5～8m，基岩条件较好的灌浆段去大值，较差的取小值。接触面单独做一段，灌段长1.5～２.０ｍ。②灌浆压力：灌浆压力一般要求通过现场灌浆试验确定，接触面灌浆压力要求以不使坝体底部劈开或上抬为原则，根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-94，接触面灌浆压力应控制在0.05mpa以内。③浆液浓度浆液稠度根据基岩透水率不同而改变，起始水灰比采用3：1，以后采用2：1、1：1、0.8：1、0.6：1。稠度的变换原则是：当某一水灰比浆液灌入量已达300L以上或灌入时间已达30min时，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，，应发浓一级。当注入率大于30L/min时，可根据具体情况超级变浓。④结束标准符合下列条件之一者，即可结束灌浆：a、在设计规定压力下，持续30min内，灌浆段已停止吸浆或吸浆量小0.4L/min；b、在规定的压力下，当吸浆量徘徊于1.0L/min以内，时间达1小时以上。⑸帷幕灌浆特殊情况处理：灌浆过程中，发现串浆、冒浆等时应先查明原因，根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆。应一泵灌一孔，否则应将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔并行扫孔、冲洗，而后继续钻进和灌浆。灌浆过程中若因故中断，应及早回复灌浆，否则应立即冲洗钻孔，然后恢复灌浆，若冲洗无法解决问题，则应进行扫孔清洗，再恢复灌浆。恢复灌浆时，使用开始灌注水灰比灌浆，若注入量与中断前减少较多，则浆液应逐级变浓进行灌注后若注入率在短时间内停止吸浆，则应考虑在被扫孔旁侧补打钻孔进行补强灌浆。对灌入量大，难以结束的灌段，应采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法处理。对于灌段吸浆量大，而又有一定压力和回浆量者，应在浆液中掺加适量的速凝剂，加速浆液凝固，减少浆量损失。如灌浆过程中，出现浆液回浓，则改用相同