搜索
舟山市北蝉乡淡水坑水库除险加固工程（坝体劈裂、坝基帷幕灌浆）施工组织方案北蝉乡淡水坑水库工程项目部二0一0年十月施工组织方案1、概述1、1舟山市定海区北蝉乡淡水坑水库，坝体为粘土填筑心墙，坝基为含泥砂乐和强风化流纹质凝灰岩和中等风化流纹质凝灰岩，水库建于60年代，库容量14.4万m3。，，经多年运行，现由于渗漏需进行加固处理。1、2设计单位为舟山市水利勘测设计院，工程监理为杭州亚太建设监理咨询有限公司。设计采用上、下流坡面整修，坝体双排水泥膨润土劈裂灌浆孔距1.5m。坝基采用单排水泥帷幕灌浆，孔距1.5m，灌浆孔序分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三序，先Ⅰ序、后Ⅱ序。然后Ⅲ序，灌浆方法采用逐渐加密施工方法。1、3估计工程量1、3、1劈裂灌浆约2111.45m1、3、2帷幕灌浆约1165.61m1、3、3坝体钻孔约3300.00m1、4管理机构1、4、1经投标评审后由我公司中标，手续齐全，符合现行招投标程序。1、4、2工地成立工程施工项目部，防渗分部工程由项目经理直接领导。由监理、业主代表现场监督、指导、检查实施作业，成立质量三检制小组。1、5施工工期进入施工现场机械设备设备名称出产单位单位数量功率备注XU-100型回旋钻机杭州探矿机械厂台618KV／台18KVXJ-100型钻机浙江水利钻探厂台111KV11KVBW-200立式灌浆机杭州市机械厂台37.5KV22.5KVBX300立式电焊机浙江电焊厂台130KV30KV多机离心泵永康水泵厂台111KV11KV泥浆轴立泵杭州水泵厂台23KV／台6KV发电机150无锡发电机厂台1150KV合计施工所需用电量105.5KV1、5、2施工人员组织1．5.3施工工期计算：投入2台钻机每日1.0台班一台钻机计算：计算X天：a劈裂灌浆2111.45m÷（15m／台班×4台班／日）=71天b帷幕灌浆1165.61m÷（12m／台班×4台班／日）=49天施工作业日为140天，估算工期3、5个月（其中帷幕与坝体可交叉作业）。项目经理技术负责人施工员灌浆资料组2人灌浆组3人钻机二组3人钻机一组3人2、坝体劈裂灌浆施工2．1测放孔位：两坝头设置坝轴线中心固定控制点，用经纬仪侧放坝轴线中心线，每间隔20M设置中心点（木桩），并向上、下两侧引出校正点。2.2采用水泥粘土浆液，浆液由42.5级普硅水泥和粘土浆配置，配合比根据试验确定为水泥：粘土：水=1：3：3-4，第一段灌浆采用浆液配合比为水泥：粘土：水=1：3：3，外加剂为1.5％LN-2000高效减水剂。2.3浆液的密度约为1.30-1.55g／cm3，粘度约为25-55s，固结体抗压强度0.2Mpa左右，渗透系数约为1×10-6cm／s。2．4最大灌浆孔口压力由ΔP=ΥΗσ-y＇h＇式估算，其中y为土体密度，取1.9t/m3,H为计算点以上坝高，σ为土的单轴抗力下降时改用≥1.45tm3的水泥粘土浆,最大持续灌浆压力（表压力）原则上控制在≦0、1Mpa。2．5每段灌浆量控制由G=1、2×＆cp×D×S，式中＆cp为浆幕平均厚度，取0、03-0、04m，D为相邻孔距，S为段长。2．6每段灌浆间隔时间为2d。2．7灌浆孔布置、灌浆范围、灌浆顺序、灌浆结束标准等按照原设计方案进行。2.8灌浆结束后，灌浆孔由水泥粘土封孔，坝顶裂缝处理应与坝顶开挖粘土夯填相接。2.3注浆2.3.1注浆方法：采用孔底注浆全孔灌注的方法。注浆管下到孔底以下0.5-1m处。泥浆从注浆管下压出。不设阻浆塞，使坝体由下逐渐向上劈开。但是，在头几次灌浆中尽量不使裂缝劈到坝顶，以便增加坝体的弹力，加速泥浆的析水固结。经过几次灌注，基本不大吃浆或充填厚度达到或接受设计要求。立即停灌，然后提升注浆3-5m，继续灌注到设计要求。如此反复灌注，直至该孔灌饱并达到设计标准为止。采用孔底注浆是保证坝体下部形成的浆体帷幕有足够厚度的重要措施。应避免钻孔过深，而注浆管下地过浅，使形成的浆体帷幕上宽下窄，达不到设计要求。2.3.2质量控制：为了保证灌浆质量和大坝在施工中的安全，施工前先在大坝上进行先导孔灌浆试验。在灌浆施工中采取了如下控制措施：（1）孔口压力控制在设计最大允许灌浆压力以内；（2）单孔每次吃浆量，达到设计标准；（3）单孔复灌5次以上；（4）每次灌浆坝顶水平移量不超过2cm；(5)坝顶裂缝宽度不超过3cm；2.3.3劈裂灌浆工艺流程图（详见下图）劈裂灌浆工艺流程图布孔沿轴线双排布孔造孔灌浆A.控制坝体位移量初复C.控制灌浆量B.控制坝顶裂缝宽灌灌D.控制灌浆压力每孔分次K=5终灌封孔坝面处理结束3.劈裂灌浆质量保证措施在坝体灌浆工程中，由于灌浆压力和坝体内部应力的相互作用，及坝体内隐患具有多种多样的成因和性质，使坝体失去原有的平衡状态，因而在灌浆期会出现各种各样的问题，例如，坝体裂缝、冒浆、串浆、塌坑、隆起和单孔吃浆量过大等并采取以下措施。分序N=1-3制浆供水送料3.1裂缝对坝顶面原有纵向或横向裂缝，在灌浆前就应顺缝开挖并回填粘性土，形成阻浆盖后，再进行灌浆。当坝体的填筑质量不好，采用的灌浆压力又较大，护壁管控制坝面劈力又无效时，再河床段灌浆，坝内纵向裂缝极易自下而上发展到坝面，若在靠近坝两端的岸坡段灌浆，则由于在灌浆过程中河床段坝体的沉降将远大于未灌浆的岸坡段坝体的沉降，产生较大的差异变形及指向河谷的纵向位移，导致岸坡段出现横向裂缝。对坝面出现的纵向或横向裂缝，都科尔以采用顺缝开挖和回填做阻浆盖的方法处理，并适当降低灌浆压力，采取‘‘少灌多复’’的办法。若横向裂缝贯穿坝体，但缝不深，则采用开挖回填的方法处理；若缝较深，则需要灌浆充填裂缝。对上下游坝壳土料能起反虑作用的墙坝，可直接在坝顶裂缝上打孔灌浓浆；对均质坝，则需要在上下游沿裂缝开挖并回填做阻浆盖后，再进行灌浓浆处理。施灌时，灌浆压力可采用孔口压力表控制0.05-0.10Mpa。3.2、冒浆在坝体灌浆的过程中，发生冒浆是常见的现象，这与坝的质量好坏及灌浆压力大小等因素有关。坝体冒浆在一定程度上暴露了坝内的薄弱环节，应当说这是一件好事。实践证明，冒浆部位多次出现在坝坡、坝顶、孔口及放水洞等处。3.3坝坡冒浆坝体内有动物洞穴，筑坝时分段施工接头处碾压不实，坝内有冻土块或大快土堆积形成连通缝隙，铺土层厚，碾压功能不够，坝内留有水平松散层等，在灌浆压力作用下，泥浆从这些薄弱环节（隐患）处冒出。冒浆量的大小取决于隐患的严重程度和灌浆压力的大小。处理冒浆有下列方法。可视具体情况选用或结合使用。（1）在冒浆处填一定体积的砂或砂量不小于40％的砂泺石作为反虑盖重，此方法可以排水，因此，有利于泥浆的排水固结，提高灌浆的质量。（2）在冒浆处开挖且回填一定厚度的粘性土，并夯实，作为阻浆盖重。（3）在浓浆灌注，采用灌，停循环的间歇性灌浆方法。（4）在冒浆的灌浆孔上，开动回转钻机，同时往孔内连续不断地抛撒干土粉，搅成塑性泥，封堵冒浆通道。（5）用灌浆间隔时间来控制冒浆，即t2﹤﹤﹤t1t1表示从开始灌浆到冒浆所需的时间（min）；t2表示下次灌浆时应控制的时间（min）。以上不等式的意义是，不等浆液冒出即停灌。所用的泥浆要浓，或掺入少量的水泥。灌浆的间隔时间适当延长，令泥浆有初凝的时间，下次灌浆不致使其流动。这样重复灌几次，即可达不冒浆之目的。库内或库外水下冒浆也可以采用这种方法处理。3.4放水洞内冒浆放水洞内冒浆情况多发生于砌石放水洞。处理的方法是，发现冒浆即停灌，然后在冒浆出口处用木塞或面纱堵塞后再灌，但要适当加大泥浆的浓度和灌浆压力，复灌的次数多一些。在灌浆结束后，要将木塞和棉纱取出，进行剔缝，再用高标号水泥砂浆勾缝以防再发生渗流冲蚀。3.5坝顶冒浆在灌浆初期坝顶冒浆，主要是输浆泵量大，灌浆压力也较大，而坝体内原有的裂缝较小，或被劈开德尔裂缝也不大，一时容纳不下注入浆量而造成冒浆。处理的方法是，调整输浆泵的阀门，减少输浆量，调整泥浆浓度，降低灌浆压力。灌浆后期坝顶冒浆表明坝体内裂缝已被灌满。灌浆已近结束，已无必要封堵，只需停灌本孔，改灌其他孔，直至达到终灌标准，再进行封孔。3.6孔口冒浆孔口冒浆是因坝体的填筑质量较好和钻孔时钻头与孔壁的摩擦和挤压作用，增加了孔壁土体的强度，同时也表明孔内没有裂缝。因此，初灌时不进浆，泥浆只好向孔口冒出。处理的方法是，在孔口处挖50cm×50cm×50cm的坑，回填适宜含水量的粘性土并夯实，作为阻浆盖。然后先用密度为1.1～1.2g／cm3的稀浆灌注冲孔，等进浆顺利后，逐渐变换浆的灌浆压力。3.7串浆串浆是指，在某孔灌浆，其附近的未灌孔或测压管内出现浆液，或在已灌浆的孔内，浆面升高或冒出孔口。其原因多为原有裂缝或灌浆压力所劈开的裂缝将两孔连通。串浆是在灌浆工程中常见的现象，一般也是正常的。一般不用处理，只需注意观测孔内浆面的变化情况，或用木塞堵住冒浆的孔。3.8塌坑灌浆的实践表明，灌浆期间出现的塌坑一般面积不大，深度也不深，出现的位置多在放水洞上方的坝顶和施工接头处。塌坑产生的原因多为坝体内有较大的空洞，大土块架空和松填区等，在灌浆期坝体局部产生湿陷所致。处理的方法是将塌坑内的水排出，待坑内的泥浆凝固后，再回填适宜水量的粘性土料，分层夯实。3.9隆起灌浆期的隆起有三种情况。3.10坝坡局部隆起由于灌浆压力较大（产生的渗透压力也较大），导致坝坡局部隆起，这将可能是产生局部流土和塌坡的先兆，因此应停止灌浆，将隆起部分夯实和施加滤料盖重后再灌浆。3.11坝顶被抬起由于坝体(心墙坝)内存在水平裂缝，在一定的灌浆力作用下，水平缝上方的坝顶会被抬起，待灌浆压力减小和停灌后，隆起部分会基本上恢复原状。对此种情况，只需注意调控灌浆压力的大小，而不必采取其他处理措施。3.12单孔吃水量过大在坝体灌浆过程中，会遇到单孔吃浆达数百立方米的情况。这种情况多数发生松散坝体的河谷段和放水洞附近，而且是在灌浆初期。对吃浆量过大的钻孔，每次灌浆量要少，例如每米孔深不超过1m3，间隔5～10天后再复灌，这样反复为之，直至达到终结灌浆的标准。在泥浆的选用上，若坝体土料的压缩性高，含水量又低，则可选用密度1.3g／cm3左右的泥浆，皆以达到加速坝体湿陷之目的；若土料的压缩性低而含水量又较高，则选用密度1.6g／cm3左右的浓泥浆。4、灌浆施工工序4.1帷幕灌浆施工4.1.1钻机钻孔：钻孔设备使用杭州探矿机械厂生产钻机2台，XJ-150型钻机二台。开孔采用小量钻进3-5m深，在离坝面8m处，用Φ146、127mm套管分段打入坝体心墙内，进行止水隔离，再采用水钻钻第一段，顶面以上3m，并打入套管进行隔离，后再钻灌下段。4.1.2孔斜：钻孔开孔时机械回转要求慢而稳，钻孔深度到15mm左右时，进行孔底垂直校正（扫孔），打入套管时边打边进行垂直校正。4.1.3水泥：标号为42.5#普通硅酸盐袋装水泥，生产厂家并附有质保书，进入工地现场抽检选样，并有监理工程师到定点实验室进行检测，其抗压、抗折、安定性均符合国标。4.1.4灌浆方法：灌浆机使用浙江省征天水利机械厂生产的BW-200立式双缸灌浆机二台，帷幕灌浆孔按设计要求自上而下分段灌浆和自下而上二种方法进行，并采用孔内循环注浆法，孔口装有回浆装置和压力表，用球阀控制灌浆压力。4.1.5灌浆段长：坝体心墙（坝基）底部接触段，其段长为2.0m，以下段长3-5m，实际施工中最后一段按其厚度进行调正。4.1.6洗孔：完成孔段钻孔，起钻后即进入孔内灌浆管，孔内进浆管直径为20mm，回浆管内径为40mm高压管连接。射浆管距孔底≦50cm。采用脉冲，首先用压力水冲洗，压力为灌浆压力的80％.连接冲洗到5-10min后，将孔中压力迅速降到零，形成反向脉冲流将裂隙中的碎宵带出，回水呈浑浊色，直到回水洁净。4.1.7压水试验：每段都进行简易压水试验。其压力为灌浆压力的80％，压水时间为20mjn，每5mjn测读一次压力流量，在连续四次读数是最大值与最小值之差的小于最终的10％，或最大值与最小值之差小于1Lu／min时，压水试验可以结束，取最后的流量值作为计算值，其成果以透水率表示。计算全压力时，孔内水位以库水位高程为依据，，计算压力时，库水位为起始