龙江帷幕灌浆试验施工组织设计

云南龙江水利枢纽工程帷幕灌浆试验大纲中国水利水电第四工程局龙江工程项目部2009年5月6日 批准：审查：校核：编制： 1、概述龙江水电站枢纽工程位于云南省德宏傣族景颇族自治州潞西县境内的龙江干流上。水库正常蓄水位872.00m，总库容12.17×108m³，电站总装机容量240MW,工程规模为大（1）型。大坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程875.00m，最大坝高115m。现即将进行大规模的帷幕灌浆施工，为确定适宜于龙江大坝帷幕灌浆施工的钻灌参数、施工工艺等，根据设计要求，在正式施工前进行非生产性试验。2、试验目的2.1观测帷幕灌浆试验区灌浆前、后单位吸水率、耗浆量的变化值，以确定钻孔及灌浆施工参数。2.2观测帷幕灌浆在设计压力下施工时该部位变形特征等。2.3调查帷幕灌浆试验区的地质情况，有无集中渗流，透水性较大部位等。2.4灌浆材料，浆液浓度，灌浆压力等的使用。2.5施工程序、方法、灌浆次序及施工工艺对灌浆效果的影响。3、试验依据3.1、坝基帷幕灌浆及排水孔布置图（6502-SB1-19-1～7）3.2、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-20013.3、《合同文件技术部分》3.4、《龙江水电站双曲拱坝岩石基础帷幕灌浆施工技术要求》（6502-SB9-5）3.5、《水利水电工程钻孔压水试验规程》DL/T5331-20053.6、《水电水利工程物探规程》DL/T5010-20053.7、《水电站基本建设工程验收规范》DL/T5123-20004、试验场地的选择根据主体工程混凝土浇筑的具体情况，决定在14#坝段进行帷幕灌浆试验，以12个孔作试验孔，主帷幕试验孔6个，副帷幕试验序孔6个。5、试验区孔位布置试验孔孔位布置图，见附图1。 附图：1帷幕灌浆试验孔与设计帷幕灌浆孔成梅花型布置，并向下游侧移0.4m。其孔深与本坝段设计孔深一致，主、副帷幕灌浆孔各分I、II、Ⅲ序。先导孔布置一孔，拟定14-ZW-I-1为先导孔。6、制浆系统及供风、供电系统6.1制浆系统6.1.1在试验区布置1台200L双桶搅拌槽，1台SGB6-10灌浆泵。1台ZJ-400A型高速制浆机。制浆站布置应满足现场用浆需求，在施工过程中采用集中制浆方式。制浆站位置尽可能考虑交通方便及接近施工面，依据现场施工计划及进度安排，帷幕灌浆试验的集中制浆站布置随施工进度及部位的不同进行布置、调整。6.1.2大坝水泥灌浆考虑使用袋装水泥，在集中制浆站配置能够存储50吨的袋装水泥储存房，结合现场布置情况，水泥储存房暂定尺寸为5.0×4.0m（长×宽），储存房内设置高于地面100cm的平台，便于水泥存放和避免水泥受潮结块。对于需同时使用超细水泥灌浆时，超细水泥和普通水泥分开存放，制浆站总占地面积约30m2。6.1.3集中制浆站制备水灰比为0.5∶1比级的浓水泥浆液，便于施工面按所需浆比进行调整。制备浆液使用高速搅拌机，保证搅拌时间不少于30s。 制浆系统制浆能力可达到15m3/h，满足要求，为保证浆液在有效期内用完，制浆必须保证随用随制，不得提前制浆留存。6.1.4每班安排专人负责清理的制浆站卫生，对废弃的水泥袋及时回收。做好制浆站防尘工作，制浆站人员在工作过程中，应配戴防尘口罩及眼罩。6.2施工用水、用电利用现场供水、供电系统，为施工供水、供电。尽可能考虑交通方便及接近施工面，供电、供水线路布置随施工进度及部位的不同进行调整。7、试验程序7.1钻孔施工程序(1)钻机定位→钻砼并入岩2.0m（接触段压水灌浆）→埋设孔口管待凝24h→钻下一段（压水灌浆）→再钻下一段（压水灌浆）→依次到设计孔深→封孔7.2灌浆施工程序钻机定位→（钻砼并入岩2.0m）接触段压水灌浆→埋设孔口管待凝24h→（钻下一段）压水灌浆→（再钻下一段）压水灌浆→依次到设计孔深→封孔7.3帷幕灌浆试验施工程序附图：2孔位放点钻机对中整平分段钻进（洗孔、压水）灌浆封孔二次配浆集中制浆质量检查孔施工8、 钻孔施工前由技术人员根据平面施工图纸进行孔位放点，用红油漆标记清楚，并且写明孔号。帷幕灌浆试验钻孔顺序：先导孔，帷幕灌浆孔，质量检查孔。先钻灌下游排（主帷幕），后钻灌上游排（副帷幕）。8.1灌浆孔在保证质量的前提下选用较小的孔径，钻孔孔壁应平直完整，采用金刚石钻头，一般孔径大于56mm，其孔口段孔径大于76mm，检查孔、观测孔、先导孔的孔径大于76mm,其孔口段孔径大于91mm。当采用全孔自上而下分段灌浆方法时宜各段不采用统一孔径，应自上而下逐段减小一级孔径。由于岩石有节理裂隙，个别部分坚硬和软硬不均可选择孕镶钻头，此次施工选择胎体硬度（HRC）20～30的金刚石钻头进行施工，并不断总结改进，选择合适的胎体硬度。技术人员用校正准确的罗盘和水平尺对钻机的立轴进行校核。孔位确认无误后进行开孔。在钻孔的过程中，各孔均进行孔斜测量，灌浆孔的孔斜偏差值满足规范要求。钻孔完毕后，及时进行孔口保护，防止杂物掉入孔内。8.2主帷幕灌浆孔为倾向上游87°的斜孔，副帷幕为倾向上游82°的斜孔，孔深为相应位置主帷幕孔深的60％，基本孔距为2m。8.3钻孔偏斜预防钻孔时应采取必要的措施，以保证孔向的准确性。主副帷幕重点控制钻孔20m范围内的孔斜，根据实际段长约5.0m测量一次，以下10m测斜一次，一旦发现孔斜及时纠偏，纠偏无效时报请监理人处理，必要时报废原孔，重新钻孔。钻孔采用水钻法施工，根据试验进度施工安排，2台SGB-Ⅲ型地质钻即可满足施工需求。钻孔孔底最大允许偏差值表：1孔深(m)102030405060～70最大允许偏差值(m)0.10.250.50.81.151.5当孔深大于70m时，孔底最大允许偏差值不应大于2m。当钻孔偏差不符合表中规定时，应结合该部位灌浆资料和质量检查情况进行全面分析，如确认对帷幕灌浆质量有影响时，应采取补救措施。 8.4帷幕灌浆采用分序加密法进行钻孔灌浆。I序孔孔距8m，Ⅱ序孔加密到孔距为4m，Ⅲ序孔加密至基本孔距2m。先导孔布置一孔，拟定14-ZW-I-1为先导孔，先导孔孔深延伸至设计高程以下10m。8.5终孔段基础岩石透水率要求小于3Lu,当钻孔深度达到设计要求，透水率大于此要求时当继续钻孔加深10m，如仍不满足要求时，应报监理、设计等有关单位研究处理措施。8.6钻孔是如遇有洞穴、塌孔掉块难以钻进时，可先行灌浆处理，再继续钻进。如发现集中漏水，应查明漏水部位、漏水量和漏水原因，经处理后再行钻进。8.7对基岩浅层、深层岩体、断层、软弱夹层、灌浆平洞均应进行变形观，变形观测装置应经监理工程师检查验收合格后方可进行使用。9、冲洗及压水试验9.1灌浆前应采用压力水全段进行裂隙冲洗，冲洗压力为该灌浆段灌浆压力的80％并不大于1Mpa，该值大于1MPa时，采用1MPa。冲洗至回水清净10min为止，且总的冲洗时间不宜小于30min。9.2帷幕灌浆先导孔应分段进行压水，采用单点法进行压水，其它各次序孔进行简易压水，各孔段压水的压力为灌浆施工时该段使用的最大压力的80％，并不大于1Mpa，压水时间20min，每5min测读一次压入流量，以最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。10、帷幕灌浆试验施工及技术要求10.1灌浆压力灌浆压力（Mpa）参考值表表：2段次入岩深度m段长m灌浆压力MpaI序孔II序孔III序孔122.01.01.21.527.05.01.52.02.53125.02.53.03.04175.03.03.53.5 517以上5.04.04.04.0压力表应安装在孔口回浆管路上，压力读数应读压力表指针摆动的中间值，压力表指针摆动范围应小于灌浆压力的20％。灌浆压力应通过灌浆试验在灌浆施工过程中进行适当调整，保证岩体不被掀动。对涌水孔段的灌浆压力应另加涌水压力。10.2灌浆方法灌浆采用孔口封闭器孔内循环式，自上而下分段施工。(1)在一个坝段或一个单元工程内，后序孔上的第一序孔宜在前排上最后次序孔在岩石中均灌完15m后再进行。而在同一排上相邻的两次序孔之间，以及后序排上第一次序孔与其相应部位前序排上最后次序孔之间，在岩石中钻孔灌浆的时隔高差不得小于15m。(2)帷幕灌浆长度均采用5m，坝底接触段段长度应不大于2m，射浆管口距孔底不得大于50cm。接触段应先行灌浆并待凝24h后，方可进行以下各段的钻孔灌浆工作。10.3灌浆施工10.3.1灌浆材料采用水泥浆作为灌浆材料，使用的水泥为P.O42.5普硅水泥，不得使用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥，水泥细度要求通过80um方孔筛余量不宜大于5％。材质应新鲜，不能有潮湿或结块现象，并具有出厂合格证和超细试验证明质量合格证。过期的水泥、非经过试验证明质量合格者，不得使用。10.3.2灌浆施工机械灌浆机械采用杭州钻探厂SGB6-10型灌浆泵，JJS-200型立式搅拌槽，根据本标段灌浆施工进度安排，需配置1台灌浆泵、1台高速搅拌机，1台200L立式搅拌槽即能满足施工进度需求。10.3.3灌浆施工方法同一施工面采用一台灌浆泵灌一个孔，灌浆记录采用R-GJ04型灌浆自动记录仪，按照与灌浆泵相配套原则。10.4灌浆参数10.4.1灌浆压力 施工过程中应严格控制灌浆压力。当灌浆孔吸浆量较小时，采用“一次升压法”，以尽快达到规定的灌浆压力；当灌浆孔吸浆量较大或易于抬动部位时，采用“逐级升压法”，缓慢升到规定的灌浆压力。10.4.2浆液水灰比及变浆标准采用P.O42.5水泥5：1、3：1、2：1、1：1、0.6：1(或0.5：1)六个比级进行灌浆，灌注细水泥浆液时，采用水灰比为2：1、1：1、0.6：1或1：1、0.8：1、0.6：1三个比级。变浆标准：(1)灌浆时，当灌浆压力不变，注入率持续减少或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；(2)在灌浆过程中，当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不明显时，应改浓一级浆液灌注；(3)灌浆试验过程中，如遇吸浆量特大需改变水灰比灌注，按要求应逐级变浓，不能越级变浓。(4)灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，随时调整，采取相应的措施处理。10.5帷幕灌浆结束标准与封孔10.5.1灌浆结束标准采用孔口封闭灌浆法时，在设计规定的压力下，灌浆孔段注入率不大于1L/min时，继续灌注60min，灌浆工作即可结束。10.5.2封孔采用压力灌浆封孔具体施工方法如下：（1）每个帷幕灌浆孔全孔灌浆结束后，经同监理人及时进行验收，验收合格的灌浆孔才能进行封孔。（2）灌浆结束后，采用“全孔压力灌浆封孔法”封孔,灌注水灰比为0.5：1的浓浆置换，进行孔口封闭，其压力可采用该孔的最大灌浆压力，当注入率不大于1L/min时灌注60min结束。待孔内水泥浆液凝固后，选用砂：水泥=1：2的水泥的砂浆，水灰比不大于0.6，自下而上逐渐填实。回填封孔必须保证孔内回填材料本身填密压实，回填料与孔壁结合紧密，不留空穴、不漏水。 10.6特殊情况的处理10.6.1中断处理灌浆工作应连续进行，若因停水、停电或机械故障中断，应尽快恢复灌浆。中断时间超过30min者，应立即设法冲洗钻孔，或必要时进行扫孔，然后在恢复灌浆。恢复灌浆应采用最稀浆液。如吸浆量与中断前相近，则尽可能换到中断前的水灰比，否则应逐级变浓。吸浆量较中断前减少很多，则需考虑补孔重灌。10.6.2串孔处理（1）如被串孔正在钻进，应立即停钻。（2）如串浆量不大，在被串孔内采取冲洗措施，使水泥浆不致充填孔内，可延续灌浆；（3）如串浆量大，应用灌浆塞将被串孔塞住，单对灌浆孔进行灌浆。结束后，立即将被串孔的灌浆塞取出，并扫孔洗净，进行补灌。10.6.3冒浆处理灌浆过程中，若发现表面有冒浆时，可根据具体情况采用欠缝、表面封堵，加浓浆液，降低灌浆压力以至中断间歇等方法处理。10.6.4特大耗浆处理在经过正常变浆，且浆液比级已达水灰比0.5：1后，若灌浆孔吸浆量仍很大，灌浆难以结束时，采用低压、限流、限量、间歇灌浆等方法处理。11、帷幕灌浆效果检查11.1灌浆单元结束后，采用钻设检查孔进行压水试验成果为主并结合灌浆资料综合评价，检查孔的部位由监理工程师现场指定。检查孔数量为钻孔总数的10%，检查孔在该部位灌浆完成14天后，压水试验采用单点法进行。11.2帷幕灌浆质量压水检查，接触段及其下一段的合格率应为100％，再以下各段的合格率应在90％以上，当设计防渗标准为1Lu时，不合格试验段的透水率值不超过设计规定值的的200％，当设计防渗标准为3Lu时，不合格孔段的透水率值不超过设计规定的150％，且不合格孔段的分部不集中，灌浆质量可认为合格。11.3钻孔过程中应每隔5.0m测量一次孔斜、孔向偏差，当偏差超过允许值时及时采取纠偏措施进行处理，若处理无效，应报监理单位研究处理措施。 12、灌浆试验成果整理分析12.1灌浆工程量、资料的整理12.2耗灰量分析12.2.1试验成果记录表12.2.2各次序孔单位注入量频率累计分析曲线12.2.3单位耗灰量与灌浆次序分析12.3压水分析12.4其它13、施工质量控制为确保施工质量，施工前对所有进行施工作业人员进行培训和考核，经考核合格后方可上岗。施工期间，采用三检制原则对施工过程中的关键环节进行监控，如孔深、孔斜、水灰比的采用、灌浆段长等作为重点检查。对检查孔的压水试验必须有监理工程师或质检人员在场时进行，确保试验的真实性。用于帷幕灌浆试验的水泥符各规定的质量标准，不使用过期、受潮结块的水泥，细度不合乎要求的水泥严禁使用。在进行灌浆试验时，一切施工操作程序、工艺严格按照监理工程师的指示及招标文件执行。准确、详细的对钻孔和灌浆进行原始记录的填写，并对原始资料及时进行整理分析。14、施工安全措施（1）各级领导必须抓好安全生产、做到“安全第一，预防为主”。（2）施工现场做到文明生产、严禁乱堆放材料。（3）各工种必须按安全操作规程操作、不得违章作业。（4）经常性的对电机设备进行检查，防止漏电事故发生。（5）现场施工人员，必须佩戴安全帽，严禁违章作业。（6）现场一切工作必须严格按照操作规程及安全生产制度进行，一切听从现场负责人安排。（7）及时消除各种事故隐患，做到“防患于未然”。 15、施工设备及劳动力配置主要设备用量配置表：3序号机械名称规格单位数量备注1钻机SGZ-ⅢA台22灌浆泵SGB6-10台13双桶搅拌机200L台14高速制浆机ZJ-400A台15水泵2"台26记录仪GJY4台1人员配置表表：4序号工种人数备注1值班队长3现场负责2技术员3负责技术、质量3钻灌工6技工4钻灌工24普工5电工1专业6电焊工1专业7司机2专业合计40