灌浆施工方法.doc

坝基帷幕灌浆分部工程施工方法一、 主要施工内容该分部工程为坝基帷幕灌浆分部工程，其主要内容包括：土石方开挖、导流、混凝土灌浆平台浇筑及帷幕灌浆等工作。二、 主要施工方法2.1 土石方开挖工程土方开挖全部采用机械化作业，自上而下分层开挖。土方采用1m3反铲挖掘机开挖，10T自卸汽车运输，弃土优先就近用于围堰填筑，或者运到招标图纸指定的坝下游弃料区堆放。石方开挖以钻孔爆破为主，振动气锤及人工辅助。2.1.1 施工机械施工机械：1m3反铲挖掘机2台，10T自卸汽车4台，160KW推土机1台。3m3/min空压机1台，YT-27型手风钻2台，G8风镐1台，长、短钢钎各3根，铁锤6把。2.1.2边坡开挖应注意事项边坡开挖前，应详细调查边坡岩石的稳定性，包括设计开挖线外对施工有影响的坡面和岸坡等。设计开挖线以内有不安全因素的边坡，必须进行处理和采取相应的防护措施。山坡上所有危石及不稳定岩体均应撬挖排除，如少量岩块撬挖确有困难，经监理同意可用浅孔微量炸药爆破。开挖应自上而下进行，高度较大的边坡，应分梯段开挖，河床部位开挖深度较大时，采用分层开挖方法，梯段(或分层)的高度应根据爆破方式(如预裂爆破或爆破)、施工机械性能及开挖区布置等因素确定。垂直边坡梯段高度一般不大于10m，严禁采取自下而上的开挖方式。随着开挖高程下降，应及时对坡面进行测量检查以防止偏离设计开挖线，避免在形成高边坡后再进行处理。对于边坡开挖出露的软弱岩层和构造破碎带区域，必须按施工图纸和监理的指示进行处理，并采取排水或堵水等措施。开挖边坡的支护应在分层开挖时逐层进行，上层的支护工作应保证下一层的开挖安全顺利进行。未完成上一层的支护，严禁进行下一层的开挖。在施工期间直至工程验收，如果沿开挖边坡发生滑坡或塌方，应及时通知监理，并按监理的指示对边坡进行处理。在施工期间直至工程验收，应定期对边坡的稳定进行监测，若出现不稳定迹象时，应及时通知监理，并立即采取有效措施确保边坡的稳定。2.1.2 基础开挖应注意事项除经监理专门批准的特殊部位外，永久建筑物的基础开挖均应在旱地中施工。必须采取措施避免基础岩石面出现爆破裂隙，或使原有构造裂隙和岩体的自然状态产生不应有的恶化。邻近水平建基面，应预留岩体保护层，其保护层的厚度应由现场爆破试验确定，并应采用小炮分层爆破的开挖方法。若采用其它开挖方法，必须通过试验证明可行，并经监理批准。基础开挖后表面因爆破震松(裂)的岩石，表面呈薄片状和尖角突出的岩石，以及裂隙发育或具有水平裂隙的岩石均需采用人工清理，如单块过大，亦可用单孔小炮和火雷管爆破。开挖后的岩石表面应干净、粗糙。岩石中的断层、裂隙、软弱夹层应被清除到施工图纸规定的深度。岩石表面应无积水或流水，所有松散岩石均应加以清除。建基面岩石的完整性和力学强度应满足施工图纸的规定。基础开挖后，如基岩表面发现原设计未勘查的基础缺陷，施工方要按监理的指示进行处理，包括增加开挖、回填混凝土塞、或埋设灌浆管等。建基面不得有反坡、倒悬坡、陡坎尖角；结构面上的泥土、锈斑、钙膜、破碎和松动岩块以及不符合质量要求的岩体等均必须采用人工清除或处理。闸基不允许欠挖，开挖面应严格控制平整度，为确保闸体稳定，闸基不允许开挖向下游倾斜的顺坡。在工程实施过程中，依据基础石方开挖揭示的地质特性，需要对施工图纸作必要的修改时，施工单位应按监理签发的设计修改图执行。基础和岸坡岩面开挖，应使开挖面平顺，开挖时优先采用预裂爆破法。在接近建基面时应采用机具或人工挖除，避免爆破或用小孔径、浅孔火炮爆破。岩石边坡存在局部反坡或凹坑时，应进行削坡或填混凝土处理。若岩石开挖后裂隙发育，风化速度较快，应按施工图纸规定的岸坡处理要求和监理指示进行处理。2.2 导流工程首先利用输水/发电洞泄水，将库内存水放空，放至水位不再下降为止（155.0m高程），采用2台1.0m3反铲挖掘机开挖坝前淤积泥沙，清理导流底孔进水口，及时打开导流底孔进口封堵闸门，利用打开的导流底孔自流排放水库日常来水（缺少相关资料，根据上游河道来水情况分析，塔岗水库非汛期内日常来水量估计小于1.0m3/s），此时加紧填筑施工围堰，同时施工导流钢管和导流砼管，并将水库日常来水引入两道导流管内排放，施工期间，如果上游来水量增加，两道导流管不能满足泄流要求，利用围堰挡水，施工围堰可以挡住非汛期5年一遇的设计洪水，以确保帷幕灌浆工程安全施工。2.2.1 施工程序导流工程施工程序如下：利用输水洞放空库水打开导流洞进口闸门清理导流洞铺设钢导流管和砼导流管利用导流管排放水库日常来水填筑库内施工围堰利用围堰挡蓄施工期间上游低于非汛期5年一遇的洪水库内帷幕灌浆施工输水洞设备更新施工导流洞封堵施工围堰拆除库底施工区场地清理输水洞下闸蓄水施工结束2.2.2 施工围堰施工围堰的防渗体采用粘土层和防渗土工膜，土工膜上面压盖1.0m后的编制袋装砾石保护层，粘土层厚度0.5m，分层上土，分层夯实，以满足抗渗稳定要求。围堰堰体土料来源于土方开挖料，或者就近在库内岸坡取土，运距200m以内，由1.0m3挖掘机装车，10T自卸车运输，160KW推土机推平并压实，粘土料用量较少，应选择合适的粘土料，并剔除树根、草根等杂物，粘土料也采用就地取材，估计坝下游有料源，运距约为2km。粘土采用蛙式打夯机压实。土工膜采用人工铺设，铺设以前粘土基面清理干净，不能有铅丝头、树枝、石块等凸出物，土工膜接头采用热熔焊接（具体接缝技术要求按厂家技术说明书执行）。编织袋装砾石由人工罐装，事先准备，袋子不能装满（最多装80%），袋口用细麻绳或者细扎丝捆紧，土工膜铺好后，人工抬运编织袋砾石，由低到高，一层一层压码。2010年4月，上游围堰已不再承担挡水任务。围堰由挖掘机和推土机拆除，自右岸向左岸实施，编织袋和土工膜拆除后回收处理，其余废料就近平摊在库内低洼处。 上游围堰设计横断面图2.2.3施工期排水方案1、淤泥开挖及基坑排水坝前淤积面高程约为155.0m，淤泥总深度约为11.0m（老库底高程144.0m），灌浆平台的起始高程为144.0m，坝前淤积面高出本次施工建基面约11.0m，初步计划坝前工作基坑底部高程为144m，底部开挖宽度为5.0m，上游淤泥稳定边坡约为13，基坑开挖深度为11.0m（高程144.00m155.0m），基坑开挖长度约为130m，淤泥开挖量约为31680m3（清淤断面积约为250m2）。淤泥开挖见下图：基坑开挖采用2台1.0m3反铲挖掘机挖装，4台10T自卸汽车运输，运至基坑上游100m以外，沿库边卸入库内堆放。开挖工期为1个月，平均强度为1056m3/天 。基坑内淤泥渗水采用高压泥浆泵抽排至导流洞内，并由导流洞排至坝下游。在基坑开挖过程中及时开挖集水坑，视渗水情况安排多台2.2kw潜水泵排水，确保基坑内渗水水位不高于144.0m高程，保证灌浆平台砼工作在陆地上施工。2、施工期排水措施施工期内，施工营地、加工厂、拌和站、砂石料场四周及临时施工道路内侧，均布置排水沟，以及时排除降雨汇水，减少水土流失。每次大雨后，安排专人检查，保证排水顺畅。2.3 灌浆平台混凝土工程2.3.1 混凝土拌制砼拌制利用0.35m3搅拌机进行砼拌和，拌制时间不得少于规范要求。砼配料严格按经监理工程师批准的砼配料单进行配料。2.3.2 混凝土拌和物运输1、砼拌和物水平运输，采用1T机动翻斗车沿场内施工支道运输至浇筑仓位附近。2、砼拌和物垂直运输：砼垂直运输采用人工搭设栈桥或者搭仓面脚手配合入仓。2.3.3 混凝土浇筑1、为避免砼拌和物浇筑时发生离析，其自由下落高度不应超过2m，否则应使用滑槽或串筒。分层浇筑时，串筒或滑槽离浇筑面的高度应控制在1m以内，以避免溅起的水泥浆污染模板，当模板溅有水泥浆时，应派专人及时清除。2、当浇筑厚度大于50cm时，为保证振捣密实，应分层浇筑、分层捣实，并在下层拌和物凝固之前，将上层拌和物振捣密实，其浇筑厚度应不大于振捣棒作用长度的1.25倍。浇筑砼的最长间歇时间应按所用水泥品种及砼凝结条件确定，不应超过下表：砼浇筑允许最长间歇时间表砼浇筑气温允许间歇时间（min）普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐及火山灰硅酸盐水泥51019510201351802030901202.3.4 混凝土养护砼浇筑完成后，应用加盖草帘将砼覆盖并适当浇水，使砼在规定时间内有足够的湿润状态。1、开始养护时间：由湿度决定，当最高气温低于25时，浇捣完毕12小时内加盖浇水养护。当最高气温高于25时，浇捣完毕6小时内加盖浇水养护。2、浇水养护时间：对于普通水泥或矿渣水泥拌制的砼，应不少于7昼夜，对掺有缓凝性外加剂的砼，不少于14昼夜。3、浇水次数：应能保持足够的湿润状态，养护初期水泥水化作用较快，浇水次数增多。气温高时，相应增加浇水次数。浇水次数表气温10203040每天浇水次数369122.3.5混凝土施工灌浆平台混凝土部位分散，高低不齐，大部分部位混凝土不能直接入仓，需要二次转运，不便于机械施工，主要依靠人工施工，施工难度较大。因水库已建成多年，上游坝基灌浆平台冲洗、清理难度较大，必须彻底清除污泥等杂物以及软柔、松动的风化层，计划采用高压水枪冲洗，并由人工凿毛，以便于新浇混凝土的结合。砼浇筑采用机动翻斗车和手推车配合入仓，有些落差较大的部位砼主要依靠搭设栈桥，人工挑挑筒入仓。采用50型插入式振捣器振捣，面层采用人工压光。2.3.6 砼工艺质量保证措施1、 砼拌制优选混凝土级配，减少用水量。必要时添加木质素磺酸钙等外加剂（需由试验确定并经监理人批准），以改善混凝土和易性。混凝土开始施工时正值秋冬季节，此时气温较低，混凝土自拌制到入仓应快速进行，提高砼质量。保证有足够的拌和时间，运输过程中防止拌和物发生离析。2、 砼浇筑浇筑砼最长间歇时间应按所采用水泥品种及砼凝结条件确定，不应超过规范规定；加快砼入仓速度，以缩短浇筑时间。砼的振捣采用插入式振捣器，必要时采用二次振捣法。砼振捣必须密实，至表面泛浆、无气泡产生为止。3、砼的抹面和养护在平均气温5条件下，用适当的材料覆盖砼并适当洒水，使砼在规定时间内有足够的湿润状态，并符合下列规定： （1）开始养护时间：由温度决定，当最高气温低于25时，浇捣完毕12小时内覆盖并洒水养护。当最高气温高于25时，浇筑完毕6小时内覆盖并洒水养护。（2）洒水养护时间对于普通水泥或矿渣水泥拌制的砼，应不少于14昼夜。对掺有缓凝性外加剂或有抗渗要求的砼，不少于21昼夜。（3）洒水次数应能保持足够的湿润状态，养护初期水泥水化作用较快，洒水次数要多。气温高时，也应增加洒水次数。（4）覆盖材料：可用草帘覆盖养护或者薄膜覆盖。（5）砼必须养护至强度达到3.5Mpa以上，方准在其上行人或组织下一工序的施工。2.3.7冬雨季施工措施冬季日平均气温稳定在3以下时，按低温季节砼施工实施。在气温低于0时停止施工，若必须施工时，必须用热水拌制砼，仓内搭设保温棚，模板外边挂草袋保温，并且这些措施要经监理工程师批准。砼浇筑原则上不在雨天进行，若浇筑过程中遇小雨，可在仓面搭设雨棚并及时排除此仓内积水，遇大雨时停止施工，若中断时间超过规范允许范围则按工作缝处理。2.4 帷幕灌浆工程帷幕灌浆计划分两段进行，2009年11月5日12月30日进行水面以上部分；待放空库水后，2010年4月1日10日完成余下部分。由于现场狭窄，钻孔灌浆技术要求较高，难度大，拟投入4部GJ-150型地质钻机，4部SNS-3.5/150型灌浆泵，2部JY-340型灰浆搅拌机及相应配套设备。人员配置：投入管理人员10人，技术工人10人，辅助工人20人，总计40人。2.4.1施工机械布置所有钻孔机械均布置在施工现场内。帷幕灌浆施工时灌浆机械布置在平台两端；坝顶施工时，灌浆机械布置在坝顶上游侧适当位置上。2.4.2工艺流程灌浆工程施工总流程：坝前帷幕灌浆检查孔灌浆任务结束进场准备灌浆孔单孔施工总流程：开孔自上而下分段钻孔钻机定位洗孔自上而下分段灌浆(简易)压水试验本孔钻灌结束移机封孔2.4.3钻孔灌浆施工灌浆施工前，应先进行试验孔的钻孔灌浆，以取得相应的技术参数。试验孔完成后，根据试验取得的技术参数，会同设计、监理部门确认灌浆相关技术参数。钻孔灌浆完成后，对灌浆质量进行检查。1、钻孔（1）采用回转式地质钻机成孔。浆砌石层和岩石层采用金刚石钻头钻进，清水作为冲洗液，严禁泥浆固壁。（2）钻孔分三序钻进，先钻一序孔，后钻二序孔，最后钻三序孔。钻孔采用自上而下的分段钻孔法，孔深达到设计深度后停止钻进，本孔钻孔任务结束。（3）钻孔的孔位、孔序、深度以及孔斜等严格按设计图纸及监理指示进行，孔位偏差小于0.1m。（4）钻机安装应平整牢固。钻孔全孔测斜，发现问题及时纠正，保证钻孔孔位与钻进角度符合设计要求。（5）钻进过程中要求记录完整，量测准确，对地层岩性、孔深、回水等描述准确，并按设计与监理要求，对试验孔、检查孔等留置岩芯并按规定妥善保存。（6）钻孔结束后，与监理一起对钻孔进行验收，合格后方能进行下一步施工。2、灌浆冲洗及（简易）压水试验（1）钻孔结束后，钻具下到孔底，通入大流量水流，从孔内向孔外冲洗，直至回清水10min，保证孔底沉淀厚度小于20cm。对回水达不到澄清要求的孔段，应继续进行冲洗，直到满足要求为止。（2）灌浆前，首先进行裂隙冲洗（冲洗压力为灌浆压力的80%，且不大于1Mpa）然后进行简易压水试验，为灌浆确定开灌水灰比提供参考。其中简易压水可以在裂隙冲洗后进行，也可以结合裂隙冲洗进行，以节约时间。（3）简易压水压力采用灌浆压力的80%，并且不大于1Mpa，压水20min，每5min测读一次压入流量，取最后的流量值作为计算流量。试验孔、检查孔采用自上而下分段卡塞进行压水试验，按规范SL62-94附录A要求：试验孔采用单点法，检查孔采用单点法或五点法。3、灌浆（1）灌浆方法：灌浆采用自上而下分段循环式灌浆法，按分序加密的原则进行，先灌一序孔，后灌二序孔，最后灌三序孔。射浆管距孔底小于50cm。（2）灌浆分段：基岩接触段段长采用1.5米，下一段段长采用3.5米，其余段长均为5米。采用自上而下分段灌浆时，灌浆塞应塞在已灌段底部以上0.5m处，以防漏灌。（3）制浆：.灌浆材料：采用PO42.5级普通硅酸盐水泥，水泥细度通过80m方孔筛的筛余量不大于5%。水采用洁净水。.制浆要求：制浆时，水泥和水必须称量，称量误差小于5%；浆液采用高速搅拌机搅拌，搅拌时间大于30s，浆液从制备到用完，时间不超过4h；寒冷季节施工应做好机械和灌浆管路的防寒保暖工作，保持浆液温度在5400C之间。浆液在使用前应过筛。（4）灌浆浆液及压力变换：灌浆时自上而下逐段加压，压力要尽快达到设计值，但注入率大时应分级升压，浆液浓度由稀至浓逐级变换,浆液分七个比级：5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1，开灌水灰比5:1。孔口无涌水的孔段，灌浆结束后可不待凝，但在断层、破碎带等地质条件复杂地层则宜待凝，待凝时间应根据地质条件和工程要求确定。当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。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显著改变时，应换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。（5）灌浆结束标准帷幕灌浆：在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注60min，或不大于1L/min时，继续灌注90min，灌浆即可结束。当灌浆长时间达不到结束标准时，应报请监理工程师研究处理。4、灌浆封孔本孔灌浆完成经验收合格后，须对钻孔进行封孔。封孔采用全孔灌浆封孔法，灌注水灰比为0.5:1的浓浆，压力与灌浆压力相同，当封孔注入率不大于1L/min时，延续灌注30min停止。5、灌浆质量检查灌浆结束后，对其灌浆质量会同监理进行检查验收，检查的方法以检查孔的压水试验成果为主，结合钻孔、取岩芯资料、灌浆记录和其他资料，综合分析评定。检查孔应在帷幕灌浆结束14d后或在坝体补强灌浆结束3-7天后进行，位置选择在灌浆中心线上、岩石破碎注入量较大、钻孔偏斜较大、经分析认为灌浆有质量问题的部位，或监理工程师指定的部位。检查方法采用自上而下的分段钻孔压水法，压水试验采用单点法或监理工程师指定方法进行。检查结果达不到设计要求的应予以复灌处理。检查孔钻孔应留置岩芯。4、灌浆施工质量控制、技术措施 原材料质量控制原材料的质量是整个工程灌浆的基础，保证工程质量必须首先确保水泥质量，水泥的质量符合现行的国家及有关部颁标准的规定，并由专人负责采购。入库前，保管员须全面细致准确地检查核对产品的合格证、材质化验单、单位质量证明书等是否齐全。使用前会同有关技术鉴定部门对材料质量重新进行复检。保管和使用中应遵守有关规范要求：水泥仓库设在地势高、干燥和交通方便的地点，并有排水和通风设施。袋装水泥堆放时，应设置防潮层、堆放高度不得超过15袋，先到先用。储运时间超过三个月，使用前应重新进行检验。 钻孔、灌浆质量控制（1）钻机的安装必须平整稳固，首先将钻机机座用水平尺找平、垫实，然后用冲击钻在钻机垫木周围砼面上钻孔，安装钢筋或者膨胀螺栓固定钻机，使钻机避免在水平方向或垂直方向上产生位移。钻进过程中，应经常校核钻机的位置，如有松动应立即校正加固。（2）钻孔倾角确定：立轴倾斜的度数决定了钻孔的倾角。钻机必须在水平的情况下，多次校核立轴的倾斜角度，满足设计要求后才能固定机头，防止机头旋转偏移。（3）所有钻探材料如钻杆、主轴、钻杆接头、钻具及其他连接件的质量应满足钻探要求，不合格的钻探材料禁止使用。钻杆、立轴、岩芯管两端不同心度不得大于0.25mm，每米长度内的弯曲度不得大于0.75mm。（4）选择合理的钻进技术参数，使用针状合金钻头时，钻机转速不得超过200转/分，使用金刚石钻头时，转速不得超过900转/分。尽量使用较长的钻具、较长的钻杆、钻进时尽量使用较小的钻进压力。（5）在钻杆上加装导向器，每隔5m安装一个，最下面一个导向器离钻具距离为2m。（6）钻进过程中，孔斜应严格控制，终孔测斜时，其孔底偏斜率不能超过规范的要求。如果钻孔的倾斜度或垂直度不能满足设计要求，应采用套管纠偏、封孔纠偏、倾斜钻机或倾斜主轴纠偏的措施使孔斜度满足设计要求。.套管纠偏：将套管下入孔内，然后用外径小一级的长钻具钻进。开始时钻进速度要慢、钻压要小，进尺达到4-5m后恢复正常钻进。