江垭接触灌浆施工组织设计原版

1、江垭水利枢纽工程大坝坝基接触灌浆现场试验施工组织设计湖南宏禹水利水电岩土有限公司2013年3月批准： 核定： 校核： 编写： 1 工程概况江垭水利枢纽工程位于湖南省张家界市境内的澧水支流娄水中游，大坝坝址在张家界市慈利县江垭镇上游1.5km处，距慈利县城57km。江垭水利枢纽工程坝址控制流域面积37llkm2，水库总库容17.4l亿m,其中防洪库容7.40亿m3，多年平均年发电量7.56亿kWh。该工程以防洪为主，兼有发电、灌溉、航运、供水、旅游等综合效益。于1999年完工。江垭大坝系全断面碾压混凝土重力坝，最大坝高131m，坝顶高程245m，建基面高程114m。自建基面至坝顶分为13台阶开挖

2、，各台阶之间形成了砼与岸坡接触面。原设计在施工时，布置埋设岸坡接触灌浆管系统，由于多种原因岸坡内接触灌浆管被堵均无法通水。2009年7月15日至9月4日，湖南宏禹水利水电岩土工程有限公司对大坝岸坡接触面张开度进行了钻孔检测，通过取芯、压水试验等手段检查了砼与岸坡接触面的张开情况，并提交了江垭大坝安全鉴定复检大坝岸坡接触面开合度检测报告。37个钻孔检测结果显示：钻孔中砼与基岩接触面已张开者28个，两岸岸坡接触张开率达75.7%；压水试验成果统计，46%的段次10Lu，49%的段次为10Lu100Lu，100Lu的段次为5%。根据张开度和透水性成果说明两岸岸坡接触面大部分已张开，具有一定的连通性，

3、已具备实施接触灌浆条件。但大坝建成已有10多年，原有的预埋管基本堵塞和损坏，因此，本次岸坡接触灌浆拟采用直接钻孔灌浆法。为了确保接触灌浆处理安全可靠，先进行岸坡接触灌浆试验，确定合适的灌浆材料、压力、孔距等参数。2 施工依据及试验目的2.1施工依据1)江垭大坝安全鉴定复检大坝岸坡接触面开合度检测报告，2009年；2)水利水电工程钻探规程SL292003；3)水利水电工程钻孔压水试验规程SL312003；4）水工建筑物水泥灌浆施工技术规范DL/T51482001；5）江垭大坝其他相关的设计文件和技术要求。2.2试验目的1）试验检验砼与岸坡接触面张开后的可灌性；2）确定砼与岸坡接触面灌浆的施工工艺

4、及其工艺参数、灌浆材料、检查方法；3）检验砼与岸坡接触面的灌浆效果。3 接触面灌浆试验方案3.1试验场地选择为保证试验成果的代表性，试验场地选择砼与基岩接触面已张开，在廊道内和大坝下游坝面台阶上、岸坡接触面透水率为525Lu的6个区域进行接触灌浆试验。即左岸EL147.0-EL160.0，右岸EL144.0-EL154.0两个边坡进行生产性灌浆试验。3.2灌浆材料及材料室内试验要求考虑到接触面张开度小、连通性差、接触面处可灌性不强的特性，灌浆材料拟采用普通硅酸盐水泥和超细水泥材料分别进行灌浆试验。灌浆之前先应进行灌浆材料室内试验。浆材室内试验要求对不同水灰比、不同外加剂的浆液进行下列项目的试验

5、：浆液密度；浆液流动性或流变参数；浆液的沉淀稳定性；浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间；浆液结石的强度。3.3灌浆方法本次岸坡接触灌浆采用直接钻孔灌浆法进行。钻孔开孔部位分别在160廊道和坝后相应高程上，终孔至混凝土与岸坡接触面以下0.5m，孔内阻塞采用孔内循环灌浆法对接触面进行灌浆。3.4钻孔布置布孔原则：为防止接触灌浆钻孔时穿过上游帷幕而引起大量涌水，以及减少接触灌浆时浆液串至坝基排水孔堵塞的可能性，上游边缘灌浆孔设在帷幕中心线以下5m，即距大坝轴线以下10.5m的位置。试验区的孔、排距按2m*2m、2.5m*2.5m、3m*3m分部布置，对不同的孔、排距进行效果对比，选取最佳孔、排距布置

6、，优化工程方案。根据灌区所在位置，在左右岸分部布置抬动观测孔，共5个，布孔方向与灌浆孔方向一致，超过灌浆孔深度5m。3.5主要工程量试验区域区域分类钻孔个数钻孔进尺超细水泥灌浆（m）普通水泥灌浆（m）备注右岸IV-115273.27105IV-210179.3710IV-3587.265检查孔6105.1333抬动孔2左岸IV-115173.63105IV-2555.435IV-310113.1810检查孔665.642抬动孔357.0合计1109.874施工总布置4.1施工交通场外交通利用大坝右岸上坝公路可连接至县城。场内交通有公路直达坝下，通过坝后阶梯可到达施工面（160廊道）。4.2施工

7、供电、供水及通讯4.2.1施工供电大坝接触灌浆试验用电必须从右岸大坝坝顶配电房接出，架设VV3*70+1*35mm2主电缆至右岸160廊道口，通过设置在廊道口的总开关柜，分至各工作面。4.2.2施工供水试验施工用水由下游集水井内抽至160廊道排水沟，再从排水沟抽取。4.2.3施工通讯施工期间，采用手机保持对外对内联系。4.3制浆灌浆系统在160廊道内电梯井处布置1个集中制、灌浆站。配备高速制浆机、贮浆桶、灌浆泵和灌浆管路等。4.4排水排污系统接触灌浆试验在160廊道内施工，利用廊道内排水沟排水、排污，在左岸廊道口处钻一排水孔，经过排水沟沉淀后，用排污泵抽排至下游石渣区。并定期清除廊道排水沟内的

8、沉积物。5施工进度计划大坝接触灌浆试验施工计划安排：廊道内供水、供电、照明、输浆、排污管线铺设及设备安装等准备工作：2013年03月06日至03月11日；抬动观测孔：2013年03月12日至03月15日；两岸接触灌浆试验：2013年03月16日至2006年04月16日；试验结束待凝及检查孔施工：2013年05月1日至05月05日；6接触灌浆试验材料、施工力量及施工设备6.1接触灌浆试验材料6.1.1 水泥(1) 灌浆原材料性能指标超细水泥： 表6.1.1-1 超细水泥性能指标品质指标计量单位性能指标比面积m2/kg800安定性合格初凝时间分钟60终凝时间小时400抗折强度MPa3d5.028d

9、8.0抗压强度MPa3d25.028d45.0水：库水。(2)浆液配比及变换原则采用超细水泥材料灌浆时，开始采用水:超细水泥=1.5:1浆液开灌，待排气管出浆后，浆液水灰比可改为水:超细水泥=1:1；当排气管出浆水灰比接近1:1，或水灰比为1:1的浆液灌入量约等于灌区容积时，即改用水灰比为0.6:1的浆液灌注，直至结束。 浆液现场试验 在灌浆开始阶段和水泥批次不同时应进行下列浆液性能试验：浆液的流动性（马氏漏斗粘度）、初终凝时间、析水率、7d、28d不同龄期的结石体抗压强度等。 在灌浆开始阶段和水泥批次不同时，施工现场也应进行浆液性能试验，试验内容主要是浆液的马氏漏斗粘度随历时变化规律，浆液结

10、石体的强度，并对浆液室内试验结果进行验证。6.2接触灌浆试验主要施工设备配置表6.2-1 主要施工机械设备配备配置计划表序号设备名称规格型号单位数量技术参数备注1地质钻机HGY-200C台4最大钻孔深度为200m钻孔设备2高速制浆机ZJ-400A台2200L/min制水泥浆设备3搅拌桶ZJ-800台2800L/min浆液循环设备4灌浆泵BW-150/1.5台2最大压力1.5MPa灌浆设备5灌浆自动记录仪NW2005套22参数灌浆记录6泥浆泵BW-150台3100L/min7空压机台13m3/min6.3接触灌浆人员配备表6.3-1 主要人员配备表工种管理人员技术人员钻工灌浆工电工修理工拌和工合

11、计人数321212114306.4接触灌浆主要材料用量表6.4-1 接触灌浆主要材料用量计划表材料名称规格单位数量使用时间20130320130405水泥PO 42.5t422超细水泥PO 42.5800m2/kgt2117接触灌浆试验施工7.1接触灌浆试验施工程序因原有的预埋管基本堵塞和损坏，本次岸坡接触灌浆采用直接钻孔灌浆法。在160廊道内向两岸接触面钻斜孔，进行接触灌浆。本次试验采用按坝块内分区分别进行施工，试验区域共有6个，各区域之间，通过不同的灌浆参数进行施工后，在灌浆试验结束14d后进行检查孔施工。对灌浆质量进行对比，选出最合适的施工工艺、布孔方式及施工材料等。6个区域分为左岸3个

12、，右岸3个，上游和下游的区域同时施工，待上游区域和下游区域施工完毕后，再进行中间区域的施工。区内灌浆施工总流程：施工准备按照图纸放样定孔位抬动孔施工与设施安装先分序施工上下游边缘区灌浆孔再分序施工中间灌浆孔检查孔施工灌浆资料整理提交。单孔灌浆工艺流程：施工准备按照图纸放样定孔位灌浆孔施工灌浆设备安装与孔内阻塞接触面冲洗简易压水试验灌浆至结束砂浆回填封孔单孔灌浆资料整理提交。7.2接触灌浆试验钻孔7.2.1接触灌浆钻孔1） 放线布孔根据设计图纸，通过业主提供的控制点，进行钻孔整体放样，并逐孔定好孔位。施工时，用钢卷尺重新校测，逐孔复核孔位。要求开孔位置与设计位置偏差不大于10cm，因故变更孔位事

13、先征求监理或设计同意并详细记录。2) 开孔钻进钻孔前，依据设计图纸准确计算基岩面深度。灌浆孔终孔孔径不小于75mm，采用HY-2型回转钻机、金刚石回转钻进。3）每孔段钻进时均要详细填写钻探班报表，记录孔深、孔径、钻进时间、遇到的特殊情况（含掉钻、卡钻等）。检查孔作详细地质编录，记录岩层分层厚度、性状描述等地质情况。做到原始资料齐全、数据准确可靠，复核无误后归档备查。钻进过程中，各孔应详细记录孔位、孔深、地层变化、换层情况和水位下降、掉钻。尤其注意接触面分层的位置所在，并准确记录在班报上，便于后续分析情况，此外钻孔过程中的其它处理措施均一一记录清楚。（4）孔斜控制垂直的或顶角小于5的灌浆孔，孔底

14、偏差不得大于下表。 表3.6-1 灌浆孔孔底允许偏差表 单位：m孔 深20304050允许偏差0.250.450.71.00顶角大于5的斜孔孔底最大允许偏差值可根据实际情况按表3.6-1中的规定适当放宽，但方位角的偏差值不应大于5。7.3钻孔冲洗及压水试验1）钻孔冲洗洗孔采用脉动水流，由孔底向孔外冲洗。先用有压水冲洗，冲洗压力采用0.3MPa，经510min以后，将孔口压力在几秒中后突然降低到零，形成反向脉冲水流。之后再升高到原来的压力，持续几分钟又降到零压力，如此反复冲洗。直至返出清水后方可结束，保证孔内残留物小于20cm。2）压水试验接触灌浆孔仅每区的先导孔和灌后检查孔做检查孔压水试验，压

15、水试验采用BW150型泥浆泵，压水压力采用灌浆压力的80%。超过1Mpa时，采用1Mpa。在稳定的压力下，压水20min，每5min测读一次压入流量，以最终值作为计算值。压水试验成果以透水率（Lu）值表示。即q=Q/P.L式中：q：透水率（Lu）Q：最后一次的压水流量（L/ min）P：试验的全压力（Mpa）L：试段长度（m）压水试验针对接触面进行，栓塞塞于接触面以上1m。压水试验必须保证孔内阻塞止水有效的情况下进行，压水试验前，认真进行试压，确认止水有效后，方可进行压水试验。压水试验采用5点法，即三级压力五个阶段。根据技术要求，压水试验压力采用P1=0.1MPa 、P2=0.2MPa、 P3

16、=0.3MPa、P4=0.2MPa、P5=0.1MPa。在稳定的压力下每1min测读一次压入流量，连续4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，取第三阶段最后的流量值作为透水率的计算值。五点法压水试验成果以压水试验三级压力中的最大压力值（P3）及相应的压入流量Q3及如下计算公式计算透水率：q= Q3/（P3L）式中：q：试段的透水率（Lu）；Q3：第三阶段的计算流量（L/ min）；P3：第三阶段的试段压力（MPa）；L：试段长度（m）。五点法压水试验成果以透水率（Lu）值和P-Q曲线表示。7.4接触灌浆施工7.4.1灌浆材料本

17、次灌浆试验根据不同区域，分为两种灌浆材料进行施工对比。一种为普硅PO.42.5的袋装水泥，另一种为石门特种水泥厂生产的超细水泥。根据不同的水灰比配制不同水泥浆液进行灌浆施工。7.4.2灌浆设备与机具浆液搅拌桶采用0.4m3立式搅拌桶。输浆管：采用软钢丝加固管或钢管，并保证能承受1.5倍的最大压力。灌浆设备：采用双液灌浆泵，能够达到高压力、低流量的灌浆效果。灌浆记录：诺维科技生产的NW2005灌浆压水自动记录仪进行记录。7.4.3制浆制浆用固相材料采用重量称量法，称量误差小于5%。浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度，纯水泥浆液的搅拌时间，用普通搅拌机时，应不少于3min，使用高速搅拌机时，不宜少于3

18、0S。浆液在使用前应经二次过筛，从制浆到用完的时间宜小于4h。（2）浆液水灰比可采用2:1、1:1、0.6:1三个比级。一般情况下开灌水灰比为2:1的浆液，如灌入量较大，则直接可以1:1或0.6:1的浆液。7.4.4灌浆压力根据上部混凝土厚度确定灌浆压力，拟采用0.50.7MPa，具体可以根据抬动观测来确定。7.4.5灌浆结束标准注入率不大于1Lmin时，持续30min，灌浆即可结束。7.4.6特殊情况处理1）在钻孔过程中，如出现混凝土内漏失严重，则停止继续钻进，先对混凝土内进行补强灌浆。2）灌浆过程中发生串浆时应塞住串浆孔，待灌浆孔灌浆结束后，再对串浆孔进行扫孔、冲洗，而后灌浆。3）对于大量

19、吸浆段：当灌段出现大量吸浆而难以结束时，应立即查明原因，选用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆或者灌注速凝浆液等方式进行。4）灌浆必须连续进行，若因故中断，应按下述原则处理：应尽快恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，再恢复灌浆。若无法恢复冲洗或冲洗无效，应进行扫孔，在恢复灌浆；恢复灌浆时，应使用开灌比级的浆液进行灌注；如注入率与中断前相近，既可以采用中断前的比级继续灌注；如较中断前减少很多，且短时间内停止吸浆，则采取其他补救措施。5）绕塞串浆处理如在灌浆前进行压水试验时，出现孔内绕塞返水，应为栓塞上部混凝土裂隙与接触面灌浆段联通，应采取封孔预埋灌浆管的方式进行灌浆处理。（5）封孔灌浆结束后，采用全孔砂

20、浆回填封孔法。7.5抬动观测孔施工及观测装置安装7.5.1抬动观测孔施工抬动观测孔在大坝接触灌浆试验区间均有布置，共5孔。在进行接触灌浆施工时，观测灌浆对坝体的抬动变形影响。在观测过程中，防止碰撞，保证在正常状态下观测，确保测试精度。接触灌浆试验抬动观测孔采用深层抬动装置进行观测，孔深19m。抬动观测孔采用地质钻机进行钻孔，孔径76mm。钻孔结束后用锚固砂浆将测杆进行固定，并在其上填充1m黄油石膏止水，下入保护套管，套管深入黄油石膏止水20cm。具体按施工图纸进行。安装固定完毕后，采取妥善的保护措施，待凝24h时后方能开始灌浆施工和观测，抬动观测允许变形值为100m。千分表必须保持灵敏、准确；

21、使用前进行检测率定，使用期间精心观测，妥善保管。7.5.2观测抬动观测安排专人进行观测、记录，一般情况下每10min记录一次，变形值上升较快时加密测记，当变形接近允许值时，及时报告操作人员，采取降压措施，防止发生抬动破坏。图3.6.3-1 抬动变形观测装置7.6接触灌浆质量检查接触灌浆属于隐蔽工程，必须加强灌浆质量检查和控制，为保证工程质量，接触灌浆施工结束后，进行灌浆质量检查。接触灌浆质量以分析灌浆施工记录和成果资料为主，结合钻孔取芯、压水试验资料，综合进行评定。钻孔取芯、压水试验检查时间应在灌区灌浆结束14d以后，当采用直接钻孔灌浆法时，可采取双孔连通试验的方法，即向间距为1m2m、孔深深

22、入基岩0.2m0.5m的2个检查孔中的任一孔压水10min20min，如在设计压力下不串水，即认为合格。8. 质量保证措施接触灌浆质量保证措施主要包括：钻孔过程严格按照设计要求钻至设计孔深、孔斜保证满足设计要求、灌浆材料室内试验、现场灌浆生产性试验确定合理的技术参数、压水试验、灌浆过程科学有效的监控手段、灌浆材料、制浆、灌浆质量检查等方面质量保证措施。8.1接触灌浆试验质量保证措施(1) 灌浆试验施工前按施工图纸的要求和监理工程师的指示，进行施工；(2) 灌浆试验孔按要求进行压水试验；(3) 保证浆液稳定与均匀性；(4) 灌浆试验采用灌浆压水自动记录仪进行在线监控和记录，保证施工质量。8.2灌

23、浆施工质量保证措施(1) 施工准备工作保证措施施工前在监理单位见证下，对所用灌浆材料进行抽样送检，检验合格后方用于灌浆施工，对灌浆所采用的压力表、自动记录仪等计量工具、设备进行率定，保证数据的真实性、准确性。在施工前，对所有施工班组进行技术交底，贯彻设计意图，对关键工艺、施工参数等进行详细说明，保证不因人为失误造成质量问题。(2) 钻孔施工过程中质量保证措施钻孔施工前严格按设计图纸进行实地放样。首先进行灌浆轴线校测、场地平整、设备安装，然后根据测量放样确定孔位。并按照设计要求准备相应的钻探器具、钻探记录班报表等；钻机安装按照规范要求进行，要求稳固、水平、各部连接紧密。开孔前再一次校核孔位，并根

24、据地层变化，选择适宜的钻进工艺方法；严格按照钻孔施工程序进行钻孔施工。 (3) 灌浆施工质量保证措施配备相应的灌浆设备、器具，并且在开灌前进行灌浆设备检查，对不能满足正常灌浆要求的进行维修，灌浆前按规范要求进行钻孔冲洗，保证钻孔冲洗干净，进行简易压水试验，灌浆塞堵塞满足规范要求，采用灌浆、压水自动记录仪进行在线监控，保证记录清晰、准确。 (4) 灌浆施工技术保证措施灌浆施工执行“三检制”，即钻孔、压水、灌浆及检查孔施工的各工序施工过程中，灌浆机组首先进行自检，然后灌浆队施工员进行复检，最后质检员进行终检，并请监理工程师进行检查验收。9. 安全生产、文明施工及环境保护9.1 安全生产9.1.1

25、安全施工方针与目标1)安全施工方针贯彻安全生产法的“安全第一，预防为主，综合治理”的总方针，确保安全生产。2)安全施工目标确保重大事故发生率为0，一般事故发生率控制为0，轻微事故发生率控制在5%以下。9.2.2 安全施工保证措施在本工程施工期间，严格履行本单位的安全生产职责，认真编制工程施工安全生产措施并报监理工程师审批。9.2.3 建立安全机构与安全保证体系(1)建立以项目经理为首的安全保证体系，项目经理为安全第一责任人，全面负责施工安全工作。坚持管施工必须同时管安全的原则，做到在项目经理抓安全的同时，有专人负责施工安全。为安全生产提供强有力的组织保证，贯彻安全生产责任制，坚持谁施工谁负责。

26、(2)专职安全员负责施工现场的日常安全检查工作。安全员要深入工地，如发现安全隐患应及时督促整改。对违反安全操作规程及违章指挥、冒险作业者进行安全教育，使当事者提高安全意识，并视其情节轻重，给予经济处罚，并建立好安全生产档案资料。9.2.4 施工场地安全生产保证措施（1）严格按国家颁发的安全法令、法规和安全生产技术规程和合同中有关安全生产的规定施工。为此项目经理部在工程开工前进行系统的安全生产技术交底，对于重大危险源的生产环节进行系统指导和管理，认真落实相关的管理措施，便于遇到安全问题及时采取防护措施，不断提高全员的安全意识和防护意识，确保无安全事故发生的总体目标。（2）制订严格的劳动纪录，进入

27、施工现场，必须戴安全帽，从事高空作业时系安全带、高空临空面必须搭设栏杆并挂安全网，严禁在无任何安全措施的情况下上、下交叉作业，严禁穿拖鞋和打赤脚施工。（3）各工种认真执行各项操作规程：施工机械操作人员认真按照安全操作规程操作，确保人员、机械、作业安全。同时做好施工机械设备的安全保养及防护，对机械设备每周检查一次，每月一次机械保养，严禁带故障运行。（4）临时设施搭设均安全可靠，经检查合格后投入使用。（5）加强对安全施工意识的宣传工作，各临空（边）面、用电设备集中处，均应悬挂安全标语和安全警示牌。（6）认真配合做好治安保卫工作：在业主负责统一管理的前提下，项目经理部积极做好全员和施工设备的管理，同时积极配合当地公安部门做好施工人员户籍管理和现场保卫工作，维护工地正常施工秩序，确保施工用材料、人员、设备安全。（7）加强对职工的防火、用火教育：职工生活区、物资仓库等地对火种的使用进行必须的安全标识，杜绝火灾发生。（8）照明安全措施：做好施工作业区、施工道路、临时设施、办公区和生活区的照明工作，使其照明度不低于规范要求。（9）施工场地生产用电：一律使用电缆，以防发生触电事故。搞好施工临时用