南天池(石灶水库)施工组织设计(C版)

1、南天池（石灶水库）大坝除险加固工程坝体及坝基固结灌浆施工组织设计编 制： 审 核： 批 准： 广东水电二局股份有限公司2015年9月目 录1.灌浆施工方案11.1.工程概况11.2.编制依据11.3.工程地质情况11.4.灌浆材料和制浆及施工设备31.4.1灌浆材料31.4.2制浆31.4.3施工设备41.5.灌浆施工程序41.5.1.施工依据、原则41.5.2.施工工艺41.6.固结灌浆施工方法51.6.1. 布孔51.6.2. 钻孔71.6.3. 洗孔71.6.4. 注水试验与压水试验71.6.5. 灌浆91.6.6. 水灰比91.6.7.浆液变换91.6.8. 灌浆结束标准及封孔91.7

2、. 灌浆特殊情况的处理101.8.灌浆质量检验方法及标准101.9.施工质量保证措施111.10. 施工计划安排111.10.1.工期安排111.10.2. 设备及人员投入112.安全、文明施工保证措施122.1.安全方针与安全目标122.2.施工现场安全措施122.3.供电及照明安全措施132.4.生产生活区的安全和卫生措施132.5.事故发生的急救措施142.6.消防安全保证措施142.7.文明施工保证措施142.8.施工现场文明措施15南天池（石灶水库）大坝除险加固工程坝体及坝基固结灌浆施工组织设计16南天池（石灶水库）大坝除险加固工程坝体及坝基固结灌浆施工组织设计 1.灌浆施工方案1.

3、1.工程概况石灶水库位于广东省广州市从化石门国家森林公园园区内，是一座以防洪、景观蓄水、森林防火等功能为主的小（1）型水库。该大坝工程始建于1993年，完工于1994年，并于当年投入运行。枢纽建筑物主要由大坝、输水涵管、进库公路等。石灶水库大坝为浆砌石坝，大坝总长73.10m，两侧为非溢流坝段，左侧长37.60m，右侧长30.80m。坝顶高程为798.00m，坝顶宽2.00m，上游坡度为1:0.15，下游坡度为1:0.79。中间为溢流坝段，长4.70m，堰顶高程为795.50m，上游坡度为1:0.15，下游坡度为1:0.79。2014年，广州市石门国家森林公园管理处委托广东省水利水电科学院对石

4、灶水库进行安全鉴定，并出具了石灶水库大坝安全评价报告（下称报告）。大坝为砌石坝，上游迎水坝面为40cm厚的浆砌石+40cm厚的混凝土防渗墙+40cm厚的浆砌石，下游坝面为60cm厚的浆砌石，坝体中间均由干砌石砌筑而成，坝体进入弱风化岩层不少于1.00m。（详见图1-1，图1-2所示）虽大坝混凝土防渗墙结构完整，但其混凝土胶结较差，强度低，已经形成了渗流通道，存在有漏水现象。坝体内部砌石体石块之间空隙较大，存在较多且相互连通的漏水通道，防渗性能较差。为了提高大坝的防渗效果，同时也增强大坝的整体性，稳定性，本次灌浆设计是分别在坝顶布置两排灌浆孔进行加固，对整个坝体及坝基进行固结灌浆。灌浆孔总数为7

5、3孔，钻灌工程量为755.22m；灌后布置质量检查孔3孔，钻孔进尺为45.0m。1.2.编制依据本施工方案根据工程招标文件、合同文件、设计图纸(图号：SZ-JS-GJ)、设计变更及相关会议纪要、设计报告（证书编号：A244022060）、水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（DL/T5148-2012）等相关文件进行编制。根据大坝坝顶场地的实际情况，上下两排灌浆孔均向坝轴线平移0.25m，由原设计排距1.0m改为现在排距0.5m，其余布孔参数不变（祥见2015年9月10日相关会议纪要）。1.3.工程地质情况根据广东省水利科学研究院出具的石灶水库大坝安全评估报告和设计单位提供的南天池（石灶水库）大坝除

6、险加固工程设计报告资料显示：安全鉴定在坝顶布置两个钻孔，其中ZK1位于溢洪道右侧坝轴线处，钻孔深度为16.50m；ZK2位于右坝坝肩 图1-1 非溢流坝面断面图 图1-2 溢流坝段断面图处，靠上游侧，钻孔深度为5.10m。根据钻探孔揭露情况，ZK1钻孔0.00m12.20m为块体砌石体，呈浅灰色、灰白色，由块石堆砌而成，块石成分为中、微风化花岗岩，岩质硬，块石呈不规则状，大小不一，长度一般为10cm40cm，含量占80%，空隙率约为1015%，芯样以块状为主。其中0.00m1.60m、8.90m10.60m呈柱状，偶见少量水泥砂浆，水泥砂浆强度普遍较低，1.80m处砂浆手可掰断，钻进时偶见2c

7、m5cm砌石间隙，钻进不返水，为干砌石。ZK2号孔仅钻至5.10m，为块石砌石体，呈浅灰色、灰白色，主要由中、微风化花岗岩块石及水泥砂浆堆砌而成，块石岩质硬，大小不一，水泥砂浆与块石呈接触胶结或孔隙胶结，部分块石未见水泥砂浆胶结或胶结较差，芯样呈柱状。其中0.00m2.00m段为防渗墙，0.40m0.90m、1.40m1.70m段芯样石块块粒较小，水泥砂浆与石料胶结较差，钻进时不返水，在0.50m2.20m处见钻进循环水往水库方向渗漏。石灶水库大坝为砌石重力坝。大坝坝体离上游便面40cm混凝土防渗墙虽然结构完整，但其顶部混凝土胶结较差，强度较低，而且已经形成了渗流通道。坝体内部砌石体块石之间空

8、隙较大，存在较多相互连通的漏水通道，下游坝面浆砌石同样存在渗漏通道，防渗性能较差。1.4.灌浆材料和制浆及施工设备1.4.1灌浆材料本工程加固灌浆材料主要为水泥、砂。水泥采用从化市粤海水泥厂生产的“竹峰牌”，强度等级为32.5R复合普通硅酸盐水泥。到场的每批次水泥均应符合有关的材料质量标准，并附有厂家的出厂合格证及检验报告，每批材料入库前均按规定进行检验验收。水泥细度要求通过80m方孔筛，其筛余量不大于5%。不使用受潮结块和存放过久的水泥，不使用出厂超过三个月的水泥。砂采用干净的中粒河砂。灌浆用水从库区抽取清净水，灌浆用水应符合JGJ63-2006的规定，水温不高于40C。1.4.2制浆（1）

9、材料必须称量，称量误差小于5%，水泥等固相材料采用重量称量法。（2）水泥浆液搅拌时间：使用普通搅拌机时不少于3min，使用高速搅拌机时不小于30S。浆液在使用前用筛过滤。从制备至用完的时间宜小于4h。（3）拌制细水泥浆液和稳定浆液，应加入减水剂和采用高速搅拌机，高速搅拌机搅拌转速大于1200r/min（r为转动一周），搅拌时间通过试验确定。细水泥浆液的搅拌，从制备至用完的时间小于2h。（4）集中制浆站制备水灰比为0.5:1的纯水泥浆，输送浆液流速为1.42.0m/s，各灌浆点按来浆密度，根据各灌浆点的不同需要进行浓改稀后使用。（5）废浆废水的处理方法是：设置污水处理池，污水池内的沉淀物采用机械

10、或人工清除。1.4.3施工设备钻孔设备XY-100型回转式地质钻机，灌浆设备主要是压浆泵，其选用原则是：能满足灌浆压力的要求，一般为灌浆实际压力的1.2-1.5倍；压力稳定、能保证安全可靠地运转；机身轻便，结构简单，易于组装、拆卸、搬运。根据本工程的实际情况和特点，我们选择了如下的主要机械设备：1）、XY-100型地质钻机 2台2）、3SNS高压压浆泵 1台3）柴油发电机12台4）、砂浆泵1台5）、普通双层带滤网搅浆机2台。6）、注浆管200m，额定压力16Mpa。1.5.灌浆施工程序钻灌施工原则上按先施工下游排，后施工上游排。同一排孔从坝中央（最深孔）往两边的顺序分两序施工，逐序加密、分段施

11、工的原则进行，双号孔为序孔，单号孔序孔。在上、下游排中各选取两个序孔作为灌前先导孔，灌浆前坝基段做简易压水试验。1.5.1.施工依据、原则（1）灌浆属隐蔽性工程，施工严格按招标文件、合同文件、设计图纸及招标文件指定的施工技术规程、规范进行施工。（2）严格按照监理工程师的指令或设计修改通知单进行施工。（3）根据监理工程师批准的并由灌浆试验确定优化的灌浆参数、灌浆施工工艺进行施工。（4）精心组织施工，严格执行工艺措施，文明生产，确保工程质量和安全。1.5.2.施工工艺（1）施工工艺流程（见图1-3）水泥浆拌制废浆处理钻 孔 洗 孔压水试验灌 浆终 灌封 孔定 位图1-3 固结灌浆施工工艺流程图（2

12、）灌浆方式：坝体孔段灌浆采用孔口封闭法，纯压式灌注；坝基孔段灌浆采用孔口封闭法，孔内循环式灌注；1.6.固结灌浆施工方法1.6.1. 布孔严格按设计图纸布置孔位，逐孔定好孔位，并统一编号。钻孔位置偏差不得大于10cm。施工时，用钢卷尺重新校测，逐孔复核孔位。因故变更孔位事先征求监理或设计同意，并记录实际孔位。（见图1-4、图1-5、图1-6所示）图1-4 坝顶灌浆孔平面布置图图1-5 灌浆孔平面布置图图1-6 钻孔布置纵剖面图1.6.2. 钻孔钻孔设备采用XY-100型回转式地质钻机钻孔，开孔孔径为91mm，终孔孔径为76mm。钻孔前先对钻机定位，确保孔向铅直。（见图1-7,表1-1所示）钻孔

13、施工中，每作业班组应对本班工作情况，如钻进情况、材料消耗情况、出勤情况、孔内特殊情况（如钻孔涌水、塌孔、掉块、遇孔洞掉钻等）等做好详细的记录。钻进结束等待灌或灌浆结束等待钻进时，孔口均加木塞妥善保护，以防其他杂物和污水掉入孔内。图1-7 钻孔布置横剖面图1.6.3. 洗孔（1）灌浆孔段在灌浆前进行钻孔冲洗和裂隙冲洗，孔内残存的沉积物厚度小于20cm。裂隙冲洗采用压力水进行冲洗，直至回水清净时止。冲洗压力为0.24Mpa。（2）灌浆孔冲洗完后立即进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，在灌浆前重新进行冲洗。1.6.4. 注水试验与压水试验（1）为便于分析判断灌浆效果，先导孔在灌浆孔裂隙冲洗结

14、束后，坝体部分孔段做注表1-1 钻孔孔深表孔号孔深（m）孔号孔深（m）孔号孔深（m）孔号孔深（m）G11.45G22.04G32.63G43.22G53.81G64.39G74.98G85.58G96.17G106.77G117.37G127.97G138.57G149.17G159.77G1610.37G1710.97G1811.41G1911.75G2012.09G2112.44G2212.78G2313.13G2413.47G2513.82G2614.16G2714.51G2814.85G2915.20G3015.54G3115.89G3216.23G3316.50G3416.50G35

15、16.50G3616.51G3716.54G3816.56G3914.064014.00G4113.94G4213.88G4316.31G4416.25G4516.19G4615.70G4715.18G4814.66G4914.14G5013.63G5113.11G5212.59G5312.07G5411.55G5511.04G5610.52G579.98G589.41G598.58G608.28G617.72G627.15G636.59G646.03G655.46G664.91G674.41G683.91G693.41G702.92G712.42G722.92G731.42备注水试验，坝基段

16、采用 “单点法”进行压水试验。压水压力0.24Mpa。（2）灌前压水试验在裂隙冲洗后进行，试验孔数不少于总孔数的5%，压水试验采用单点法。压入流量的稳定标准：在达到设计的稳定压力下每4min测读一次压入流量，连续四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，取最终值作为计算值，其成果用透水率表示。1.6.5. 灌浆（1）灌浆方法与方式：a、坝体孔段如钻孔无返水或塌孔情况，先采用水泥砂浆进行灌注，待洞隙充满后改用纯水泥浆液进行压力灌注。b、坝基段灌浆采用纯水泥浆液灌注。灌浆方式采用孔口封闭，孔内循环式灌注，射浆管管口距孔底不得大于0.

17、5m。（2）灌浆段长与压力：灌浆孔孔口往下采用自上而下分段钻进，坝体部分段长可根据钻孔钻进情况而定，但每段段长最长不不宜超过8m。第一段钻进完成后，先行钻孔清洗和灌浆，灌浆结束后再进行下一段的钻进。坝体与坝基接触面以下1.0m作单独灌浆处理。纯水泥浆液的设计灌浆压力为0.3MPa。1.6.6. 水灰比（1）水泥砂浆配比采用1:1:11.5（水:水泥:砂）；纯水泥浆液水灰比采用3:1、2:1、1:1、0.5:1四个比级，纯水泥浆液浓度按由稀到浓、逐级变换的原则进行。（2）在灌浆施工过程中定时监测浆液比重，以判断配比的准确和浆液变浓的程度。1.6.7.浆液变换（1）当灌浆压力保持不变，吸浆量均匀减

18、少时，或当吸浆量不变，压力均匀升高时，灌浆工作持续下去，不得改变水灰比。（2）当某一级水灰比浆液的灌入量已达到300L以上，或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，改浓一级灌注。（3）当注入率大于30L/min时，可根据具体情况适当越级变浓。（4）灌浆时，当改变浆液后，如灌浆压力突增或吸浆量突减，立即查明原因，采取相应的措施进行处理。1.6.8. 灌浆结束标准及封孔（1）在规定压力下，当注入率小于0.4L/min，继续灌注30min，灌浆即可结束。（2）特殊情况当长时间达不到结束标准时，报监理工程师共同研究处理措施。（3）封孔：全孔灌浆结束后将孔内余浆置换成为水灰比为0.5

19、:1的浆液，采用“机械压浆封孔法”。待浆液凝固后及时清除孔内浮浆和污水，灌浆孔上部空余部分用水泥砂浆封填密实。1.7. 灌浆特殊情况的处理（1）灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，应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。（2）灌浆工作必须连续进行，若因故中断，按照下述原则进行处理：应及早恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，再恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，应进行扫孔，再恢复灌浆。恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。恢复灌浆后，如注入率较中断前较少

20、很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。（3）孔口有涌水的灌浆孔段，在灌浆前应测记涌水压力和涌水流量，根据涌水情况可选择自上而下分段灌浆、缩短段长、提高灌浆压力、浓浆结束、屏浆、闭浆、纯压式灌注、待凝以及适时加入水玻璃等速凝剂、压力灌浆封孔等措施综合处理。（4）遇灌浆段注入量大，灌浆难于结束的，可采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌注，适时在浆液中掺加速凝剂等措施处理。该段经处理后需待凝后扫孔，重新依照技术要求进行复灌，直至结束。（5）灌浆过程中如遇回浆变浓，宜换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min，即可停止灌注。（6）钻孔过程中注意地层变化，遇有断层、破碎带、地下涌

21、水及其它异常现象，及时向工程师汇报。由监理、设计和施工单位共同商定处理办法。1.8.灌浆质量检验方法及标准全部灌浆结束后，在大坝典型断面处设置3个检查孔，其钻孔深度不大于灌浆孔深度。坝体岩芯要求其空隙率不大于10%，或从上至下分段做注水试验的方法，要求渗透系数K10-4cm/s作为灌浆质量检验标准坝基孔段采用压水试验的方法进行检验，压水压力为灌浆压力的80%。透水率q5Lu作为灌浆质量检验标准。1.9.施工质量保证措施严格质量负责制，做到分级、分层负责，各个工序、环节谁主管谁负责，机长、班长对本机组、班组的施工质量负责，专业技术人员检查督促，技术负责人对灌浆施工质量负责，并为质量责任的执行人，

22、项目经理对整个工程质量负全责。严格按设计要求及规范要求施工。灌浆施工以创优质工程为目标，做好内部技术交底工作，施工中认真做好原始记录，做到清晰、真实、准确。专业技术人员及时将原始记录进行汇总整理分析并报送监理工程师，以便指导灌浆工作顺利进行。各种灌浆材料确认合格后，经监理工程师批准后使用。水泥必须有出厂合格证，且做好现场抽样检查工作，浆液必须按设计配合比配制，做好现场取样工作。控制好浆液成品的使用时间，不得超过规定时间。灌浆设备、管路、压力表都必须有足够的排浆量、耐压等各种灌浆的要求。灌浆时安排有责任心的人看守压力表。施工中若出现异常情况，立即采取积极措施，并及时报告监理人。1.10. 施工计

23、划安排根据本工程的特点，进行科学的统筹，合理布置、灵活调配、制定能确保本项目的施工计划、提供足够人力、物力、施工机械设备。确保左坝肩灌浆工程的施工顺利进行。1.10.1.工期安排本工程计划施工工期为75天。1.10.2. 设备及人员投入根据工程量和施工进度要求，施工设备及人员安排如下。施工过程中，根据实际施工情况，可适当增加钻灌设备及施工人员。人员配置表 表1-2工 种管理人员技术人员技术工人普通工人总人数人 员212510设备配置表 表1-3序号设备名称规格型号单 位数 量备 注1地质钻机XY-100台 23灌浆机3SNS台 14柴油发电机25KW台25双层搅拌机YJ-340台 26潜水泵4

24、.0KW台47砂浆泵7.5KW台 12.安全、文明施工保证措施 因石灶水库大坝位于石门国家森林公园园区内，坝顶宽度仅2.0m，原坝顶上下游均无设置安全防护栏杆，为保证现场施工安全，结合本工程特点，制定以下安全文明施工保证措施。2.1.安全方针与安全目标本工程的职业健康安全方针：安全生产、保障健康、群策群力、争创双优。本工程的职业健康安全目标：实现工伤死亡责任事故零目标，不发生重大机械、设备安全事故，不发生重大交通事故。施工参照实施NOSA安全管理体系。2.2.施工现场安全措施(1) 所有进入现场人员，必须按有关规定穿着工作服、劳保鞋、配戴安全帽，特殊工种人员要配戴专门的防护用品，如电焊工要配戴

25、面罩和目镜。(2) 大坝灌浆施工前，先在坝顶上下游加设安全防护栏杆，防护拉杆采用25mm镀锌铁杆搭制，技术要求参照相关技术要求施工。另外必须配备救生衣、救生圈在施工现场。(3)施工现场实行围蔽施工，各种施工设施、管道线路等，要符合防洪、防火、防砸、防风以及工业卫生等安全要求。(4) 施工现场存放的设备、材料，应做到场地安全可靠，摆放整齐，通道畅通。(5) 场内道路设计、施工要做到符合行车要求，对于频繁交叉路口，派专人指挥，危险地段要挂“危险”或“禁止通行”标志牌，夜间设红灯示警。(6) 施工运输便桥精心设计、施工，确保机械和人员安全通过。(7) 施工区内的地下电缆和供、排水管道必须事先查明走向

26、，与有关部门联系并处理妥当，才破土动工。(8) 全体施工人员必须严格遵守岗位责任制和交接班制度，并熟知本工种的安全技术操作规程，在生产中坚守岗位，严禁酒后上岗。(9) 搬运材料和使用工具时，必须时刻注意自已和周围及上下方面人员的安全；上下传送器材或工具时，禁止抛掷。(10) 遇恶劣天气影响施工安全时，禁止进行露天高空起重作业。(11) 不得在架空电力线正下方施工、搭设作业棚、建造暂时设施和堆放物品。(12) 电工、焊工、起重工、各种机动车辆司机及各特殊工种，必须经过专门培训，考试合格后发给操作证，方准独立操作。(13) 各种气瓶在存放和使用时，要距离明火10m以外。乙炔瓶禁止倒放。氧气、乙炔应

27、分开放置，严禁放在太阳下曝晒。2.3.供电及照明安全措施(1) 施工现场及作业地点应有足够的照明，主要通道装设路灯。(2) 现场（临时或永久）照明线路必须绝缘良好，布线整齐且应相对固定，并经常检查维修，照明灯悬挂高度应在2.5m以上，经常有汽车通过之处，灯线悬挂高度应在5m以上。(3) 行灯电压不得超过36V，在潮湿地点和金属容器内部工作时，行灯电压不得超过12V，行灯必须带有防护网罩。(4) 在脚手架上安装临时照明时，竹木脚手架上应加设绝缘子，金属脚手架上应设木横担。(5) 严禁将电源线芯弯成裸钩挂在电源线路或电源开关上通电使用。严禁采用铜丝顶替保险丝。(6) 存有易燃易爆物品场地，照明设备

28、必须采取防爆措施。(7) 照明线路拆除后，不得留有带电的部分，如必须保留时，则应切断电源，线头包以绝缘，固定于距地面2.5m以上的适当处。(8) 施工现场电气设备和线路等应装漏电保护器，做到一机、一闸、一漏电保护，以防止因潮湿漏电和绝缘损坏引起触电及设备事故。2.4.生产生活区的安全和卫生措施(1) 施工人员的宿舍及办公室、各类仓库设计要符合要求，生活区内配备足够数量的消防器材，并做到经常检查，使其处于良好状态。(2) 对职工进行消防知识教育，一旦发生火警，能迅速利用消防器材把火扑灭在初起阶段。(3) 保证饮用水卫生，职工食堂保持清洁，腐烂变质食物要及时处理，生熟食应分开放置。食堂工作人员要定

29、期检查身体健康，厕所定期打扫，喷洒药水，做好整个工区范围的灭蝇、灭蚊、灭鼠工作。(4) 夏天高温季节做好防暑降温工作，施工现场供应足够的凉茶或开水，并适当调整作息时间。2.5.事故发生的急救措施(1) 发生人员伤亡事故时，首先由工地医疗站的医护人员进行紧急处理后立即送往当地医院。(2) 工地发生火灾时，一方面立即报告当地消防部门，另一方面充分利用工地消防器材紧急行动，进行扑灭工作。(3) 事故发生后，保护好现场，及时将事故发生情况上报业主有关部门和工地安全生产领导小组，并立即组织人员进行调查，对于重大事故要上报当地公安、劳动监察部门。(4) 分析事故原因，制定防范措施，认真总结经验，吸取教训，按“四不放过”原则认真处理。2.6.消防安全保证措施(1) 施工现场布置要符合防火、防爆、防雷电等安全规定和文明施工的要求；(2) 施工现场的生产、办公设施、仓库、材料堆放现场，机械设置停放场应按平面图进行布置；(3) 施工现场明确划分用火作业区、易燃、可燃材料堆放场、仓库、易燃废品集中点等，并张贴醒目的防火标志。对于易爆及各种气瓶的运输、存放、使用必须按有关规定执行；(4) 施工现场电气设备和线路等应装漏电保护器，做到一机一闸、一漏电保护，以防止因潮湿漏电和绝缘损坏引起触电及设备事故；(5) 临