水库除险加固坝基帷幕灌浆施工方案

水库除险加固坝基帷幕灌浆施工方案1.1工程施工内容根据合同文件要求，本施工项目为坝基帷幕灌浆施工。1.1.1大坝基础处理工程在大坝坝顶轴线处做帷幕灌浆，单排布置，孔距按设计要求为1.25m。1.1.2主要工程量及设计要求坝基帷幕灌浆钻孔土层778.9m，基岩钻孔进尺478.3m，帷幕灌浆592m。具本设计要求如下：（1）帷幕灌浆孔为单排布置，孔距2.5m。所有钻孔均为垂直孔，在基岩段钻进时，要注意对基础与防渗墙连接段的保护。帷幕灌浆按分序加密原则进行，分三序施工：先施工Ⅰ序孔、再施工Ⅱ序孔、然后施工Ⅲ序孔距。（2）钻孔：①第一序孔为先导孔，为后两序孔施工提供有关勘探资料；②坝体土层采用干钻，基岩段钻进时要用导管将坝体土层隔开。（3）灌浆孔距和排距：帷幕灌浆为单排孔，孔距为2.5m，施工时按分序加密的原则进行，按5孔3序的方式进行施工。（4）灌浆质量检查标准：检查孔压水实验，在P=0.3Mpa时，试段透水率q≤10Lu。1.2施工总程序大坝基础处理工程施工总程序：平整场地→施工测量放样→安装调试设备→帷幕灌浆孔施工→帷幕灌浆孔施工→工程验收→工程移交。1.3主体工程施工程序和方法根据合同文件：本次合同的施工项目为坝基帷幕灌浆施工。坝基帷幕灌浆室内浆材试验、室外灌浆试验、坝基帷幕灌浆施工组成。从合同文件提供的水文工程地质条件和现场查勘情况介绍，为保证主体工程能按期、保质、保量完成，特制定以上施工的程序和方法。1.4帷幕灌浆1.4.1帷幕灌浆试验（1）帷幕灌浆试验的目的及要求帷幕灌浆试验目的：主要是确定基岩层灌浆的施工方法，选择合适的钻探工艺；选定适用的浆液，从室内试验室选出合适配比的水泥浆液，通过工地灌浆试验，最后确定灌注浆液，选定或推荐施工程序、工艺及技术参数，如孔距、排距、灌浆压力及终灌水灰比等，提出施工的主要定额资料及灌浆效果总的评价，对帷幕灌浆施工提出有益的建议。以及在大规模施工时选择适宜的帷幕灌浆施工方法、工艺、参数，掌握工程施工的关键、难点和进行资源调配等。帷幕灌浆试验的要求：了解基岩的组成、性质、密实度、胶结情况、孔隙率及岩石的渗透性等，并分析坝基岩体的可钻性、透水率、岩体完整性及可灌性。以及确定实施帷幕灌浆施工的工艺参数，如灌浆压力、浆液配比、钻孔及灌浆工艺。（2）灌浆材料选择水泥：选用符合合同文件规定的水泥厂生产的PO32.5普通硅酸盐袋装水泥，进入工地后，采取妥善的措施储存，防止受潮和结块。凡过期受潮、结块的水泥一律按报废处理，不再用于坝基防渗墙施工。水：用于坝基防渗墙施工用水水质符合水工砼拌制的要求，水库水质良好，水源充足，施工用水可直接抽取水库里的水。掺合剂：凡需加入浆液改变浆液性能的掺合剂，将根据现场材料配比试验后，报监理工程师审批后方可使用。澎润土：用于制优质冻胶泥浆护孔壁，通过试验确定掺入纯碱加水制成冻胶泥浆，注入钻孔内确保钻孔孔壁4～5d不坍塌。外加剂：凡需加入浆液改变浆液性能的掺合剂（如减水剂、速凝剂等）将根据现场材料配比试验，报监理工程师审批后方可使用。（3）帷幕灌浆试验区的选择和布孔方式帷幕灌浆试验场地的选择：根据坝区的水文工程地质条件，拟在有代表性的部位进行1组施工前帷幕灌浆试验，但不得在帷幕灌浆线上进行灌浆试验。帷幕灌浆试验布孔方式：本标段工程帷幕灌浆试验采用单排直线式布置，孔距见设计要求，每组试验区布孔7个，孔深按设计深度，具体以压水试验ω＜10Lu控制钻孔深度。·····说明:Ⅰ序孔Ⅱ序孔Ⅲ序孔检查孔单排帷幕孔直线布孔图（4）帷幕灌浆试验的施工程序和方法灌浆试验按逐渐加密的程序进行施工，分三序施工，先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔，然后Ⅲ序施工，最后检查孔施工。（检查孔在灌浆结束14d后进行）灌浆试验的施工方法按自下而上的施工方法，施工具体要求详见帷幕灌浆施工。（5）帷幕灌浆试验效果分析与检查按照预先确定的工程量、方法、步骤完成后，根据各序孔的单位吸水率、单位耗灰量、检查孔压水试验单位吸水率，岩芯缝隙内的充填和凝结情况，分析灌浆效果，优化工艺参数，提出试验报告，报监理工程师审核，从而达到用试验指导施工的目的，确保工程施工质量。1.4.2帷幕灌浆设计要求设计要求采取5孔三序的方式进行施工，施工顺序是先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔，然后Ⅲ序孔，最后检查孔施工。并且按相邻两个次序孔之间，在地层中钻孔灌浆的间隔，时间相差不得小于15d的原则施工。帷幕灌浆单孔施工程序如下：施工准备钻孔下套管土层钻孔钻孔定位钻孔冲洗简易压水试验压力灌浆封孔资料整理提交施工准备钻孔下套管土层钻孔钻孔定位钻孔冲洗简易压水试验压力灌浆封孔资料整理提交验收验收分段帷幕灌浆分段帷幕灌浆1.4.2.1帷幕灌浆钻孔施工（1）帷幕灌浆钻孔施工要求帷幕灌浆孔采用HGY-200型回转钻机钻进，钻孔开孔孔径φ130mm；由于孔较深，需变径，在有土层的部位钻孔采用套管护壁钻进，基岩内钻进采用清水循环金刚石钻头钻进，终孔直径φ75mm，以便保证孔内裂隙不被淤塞，使灌浆能顺利进行。（2）帷幕灌浆钻孔施工帷幕灌浆孔孔位：严格按照设计布置放样，首先根据设计图纸采用经纬仪进行防渗墙钻孔整体放样，确定防渗墙施工轴线后，从起点桩开始，逐步（每20m）放置一个桩点，用水泥墩固定标记，作为控制桩号。然后逐段定好孔位，并用钢筋标记，施工时用30m钢卷尺重新校测好，逐孔复核孔位（防止施工过程中标记桩移动），要求开孔位置与设计位置偏差控制在5cm以内。若因故需要移位时，须征求现场监理工程师同意，并留有相应记录。孔深、孔径、钻孔顺序和孔斜等将按施工图纸要求和监理人指示执行。钻孔：钻孔位置确定无误后，将钻机移至核定的孔位，按照要求进行机架、机座校正，确认符合要求后，固定钻机，同时配备良好的钻具与优质冻胶泥浆。钻孔开孔与设计要求方向一致，钻孔导向准确，保证钻孔铅直开孔。在钻孔过程中采取孔口埋设1～2m孔口护壁管的措施来控制孔斜，埋设完毕后对孔口管进行测斜，确保开孔铅直。钻孔一段（一般5m）结束后，还应及时测斜，发现偏斜后应及时采取相应的纠斜方法直至满足设计要求为止。造孔过程中如此循环往复，直至终孔结束，再进行综合测斜，并由监理工程师验收钻孔。如果纠偏无效时，将按监理人的指示报废原孔，重新施钻，保证钻孔结束时最大允许偏差控制在《SL62-94》表3.2.6规定范围以内。钻孔纠斜处理：钻孔测斜后，发现偏斜超过设计值时，采用超径纠斜、跳级换径，孔底埋管纠斜等方法进行纠斜处理。处理完成后再通过测斜合格后，方可续钻。（3）钻进过程中特殊情况处理钻孔过程中如遇到掉块、卡钻、失水或回水减少等情况，应进行详细记录，并及时分析原因和采取有效措施处理后，方可续钻。钻进过程中特殊情况处理:事故发生后,必须弄清事故孔段的孔深、地层情况、钻具位置、规格、判别事故的类型。卡钻、埋钻处理：发现钻具被遇卡时，首先应保持浆液畅通，采用扭、打、拉等方法进行处理，处理后将打捞工具、处理方法及过程填入事故处理表。（4）钻孔保护与资料的归纳整理钻孔保护：钻进过程中，为了确保大坝的安全运行与钻孔过程中不坍塌，拟采用跟管钻进，跟管钻进一直钻至基岩部位。钻进至设计孔深后，待灌或灌浆结束时待钻，孔口均需进行加盖保护处理，防止异物进入后，增加处理费用和难度。主坝在帷幕孔帷幕灌浆结束后，在拔除护壁套管时，为防止孔壁坍塌报废土层孔，影响旋喷灌浆，需对其注入冻胶质泥浆护壁，保护灌浆孔。钻进过程中，各孔应详细记录孔位、孔深、地层变化、换层情况和漏浆、掉钻等，另外对钻孔过程中的其它处理措施均一一记录清楚，并进行分析与归纳整理。1.4.2.2基岩内钻孔冲洗及压水试验钻孔冲洗及压水试验:帷幕灌浆每钻完一段基岩帷幕灌浆孔后，采用压力水（压力为灌浆压力的80%，超过1Mpa时采用1Mpa）从孔底向孔外进行钻孔裂隙冲洗，保证孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm，裂隙冲洗结束时对回水要求应该是澄清的。灌浆段裂隙冲洗后，应立即进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。压水试验应在裂隙冲洗结束后进行，且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。各次序孔的各灌浆段采用简易压水试验，检查孔采用五点法试验。单点法和五点法压水试验按《SL62-92》附录A执行。简易压水采用单点法：压水试验压力采用灌浆压力的80%，超过1Mpa时，采用1Mpa。压水20min，每5min测读一次压入流量，取最后的流量做为试验透水率的计算值，成果以透水率（Lu）值表示。即q=Q/PL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）1.4.2.3灌浆方法及灌浆设备灌浆方法：在本投标工程项目中，本承包人将采用自下而上分段孔内循环钻灌法。分段长度控制在5～6m左右，遇洞穴或透水溶隙密集带则不管大小一律单独灌浆，一般需钻至其底部以下1m为段底，岩石完整的孔段，段长可酌情延长至10m以内。若灌浆段长度因故超过10m对该段将采取补救措施。灌浆时，灌浆压力应尽快达到设计值，接触段和注入率大的孔段应分段升压。灌浆顺序按分序加密的原则进行，先Ⅰ序孔施工，再Ⅱ序孔施工，然后Ⅲ序施工。灌浆采用孔口封闭注浆，孔内循环。在灌浆过程中，采用镀锌钢管作为注浆管，下入离孔底0.5m直至灌浆在设计压力条件下达到结束标准。灌浆设备：采用BW-150灌浆泵，灌浆过程可采用GY-Ⅳ型灌浆压水自动记录仪进行记录。灌浆栓塞必须止水、止浆，射浆管距段底0.5m处。帷幕灌浆不论灌段透水率大小，均按要求进行灌浆；灌浆压力及其他参数按照试验后报监理人批准的最佳方案进行。1.4.2.4帷幕灌浆材料与浆液变换标准（1）浆液材料本次帷幕灌浆采用水泥浆。水泥：从县城采购符合要求的PO32.5普通硅酸盐水泥；灌浆用水泥需符合质量标准，细度通过80μm方孔筛的筛余量小于5%；采购水泥每批必须具有合格证与检验证，存放时间不超过3个月，严格采取有效的防潮措施；每批材料送至工地后，进行抽检，不合格的产品严禁使用。水：灌浆用水应符合JGJ63-89第3.0.4条的规定，拌浆水的温度不得高于40℃，低于5℃。A浆液的制备水泥浆液配置一律采用移动式制浆站配置供应。水泥浆液的搅拌时间：使用普通搅拌机时，应不少于3min；使用高速搅拌机时，应不少于30s。浆液在使用前应过筛，浆液自制备到用完时间不超过4h。高温季节，即日均气温高于30℃时，机房及输送浆管路均须做好通风控温工作，浆液温度保持在5～40℃之间；灌浆浆液浓度按先稀后浓、逐级变换的原则进行。B帷幕灌浆变换与要求帷幕灌浆浆液水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1。一般情况下开灌水灰比采用5:1；浆液配制一定要称量准确，保证误差小于5%。帷幕灌浆时浆液浓度将按灌浆试验确定的或监理人批准的水灰比施灌，灌浆应由稀至浓逐级变换。当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时；或当注入率不变，压力持续升高时，不得改变水灰比。当某一级浆液的注入量达300L以上或灌注时间以达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不明显时，应改浓一级水灰比。当注入率大于30L/min，可根据具体情况，越级变浓。灌浆过程中，每隔30min，量测一次浆液浓度，必要时须测浆液温度。1.4.2.5灌浆压力与结束标准灌浆压力：灌浆压力根据试验后的最优效果选定使用；压力表安装于孔口回浆管路上，所有压力表及计量仪器使用前，采用标准压力表与计量仪器进行校验，不符合标准者严禁使用。灌浆时，应尽快达到设计压力。但当注入率较大，可考虑分级升压。灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变时，应立即查明原因，采取有效处理措施。帷幕灌浆结束标准：在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min时,继续灌注30min，或注入率不大于1L/min时,继续灌注60min,灌浆即可结束.当长期达不到结束标准时，应报请监理人共同研究处理措施。1.4.2.6帷幕灌浆过程中特殊情况处理（1）中断处理：灌浆工作应连续进行，如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，然后再恢复灌浆。恢复灌浆应使用开始灌浆比级的水泥浆进行灌注，如吸浆率与中断前相近，可尽快变换到中断前的水灰比的浆液继续灌注逐级加浓液；如吸浆率较中断前减少很多，且在较短时间吸浆，则需要考虑补孔重灌等补救措施。（2）串孔：灌浆过程中与邻孔发生串通时采取下述方法处理。A如被串孔正在钻进，宜立即停钻。B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，可继续灌浆。C如串浆量大，应与被串孔同时灌浆，若无同时灌浆的设备条件，可用灌浆塞将被串孔塞住，单独对灌浆孔灌浆，结束后，立即将被串孔的灌浆塞取出，并扫孔干净后进行补灌。（3）特大耗浆：在经过正常变浆，且浆液稠度已达水灰比0.5:1后，如孔段吸浆率仍很大，灌浆难于结束时，可采取下列措施处理。A降低压力，使吸浆率不超过1～2L/min·m灌注，在此情况下若灌注的干料已达限定数量后吃浆率仍不减小，可采用间歇灌浆。间歇灌浆，每次间歇时间一般不多于4h，若超过4h不能恢复灌浆，应待凝24h以上，再重新扫孔后恢复灌浆。B浆液中掺速凝剂灌注，速凝剂的掺量应根据速凝剂的品种由试验确定。C灌注水泥砂浆等。（4）地面抬动：灌浆过程中如发现地面抬动，应立即降低压力，在不使其继续抬升的条件下继续灌到不吸浆为止。然后分析抬动的原因，采取防止抬动的措施。（5）灌浆过程中如回浆变浓，宜换用相同水灰比的新浆液进行灌注，若效果不明显继续灌注30min即可停止灌注。1.4.2.7封孔每个帷幕灌浆孔全孔灌浆结束后，本承包人将会同监理人及时进行验收，验收合格后才能封孔。由于此工程项目帷幕灌浆采用自上而下分段灌注，浆孔封孔将采用“置换和压力灌浆封孔法