技术总结报告C

PAGEPAGE5金窝水库加高扩容工程主坝防渗帷幕钻孔灌浆工程技术总结一、工程设计及施工技术要求金窝水库于2002年11月始将主坝后部干砌石、堆石体拆除，上游浆砌石重力墙上部拆至▽16.90m左右后，改建为埋石砼重力坝以加高扩容。在2003年主坝砼浇筑中及2004年底完工后均发现坝后沿坝坡面或基面多处渗水。根据珠委意见及向专家咨询拟由设计单位按对主坝上游浆砌石墙及其岩基（浅层）进行水泥帷幕灌浆的处理方案作出设计。在2004年4月出的《主坝帷幕灌浆布置图》设计基础上，于2005年4月提出《主坝增加帷幕灌浆设计修改报告》〔含所附JWS-4G-B-31（修改）图〕，同时提出了《主坝帷幕灌浆设计施工技术要求（修改）》，加上施工应遵守的《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范SL62-94》，共为我公司所承担的金窝水库主坝帷幕灌浆工程施工之工作任务及技术要求的依据。设计采用距离坝轴为1m，孔距为2m的95个孔钻灌形成一道深达基岩面以下5m左右、纵长为188m的帷幕墙，即通过灌浆充填浆砌石墙体的缝隙孔洞，同时充填、固结墙体与基岩接触面，以切断渗漏通道，达到堵漏防渗目的。设计对施工技术的基本要求是：釆用强度等级为42.5MPa的普通硅酸盐水泥按2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1五个比级拌制纯水泥浆，由稀至浓逐级变换。釆用灌浆压力（MPa）为0.1(分段标高10～16.5m)、0.2(5～10m)、0.3（0～5m）、0.4（-5～0m）、0.5（-7.5～-5m）五个级别。允许孔位误差0.1m，孔斜率≤1﹪,孔底偏差0.25m～0.45m,孔底沉积厚≤0.2m,射浆管距孔底不大于0.5m，孔深不小于设计值，钻灌分段长为6m。灌浆质量检查以检查孔压水试验成果为主，分段长≤二、施工工艺、方法及异常情况处理㈠、作业平面布置及有序流水作业所有生产性设备设施安置于宽畅的坝顶，在接近防渗墙中部的圆弧段末端设置水泥库、搅拌站、灌浆站、抽水站以便最好地顾及全坝段作业。95个帷幕灌浆孔划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔又划分为9个单元工程施工（单元内各孔号连续）按序分段施工，即在场地布局上每台钻机各承担连续的三个单元工程钻孔施工，分别在左、中、右坝段内作业互不干扰；每台钻机对其承担的三个单元工程各孔的分序编号严格按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序次先后进行钻孔作业；除养护外一般不停机，在某孔段灌浆的同时可钻凿另一孔段以实现同步流水作业。灌浆工序按孔段钻毕的先后统一安排，采用同一压力、同一水灰比浆液的两孔段则同时施灌。㈡、钻孔、冲洗、注水或简易压水作业采用二台XY-1A型、一台XY-1A-4型钻机钻孔，冲洗或简易压水均以BW-250型灌浆泵加压，注水则直接用水泵供水。1、孔位放样、钻机就位安装用钢尺丈量将帷幕孔纵向位置标注在防浪墙面上，与其垂直方向向下游量取0.75m即为孔位。钻机就位对准孔位后通过在机座下塞木片整平，并用水平尺校正，安装牢固后以垂球测斜，由监理校验后开孔。2、钻进作业采用回转式钻机、金刚石钻头按灌浆孔段段长3.14～7.39m分段钻进。开孔口径110mm，终孔口径91mm或75mm。每孔孔口埋设长0.40m直径Ф108mm孔口管。钻孔每孔段的终止，系根据段长及所处深度由所下钻杆钻具总长，立轴杆上余量由钢尺丈量确定。钻孔总孔深可稍超设计孔深10～15钻进中对孔内浆砌石、基岩情况作记录，同时采用正常钻速和中等钻压平稳钻进。每个钻孔均采取岩芯以反映各孔段性状。3、冲洗及简易压水（注水）每孔段钻毕后在灌浆前进行冲洗清除孔底沉碴不超过20cm，孔中裂隙以压力水冲洗至回清水。冲洗毕后灌浆前采用0.8倍灌浆压力以单点法进行简易压水试验，压水20分钟，每5分钟测读一次压入流量（以贮水桶水位下降值换算），取最后值作为计算值。另对37＃、68＃、79＃先导孔在浆砌石层及其与基岩接触段进行注三、加快进度、确保工程质量、安全施工的技术措施㈠、加快进度确保工期技术措施合理进行平面布置：抽水、制浆灌浆设备置于防渗墙中部坝顶上，为作业提供了方便。三台钻机各承担相连的三个单元工程，分别在左、中、右坝段内作业互不干扰，避免了长途移机，提高了效率。实行有序作业：每台钻机对其承担的三个单元工程各孔的分序编号严格按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序次先后进行，灌浆及压水试验则按分段完成钻孔的先后统一进行，事前可以做出计划统筹安排。实行同步流水作业：钻机移动中可顺便将后序孔主坝上部砼层先钻毕。除养护外不停机，在某孔段灌浆同时钻凿另一孔段。对采用同一压力、同一水灰比浆液的两孔段则同时施灌以省时。加强机组技术协作，对钻机维修、钻灌异常情况的处理等集中技术资源，群策群力统一安排，互相调剂，尽量不中止钻灌作业。平时加强设备保养，备足易损件，因故停工期突击检修设备、加工购备零配件等，尽量减少机械停机时间。加强对技工的岗前技术培训和交底，遵守操作规程，避免误操作和违规作业，杜绝因不符合要求而致返工窝工。㈡、确保工程质量技术措施1、钻孔质量保证钻机按放样标明的孔位就位、严格对中、整平，安装稳固，以水平仪和垂球校正立轴垂直度（通过在机座下塞木片调整），测量孔斜度，经验收合格才开孔。钻进中钻压适中，钻速均匀，避免钻机晃动。随时以水平仪和垂球校正钻杆偏斜，以控制孔斜偏差不超标。禁用弯曲和直径不一钻杆。开孔后口埋设孔口管，分段钻进采取岩芯及时按序摆放好。为控制孔深事先将要用到的钻具、钻杆精测出长度，按孔段计划孔深测算出立轴上余量并随时量核，保正孔深不小于设计也不超太多（限10～15cm），终孔后履行验孔手续。孔段钻毕后对钻孔和裂隙进行冲洗，灌浆前作注水或简易压水，通过孔深测量检验孔底沉积厚度不超标。2、浆液制备质量保证采用合格（有出厂合格证、抽检试验合格且未受潮结块失效）的水泥及清洁水拌制，配用量严格称量(水泥除整包外，散包用磅秤称,水用拌浆桶根据容积计量）。用高速搅拌机拌和时间不小于30秒，拌好浆液必经过滤筛滤去结块沉碴才进入贮浆桶备用，并控制在4h内用完，过期禁用。3、灌浆质量保证开灌前认真检查供、压、回浆系统、水、电、浆路接头是否可靠，孔口管盖是否固密，确保管路畅通不漏浆，同时检查压力表是灵敏、适用、可靠，灌浆过程中亦同样检控。浆液的备贮量及用量根据拌浆桶、贮浆盆容量精确计算，随时将其浆位变化记录在册并换算出注浆量，并视其变化情况了解孔段孔隙发育情况。灌浆压力和水灰比变换，视钻毕孔段简易压水（注水）结果比照已灌鄰孔情况事先制定方案，施灌中视情况按设计和规范要求调整。采用循环式自上而下分段的孔口封闭灌浆方法，各孔段下入的灌浆管距孔底距离及与孔壁间隙分别不超过50cm和20cm，并令灌浆管经常转动和上下活动以免其被固死，确保灌浆不间歇进行。严格执行灌浆结束标准：保证在规定压力下当注入率不大于1L/min时继续灌注90min灌浆才结束。全孔灌完后按15m左右分段以压力灌注0.5:1浓浆封孔密实。为确保灌浆质量Ⅲ序孔最下孔段增用了3:1一级稀浆，另Ⅱ序孔下端部分1～2个孔段、Ⅲ序孔下端大部分1～3个孔段将灌浆压力加大到0.6～0.8MPa,以便浆液更好充实于浆砌石与基岩接触面孔洞裂缝及基岩细小裂隙。4、检查孔定位及压水试验质量保证根据规范和设计要求确定检查孔个数（不小于10﹪帷幕孔数）并慎重确定检查孔位置，使其真正具有代表性，能反映整个主坝帷幕灌浆质量状况。严格遵守检查孔压水试验在该部位灌浆结束14天后进行的规定安排作业时间。检查孔钻孔质量保证同帷幕孔，确保检查孔位于帷幕墙中心线上。压水试验前检查供、压、回水管路连接是否不漏水，压力表是否灵敏可靠，下入孔中的卡塞是否定位牢固与孔壁密合不漏水，并在试验全过程随时监检，当出现接头漏水、孔口冒水及压力表值不对时即在处理好后重来。压水试验中按规定时段精确观测贮浆盆水位下降值，并及时换算成孔段压入流量，当压入流量稳定后才可结束。记录准确、数据可靠。㈢、施工安全保证技术措施1、在灌浆过程中随时注意观察主坝上游面（特别是圆弧段）是否由于灌浆压力过大而损坏或产生新裂缝，否则要减小灌浆压力。2、施工用电采用“三相五线制”连接，所有插座插头要全部接地，所有计量仪表开关集中于电板（箱）并全部安装灵敏的漏电保护器。严禁非电工检修电路电器。3、现场设备有明显的防火标志，配备必要的消防设备器材，确保消防水源充足，供水系统正常工作，消防设备型号、功率满足要求，经常检查保养，处于良好状态。4、机械操作严格按操作规程说明书。工作前检查，工作中注意观察，用后及时检查保养。严禁无证操作、擅离岗位。电动机械停修时在开关柜挂警示牌，维修人员未离开不得合闸。四、完工提交的主要文件、竣工资料经过不连续的3个多月施工毕后，我们及时进行资料整编，提供的主要文件、资料有：㈠、帷幕灌浆施工现玚记录原始资料1、钻孔、测斜班报记录2、钻孔冲洗、裂隙冲洗、注水和简易压水班报记录3、灌浆班报记录4、工程质量检查孔压水试验班报记录㈡、主坝防渗帷幕钻灌施工成果资料1、各单元工程灌浆孔成果一览表（附表1）2、各单元工程灌浆分序统计表（附表2）3、各单元工程各次序孔灌浆成果表（附表3）4、主坝帷幕灌浆完成情况表（附表4）5、主坝帷幕灌浆质量检查孔压水试验成果一览表（附表5）6、主坝帷幕灌浆孔平面位置图（附图1）7、主坝帷幕灌浆各单元工程综合剖面图（附图2）8、主坝帷幕灌浆质量检查孔岩芯柱状图（附图3）9、主坝帷幕灌浆各单元工程各次序孔透水率频率曲线和频率累计曲线图（附图4）10、主坝帷幕灌浆各单元工程各次序孔单位注灰量频率曲线和频率累计曲线图（附图5）11、主坝帷幕灌浆工程照片和岩芯实物㈢、其他资料1、灌浆材料（水泥）抽检试验资料水取自水库，清洁无杂质，毌需试验。水泥为钦州产P.O.42.5普硅水泥，总用量428.5t，按施工时段（即停工前后）分两批进料，有出厂合格证两份全部合格，抽检取样两组试验全部合格。2、检查孔压水试验成果计算详表（见表一:分段压水试验成果计算汇总表）11个检查孔共分37段进行钻孔、压水试验，由试验观测数据代入压水试验成果计算式q=Q/(PL)中计算，式中：q—透水率（Lu);Q—压入流量(L/min)，为贮浆盆水位下降值换算的水量与时段之比值;P—试验段内全压力（MPa);P=S1+S2;L—孔段长度（m）;S1—压力表指示压力（MPa);S2—压力表中心至压力起算零线的水柱压力（MPa)，如图二，由孔中稳定地下水位换算求得。3、市水利局质量监督部门检查孔压水试验抽检报告4、先导孔（37＃、68＃、79＃灌浆孔）的浆砌石坝体与基岩接触段进行注水试验成果如下表二：各孔段简易压水5、各单元工程及各序次孔水泥灌注量、单位注入量如表三。五、经验、建议与探讨㈠、钻灌作业事故经妥善处理未致质量缺陷帷幕孔57＃孔钻第四段、51＃孔钻第三段毕发生过掉钻事故，检查孔JK4钻第四段发生过卡钻事故，钻具不能打捞上来只好予以灌浆封孔后在旁边（约20cm处）重新分段钻孔、灌浆或压水试验。帷幕孔10＃及其它孔部分孔段灌浆中出现过从下游地面或从坝体伸缩缝、施工缝面冒浆情况，均通过调节压力，改变浆液水灰比及其他措施予以妥善处理，以上两类情况均未对工程质量产生影响。总之，主坝帷幕灌浆工程施工中，从工序到单元工程，从原材料到建筑产品，均未出现过质量事故和明显的质量缺陷。㈡、狠抓管理，做到文明安全施工，确保工程质量合格。项目经理部在监理部的指导监管下，建立健全了质量安全保证体系和各项管理制度，在施工现场加大了管理力度。一方面坚持按规章文明作业、安全生产，使工地地处农村未出现任何不文明之举，施工中未出现任何人身、设备和建筑物安全事故。另一方面落实了质量保证现场技术措施，坚持按设计和规范施工，特别是灌浆单位注灰量大大超预算定额时，仍采取包括调整灌浆压力和水灰比等措施，想方设法使帷幕线上浆砌石孔洞、基岩裂隙尽量充填密实，以达到最好堵漏效果。本工程虽小但同样重视，亦从大处着眼，小处着手狠抓了质量管理，确保工程质量达到合格要求。㈢、优化设计要求：应先试验后定施工参数，力求切合实际。由于原浆砌石墙基础及墙身设计不完善，施工质量差，致孔洞、裂隙发育，施灌后Ⅰ、Ⅱ序孔墙身与基础综合水泥单耗量均大大超过设计预算量，三序次孔总平均还超出其45﹪。这说明设计按正常情况所定帷幕孔距2.00m偏大,不大符合金窝水库主坝渗漏情况特别严重的实况。应当先进行灌浆试验，根据试验孔水泥单耗情况调整设计孔距，从实际出发孔距定为1.40m较宜。另外，设计钻孔深均达基岩面以下5m上下，除0+170～0+180段可行外,在其它坝段似无必要，有3m足夠，因重点是砌石层尤其是它与基岩接触面的堵漏处理。总之，有必要对症下药有的放矢进行㈣、主坝帷幕灌浆宜定在库水位较低的冬季施工业主为赶在年底前开展金窝水库加高扩容工程竣工验收，将主坝帷幕灌浆工程安排在夏季施工，其情有可原但有违科学。夏季库水位高，抵消了一部分灌浆压力，充填了一部分孔隙，同时如上游坝面出现开裂冒浆情况也难以发现，不利于压力调节的“有的放矢”和灌浆质量的充分保证。另一方面，夏季气温高，砌石墙身、基岩细小裂隙大多闭合，使浆液通达性减弱也影响到灌浆效果的充分发挥。夏季高水位施工也可能是这次通过主坝帷幕灌浆还未根除渗漏的原因之一。㈤建议予以重点补灌，力求根除主坝渗漏。这次主坝帷幕灌浆质量检查孔划分37段作压水试验，其透水率q值均小于