水坝双液注浆施工方案

水坝双液注浆施工方案一、工程概况1.1工程背景本工程为水坝坝体加固及防渗处理工程，主要针对坝体存在的渗漏通道、结构裂缝及坝基软弱夹层等问题，采用双液注浆技术进行加固处理。工程位于某水利枢纽工程核心区域，坝体高度35m，坝顶长度280m，坝型为碾压混凝土重力坝。根据前期地质勘察及物探检测结果，坝体下游侧存在多处集中渗漏点，渗漏量达0.8m³/h，坝基覆盖层厚度5-8m，局部存在松散砂卵石层，需通过双液注浆形成连续防渗帷幕，确保坝体结构安全及运行稳定性。1.2地质条件坝体结构：坝体混凝土标号C25，设计抗渗等级W8，坝基持力层为中风化花岗岩，岩体完整性系数0.75-0.85。水文地质：坝区地下水位埋深2.5-4.0m，地下水类型为孔隙潜水及基岩裂隙水，渗透系数1.5×10⁻³-3.2×10⁻²cm/s。不良地质：坝轴线桩号0+120-0+180段存在顺层裂隙发育带，裂隙宽度2-5mm，充填物为泥质及钙质结核；坝基桩号0+080-0+200段分布松散砂卵石层，厚度1.2-3.5m，分选性差，渗透系数达5×10⁻²cm/s。1.3设计要求注浆范围：沿坝轴线方向布设注浆孔3排，排距2.0m，孔距1.5m，呈梅花形布置，总孔数286个。注浆深度：坝体段钻孔深度15-20m，坝基段钻孔深度25-30m，进入中风化基岩不少于5m。注浆效果：注浆后坝体渗透系数需降至1×10⁻⁵cm/s以下，坝基帷幕防渗标准达到q≤1Lu（吕荣），单孔注浆量设计为3.5-5.0m³。二、施工准备2.1技术准备图纸会审：组织技术人员熟悉设计图纸，编制《双液注浆施工技术交底手册》，明确各工序技术参数及质量标准。现场勘察：采用地质雷达（GRP）对坝体表面裂缝进行扫描，标记裂缝走向及深度；结合钻孔取芯（钻孔3个，深度30m）验证地质勘察数据。配合比试验：在室内进行水泥-水玻璃双液浆配合比试验，确定最优配比：水泥浆水灰比1:0.8，水玻璃模数2.8，波美度42°Be'，双液体积比1:0.3，初凝时间控制在45-60s，28d抗压强度≥8MPa。2.2材料准备水泥：选用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，细度模数320m²/kg，初凝时间≥180min，终凝时间≤390min，每批次进场需提供出厂合格证及进场检验报告。水玻璃：工业级硅酸钠溶液，模数2.6-3.0，波美度40-45°Be'，密度1.4-1.5g/cm³，不含悬浮杂质。外加剂：采用萘系高效减水剂（掺量0.5%）、速凝剂（铝酸钙，掺量2%），其性能符合《混凝土外加剂》（GB8076）要求。拌合水：采用饮用水，pH值6.5-7.5，硫酸盐含量≤270mg/L。2.3设备配置设备名称型号规格数量（台）主要参数地质钻机XY-2PC6钻孔直径50-150mm，最大孔深100m双液注浆泵ZJB-6/104工作压力0-10MPa，排量0-6m³/h高速搅拌机JW-3504搅拌容量350L，转速1440r/min注浆记录仪ZJ-5004数据存储容量≥16GB，采样频率1Hz地质罗盘仪DQL-13测角精度±0.5°声波检测仪RSM-SY61测试深度≤50m，分辨率0.1μs发电机组GF-1202额定功率120kW，输出电压380V2.4人员配置管理团队：项目经理1人（高级工程师）、技术负责人1人（水利水电工程专业工程师）、质量安全员2人（持证上岗）。施工班组：钻孔班组6个（每班组3人）、注浆班组4个（每班组4人）、机械维修班1个（2人）、试验检测组1个（3人），总计45人，特种作业人员（焊工、电工）需持特种作业操作证。三、施工工艺3.1钻孔施工测量放线：采用全站仪按设计坐标放样孔位，孔位偏差≤50mm，用红漆标记并编号。钻机就位：钻机安装需水平校正，钻杆垂直度偏差≤1%，采用液压调平系统确保钻孔垂直度。钻进工艺：坝体混凝土段采用金刚石钻头回转钻进，钻压15-20kN，转速200-300r/min；坝基土层段采用合金钻头冲击钻进，泥浆护壁（泥浆比重1.2-1.3），钻进过程中每5m测斜一次，孔斜偏差≤0.5°/100m。清孔验收：钻孔完成后采用高压空气（0.6MPa）洗孔，清除孔内岩粉及碎屑，孔深验收允许偏差±50mm，孔径≥设计值（91mm）。3.2注浆管安装注浆管选型：采用Φ50mm×3.5mm无缝钢管，底部1.5m段加工成花管（孔径8mm，孔距150mm，梅花形布置），外部包裹透水土工布。止浆塞设置：在孔口下2.0m处安装膨胀式橡胶止浆塞，充气压力0.8MPa，保压30min无泄漏，止浆压力≥设计注浆压力1.5倍。管节连接：采用丝扣连接，缠绕生料带密封，每节长度3m，安装后进行通管试验，确保管路畅通。3.3浆液制备水泥浆制备：按水灰比1:0.8将水加入搅拌机，启动搅拌（转速800r/min），缓慢加入水泥及外加剂，持续搅拌3min，通过1.2mm筛网过滤后送入贮浆桶，搅拌速度降至200r/min保温（20-25℃）。水玻璃溶液制备：将原液按1:1.2加水稀释至波美度35°Be'，搅拌均匀后静置10min，去除表面泡沫。双液混合：采用Y型静态混合器，水泥浆与水玻璃溶液通过注浆泵按1:0.3体积比同步输送，混合器长度≥500mm，确保浆液混合均匀。3.4注浆施工注浆顺序：采用“跳孔施工、先外后内、自上而下分段”原则，分3段注浆（Ⅰ段：孔底至-20m，Ⅱ段：-20m至-10m，Ⅲ段：-10m至孔口），段长10m。注浆参数：注浆压力：Ⅰ段1.5-2.0MPa，Ⅱ段2.0-2.5MPa，Ⅲ段2.5-3.0MPa，稳压时间≥10min。注浆流量：单孔初始流量60-80L/min，当压力升至设计值时降至30-40L/min。注浆结束标准：达到设计注浆量且压力稳定10min，或压力超过设计值1.2倍且进浆量＜5L/min。特殊情况处理：冒浆：当孔口或坝体表面出现冒浆时，立即停止注浆，采用速凝砂浆封堵，待凝2h后降低压力（0.5MPa）间歇注浆。串浆：当相邻孔出现串浆时，采用“一泵注两孔”方式同时注浆，或堵塞串浆孔待当前孔注浆完成后扫孔重注。压力骤降：检查管路是否破裂或地层存在大裂隙，必要时掺入砂料（粒径0.5-2mm，掺量10%）进行填充。3.5封孔及后期处理封孔：注浆完成后，提出注浆芯管，采用纯水泥浆（水灰比1:1）自下而上分段回填，每段高度2m，振捣密实，孔口采用C25混凝土封填，高出坝体表面50mm。场地清理：拆除注浆管路，清洗设备（先用清水冲洗，再用10%盐酸溶液清洗残留浆液），废弃浆液需经沉淀池处理（pH值6-9）后排入指定沟渠。四、质量控制4.1过程控制材料检验：水泥每200t为一批次进行强度、安定性检验；水玻璃每50t检验模数及波美度；外加剂每批次检验减水率及凝结时间。注浆参数监测：采用注浆记录仪实时监测压力、流量、注浆量，每5min记录一次数据，绘制P-Q-t曲线，发现异常立即停机检查。工序验收：实行“三检制”（自检、互检、专检），钻孔验收合格率100%方可进行注浆；注浆工序需经监理工程师旁站验收。4.2效果检测压水试验：注浆完成7d后，按总孔数10%选取检查孔进行压水试验，试验段长度5m，采用单点法，压力0.3MPa，透水率q≤1Lu为合格。钻孔取芯：在检查孔中采取岩芯，观察浆液充填情况，芯样采取率≥85%，结石体连续完整，胶结强度≥5MPa。物探检测：采用声波CT技术对注浆帷幕进行扫描，波速提升率≥30%，表明岩体完整性改善。4.3质量标准项目允许偏差检查方法孔位偏差≤50mm全站仪测量孔斜偏差≤0.5°/100m测斜仪每50m测一次注浆压力±0.1MPa压力表（精度1.5级）实时监测单孔注浆量±10%注浆记录仪累计计量结石体强度≥8MPa（28d）芯样抗压试验（每组3个试件）五、安全措施5.1安全管理体系组织机构：成立安全生产领导小组，项目经理任组长，设置专职安全员2名，各班组设兼职安全员1名，建立“横向到边、纵向到底”的安全管理网络。制度建设：制定《注浆作业安全操作规程》《高处作业安全规定》等12项制度，每日召开班前安全技术交底会，每周组织安全隐患排查。5.2专项安全措施高处作业：坝顶作业平台设置1.2m高防护栏杆，满挂密目安全网，作业人员佩戴双钩安全带，脚手板采用防滑木板（厚度≥50mm），严禁超载堆放材料。用电安全：施工现场采用TN-S接零保护系统，配电箱安装漏电保护器（动作电流30mA，动作时间0.1s），电缆架空敷设（高度≥2.5m），设备金属外壳可靠接地。机械操作：钻机操作手需经过专业培训，开机前检查钻杆垂直度及制动系统；注浆泵压力调整需由专人负责，严禁超压运行，管路连接必须使用专用卡箍。化学品防护：接触水玻璃时佩戴耐酸碱手套及护目镜，设置应急冲洗装置（水流压力0.2MPa），作业区配备pH试纸（范围1-14）及中和剂（硼酸溶液）。5.3应急预案触电事故：现场配备急救箱（含绝缘手套、绝缘棒），发生触电时立即切断电源，对伤者进行心肺复苏，同时拨打急救电话。坝体渗漏：储备速凝型混凝土（初凝时间≤15min）20m³，发现集中渗漏时采用“塞堵-注浆-加固”三步法处理，必要时启动备用排水泵（流量50m³/h）降低水位。设备故障：注浆泵故障时立即关闭进浆阀，启动备用泵（10min内切换完成），防止浆液凝固堵塞管路。六、进度计划6.1施工进度安排准备阶段：7d（图纸会审、设备进场、材料检验）。钻孔施工：45d（6台钻机并行作业，日完成钻孔15-20个）。注浆施工：60d（4套注浆设备，日完成注浆12-15孔）。检测验收：15d（压水试验、取芯检测、资料整理）。总工期：127d，关键线路为“钻孔→注浆→检测”。6.2保障措施资源保障：备用钻机2台、注浆泵1台，水泥储备量≥500t，水玻璃≥200t，确保材料供应连续。技术保障：成立技术攻关小组，针对复杂地质段制定专项施工方案，提前进行工艺试验。天气应对：雨季施工时搭设防雨棚（高度3m，覆盖面积50m²/作业面），配备排水泵（扬程15m），确保雨天正常作业。七、环境保护7.1废水处理施工废水：设置三级沉淀池（总容积50m³），废水经沉淀（停留时间2h）、中和（投加石灰，pH值7-8）后回用，回用率≥80%。生活污水：采用一体化污水处理设备（处理能力5m³/d），处理后水质达到《污水综合排放标准》（GB8978）一级标准。7.2粉尘控制钻孔除尘：采用湿式钻进，或安装袋式除尘器（除尘效率≥95%），作业区粉尘浓度≤2mg/m³。材料堆放：水泥、砂料等易扬尘材料采用密闭仓库存放，运输车辆加盖篷布，出场前冲洗轮胎。7.3噪声防治设备降噪：钻机、注浆泵设置隔音罩（降噪量≥20dB），高噪声设备远离居民区（距离≥100m），夜间（22:00-6:00）禁止施工。监测要求：场界噪声执行《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523），昼间≤70dB，夜间≤55dB。八、验收标准与资料归档8.1验收内容隐蔽工程验收：包括钻孔深度、注浆参数、止浆效果等，需留存影像资料（每孔3张照片，分别为孔位、终孔、注浆过程）。分项工程验收：钻孔工程、注浆工程、封孔工程，合格率100%，优良率≥90%。竣工验收：提交《双液注浆施工总结报告》，包含设计文件、施工记录、检测报告等资料，通过水利部门专项验收。8.2资料归档技术资料：施工方案、技术交底记录、材料检验报告、配合比试验