帷幕灌浆施工技术规范

帷幕灌浆施工技术规范1.总则1.1为规范帷幕灌浆工程的施工行为，确保施工质量，满足工程设计及防渗要求，保障工程安全，特制定本施工技术规范。本规范适用于水工建筑物地基、岩体边坡等部位的帷幕灌浆施工，其他行业的帷幕灌浆工程可参照执行。1.2帷幕灌浆施工应坚持“质量第一、安全至上”的原则，严格按照设计图纸、监理文件及本规范的要求进行。施工前必须进行详细的现场生产性灌浆试验，以验证设计参数的合理性并确定施工工艺参数。1.3施工过程中应积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备，但在应用前必须进行充分的论证和试验，确保其可靠性和适用性。所有参与施工的人员必须经过专业技术培训和安全教育，考核合格后方可上岗。1.4帷幕灌浆属于隐蔽工程，施工全过程必须进行详细、准确的记录，建立完善的质量保证体系。对施工中出现的异常情况，应及时上报并会同设计、监理单位共同处理，严禁隐瞒不报或擅自处理。1.5本规范未尽事宜，应遵守国家及行业现行有关标准、规范的规定。当设计要求与本规范不一致时，应以设计要求为准，但设计要求不得低于国家现行强制性标准。2.术语与定义2.1帷幕灌浆：是指通过钻孔向岩体或土体中灌注水泥浆液或其他化学浆液，形成具有防渗功能的连续阻水帷幕的工程措施。2.2自上而下分段灌浆法：指从上向下逐段进行钻孔和灌浆的方法，通常适用于地质条件复杂、岩石破碎或垂直裂隙发育的地层。2.3自下而上分段灌浆法：指一次钻孔达到设计深度，然后从孔底向上逐段进行灌浆的方法，通常适用于岩石较完整、裂隙发育均匀且倾角较缓的地层。2.4孔口封闭灌浆法：一种在孔口设置封闭器，全孔采用同一套灌浆塞进行循环式灌浆的方法，常用于高压帷幕灌浆。2.5先导孔：为查明地质情况、确定灌浆参数而在帷幕轴线上先行施工的少数钻孔，通常具有勘探和试验双重性质。2.6压水试验：在钻孔中采用一定的压力向试段内压水，测定岩体透水性的试验，分为简易压水和正规压水。2.7待凝：指灌浆段灌浆结束后，为了防止浆液被地下水流冲走或邻孔串浆，需要等待一定时间使浆液凝固的过程。2.8串浆：灌浆过程中，浆液从相邻钻孔或地下裂隙流失的现象。3.施工准备3.1施工前，施工单位应收集并分析以下资料：工程地质与水文地质图、帷幕灌浆设计图、施工技术要求、邻近建筑物的地下结构资料等。必须对施工区域的地形、地貌进行测量放样，准确定出帷幕轴线、孔位、孔深及孔向。3.2根据设计要求和现场实际情况，编制详细的施工组织设计。施工组织设计应包括：工程概况、施工布置、钻孔与灌浆工艺、施工进度计划、资源配置、质量保证措施、安全环保措施及应急预案等。该文件必须报送监理单位审批后方可实施。3.3灌浆材料的质量直接关系到帷幕的形成效果。水泥应采用强度等级不低于42.5级的普通硅酸盐水泥或符合设计要求的特种水泥。水泥必须新鲜、受潮结块的水泥严禁使用。细度要求通过80μm方孔筛的筛余量不大于5%，或比表面积大于3000cm²/g。灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水的要求。3.4灌浆设备主要包括钻机、灌浆泵、高速搅拌机、低速搅拌机、灌浆自动记录仪、压力表、比重计等。所有设备进场前必须进行检修和校验，确保其性能良好。特别是灌浆自动记录仪，必须经过权威计量部门检定合格，能够实时、准确地监测压力、流量和密度等参数。3.5施工场地应平整、坚实，满足钻机设备移动和施工的要求。必须设置完善的排水系统，防止废浆、废水乱流污染环境。施工用的风、水、电线路应敷设整齐、安全，并设有明显的标识。4.钻孔工艺4.1钻孔定位是施工的第一步，孔位偏差必须严格控制。帷幕灌浆孔的开孔位置与设计位置的偏差不得大于10cm。因故变更孔位时，应征得监理单位同意，并记录实际孔位。4.2钻孔应按设计序次进行，一般分为三序施工。先施工I序孔，再施工II序孔，最后施工III序孔。对于断层破碎带、软弱夹层等地质复杂部位，可适当增加孔数或缩减孔距。4.3钻孔设备应根据地层岩性选择。在覆盖层或软弱地层中，宜采用冲击钻进或回转钻进，并配备优质泥浆护壁，防止塌孔。在基岩中，宜采用金刚石钻头或硬质合金钻头回转钻进。4.4帷幕灌浆孔宜采用较小的孔径，终孔孔径一般不小于φ46mm。钻孔孔壁应平直光滑，以保证灌浆塞能可靠封堵。4.5钻孔过程中必须严格控制孔斜。孔斜控制是保证帷幕连续性和搭接厚度的关键。每钻进5~10m应进行一次孔斜测量，发现偏差超标应及时纠偏。帷幕灌浆孔孔底最大允许偏差值应符合下表规定：孔深最大允许偏差200.25300.50400.80501.15601.50>60孔深×2.5%4.6钻孔过程中，应对岩层、岩性、裂隙发育程度、涌水、漏水、掉块、卡钻等情况进行详细记录。遇到钻孔失水严重或突水区域时，应停止钻进，查明原因，必要时先进行灌浆处理后再继续钻进。4.7先导孔必须采取岩芯，并进行地质编录。一般检查孔也应采取岩芯。岩芯获得率应满足规范要求，岩芯应按顺序装箱、拍照、存放，并绘制钻孔柱状图。4.8钻孔结束并经验收合格后，应进行钻孔冲洗。钻孔冲洗可采用风水联合冲洗或压力水冲洗，直至回水清净且肉眼观察无岩粉为止。冲洗压力一般为灌浆压力的80%，并不大于1MPa。5.裂隙冲洗与压水试验5.1裂隙冲洗的目的是将裂隙中的泥质充填物冲出，提高浆液的可灌性。冲洗方法可采用脉冲冲洗、压力风水联合冲洗等。对于地质条件复杂、泥质充填较多的裂隙，是否进行裂隙冲洗以及冲洗方式，应通过现场试验确定。5.2裂隙冲洗应冲至回水澄清，且持续10~20min。串通孔和裂隙发育良好的地段，冲洗时间应适当延长。冲洗压力应小于灌浆压力，防止岩体抬动。5.3帷幕灌浆孔在灌浆前，必须进行简易压水试验。简易压水试验可与裂隙冲洗结合进行。压水压力可为灌浆压力的80%，并不大于1MPa。压水时间一般为20min，每5min测读一次流量，取最后的流量值作为计算流量。5.4压水试验成果以透水率（Lu）表示，计算公式为：q=Q/(P·L)。其中，q为透水率（Lu）；Q为压入流量（L/min）；P为作用于试段内的全压力（MPa）；L为试段长度（m）。5.5先导孔和检查孔应进行单点法或五点法正规压水试验。五点法压水试验的压力等级一般为0.3MPa、0.6MPa、1.0MPa、0.6MPa、0.3MPa。在最大压力下，持续时间应不少于20min。5.6压水试验过程中，如发现岩体表面有抬动变形迹象或流量异常增大，应立即降低压力或停止压水，并查明原因。6.灌浆施工工艺6.1灌浆方法的选择应根据地质条件、设计要求和工程特性确定。常用的方法有自上而下分段循环式灌浆法、自下而上分段循环式灌浆法、孔口封闭灌浆法等。对于高压帷幕灌浆，宜优先采用孔口封闭灌浆法。6.2灌浆分段长度应根据地质条件和吸浆量大小确定。一般基岩段灌浆段长度为5~6m，地质条件较差时可缩短至3~4m，且必须保证灌浆塞位于岩体完整处。覆盖层或接触段段长一般为2~3m，并应单独先行灌浆。6.3采用自上而下分段灌浆法时，灌浆塞应阻塞在已灌段底以上0.5m处，以防绕塞返浆。待上一段灌浆结束后，必须待凝一定时间方可进行下一段的钻灌，待凝时间通常为48~72h，具体视浆液凝固情况而定。6.4采用自下而上分段灌浆法时，灌浆塞应阻塞在灌浆段顶以上0.5m处，且该段岩体必须完整。全孔钻完后，必须进行一次全孔裂隙冲洗，然后从孔底向上逐段灌浆。该方法要求岩石完整，段长不宜过长。6.5灌浆压力应根据地质条件、帷幕深度、建筑物结构安全等因素确定。灌浆压力应分级施加，严禁一次性突升到设计压力。一般每级压力增加0.05~0.1MPa，每级压力的持续时间不少于5~10min。6.6灌浆过程中，必须严格控制压力波动。使用灌浆自动记录仪时，压力表应安装在孔口回浆管路上。记录仪应能排除压力脉动的影响，真实反映灌浆压力。6.7浆液配比通常采用由稀到浓逐级变换。常用的水灰比（重量比）等级为：5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1。开灌水灰比一般采用5:1。6.8浆液变换原则如下：（1）当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。（2）当某级水灰比的浆液注入量已达到300L以上，或灌浆时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级。（3）当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。6.9灌浆过程中应经常转动和上下活动灌浆塞，防止浆液凝固抱死灌浆管。若发生灌浆塞堵塞或抱死事故，应立即启动备用管路或采取有效措施处理。6.10灌浆结束标准：在设计压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注30~60min，即可结束灌浆。对于采用自上而下分段灌浆法和孔口封闭灌浆法的孔段，灌注时间应适当延长。6.11帷幕灌浆孔封孔应采用“置换和压力灌浆封孔法”。全孔灌浆结束后，应立即用0.5:1的浓浆置换孔内稀浆，并利用灌浆泵向孔内泵入浓浆，压力与灌浆压力相同，持续时间不少于30min。待孔内浆液凝固后，应及时清除孔内积水与浮浆，若孔内剩余空隙较大，应再次进行机械压浆封填，确保封孔密实。7.特殊情况处理7.1冒浆处理：灌浆过程中发现地表冒浆或邻孔串浆时，应立即采取低压、浓浆、限流、间歇灌注等方法处理。若冒浆严重，可采用嵌缝、表面封堵或用棉纱、速凝水泥等物质堵塞冒浆点，待封堵材料凝固后再恢复灌浆。7.2串浆处理：当发生串浆时，如被串孔正在钻进，应立即停钻；如被串孔已灌浆，且串浆量不大，可同时灌注；如串浆量大，应将被串孔堵塞，待灌浆孔灌浆结束后，再对被串孔进行扫孔、冲洗和灌浆。7.3大耗浆量段处理：当孔段注入率超过规定值（如60L/min）且长时间不起压时，应查明原因。若是由于宽大裂隙引起，可采取以下措施：（1）低压、浓浆灌注。（2）灌注水泥砂浆、粘土水泥浆等混合浆液。（3）间歇灌浆，即灌灌停停，让浆液充分沉淀。（4）在浆液中加入速凝剂或纤维材料。7.4岩体抬动处理：灌浆过程中必须进行岩体抬动监测。当抬动值接近或超过设计允许值（一般为0.1mm或0.2mm）时，必须立即降低灌浆压力，甚至停止灌浆，查明原因并采取有效措施（如加密钻孔、减小段长）后方可继续施工。7.5涌水处理：遇到钻孔涌水，应测定涌水压力和流量。灌浆前应测定涌水压力，灌浆压力应为设计压力加上涌水压力。灌浆结束后，应屏浆（保持压力闭浆）一定时间，时间一般不少于1h，必要时待凝24h以上，再进行下一段施工。7.6中断处理：灌浆工作因故中断应尽早恢复。恢复灌浆时，若中断时间未超过30min，可使用原水灰比继续灌注；若中断时间较长，孔内浆液已初凝，应扫孔至原深度后重新灌浆；若中断时间极长，浆液已终凝，则应重新钻孔。8.质量检查8.1帷幕灌浆质量检查应以检查孔压水试验成果为主，结合钻孔取芯资料、灌浆记录、施工记录、物探测试成果等进行综合评价。8.2检查孔应在帷幕灌浆结束14天后进行布置。检查孔的位置应选在：帷幕中心线上；岩石破碎、吸浆量大等地质条件复杂的部位；灌浆过程中出现过异常情况的部位；待凝时间过长的部位。8.3检查孔的数量宜为灌浆孔总数的10%左右，一个单元工程内至少应布置一个检查孔。检查孔应采取岩芯，并计算岩芯获得率。8.4检查孔压水试验应采用单点法或五点法，压力一般为灌浆压力的80%，并不大于1MPa。压水试验结束后，检查孔应按规范要求进行封孔。8.5帷幕灌浆质量合格标准：坝体混凝土与基岩接触段及其下一段的透水率合格率为100%；其余各段的合格率应在90%以上，不合格段的透水率值不超过设计规定值的150%，且不集中。8.6对于质量不合格的部位，应分析原因，制定补强措施。补强措施可包括：加密钻孔、缩小孔距、加大灌浆压力、延长灌浆时间、使用化学灌浆等。补强施工后，应重新进行检查，直至符合要求。9.施工安全与环境保护9.1施工安全是重中之重。所有施工人员进入现场必须佩戴安全帽、穿防滑鞋。高空作业必须系安全带，钻机平台必须牢固可靠，设有防护栏杆。9.2机械操作必须专人专机，持证上岗。钻机、灌浆泵等设备的转动部位应设置防护罩。电气设备必须有良好的接地装置，并安装漏电保护器。检修设备时，必须切断电源，并悬挂“禁止合闸”警示牌。9.3灌浆管路必须连接牢固，高压管路应设有减压阀和安全阀。灌浆过程中，严禁正对孔口方向站立，防止管路崩裂伤人。清洗管路时，应将管头固定，严禁手持管头喷射。9.4环境保护措施应落实到位。施工现场应设置废浆沉淀池，废浆经过沉淀处理后，上清水可排放，沉渣应运至指定渣场堆放，严禁随意倾倒。严禁将废浆直接排入河流、农田或下水道。9.5应控制施工噪音和粉尘污染。钻机应安装消音器，尽量选用低噪音设备。钻孔作业应采用湿式凿岩，或安装除尘装置。水泥装卸和制浆应尽量在封闭环境下进行，操作人员应佩戴口罩。9.6施工完工后，应及时拆除临时设施，清理场地，恢复地貌，做到“工完料净场地清”。10.竣工资料与验收10.1帷幕灌浆工程验收分为分部工程验收和单位工程验收。验收前，施工单位应提交完整的竣工资料。10.2竣工资料应包括：施工记录