断层置换廊道水泥化学复合灌浆施工措施.docx
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1、水泥-化学复合灌浆施工措施目 录1 概况11.1 工程概述11.2固结灌浆工程布置及工程量11.3主要施工难点11.4施工措施编制依据21.5 施工方案说明22 施工布置22.1 施工用水22.2 施工用电22.3化学浆液配浆系统32.4湿磨水泥浆制、供浆系统32.4.1 集中制浆站布置32.4.2 供浆管线布置32.5 污水废浆处理系统33 水泥-化学复合灌浆施工33.1 抬动观测装置安装与基岩抬动变形观测33.1.1 抬动观测装置安装33.1.2 抬动变形观测43.2 测放孔位及钻孔编号53.2.1 测放孔位53.2.2 钻孔编号53.3 灌浆孔分序53.4 灌浆孔钻灌段长划分53.5 钻
2、孔53.5.1 钻孔方向53.5.2 钻孔深度53.5.3 钻孔方法53.6 孔口管埋设63.7 钻孔冲洗及裂隙冲洗63.7.1 钻孔冲洗63.7.2 裂隙冲洗63.7.3 洗净标准63.8 压水试验73.8.1 压水试验方法选择73.8.2 简易压水试验73.9 制浆83.9.1 湿磨细水泥83.9.2 化学浆材93.10 孔内排水103.11灌浆103.11.1 灌浆方式方法103.11.2 化学灌浆123.11.3 灌浆主要设备、器具及安装133.11.4 灌浆压力133.11.5 灌浆压力与注入率的协调控制143.11.6 浆液比级及变换153.12 灌浆结束标准153.13 特殊情况
3、处理153.13.1 冒浆、漏浆153.13.2 串浆163.13.3 灌浆中断163.13.4 涌水孔段163.13.5 一般要求163.14封孔163.15 灌浆工程质量检查173.16灌浆质量保证措施173.16.1 灌浆施工监督检查173.16.2 灌浆施工记录监督检查174、 资源投入184.1 人力资源184.2 投入主要设备195、 施工目标规划205.1 施工进度目标205.2 施工进度计划205.2.1 进度计划分析205.2.2 进度计划图205.3 工程质量目标215.4 施工安全目标215.5环保及文明施工目标216 工程质量保证216.1 质量保证体系226.2 建立
4、全面质量管理226.3 工程施工全过程的质量控制措施226.3.1 施工前准备阶段的质量控制226.3.2 施工过程中的质量控制措施226.4 质量检查227 施工安全保证227.1 建立安全生产管理体系227.2 安全生产保证措施227.3 施工全过程的安全控制措施237.4 安全施工一般控制措施237.5 施工全过程的安全保证措施248 文明施工与环境保护24大坝坝基f18断层水泥-化学复合灌浆施工措施1 概况1.1 工程概述锦屏一级水电站河床f18断层出露于右岸坝基EL1605(坝趾)EL1583(坝踵),破碎带宽一般为530cm,组成物质:上游测主要为重胶结角砾岩,下游侧主要为无胶结的
5、片状岩、碎裂岩,沿断层面为550mm厚的连续褐黄色或黑色断层泥。影响带同向裂隙密集发育,岩体破碎,呈碎裂结构,影响带下盘为煌斑岩脉,下游侧以弱风化为主,上游侧主要强风化。由于f18断层贯穿坝基上下游,在河床上游与水库联系,且断层及下盘煌斑岩脉岩体破碎、性状差,在水库运行期间长期高压水渗透作用下,可能发生逐渐软化、泥化现象,形成渗漏通道,导致坝体局部开裂。为了提高f18断层的抗渗、抗变形以及耐久性能,根据设计通知:锦设(坝)字(2011)017号(总1281号),需在断层区域普通水泥加密固结灌浆完成后再进行水泥化学复合灌浆补强处理。1.2固结灌浆工程布置及工程量根据锦设(坝)字(2011)017
6、号(总1281号)设计通知及其附图,f18断层水泥化学复合补强灌浆孔布置在断层置换混凝土预留廊道底板上,共布置了21环灌浆孔(具体孔位布置见附图),灌浆孔孔深分别为L=12m、15m、40m、50m四种,化学灌浆总长度为4703m。1.3主要施工难点(1)本复合灌浆工程地质条件复杂,施工技术复杂,质量控制要求高,各灌浆孔段要完成化学灌浆施工耗时非常长,施工进度及施工质量目标控制难度大。(2)灌浆过程中重复扫孔工程量大,钻机转运次数多,钻机及水泥灌浆泵使用率低。(3)本工程灌浆所使用湿磨细水泥浆液均从1885m湿磨制浆系统通过管线及中转站进行输送,输送距离远,浆液输送过程中可能出现堵管、爆管等现
7、象影响灌浆施工进度。(4)廊道内无集水井,排污距离远,污水处理难度大;化学灌浆废弃浆液污染性及毒性大,废弃浆液的集中收集及处理难度极大。(5)本工程灌浆廊道断面小,灌浆孔布置较密集,设备布置受孔位布置及灌浆分序要求影响大(灌浆孔环间及环内均分为二序进行施工),无法投入过多的钻灌设备,且灌浆施工进度必须满足导流洞下闸蓄水的总体施工目标,灌浆总体工期非常紧张。1.4施工措施编制依据本施工措施编制主要依据如下:1)锦设(坝)字(2011)017号(总1281号)2)锦屏一级化学灌浆第一阶段总结会议会议纪要(第275期总2654期)3)四川省雅砻江锦屏一级水电站拱坝坝基固结灌浆施工技术要求(A版)4)
8、水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(DL/T 5148-2001)5)水工建筑物化学灌浆施工规范(DL/T 5406-2010)1.5 施工方案说明(1)本工程各灌浆孔段采用何种浆液进行灌注的基本原则为:当灌前压水试验透水率小于1.0Lu,直接进行化学灌浆;当灌前压水试验透水率q1.0Lu,先进行湿磨细水泥灌浆,待湿磨细水泥灌浆完成后即进行透水率检查,在满足透水率q1.0Lu后,方可进行化学灌浆。(2)水泥-化学复合灌浆可根据现场实际情况采用“自上而下,分段钻灌”或“一次成孔,自下而上分段灌浆”,水泥灌浆采用循环式灌浆,化学灌浆采用纯压式灌浆。环间和环内均分2序。2 施工布置2.1 施工用水从处在
9、f18断层置换混凝土预留廊道入口处的大坝系统主水管接出一趟DN100的供水钢管至廊道灌浆作业面,在供水钢管上间距5m开口焊接直径25mm球阀,各灌浆区域施工用水从球阀接出,整个灌浆工程供水能力确保不低于80m3/h,出口压力不低于1.0MPa。2.2 施工用电利用目前大坝施工已形成的供电系统,根据现场情况和用电线路布置,按照临近原则就近引入主供电线路至f18断层置换混凝土预留廊道内的主配电柜,再从主配电柜接分线至各灌浆机具设备使用的分配电箱。总体配电要求为“一机一闸一漏”,随时检查漏电保护器的灵敏有效性。2.3化学浆液配浆系统本灌浆工程所需化学浆液均在施工现场进行人工配置。灌浆过程中按照化学浆
10、材室内试验确定的不同配方进行浆液配置,浆液配置严格按照“少量多次随灌随制”的原则进行,不得一次配置大量浆液进行存放,以防止浆液存放时间过长造成黏度增大或发生爆聚影响灌浆效果和造成浆液浪费。浆液配置时按照浆液的质量配比,利用电子秤分别称量好A液和B液,然后按照掺加顺序分别倒入搅拌桶内进行有效搅拌,将搅拌好的化学浆液放入灌浆泵灌浆桶内,利用化学灌浆泵进行灌浆施工。2.4湿磨水泥浆制、供浆系统2.4.1 集中制浆站布置本灌浆工程所使用湿磨细水泥浆液均由设置在EL1885平台的自动化制浆系统及湿磨机配套完成。将自动化制浆系统拌制好的W/C=0.5:1的普通纯水泥浆液经三次以上湿磨后储存在400L的储浆
11、桶内,灌浆施工现场所需湿磨细水泥浆液均由储浆桶通过中转站和供浆管路提供。2.4.2 供浆管线布置供浆线路以不影响坝体混凝土浇筑为原则,拟从EL1885平台湿磨细水泥制浆站沿坡面铺设一趟32高压钢编管进入f18断层置换混凝土预留廊道内,通过高压钢编管将制备好的湿磨细水泥浆液输送到设置在廊道内200L储浆桶内,各灌浆孔段所需水泥浆液均由储浆桶提供。2.5 污水废浆处理系统排污系统结合已经运行的f18断层置换混凝土预留廊道加密固结灌浆排污系统整体布置。充分利用设计的排放条件并根据地形条件和废水来量大小补充设置排污设施,按照“高水高排、低水低排、污水净化沉淀”的原则处理。对废弃的化学浆液进行集中储存放
12、置,待后期进行胶凝处理。3 水泥-化学复合灌浆施工3.1 抬动观测装置安装与基岩抬动变形观测3.1.1 抬动观测装置安装该复合灌浆工程共布置抬动变形观测装置3套,孔位布置在灌浆区域的廊道底板位置(具体见所附孔位布置图),监测孔为垂直孔。抬动观测装置如图3.1.1-1,在灌浆前安装调试完毕。抬动观测孔采用91mm金刚石钻头回转钻进,主孔钻孔一径到底(入基岩30m)钻完后即安设抬动观测装置。图3.1.1-1 抬动观测装置示意图3.1.2 抬动变形观测1)监测基岩抬动变形的目的是为了避免灌浆压力过大致使基岩抬动变形超过规定值。2)采用千分表观测。当某段灌浆(压水)压力增大时,千分表指针指示数值将发生
13、变化;当某一压力基本稳定后,千分表上指示的终值减去初始值即为该压力下基岩的抬动值。3)设有抬动变形观测装置的部位,其观测孔临近1020m范围内的灌浆孔段在裂隙冲洗、压水试验及灌浆过程中均进行观测,并准确真实填写好现场抬动观测数据记录表4)抬动变形观测派专人进行观测记录,在裂隙冲洗、压水试验及灌浆作业过程中均应进行监测。抬动变形允许值为100m。当变形值接近变形允许值或变形值上升速度较快时,应及时报告各工序操作人员采取降低压力措施,防止发生抬动破坏。如施工中发现超过规定的允许值,及时分析引起抬动的原因(如灌浆压力过高或注浆量过大),采取降低灌浆压力、降低注浆率等措施,并及时报告监理工程师。5)在
14、灌浆过程中安排专人严密监视抬动装置千分表的变化情况,在抬动值50m时,灌浆压力的升压过程按设计规定执行;在50m抬动值100m时,灌浆升压过程严格控制注入率小于10L/min,如果抬动值不再上升,逐级升压,否则停止升压;在抬动值100m时,停止灌浆,待凝8h后扫孔复灌。3.2 测放孔位及钻孔编号3.2.1 测放孔位严格按照孔位布置图由测量人员测放孔位,孔位偏差不大于10cm,在所测放孔位处设置明显标记。3.2.2 钻孔编号复合灌浆孔编号:YFf18ZHDAA-BB-CC(D)其中,YF大坝右岸水泥-化学复合灌浆,f18ZHDf18断层置换廊道AA灌浆单元号;BB灌浆排号;CC表示孔号;D灌浆孔
15、次序3.3 灌浆孔分序根据设计通知,该复合灌浆工程灌浆孔分序施工,逐序加密,环间分两序、环内分两序进行施工。(各灌浆单元灌浆分序具体见所附布置图)3.4 灌浆孔钻灌段长划分部位灌浆类型单孔入岩深度(m)第一段第二段以下段次f18断层置换廊道湿磨水泥设计孔深02m25m6m/段化学灌浆设计孔深02m25m5m/段3.5 钻孔3.5.1 钻孔方向钻孔方向严格按照所附复合灌浆孔位布置图进行施工。3.5.2 钻孔深度各灌浆孔具体孔深见所附复合灌浆孔位布置图,终孔孔深不得低于设计规定孔深。3.5.3 钻孔方法(1)采用“灌浆栓塞阻塞,自下而上、分段灌浆”法进行施工时,先使用XY-2/XY-2PC钻机配9
16、1金刚石钻头进行孔口段回转钻进,待孔口段灌浆及孔口管安装完成后再使用XY-2/XY-2PC钻机配76金刚石钻头进行一次性成孔回转钻进。(2)采用“孔口封闭,自上而下、分段灌浆”法进行施工时,钻孔采用XY-2/XY-2PC地质钻机配91金刚石钻头进行孔口段回转钻进,孔口段以下的其它灌浆段采用56金刚石钻头进行回转钻进。3.6 孔口管埋设(1)各灌浆孔首段(02m)采用91mm金刚石开孔钻具进行钻进,钻孔完成后利用灌浆栓塞进行首段灌浆,待化学浆液初凝后进行浆液置换后再扫进行孔口管安装。(2)安装89mm孔口管(孔口管总长度=入基岩2.0m+混凝土厚度+外露0.2m)。在孔口管与孔壁之间空隙充填0.
17、5:1掺速凝剂的水泥浓浆,并轻敲孔口管以使周围浆液充填密实,而后待凝等强48h。3.7 钻孔冲洗及裂隙冲洗钻孔冲洗是将残存在孔底和粘附在孔壁的岩粉、岩屑等杂质冲出孔外,以免堵塞裂隙的进口,影响浆液灌入。裂隙冲洗是用压力水或风将岩石裂隙或空洞中所充填的松软的、风化的泥质充填物冲出孔外,或是将充填物推移到需要灌浆处理的范围以外。裂隙冲洗干净后,有利于浆液进入裂隙,并与裂隙面胶结坚固,起到防渗和固结作用,提高岩体强度、改善岩体模量的均匀性以及降低岩体的透水性。 采用“自下而上”分段灌浆法时,各灌浆孔可在灌浆前全孔进行一次裂隙冲洗;采用“自上而下”分段灌浆法时,每一灌浆段钻完后均应进行孔壁冲洗。3.7
18、.1 钻孔冲洗在钻孔作业完成后,用钻杆导入水流,使孔内钻渣随循环水流悬浮带出孔外,直至回水清净,肉眼观察无岩粉,孔底沉积小于20cm为止。3.7.2 裂隙冲洗本复合灌浆工程裂隙冲洗采用压力水冲洗的方式进行。冲洗压力为灌浆压力的80%,当其值大于1.0MPa时采用1.0MPa。3.7.3 洗净标准裂隙冲洗至回水清净,延续10分钟后结束,且总的时间要求,单孔不少于30min,串通孔不少于2h。对回水达不到清净要求的孔段,应继续进行冲洗,孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。3.8 压水试验3.8.1 压水试验方法选择本复合灌浆工程各灌浆孔段灌浆前均结合钻孔裂隙冲洗进行简易压水试验。3.8.2 简易
19、压水试验(1)压力为灌浆压力的80%,该值若大于1MPa时,采用1Mpa(根据设计通知所给的灌浆压力,本工程各灌浆孔段灌前简易压水压力均采用1.0Mpa) ,压水20min,每5min测读一次压入流量。取最后的流量值作为计算流量,其成果以透水率q表示,按式3.8.2-1计算(2)压水试验成果以透水率q表示,其计算公式见式3.8.2-1。 (式3.8.2-1)式中:q试段透水率,Lu;Q压入流量,L/min;P作用于试段内的全压力,MPa;L试段长度,m。全压力P = S1 + S2,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。压力起算零线的确定方法(图3.8.2
20、-1): 当地下水位在试段以上时,压力起算零线为地下水位线; 当地下水位在试段以下时,压力起算零线为通过试段中点的水平线; 当地下水位在试段以内时,压力起算零线为通过地下水位以上试段中点的水平线。3.9 制浆3.9.1 湿磨细水泥【1】材料要求1)水泥:用作湿磨的水泥应为新鲜大厂普通硅酸盐水泥,强度等级不低于P.O42.5,水泥细度要求为通过80mm方孔筛的筛余量不大于5%。不使用受潮结块的水泥,水泥不存放过久,灌浆水泥应满足硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥GB175-1999中的有关要求。2)水:符合拌制水工砼用水。水温不得高于40。3)外加剂制备细水泥浆液时应加入高效减水剂,以改善浆液的流动性,
21、,其品种及掺量通过室内浆材试验确定,一般掺量按照0.7%左右进行控制,具体掺量根据室内试验确定。【2】浆液制备1)浆液制备模式集中制浆、统一送浆、现场配浆。 1885m自动化制浆系统制备普通水泥浆液原浆(W/C=0.5:1),再通过水泥湿磨机将制备好的普通水泥浆液经过三次湿磨加工使水泥的细度达到设计要求,加工好的湿磨细水泥储存在低速搅拌的储浆桶内。 使用输浆系统将制备好的湿磨细水泥输送到灌浆现场。采用储浆桶储浆,3SNS泵送浆,1或1.2管路输浆。 在灌浆现场,严格按照设计配比进行按需配浆。利用双层搅拌桶的上桶配制浆液,下桶与灌浆泵相连作灌浆桶。配浆时,测定原浆密度,根据浆液调制表,用上桶刻度
22、控制原浆加量,浆液配制好后放入下桶进行灌注。2)湿磨细水泥浆液自制备至用完的时间应小于2h,否则不能再用。 3)寒冷季节施工应做好机房和灌浆管路的防寒保暖工作。炎热季节施工应采取防晒和降温措施。浆液温度应保持在5C40C,超过此标准的应视为废浆,不能再用。4)灌浆结束后,立即清洗好设备及管路,以保持后续灌浆时的畅通性。3.9.2 化学浆材 (1)化学灌浆材料采用环氧树脂,其浆液性能和固化物性能应满足表3.9-1、3.9-2的要求。 表3.9.2-1 环氧树脂灌浆材料浆液性能序号试验项目单位要求1外观/均匀、无分层2浆液密度g/cm31.03初始黏度mPa.s204可操作时间(粘度达到100mP
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