固结灌浆专项综合标准施工专业方案.docx

某水电站
导流隧洞Ⅰ标工程施工

1#导流洞塌方区固结灌浆专题施工方案

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编制：

中国水利水电第五工程局

01月
目 录
一、 塌方区情况介绍 3
1.1 塌方区情况介绍 3
1.2 固结灌浆标准 3
1.3 固结灌浆孔位部署 3
1.4 固结灌浆试验 4
二、 关键施工方法 5
2.1 固结灌浆施工工艺 5
2.1.1施工工艺步骤 5
2.1.2、施工方法 5
2.1.3、冲洗及压水试验 5
2.1.4、灌浆 7
2.1.5、固结灌浆质量检验 8
三、 质量确保方法 8
3.1钻孔质量确保 8
3.2灌浆质量确保 9
四、 安全确保方法 10
4.1钻机安全防护 10
4.2施工作业安全方法 10
4.3供电和电气设备安全方法 10
五、 人员设备投入情况 11
5.1 人员投入情况 11
5.2设备投入情况 11

1#导流洞塌方区固结灌浆专题施工方案
一、 塌方区情况介绍
1.1 塌方区情况介绍
10月7日、10月14日、10月23日分别发生三次不一样程度塌方，此次塌方发生于1-1#施工支洞和1#导流隧洞交叉口处往下游方向洞顶，桩号范围为：1#导0+273.75～1#导0+299.8，塌方体约有3800m3，塌方空腔高度约超出导流洞设计洞顶高度16.6m，塌方区域相对位置见下图1-1。
图1-1 塌方位置示意图（图中椭圆范围为塌方相对区域）

1.2 固结灌浆标准
此塌方段固结灌浆总体施工标准：
依据设计发放塌方区处理工作联络单（DG-[]-11）：要求断层F1及影响带部位增设固结灌浆，固结灌浆入岩6m，间排距以2m×2m进行施工，固结灌浆待系统锚杆支护完成后进行。
1.3 固结灌浆孔位部署
此次塌方段固结灌浆现场指定总共三个单元（图1-2）：
第一个单元为靠近掌子面左肩处，共三排，每排三个，累计9个固结灌浆孔。此处01单元，做为试验区，固结灌浆间排距为2m×2m，垂直岩面进行施工；
第二个单元为靠近掌子面右肩处，共三排，每排三个，累计9个固结灌浆孔，此处为02单元，固结灌浆孔间排距为2.5m×2.5m，垂直岩面进行施工；
第三个单元为塌方区F1断层带6m范围带，每排3个孔，从上游一直延伸至掌子面上方，此处为03单元，总孔数以实际布孔为准。每排左边侧孔往左边倾30°进行造孔，每排右边侧孔往右边倾30°进行造孔，每排中间垂直造孔。
其中奇数排为I序排，偶数排为II序排，且I序孔和II序孔间隔部署。
图1-2 固结灌浆单元划分示意图

1.4 固结灌浆试验
固结灌浆先对试验区选择3个孔以单点法进行压水试验后，再以1:1及0.5:1两个比级对试验区9孔进行固结灌浆。
此次固结灌浆灌浆次序为：先以01单元试验区9个孔做试验，依据孔序部署。依据现场设计代表及监理工程师要求，优异行I序孔灌浆，灌浆压力控制在0.15～0.2MPa之间，耗灰量250kg/m，每个孔平均耗灰量为1.5t，而且控制5个I序孔总耗灰量7.5t。若灌7.5t以后仍未灌满，则灌完7.5t以后进行缓凝，再继续进行灌浆。随即依据I序孔压力及耗灰量合适调整后进行II序孔固结灌浆。
待试验区固结灌浆完成后，由施工单位依据试验区9个孔固结灌浆各项数据编制试验汇报上报监理单位，监理单位依据试验区各项数据确定整个塌方区固结灌浆各项参数，并立即通知施工单位进行施工。
二、 关键施工方法
2.1 固结灌浆施工工艺
2.1.1施工工艺步骤
岩基固结灌浆施工工艺：测量定位→钻设抬动观察孔并安装抬动观察装置→钻孔→钻孔（裂隙）冲洗→（灌前压水试验）→灌浆→封孔→移下一孔。
2.1.2、施工方法
本工程固结灌浆孔深均为6m，钻孔采取100B潜孔钻，孔径φ50mm。在锚杆施工同时进行钻孔，在钢拱架副拱施工时进行灌浆。钻孔过程中应采取可靠防斜方法，确保孔向正确。
2.1.3、冲洗及压水试验
（1）钻孔冲洗
岩基地层钻孔冲洗方法及结束标准为：在钻孔结束后灌浆前，依据监理人指示进行钻孔冲洗和裂隙冲洗，冲洗水压力为80%灌浆压力，压力超出1MPa时，采取1Mpa；冲洗风压采取50%灌浆压力，压力超出0.5Mpa时，采取0.5Mpa。
裂隙冲洗至回清水时止，且单孔冲洗时间不少于30min，串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求孔段，要继续进行冲洗，孔内残余沉积厚度不得超出20cm；当邻近有正在灌浆孔或邻近孔灌浆结束不足24h时，不得进行裂隙冲洗。灌浆孔（段）裂隙冲洗后要立即进行灌浆作业，因故中止时间间隔超出24h时，在灌浆前要重新进行裂隙冲洗。
串通孔裂隙冲洗可采取单孔裂隙冲洗方法，效果不佳时可改用风、水轮换方法进行。冲洗时应每次选l～2孔进水、进风，余下串通孔排水、排风，达单孔裂隙冲洗结束标准后，再更换进、排水（风〕孔按前述方法及要求进行裂隙冲洗，待全部串通孔全部轮换冲洗达单孔裂隙结束标准且总冲洗时间不少于2h后，可结束冲洗作业。
裂隙冲洗应注意事项：
当邻近灌浆孔正在灌浆或灌浆结束不足24h时，不得进行裂隙冲洗。同一孔段裂隙冲洗和灌浆作业应连续进行，因故中止超出24h，灌前应重新进行裂隙冲洗。
裂隙冲洗用风必需经过油水分离器后方可使用。
（2）压水试验
应在钻孔裂隙冲洗结束24h以内进行压水试验，并分段进行。压水试验方法为：固结灌浆孔灌前每个单元灌浆区域内选择有代表性孔段进行单点法压水试验。
1）压水试验压力
固结灌浆孔灌前压水试验压力通常采取对应灌浆孔段灌浆压力80％，该值若大于1Mpa时，采取1Mpa；灌后质量检验孔压水压力一律采取对应灌浆孔段最大灌浆压力80％。
2）压水试验稳定标准
单点法压水试验稳定标准：在稳定压力下，每5min测读一次压入流量，连续四次读数中最大值和最小值之差小于最终值10％，或最大值和最小值之差小于1L/min时，即可结束，取最终值作为计算岩体透水率q值计算值。
3）简易压水试验：在稳定压力下，压水20min，每5min测读一次压入流量，取最终值作为计算岩体透水率q值计算值。
压水试验结果计算
①压水试验结果以透水率（q）表示，单位为吕容（Lu），计算公式为：
q =Q／PL
式中：q——透水率（Lu）
Q——压水流量（L/min）
L——试段长度（m）
P——作用于试段内全压力（MPa）。
②压水试验全压力计算公式为：P=p1+p2
式中：p ——作用于试段内全压力（Mpa）
p1——安装在回水管路上压力表指示压力（Mpa）
p2——压力表中心至压力起算零线水柱压力（Mpa）。
③压力起算零线确实定：
a.当地下水位在试段以下时；压力起算零线为经过试段中点水平线；
b.地下水位在试段以内时；压力起算零线为经过地下水位线以上试段中点水平线；
c.当地下水位在试段以上时，压力起算零线为地下水位线，注意孔口有涌水孔段，压力起算零线应计入涌水压力水柱高（为负值）。
2.1.4、灌浆
（1）灌浆设备
3SNS型灌浆泵，JS-200型双层立式搅拌槽（200L），ZSQ-42型灌浆塞、GYZ-型三参数一流量灌浆自动统计仪。
（2）灌浆方法和方法
本塌方段固结灌浆孔号采取自下而上、孔内循环法灌浆，依据排序和孔序进行分序灌注。
固结灌浆施工时，应加强抬动变形监测，预防基岩或混凝土发生抬动破坏，单元灌浆区域内同时进行钻孔冲洗、压水试验、灌浆作业孔数不超出3个。
（3）固结灌浆压力
试验区灌浆压力I序孔按0.15～0.2MPa进行控制，II序孔固结灌浆压力依据I序孔灌浆数据进行调整。其它单元固结灌浆压力依据试验区所得数据，按监理人指示确定，灌浆压力立即达成设计值，接触段和注入率大孔段逐层分段升压。
灌浆压力值以安装在孔口回浆管路上压力表读数为准，压力读数为指针摆动中值，压力表指针摆动范围小于灌浆压力10%。
固结灌浆尤其是灌浆升压过程中，严格按规范许可变形值控制抬动。当变形值已靠近许可值时，不得继续升压。如升压灌浆后，变形值上升较快或已靠近许可值时，立即恢复到升压前压力灌注。抬动观察统计仪采取自动报警装置。
串通孔（组）灌浆或多孔并联浆时，应分别控制灌浆压力，同时应加强抬动监测，预防混凝土发生抬动破坏。
（4）固结灌浆浆液及变浆标准
固结灌浆孔采取P.O 42.5级纯水泥浆液灌注，通常不掺任何外加剂。
纯水泥浆液水灰比（重量比），试验区以1:1及0.5:1两个比级进行固结灌浆，待试验区固结灌浆完成后，监理人依据试验区固结灌浆效果及数据确定其它两个单元固结灌浆比级。
灌浆过程中，如灌浆压力保持不变，注入率连续减小，或当注入率不变而灌浆压力连续升高，不得改变浆液水灰比。
当某一级水灰比浆液单孔注入量达300L以上、或灌注时问己达1h，而灌浆压力或注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级水灰比浆液灌注。
当注入率大于30L／min时，视具体惰况可越级变浓浆液水灰比。
灌浆前、浆液变换时、灌浆结束时均应测量浆液密度，灌浆过程中亦应每隔15～30min测量一次浆液密度。
（5）固结灌浆结束标准
在设计灌浆压力下，当灌浆孔段注入率小于0.4L/min时，群孔灌浆小于1L/min时，延续灌注30min，即可结束灌浆作业。
灌浆过程中，如发觉回浆变浓，应改变回浓前水灰比新浆进行灌注，若继续回浓，延续灌注30min后可结束灌浆作业。其回浓情况反应在灌浆综合结果表中，并汇报设计、监理人。
（6）固结灌浆封孔
全部固结灌浆孔及其配套进行检验孔等均严格进行封孔处理。
全部固结灌浆孔和检验孔灌浆（或压水）结束后应立即进行灌浆封孔。灌浆封孔采取 “压力灌浆封孔法”，浆液水灰比为0.5:1。浆液凝固后立即清除孔口浅部浮浆和污水，用M30水泥砂浆回填密实并抹平。
为了确保封孔质量，全部封孔施工宜在监理工程师现场指导下进行。
2.1.5、固结灌浆质量检验
（1）因为此段属于塌方区，所以固结灌浆质量检验采取压水试验为主方法进行固结灌浆质量综合评定。
（2）固结灌浆质量也可采取单点压水试验方法进行检验，其检验孔数量不少于灌浆孔总数5%，检验结束后进行灌浆和封孔，可经监理人同意后进行。
（3）固结灌浆采取压水试验进行质量检验，检验分别在该部位混凝土衬砌结束后7天进行。承包人按监理人指示在要求时间内，将相关资料提交监理人，方便确定检验孔孔位。
（4）固结灌浆质量压水试验检验，其孔段合格率在80％以上；不合格孔段透水率值不超出设计要求值50％，且不集中，灌浆质量可认为合格。若达不到上述合格标准，按监理人指示或同意方法进行处理。
三、 质量确保方法
3.1钻孔质量确保
1、钻孔前应测量定位，放出孔位，使用角度仪量测，确保孔位倾角正确。因为放线正确是否直接影响固结灌浆孔位置是否符合要求，孔位及角度这两个工序关键性不轻易忽略；技术人员应该对已放好孔位进行查对，逐孔核查，发觉不符合要求立即纠正。
2、进场原材料需有产品合格证及复验单。
3、其它量具如压力表等均须有要求标定合格书。
4、水泥除有出厂合格证外，还应有试验室复试汇报。
5、水泥浆液搅浆采取高速搅浆机，确保浆液搅拌均匀。
6、水泥浆液制备严格按水灰比计量。
7、进入工程现场全部钻孔、灌浆及其它设备规格、型号、性能均应满足本工程要求。
8、施工过程中碰到问题应立即向设计单位和监理单位汇报，共同探讨处治措施，取得同意后方可继续施工。 
9、施工过程中对每一道工序应严格实施“三检制”，对施工过程中发生质量事故，坚持“三不放过”、重大质量事故立即汇报标准。 
10、整个工程应做到现场立即统计，内容齐全，现场所出现大小事情，也应立即向项目部现场生产责任人、技术责任人及当班监理工程师汇报情况并立即处理问题，工程所发生工程量也应立即交当班监理工程师签证验收
3.2灌浆质量确保
灌浆工程属于隐蔽性工程，在施工过程中，严格根据SL62-64规范和设计要求施工，严把各道工序质量关，确保该工程施工质量。
⑴ 进行施工前岗位培训。在上岗之前，选有一定施工经验和技术人员，熟练操作工人，并进行施工规范、规程和设计要求学习，考评持证上岗。
⑵ 灌浆施工之前，要依据设计和监理工程师要求在经典地段进行灌浆试验，对设计提供参数进行验证，并报监理工程师同意，按同意工艺和参数进行施工。
⑶ 进行压力灌浆作业之前，依据施工需要埋设安装抬动观察装置，以防压力灌浆引发混凝土抬动和受力变形，在灌浆施工时派专员负责监测。
⑷ 选择性能适应施工要求设备，并加强设备检修和保养，降低机械运转故障。
⑸ 加强质量检测工作和原材料试验,配置施工所需原材料浆液配比检测和计量仪表。做到灌浆原材料符合设计要求、压力表灵敏、正确，制浆多种材料有计量控制，确保浆液配比正确。
⑹ 灌浆过程中，注意观察是否有异常现象发生，发觉问题立即妥善处理，并做好具体统计，说明原因。
⑺ 立即正确统计施工各道工序作业，并立即进行汇总，整理和分析，发觉问题立即纠正或补救。
四、 安全确保方法
4.1钻机安全防护
1.施工人员进入现场后，进行入场安全教育，经考评合格后，方准上岗。
2.施工前，应认真进行技术交底。施工中应明确分工，统一指挥。
3.施工中，应定时检验电源电路和钻机电器部件；钻机应设接地、接零，并由持证人员操作，电缆、电线必需架空，严格遵守施工现场临时用电安全技术规范，确保用电安全。
4.处理机械故障时，必需使设备断电、停风。向施工设备送电、送风前，应通知相关人员。
4.2施工作业安全方法
1.施工人员高空作业必需佩戴全套安全护具，安全绳、安全带必需按规范系戴；
2.在高空作业时严禁向下抛扔物品，预防高空坠物伤人；
3.作业现场配置专职安全员，负责对施工区域顶拱围岩及存在危险部位进行检测并立即上报。
4.3供电和电气设备安全方法
1.施工现场用电设备定时进行检验，接地保护、变压器等每三个月测定一次绝缘强度，潮湿环境下电气设备使用前检验绝缘电阻，对不合格线路设备立即维修或更换，严禁带故障运行；
2.非专职电气值班员，不得操作电气设备；
3.操作高压电气设备主回路时，必需戴绝缘手套，穿电工绝缘靴并站在绝缘板上；
4.手持式电气设备操作手柄和工作中接触部分，有良好绝缘，使用前进行绝缘检验；
5.电气设备外露转动和传动部分（如皮带和齿轮等），必需加装遮栏或防护罩；
6.电气设备保护接地，每班全部有当班人员进行一次外表检验；
7.洞内检修、搬迁电气设备（包含电缆和设备）时，切断电源，并悬挂“有些人工作，不准送电”警告牌；
8.洞内供电线均沿隧洞同一侧整齐有序架设。并定时检验线路绝缘，对老化、破损线路立即进行更换。
五、 人员设备投入情况
5.1 人员投入情况
此次塌方区人员投入情况以下表2-1：
表2-1 人员投入情况
序号
工种
人数
备注
1
管理人员
3

2
钻工
8

3
统计工
2

4
普工
8

5
测量员
1

累计

22

5.2设备投入情况
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
1
灌浆统计仪
GYZ-
台
1

2
寿力空压机
20m³
台
1

3
发电机
300KW
台
1

4
钻机
100B
台
4

5
全站仪
TS06
台
1

6
双层搅拌机
JS-200
台
1

7
注浆泵
3SNS
台
1

8
灌浆塞
ZSQ-42
个
1

9
水管
DN50
m
300

10
风管
100mm
m
300