水电站扩建工程钻孔与灌浆施工方案.docx

水电站扩建工程钻孔与灌浆施工方案1.1施工内容(1)范围本章施工内容适用于本合同工程施工图纸所示或监理人指示的永久工程地基范围内的钻孔和灌浆，其主要工作内容包括：1)钻孔：包括勘探孔、灌浆孔、检查孔、观测孔和排水孔的钻孔，以及钻孔和灌浆所需进行的钻取岩芯和试验、钻孔冲洗、压水试验、灌浆前孔口加塞保护等全部钻孔作业。2)灌浆：包括帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆和接缝灌浆，帷幕灌浆、固结灌浆和接缝灌浆采用水泥灌浆，接触灌浆采用化学灌浆。3)充填灌浆：如在钻孔的过程中发现溶洞，先通过钻孔灌入水泥砂浆或碎石混凝土充填。(2)主要工程量本合同工程钻孔与灌浆施工主要工程量见表5-22O表5-22钻孔与灌浆工程主要工程量统计表序号项H名称单位工程量备注1帷幕灌浆m550L2施工布置(1)制浆输浆系统制浆采用固定式集中制浆站(规模为15m3h),布置在进水渠左侧，用以供应厂房坝段帷幕灌浆施工用浆。集中制浆站占地面积200m2,主要设备包括一座水泥贮存罐(30t).喂料计量器、高速浆液搅拌机、贮浆桶、输浆泵和输浆管路等,并配备除尘设施。集中制浆站制备0.5：1的稳定水泥浆，由输浆泵通过输浆管路直送或转送至灌浆施工作业面。(2)供水系统制浆站、钻灌用水引自本标段主供水干管线(150),单独引接108输水管路供水至集中制浆站和钻孔施工面。(3)供电系统从本标段设置的施工变压器接引到集中制浆站和钻孔施工面。(4)排水排污系统1)钻孔、灌浆在岩面或混凝土面上产生的废水、废浆,采用压力水冲洗，保持作业面清洁，废水、废浆经自排或抽排至坝外沉浆池。2）施工产生的废水、废浆通过排水沟引至集水井，设排污泵抽排至坝外排水沟至沉淀池，集水井内泥浆沉积物由专人负责清理，并将废渣运至坝外指定地点堆存。3）在坝外修建沉浆池，废水、废浆经沉浆池沉淀后，清水排入河道，泥浆沉积物定期清理并装车运至弃渣场堆存。（5）钻灌机组帷幕灌浆配置“一钻一灌一仪”（钻机、灌浆泵、自动记录仪）。1.3灌浆材料（1）原材料1）浆液配合比试验灌浆浆液制作在集中制浆站统一进行，灌浆施工前进行室内浆液配合比试验，试验内容为不同比级浆液的搅拌时间、比重、粘滞度、析水率、凝结时间和水泥结石抗压强度等。2）水泥浆水泥采用普通硅酸盐水泥。帷幕、固结灌浆采用水泥强度等级为42.5级。3）砂采用拌制混凝土的机制砂，灌浆用砂要求不含土块、硫化物和有机物，砂料质地坚硬，应满足规范要求，且粒径不大于25mb细度模数不大于2.0。4）水灌浆用水应符合拌制混凝土用水要求，拌制浆液时水温控制在30以内。5）掺合料灌浆中如果需要在水泥浆液中掺入砂、粘性土、粉煤灰和水玻璃等掺合料，其质量标准应满足DL/T51482001水工建筑物水泥灌浆施工技术规范中第L6条要求，其最优掺加量由室内试验和现场灌浆试验确定，并将试验成果报请监理工程师审批。6）外加剂灌浆中如果需要在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂或其它外加剂，其质量标准应满足水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（SL621994）要求，其最优掺加量由室内试验和现场灌浆试验确定，能溶于水的外加剂以水溶液状态加入。（2）管材及其安装一切管件按施工图纸和设计要求进行布设，做到选材标准、加工精确、扣接牢固，满足施工强度要求，稳定、耐压，拆装方便；管件按图加工安装，安装前对钻孔进行冲洗清理。（3）封堵材料施工所用封堵材料应设计和规范要求，采用线绒、麻丝、水泥-水玻璃或监理人批准的其它材料。L4主要施工设备(1)钻孔设备钻孔采用SGZ-IIIA型地质钻机施工。需要采取岩芯的钻孔采用金刚石取芯钻头钻进，其余钻孔采用硬质合金钻头或牙轮钻头钻进。(2)冲洗及压水试验设备灌浆孔、检查孔冲洗及压水试验采用SGB6-10型泥浆泵,栓塞采用机械式扩张塞，另外配备相应的流量计、压力表、钢丝编织胶管、供水管及各种高、低压阀门等。(3)灌浆设备灌浆泵采用SGB6-10型泥浆泵，浆液搅拌机采用400L双层立式GX-H型拌浆机，在上下两层搅拌桶之间安设旋转清洗筛对浆液进行连续筛分，另外选用配套的高压阀门、压力表、压力软管、供浆管路、用于帷幕灌浆的孔内循环式机械塞或孔口封闭器、用于固结灌浆的孔内栓塞或填压式灌浆塞等。(4)仪表包括钻孔测斜仪、标准压力表、水表、灌浆自动记录仪、水箱视读仪(或标尺)及抬动监测设施等。(5)机具设备表灌浆施工主要机具设备见表5-23o表5-23主要机具设备序号机械名称规格型号额定功率(Kw)单位数量备注1地质钻机SGZ-IIIA17台2钻孔(备用1台)4灌浆泵SGB6-1022台2送浆、压水、灌浆用5砂浆泵MSO-150/5017.2台1灌注砂浆6高速搅拌机2m3卧式15台1制浆站制浆，一台备用8拌浆机IOOOLXS-II4台1中转站储浆9拌浆机400LGX-II3台1灌浆机组配浆10测斜仪KXP-I台1钻孔测斜11灌浆自动记录仪GY-IY台2灌浆、压水记录12流量泵台113集中制浆站15m3/h套1制浆14排污泵21/2PW30台2排污15空压机9m3130台1固结钻孔供风1.5钻孔作业(1)总原则钻孔按设计参数严格控制，开孔位置按图纸进行，开钻时以低速钻进，使孔口偏差在规定范围内。所有基岩钻孔不用泥浆护壁不用润滑油或其它能溶于水的材料。混凝土中钻孔开孔前查清混凝土内的分缝、预埋件和电缆位置，避免损坏。钻进中对钻孔所发生的正常和异常情况，及时进行记录并勾绘草图。(2)各类钻孔要求1)钻取芯孔观测孔、检查孔、先导孔、勘探孔等取芯孔根据施工图纸位置精心施工，并作好钻孔岩芯回收，编录并绘制钻孔柱状图；钻进中严防钻孔倾斜，加大钻孔测斜密度，终孔孔底偏差值不超过水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(SL621994)要求值。取芯孔造孔严格按DL/T51252001水电水利岩土工程施工及岩体测试造孔规程第68章的有关要求执行。2)排水孔排水孔在钻孔部位30m内的灌浆位完之前不的开孔。3)帷幕灌浆孔所有帷幕灌浆孔均全孔测斜，发现孔偏超出规定及时纠正，纠偏无效时，原孔作废，重新钻孔。(3)取样要求需要取芯素描的钻孔，严格按照钻孔操作工艺要求施工，尽量提高岩芯获得率和RQD值，孔号、岩芯编号、装箱、填牌、素描、拍照、绘制柱状图、收集资料等完全按照地质勘探孔施工标准执行。1.6钻孔冲洗和压水试验（1）冲洗1）灌浆孔均应进行冲洗。应用风水联合冲洗或用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗；裂隙冲洗方法应根据不同的地质条件，通过现场灌浆试验确定。2）冲洗压力：冲洗水压采用80%的灌浆压力，压力超过IMPa时，采用IMPa；冲洗风压采用50%灌浆压力，压力超过0.5MPa,采用0.5MPao3）裂隙冲洗应冲至回水澄清后IOnIin结束，且总的时间要求，单孔不少于30min,串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段，应继续进行冲洗，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cmo4）当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足24h时，不得进行裂隙冲洗。5）灌浆孔（段）裂隙冲洗后，该孔（段）应立即连续进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。（2）压水试验O压水试验在钻孔裂隙冲洗结束后灌浆开始前进行。2）采用“简易压水”、“单点法”及“五点法”进行压水试验。3）帷幕灌浆分段压水试验的压力，除监理人另有规定外，按DL/T51482001附录A执行。4）帷幕灌浆压水试验应分段进行，其吸水量的稳定标准：将压力调到规定数值并保持稳定后，每10分钟测读一次压入流量，当流量大于5L/分时，连续四次读数，其最大值和最小值之差小于最终10%；或当流量小于5L/分时，连续四次读数，其最大值与最小值之差应小于最终值的20%；或连续四次读数，流量均小于05L分，则最终读数即应为计算流量。5）简易压水试验应在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。压力为灌浆压力的80%,该值若大于IMPa时，采用IMPa；压水20分钟，每5分钟测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。五点法和单点法压水试验按DL/T51482001附录A执行。6）对帷幕灌浆，无论采用自上而下分段灌浆法，或自下而上分段灌浆法，先导孔应自上而下分段卡塞进行压水试验，并按施工图纸要求采用五点法或单点法，先导孔的数量应不少于灌浆总孔数的10%o其它各次序孔的各灌浆段，可进行简易压水试验。检查孔应采用五点法进行压水试验。1.7灌浆试验(1)说明1)为验证灌浆程序、作业方式和必要的参数，承包人在灌浆施工前，进行灌浆试验。灌浆试验开工14天前，编制详细的试验大纲，报送监理人审批后进行。2)试验时采用与灌浆施工时相同的设备、操作人员和检测人员进行。3)灌浆试验结束后，对试验成果进行分析，并将试验的详细记录和试验分析成果报送监理人，按照监理批准的灌浆工艺和流程进行施工作业。(2)浆液试验1)按监理人的指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目试验：a浆液配制程序及拌制时间；b浆液密度或比重测定；c浆液流动性或流变参数；d浆液的沉淀稳定性；e浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间；f浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；(2)用于现场灌浆试验的浆液水灰比以及掺合料、外加剂等的品种及其掺量应通过浆液试验选择，并将试验成果报送监理人进行审批。(3)现场灌浆试验1)根据灌浆工程施工图纸的要求或按监理人指示选定试验部位、钻孔布置方式、孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数。2)在每一灌浆试验区内，按批准的灌浆试验大纲拟定的施工程序和方法进行灌浆试验，并检查灌浆的效果，及时将试验结果进行整理分析，包括各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量等的试验资料，并将灌浆试验成果报送监理人。1.8制浆(1)制浆材料称量制浆材料必须称量，称量误差应小于5%o水泥等固相材料采用重量称量。(2)浆液制作浆液制作在集中制浆站统一进行。1)集中制浆站制备浆液的水灰比为0.5：1的纯水泥浆液，输送浆液流速为L42.0s,至各灌浆地点后测定来浆密度，并根据各灌浆部位对施工浆液浓度不同，进行进一步调制使用。2)浆液温度应保持在540°C,低于或超过此标准的视为废浆。(3)浆液搅拌1）各类浆液必须搅拌均匀，测定浆液密度和黏滞度等参数，并作好记录。2）纯水泥浆液的搅拌时间：使用普通搅拌机时，应不少于3min；使用高速搅拌机时，应不少于30s。浆液在使用前应过筛，从开始制备至用完的时间宜小于4h。3）拌制细水泥浆液和稳定浆液，应加入减水剂和采用高速搅拌机，高速搅拌机搅拌转速应大于1200rmin,搅拌时间应通过试验确定。细水泥浆液的搅拌，从制备至用完的时间宜小于IhoL9帷幕灌浆（1）技术要求1）在需要从岩石表面进行灌浆的区域，在灌浆前将漏浆或漏水的裂隙进行清理，并将松动岩石移走，以便堵漏。2）对设有抬动观测设备的灌区，须待抬动观测仪器装置完毕，并完成灌浆前测试工作后，方可进行灌浆作业。在进行裂隙冲洗、压水试验和灌浆施工过程中均应进行抬动监测，观测成果应报送监理人，抬动变形值超过设计值时应立即停止施工，并报请监理人共同研究处理措施。3）在已完成或正在灌浆的地区，其附近30m以内不得进行爆破作业。4）在灌浆过程中出现灌浆中断、串孔、冒浆、漏浆、孔口涌水、吸浆量大等情况时，应按有关技术要求处理，并将处理方案报送监理人审批。（2）施工方法1）灌浆压力按施工图纸或监理人指示确定，灌浆压力应尽快达到设计值，接触段和注入率大的孔段应分段升压。2）灌浆按分序加密的原则进行。由两排孔组成的帷幕，先进行下游排孔的灌浆，然后进行上游排孔的灌浆，每排按分序、分段施工。3）灌浆孔的基岩段长小于6m时，可采用全孔一次灌浆法；大于6m时，按监理人指示选用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法。4）帷幕灌浆段长度采用56m,特殊情况下可适当缩减或加长，但不得大于IOm。5）进行帷幕灌浆时，坝体混凝土和基岩的接触段应先行单独灌浆并应待凝，接触段在岩石中的长度不得大于2%6）采用自上而下分段灌浆法时，灌浆塞应塞在已灌段段底以上O.5m处，以防漏灌；孔口无涌水的孔段，灌浆结束后可不待凝。但在断层、破碎带等地质条件复杂地区则宜待凝，待凝时间应根据地质条件和工程要求确定。7）灌浆段的长度因故超过IOm,对该段宜采取补救措施。8）为防止岩石面或混凝土面抬动，固结灌浆原则上一泵灌一孔，当相互串浆时，采用群孔并联灌注，但并联孔数不宜多于3个，并应控制灌浆压力。（3）浆液水灰比和变浆标准1）应按灌浆试验确定的或监理人批准的水灰比施灌，灌浆浆液应由稀到浓逐级变换。当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。2）当某一比级浆液注人量已达300L以上，或灌注时间已达Ih,而灌浆压力和注人率均无显著改变时，应换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30Lmin时，根据施工具体情况，可越级变浓。(4)灌浆结束标准1)帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时，在规定压力下,当注入率不大于O.4Lmin时，继续灌注60min,或不大于IL/min时，继续灌注90min,灌浆即可结束。采用自下而上分段灌浆法时，继续灌注时间相应减少为30min和60min,灌浆即可结束。2)当长期达不到结束标准时，报请监理人共同研究处理措施。(5)灌浆孔封孔D每个帷幕灌浆孔全孔灌浆结束后，承包人应会同监理人及时进行验收，验收合格的灌浆孔才能进行封孔。2)帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时，灌浆孔封孔应采用“分段压力灌浆封孔法”；采用自下而上分段灌浆时，应采用“置换和压力灌浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”。固结灌浆孔封孔应采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”。(6)灌浆质量检查岩基帷幕灌浆的质量检查在监理工程师监督情况下进行，其检查内容和方法如下。1）帷幕灌浆质量检查应以分析检查孔压水试验成果为主，结合钻孔、取岩芯资料、灌浆记录和测试成果等评定其质量。2）按监理人指示布置检查孔，其钻孔位置应选在：a帷幕中心线上；b岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位；c注入量大的孔段附近；d钻孔偏斜过大的部位；e灌浆情况不正常以及分析认为帷幕灌浆质量有问题的部位。3）帷幕灌浆检查孔的数量应为灌浆孔总数的10%,一个坝段或一个单元工程内至少应布置一个检查孔。4）帷幕灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14天后进行。承包人应在灌浆结束后7天或监理人指示的时间内，将有关资料提交监理人，以便拟定检查孔位置。5）帷幕灌浆检查孔按规范提取岩芯。6）帷幕灌浆的封孔质量应逐孔进行检查。7）帷幕灌浆压水试验合格标准：坝体混凝土与基岩接触段及其下一段的合格率应为100%;再以下各段的合格率应为90%以上；不合格段的透水率值不超过设计规定值的100%,且不集中，则灌浆质量可认为合格。否则，应按监理人的指示或批准的措施进行处理。LlO质量保证措施（1）质量保证体系根据承包人已通过的IS09001：2000质量体系认证所制定的质量管理文件，建立完善的质量保证体系，在施工前进行质量策划，确保体系有效运行，使灌浆工程的各道工序始终处于受控状态，主要控制内容包括：1）钻孔控制：孔位一施工前进行测量放样，施工时复测,开孔位置在任何方向偏差不大于10cm；孔径一保证设计要求的最小孔位，选择满足设计要求的钻头、钻具施工；孔深一满足设计要求，做到“宁超勿欠”；孔斜一严格控制钻孔倾角，每钻进IOm测量一次孔斜，孔斜偏差控制在3。以内；孔序一严格按设计分序施工，不得随意乱序。2）灌浆控制：压力一严格控制灌浆压力，按规范要求升压，谨防岩层或混凝土抬动；水灰比一按设计水灰比施灌，严格按规范要求变换浆液，在灌浆过程中经常检测进、回浆比重；灌浆时间一满足规范要求，严禁提前结束灌浆；灌浆段长一按设计划分的段长施工，严禁随意增加灌浆段长。3）施工记录：确保真实可靠，灌浆采用自动记录仪，钻孔记录真实反映孔内情况，包括对混凝土厚度、岩面高程、孔底高程、漏水、涌水、断层、裂隙、溶洞、掉钻、卡钻、岩粉、冲洗水的成份和颜色变化、钻进速度等情况进行详细纪录，并在必要时绘制草图。4）灌浆孔封孔：封孔密实，孔口析水部分用砂浆捣实并抹平，防止人为造成渗流通道。5）供水、供浆、供电：供水、供浆保证连续，供电设立专用变压器，若因检修或系统停电，至少提前4h通知钻灌机组，以防发生埋钻、埋塞等质量事故。6）钻灌设备：设备经常检修、保养，保证设备在运转时正常，并贮备充足的易损、易耗配件。7）材料控制：严格控制材料用量，辅助材料满足设计标准、要求，灌浆用水泥每IOot（或一个批次）进行一次抽样检测，不合格的材料严禁用于灌浆工程施工。8）技术服务：施工现场每班至少安排一名专业技术人员，为现场施工提供技术服务，并按技术要求处理现场发生的意外情况。（2）进度保证措施1）施工承包人将根据施工进度和施工强度要求，增加设备和人力资源投入，加快施工进度，确保总体施工进度要求。2）施工进度安排与现场协调合理安排施工进度是保证总体施工进度的关键，本工程施工的关键线路是混凝土浇筑和灌浆工程，施工进度安排的重点是灌浆与混凝土之间的交叉施工。见于本工程施工工期短，施工强度大的特点，在总体工期安排时，要充分考虑施工强度安排的合理性，合理设备、人力等资源投入，均衡混凝土浇筑强度，并根据混凝土浇筑进度安排，穿插安排帷幕灌浆施工，协调组织灌浆施工和混凝土浇筑的交叉作业干扰，在时间和空间上错开浇筑与灌浆的高峰强度，减少交叉作业的相互施工干扰，妥善安排与解决作业面的冲突的矛盾问题。详细进度安排见投标施工组织设计中施工进度计划。