灌浆工程本次除险加固的主要任务是:对坝体、坝基采用帷幕灌浆防渗处理。
本次防渗灌浆处理,钻孔总进尺1298.46m,灌浆总进尺1203.75m。
灌浆段长:孔口第一段、接触段为2~3m,其余为5m。
灌浆材料:坝体土及覆盖层灌注1:3水泥粘土浆,基岩灌注纯水泥浆。
施工程序和方法:生产孔分三个次序,按I、II、III序孔逐序加密原则进行施工。
施工方法:采用自上而下分段纯压式充填灌浆。
防渗设计标准:q≤10Lu。
灌浆压力:坝体土、覆盖层按q=krd/10,基岩按P=P0+MD计算,两式中:k=1.3,r为土体容重,P0=0.1MPa,M=0.025~0.03 MPa,D 为孔段埋深(m)。
10.1主要对策及措施根据我公司的施工管理水平和以往类似的工程经验,拟采取如下措施:10.1.1施工组织和管理措施(1)充分认识工程施工的特点和难点,严格按招标文件要求的施工程序、技术要求组织施工。
(2)选派责任心强,施工经验丰富的施工管理人员和施工队伍,配备足够的与本工程特点丰匹配的施工机械。
(3)科学合理地制订施工程序和严密的网络计划,精心组织、精心施工,确保工程按期完工。
(4)严格按业主、监理工程师指令施工,确保质量安全一流。
10.1.2施工技术措施灌浆工程是隐蔽工程,要保证质量,必须以国家或部颁规程规范为准则,设计图纸作依据,设计要求作纲领,施工程序、施工工艺、施工方法作保障。
开工前认真组织参与施工的全体人员学习在关的规程规定,主要包括:(1)《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》SL252—2000;(2)《水利水电工程施工测量规范》SL52—93;(3)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62—94;(4)《水利水电工程钻孔压水试验规程》SLL—92;(5)《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准》SL38—92;(6)《水利水电工程施工质量评定规程》SL176—1996;(7)《水利水电建设工程验收规程》SL223—1999;严格按照设计要求给合规范要求进行施工,施工过程精心贯彻“三检制”,做到各工序班组长自检,现场值班技术人员监检或初检,技术组复检,质检人员终检的严格的质量保证体系。
在未经发包方质检部门签证或监理工程师签证同意时,不能进入下一道工序或下一孔段的施工。
及时向监理工程师上报有关施工情况,服从发包方或监理工程师根据本工程特点所做出的相关指示和决定。
10.2施工测量放线根据设计方提供的大坝轴线位臵、水准点高程,用全仗仪确定灌浆轴线和帷幕轴线控制点;从已知控制点用钢卷尺在轴线上精确丈量帷幕轴线控制点里程,丈量出各灌浆孔的准确孔位;用自动安平水准仪精确控制各灌浆孔的高程,根据设计帷幕底线,校核实际钻孔深度,并提交设计、监理工程师认可。
钻孔孔位与设计孔位偏差不得超过10cm,若因故变更孔位,应征得设计、监理工程师的同意,并记录实际孔位。
10.3施工工艺、流程及工序帷幕灌浆工序流程单孔施工工艺流程钻孔灌浆工艺流程图10.3.1施工工艺采用“小口径钻进,自上而下分段钻灌,不待凝、不做裂隙专门冲洗,孔口封闭,孔内循环式”的高压灌浆工艺。
10.3.2施工流程测量定位→钻机就位→开孔钻进非灌段→下套管护壁→灌浆段钻孔进尺→钻孔冲洗及灌前压(注)水试验→灌浆→待凝→扫孔→钻孔冲洗及灌后压(注)水试验→循环钻孔、压(注)水试验、灌浆→终孔封孔→迁移钻机。
10.3.3施工工序按照“先灌Ⅰ序孔,后灌Ⅱ序孔,再灌Ⅲ序孔”的施工顺序,循序渐进,逐序加密的原则施工。
10.4施工机械10.4.1钻孔设备(1)钻机和钻头根据工程的地质条件选用,帷幕灌浆的钻进采用回转式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头。
(2)取岩芯的各类灌浆孔、检查孔的钻孔采用岩芯钻机或回转式钻机,按孔径要求采用金刚钻头或硬质合金钻头,不使用钢砂钻头。
(3)使用的钻孔冲洗和压水试验设备,水泵的工作压力按施工图纸的要求选定,并保证在所有压力下都有足够的供水量,保证压力稳定、出水均匀、工作可靠。
(4)施工单位准备足够的流量计、压力表、压力软管、供水管及阀门等备用品。
10.4.2灌浆设备(1)提供的灌浆泵性能与灌浆液的类型的浓度相适应,其容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍,并有足够的排浆量和稳定的工作性能;灌注纯水泥浆液采用多卸柱塞式灌浆泵。
(2)根据灌浆需要配臵高速和低速浆液搅拌机,搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌的浆液类型及灌浆泵排浆相适应,并保证均匀、连续拌制浆液。
所有搅拌设备,在用于拌浆液前应在现场进行试运行。
(3)灌浆管路应保证浆液流动畅通,并能受1.5倍的最大灌浆压力。
灌浆泵和灌浆孔口处均应安装压力表,进浆管路亦应安装压力表。
所选用的压力表在使用前应进行鉴定,使用过程中应经常检查核对,不合格和已损坏的压力表严禁使用。
压力表和管路之间应设有隔浆装臵。
(4)灌浆塞应与采用的灌浆方法、灌浆压力及地质条件下适应,胶塞应具有良好的膨胀性和耐压性能,在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段,并易于安装和卸除。
(5)集中制浆站的制浆能力应满足灌浆进度高峰期所有机组用浆量需要,制浆站应配备除尘设备,当浆液需掺加掺合剂或外加剂时,应增设相应的设备。
(6)所有灌浆设备、仪器、仪表均匀应始终保持工作状态正常,并应配有足够的备用设备。
电力驱动的设备,应在接地良好并经确认能保证施工安全时,方可使用。
10.5灌浆材料及制浆本合同工程采用合格水泥厂生产的普通硅酸盐水泥,水泥标号不低于强度等级32.5级,灌浆所用水泥应保持新鲜,做到分批供应,先到先用,受潮结块不用。
水泥出库使用前由水泥厂出示化验报告,对质量做出鉴定,项目部作有见证取样并送质量监督站作物理试验,经测定合格后方可使用。
灌浆用粘土取自业主方指定的土料场,采用自卸汽车运送。
粘土各项指标需检验满足设计或规范要求后方可使用。
水泥浆的浓度按灌浆试验确定的或监理工程师批准的水灰比(重量比)施灌,根据其他类似工程的施工经验及招标文件要求,可选定为5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1等七个比级。
水泥粘土混合浆配合比严格按设计要求确定。
水泥粘土浆制作工艺流程图10.5.1制浆材料称量制浆材料必须称量,称量误差应小于5%。
水泥等固相材料应采用重量称量法。
10.5.2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,不少于3min;使用高速搅拌机时,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1200r/min,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2h。
10.5.3集中制浆(1)集中制浆站宜制备水灰比为0.5:1纯水泥浆液,输送浆液流速应为1.4~2.0m/s,各灌浆地点应测定来浆密度,并根据各灌浆点的不同需要调制使用。
(2)浆液温度应保持在5~40℃,低于或超过此标准的应视为废浆。
10.6钻孔帷幕灌浆孔采用XY-100型回转式地质钻机配金刚石钻头造孔。
(1)各钻孔孔号均按设计图纸进行编号。
(2)各孔孔位均由测量人员定点放样,实际钻孔孔位与设计孔位偏差不大于±10cm,当因故需改变孔位时,记录实际孔位,实钻终孔深度不小于设计孔深。
(3)为确保钻孔孔向准确,在钻机就位时,用枕木将钻机垫平,并用水平尺将钻机底座找平。
钻机立轴吊线垂直后,将钻机与地锚紧固在一起,使钻机立轴和孔口管的方向与设计孔向一致。
(4)钻孔过程中采用安全可靠的防斜措施,每段进行测斜,如发现钻孔偏斜超过规定时,及时进行纠偏,如纠偏无效时,应按监理工程师的指示报废原孔,并重新钻孔。
每一灌浆孔终孔时,均进行测斜并报监理工程师现场签证。
对第I、II序孔进行测斜检查,当某一个I、II序孔超偏时与其相邻的两个III序孔则应当测斜,当岩石破碎,易导致钻孔偏斜时,宜自上而下分段测斜,测点间距为10m,每个测点测量三次顶角读数,取三个读数的平均值做为该点的偏斜计算顶角值。
帷幕灌浆孔其孔底偏差值不得大于下表规定的数值:帷幕孔孔底偏差值当钻孔偏差值超出上表中的规定值时,应结合该部位的地质条件、偏斜孔及其邻孔的灌浆资料和质量检查情况进行全面分析,当确认对帷幕灌浆质量有影响时,应采取补救措施。
(5)开孔孔径一般为φ110mm,终孔孔径不小于φ75mm。
(6)钻孔非灌段必须下定向管,保证钻孔铅直。
(7)在钻孔过程中,应对钻孔冲洗水、钻孔压力、芯样长度以及其它能充分反映岩石特性的因素进行监测和记录,并提交监理工程师。
(8)钻孔钻进过程中,及时填写钻探班报表,如实详细记录,如:钻进回次、孔径、灌段深度、钻进时间、套管位臵、地层的分界、换层、返水情况、掉钻情况、返水颜色等,如遇特殊情况,作详细记录并分析处理上报监理工程师。
(9)灌浆先导孔、检查孔以及监理工程师指示的其它钻孔,应予钻取岩芯,按取芯次序统一编号,填牌装箱,并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。
(10)芯样的最大长度应限制在3m以内,一旦发现芯样卡钻或被磨损,应立即取出。
除监理工程师另有指示,对于1m或大于1m的钻进循环,若芯样获得率小于80%,则下一次应减少循环深度50%,以后依次减少50%,直至50cm为止。
如果芯样的回收率很低,应更换钻孔机具或改进钻方法。
(11)钻孔终孔后的封孔采用“导管法”和“自下而上分段压灌浆法”进行灌注封孔。
封孔直至浓浆溢出后方可结束,若浆液下沉应继续补浆封填,直至全孔封满不再下沉为止。
封孔结束后应在孔口留注标记,以备查考。
(12)每一钻孔终孔后,均须进行孔深实测,并报监理工程师现场签字认可。
10.7钻孔冲洗和压水试验10.7.1说明(1)在灌浆前,对所有灌浆孔(段)进行裂隙冲洗和压(注)水试验。
(2)在地质条件较复杂的区域,其帷幕灌浆孔的裂隙冲冼,按监理工程师指示或通过现场试验确定的方法进行。
10.7.2钻孔冲洗(1)灌浆孔均进行冲洗。
施工单位根据监理工程师指示采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1Mpa 时,采用1Mpa。
(3)裂隙冲洗应冲至回水澄清后10mim结束,且总的时间要求,单孔不少于30mim,串通孔不小于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超过20cm。
(4)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。