灌浆工程施工

8.3 施工布置8.3.1 制浆系统根据现场条件和进度安排，拟在1＃机组外侧的EL.839m平台布置一集中制浆站，主要负责厂区枢纽的固结灌浆和帷幕灌浆的固结灌浆，以及引水隧洞下平段和斜井段的甘饧裥仗灌浆施工。上平段灌浆施工时，将J-900储浆搅拌机搬至支洞口。右岸泄洪闸灌浆施工时，在右2＃路靠近右岸泄洪闸部位设一集中制浆站。制浆站内设6台ZJ-400高速搅拌机，J-900储浆搅拌机3台，BW-200灌浆泵3台，站内设临时性水泥仓库。制浆站用φ50mm架管搭设，上铺125px厚的木板，四周围架设彩条布，顶部盖石棉瓦。8.3.2 风、水、电系统风、水、电由工地供风、供水、供电系统供应，施工时就近取用。洞内施工时，沿洞壁半周架设风、水、电和供浆管等线路。8.3.3 排水、排污厂房基础灌浆时，在厂区四周设排水沟和临时集水井，将废水、废浆集中进行排放；在洞内进行灌浆施工时，将废水、废浆通过洞内排水沟流入厂区的集水井进行排放，并安排专人进行废渣和废岩心的清理。8.4 施工程序⑴ 引水隧洞灌浆施工程序：回填灌浆→固结灌浆→接触灌浆；⑵ 厂房灌浆施工程序：固结灌浆→帷幕灌浆8.5 浆液材料8.5.1 水泥回填灌浆采用P.O.32.5水泥，固结灌浆和帷幕灌浆采用42.5水泥，接触灌浆采用P.O.52.5水泥。帷幕灌浆、接缝灌浆及接触灌浆的水泥细度要求通过80μm方孔筛，其筛其量不大于5％。灌浆用水泥符合规定的质量标准，不使用受潮结块和超过出厂期三个月的水泥。8.5.2 水灌浆用水符合混凝土拌和用水要求。8.5.3 掺合料和外加剂经监理人批准，可在水泥浆液中掺入质量符合要求的掺合料和外加剂，所有能溶于水的外加剂以水溶液状态加入。掺合料和外加剂用量通过现场灌浆试验确定。8.6 浆液制备、输送8.6.1 浆液制备⑴采用集中制浆站统一制备水灰比为0.5:1的纯水泥浆液，搅拌机采用ZJ-400高速搅拌机。制浆用的各种固相材料采用重量法称量，称量误差控制在小于5%范围内。⑵浆液搅拌均匀，搅拌时间不少于30S。⑶集中制浆站在制浆过程中，使用NJ-1型泥浆比重计每30min测定一次浆液密度，各灌浆站每9min测定一次浆液密度，并作详实记录。⑷输浆压力控制在0.5～1.0Mpa，浆液流速控制在1.4～2.0m/s。浆液温度保持在5～40℃，超出此范围时采取相应的防寒或保暖措施。⑸各灌浆点根据各灌浆点的不同需要调制不同比级的浆液使用。浆液在使用前进行过筛处理，并控制浆液从制备至用完的时间不大于4h。⑹拌制细水泥浆液和稳定浆液时，加入减水剂，并控制浆液从制备至用完的时间不大于2h。8.6.2 输浆⑴集中制浆站制的浓浆，采用BW-200灌浆泵通过输浆循环管路输送至各工作面。⑵各施工面用浆从供浆循环管路就近接用。根据供浆的浓度在JJS-2型2×200L立式配浆搅拌机内调制所需要的灌注浆液水灰比。8.7 灌浆试验8.7.1 试验目的⑴寻求本标段地质条件下的灌浆的工艺流程、施工方法、设计参数（如孔距、排距、布孔分序、灌浆压力、水灰比、岩体最大允许变形值），以及其它灌浆材料的使用和掺量与浆液的相关性能指标和质量控制标准等。⑵探索固结灌浆、帷幕灌浆合理的施工工艺措施，如混凝土和基岩钻孔选择的机型(气动钻或回转钻或两者的混用)、钻灌设备搭配组合形式及工效等，为全面展开钻孔和灌浆作业提前做好施工准备。⑶经灌浆处理后，基础岩体的整体性、均匀性、强度、变形和抗渗性能的提高程度。8.7.2 试验内容⑴ 浆液试验按监理工程师指示选择材料品种，对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列各项必要的试验：浆液配制程序及搅拌时间、比重、粘度、稳定性、流动性，凝结时间（初凝和终凝）、析水率、沉淀速度和结石的容重、强度、弹性模量、透水性以及监理工程师指示的其它内容。试验结束后，将试验成果报送监理工程师。⑵ 现场灌浆试验灌浆作业开工前14天，编制详细的试验大纲上报监理工程师审批，灌浆试验的参数按施工图纸的要求、有关规范及监理工程师指示执行；按选定的方式布置试验孔、孔深、孔斜、灌段、灌浆压力等试验参数进行试验。现场灌浆试验是工艺性试验，根据现场地质条件，按照监理工程师的指示，选择地质条件与实际灌浆区相似的地段作为灌浆试验区。主要做以下二种试验：①灌浆孔布置方式试验：为取得有关灌浆孔正确布置的资料依据，以寻求用较少灌浆孔来达到预期效果的合理布置方式。②灌浆工艺试验：通过工艺试验，寻求在施工中应当采取的灌浆孔布置方式、灌浆孔深、灌浆压力、灌浆分段、灌浆材料、浆液稠度、浆液变换等技术参数。8.7.3 灌浆试验施工程序⑴固结灌浆试验的施工程序：物探孔钻孔、压水、灌前测试→抬动观测孔钻孔、观测装置安装→分序钻灌及分序压水检查→封孔→物探孔扫孔、测试→物探孔封孔→资料整理、分析、提交报告⑵帷幕灌浆试验的施工程序：抬动观测孔钻孔、观测装置安装→分序钻灌及分序压水检查→封孔→检查孔钻孔与压水试验→检查孔封孔→资料整理、分析、提交报告8.7.4 试验效果评定⑴根据灌浆吸浆规律、压水检查、取芯情况以及物探测试的弹性模量值等数据，结合施工过程中发生的系列现象进行综合分析，评价效果，从而得出各种施工建议参数报告监理工程师审批⑵试验结束后，整理、分析各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量等资料，并连同试验成果及分析报告、报送监理工程师。8.8 回填灌浆回填灌浆在相应部位的衬砌混凝土达到70％强度后进行。回填灌浆按按40m划分的灌浆区，不足40m的按实际长度为一个灌区。自较低的一端开始向较高的一端推进。同一区段内的同次序孔全部钻出后进行灌浆。回填灌浆分两序施工，先施工Ⅰ序孔后施工Ⅱ序孔。Ⅰ序孔与Ⅱ序孔分类编号，交替布置。各次序间隔不得小于48h。其工艺流程为：测放孔位→灌浆孔分序→钻I序孔→钻孔检测→制浆→孔口阻塞灌浆→封孔→钻II序孔→钻孔检测→制浆→孔口阻塞灌浆→封孔→压浆检查→封堵检查孔8.8.1 钻孔回填灌浆孔采用YT-28手风钻在预埋管中钻孔，孔位、孔向根据施工图纸确定，钻孔深入基岩250px，并测计混凝土的厚度与空腔尺寸。8.8.2 灌浆⑴ 灌浆前对衬砌混凝土的施工缝和混凝土缺陷等进行全面的检查，对可能漏浆的部位进行处理。⑵ 采用纯压式灌浆法，灌浆压力为0.2～0.3Mpa，浆液水灰比为：一序孔可灌注水灰比0.6(或0.5):1的水泥浆，二序孔可灌注1:1和0.6（或0.5）:1两个比级的水泥浆。空隙大的部位灌注水泥砂浆，但掺砂量不应大于水泥重量的200%，或回填灌浆的压力和浆液水灰比按监理的指示确定。8.8.3 特殊情况处理回填灌浆因故中断时，及早恢复灌浆，中断时间大于30min，则清洗至原孔深后恢复灌浆，此时若灌浆孔仍不吸浆，则重新就近钻孔进行灌浆。8.8.4 结束标准在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆并继续灌注5min即可结束。灌浆结束后，先关闭孔口闸阀，再停泵，待孔内浆液初凝后才拆除孔口闸阀。8.8.5 封孔所有的灌浆孔和检查孔在灌浆作业结束后，清除孔内污物，采用浓浆将全孔封堵密实和抹平，割除露出衬砌砼表面的预埋管。8.8.6 质量检查⑴ 回填灌浆质量检查在该部位灌浆结束7天后进行。检查孔布置在脱空较大、串浆孔集中及灌浆情况异常的部位。检查孔的数量为灌浆总数的5%。⑵采用钻孔注浆法进行回填灌浆质量检查，向孔内注入水灰比2:1的浆液，在规定压力下，初始10min内注入量不超过10L，即为合格。⑶灌浆孔灌浆和检查孔钻孔注浆结束后，采用水泥砂浆将钻孔封堵密实，并浆孔口压抹平整。8.9 接触灌浆在钢管外混凝土结硬后，对钢管外壁与混凝土之间进行灌浆，使钢管结构更好地与混凝土和围岩共同工作。其工艺流程为：埋管→通水检查→灌浆→封孔→灌浆质量检查8.9.1 灌浆前准备⑴ 浇筑混凝土前，在补强板上抹油，防止补强板混凝土黏结；⑵ 埋管的外围混凝土凝固后，进行平洞回填灌浆和围岩固结灌浆前，旋开孔塞，旋上保护圈，防止钻孔时打坏螺纹。平洞回填灌浆和固结灌浆后，堵塞混凝土中的灌浆孔，不得有渗水进入，然后进行接触灌浆；⑶ 接触灌浆前，采用稍高于灌浆压力的水（其压力不高于钢管抗外压的安全压力）挤开补强板与混凝土间的缝隙。8.9.2 灌浆⑴ 采用循环灌浆法。单排作一序孔，双排作二序孔。一序孔灌浆时，二序孔作排气孔兼出浆孔。二序孔灌浆时，留顶上一孔排气及出浆。⑵ 在灌浆过程中严格控制进浆压力，并在灌浆孔旁设置变位计，观测钢管变位，防止管壁失稳。⑶ 灌浆自低处孔开始，并在灌浆过程中敲击震动钢衬，待各高处孔分别排出浓浆后，依次将其孔口阀关闭。同时记录各孔排出的浆量和浓度。⑷ 浆液水灰比（重量比）采用（1～0.45）:1。缝隙越大，浆液越浓，二序浆液较稀。⑸ 钢管与混凝土之间的接触灌浆后，旋下保护圈，清除灌浆孔中杂物，旋上孔塞及防渗石棉，烤干预留焊缝坡口，以补强板作外层垫板，封焊灌浆孔，并磨平过高的余高及飞溅物等残迹。8.9.3 质量检查灌浆结束3～7天后，会同监理人用锤击法进行灌浆质量检查，其脱空范围和程度满足施工图纸要求。8.10 帷幕灌浆8.10.1 施工程序同一地段的帷幕灌浆在该地段的固结灌浆完成后，按分序加密的原则进行。每排帷幕按分序分段的原则进行，每一个单元施工时，先打抬动观测孔，在抬动观测仪器安装完毕，并完成灌浆前的测试工作后，再按Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、Ⅲ序孔的顺序施工。8.10.2 钻孔⑴ 抬动观测孔孔径φ91mm，采用XY-2PC地质钻机配CIR冲击器造孔。⑵ 在Ⅰ序孔中选取部分孔作为先导孔，其数量不少于帷幕灌浆孔总数的10%，钻孔孔径为φ76mm。⑶ 帷幕灌浆采用XY-2PC地质钻机，配金刚石钻头造孔，开孔孔径φ91mm，埋设φ89mm孔口管，孔口管以下采用φ76mm金刚石钻头分段成孔。钻进过程中采用KXP-Ⅲ型高精度测斜仪进行全孔跟踪测斜，及时纠偏，保证孔斜偏差值满足设计要求；如纠偏无效时，则按工程师的指示报废原孔，重新钻孔。⑷ 帷幕灌浆先导孔、抬动观测孔、检查孔均采取岩心，岩心获得率达到80%以上，按规定进行岩心编录和岩心描述，绘制钻孔柱状图，并根据监理工程师的指示，对钻取的岩芯和混凝土芯进行试验，作好钻孔操作记录，将成果提交监理工程师。8.10.3 钻孔冲洗⑴ 钻孔冲洗采用压力水冲洗，裂隙冲洗采用风水联合冲洗或灌浆试验确定的方法。⑵ 冲洗水压力为灌浆压力的80%，若该值大于1.0Mpa时,采用1.0Mpa。冲洗风压采用50%灌浆压力，压力超过0.5Mpa，采用0.5Mpa。⑶ 裂隙冲洗应冲至回水澄清后10min结束，且总的时间不少于30min。对回水达不到要求的孔段，应继续进行冲洗，孔内残存沉积物厚度不得超过500px。⑷ 当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔不足24h，不得进行裂隙冲洗。⑸ 灌浆孔（段）裂隙冲洗后，该孔（段）应立即连继进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，在灌浆前重新进行裂隙冲洗。8.10.4 压水试验⑴ 采用“简易压水”、“单点法”及“五点法”进行灌前压水试验。⑵ 先导孔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。其它各次序孔的各灌浆段，可进行简易压水试验。安排试验孔数不少于灌浆总孔数的20%。检查孔采用五点法压水试验。⑶ 简易压水试验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1MPa时，采用1MPa；压水20min，每5min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。⑷ 在进行裂隙冲洗和压水试验过程中，进行抬动观测，抬动变形值超过设计值时立即停止施工，并报请监理共同研究处理措施。8.10.5 灌浆⑴ 采用“孔口封闭，孔内循环，自上而下分段灌浆”工艺。⑵ 帷幕灌浆采用钻杆作射浆管时，钻杆之间的连接需采用平接头，钻杆与孔壁之间的间隙不得小于5mm，管口距孔底不得大于1250px。⑶ 在混凝土与基岩的接触部位单独作为一段先进行灌浆，段长为2m，接触段灌浆结束后待凝24小时；以下各段的段长一般为5～6m，特殊情况下适当缩短或加长段长，但最长不超过10m。孔口无涌水的孔段，灌浆结束后不待凝，在断层、破碎带等地质条件复杂地区根据地质条件和工程要求确定待凝情况。⑷ 灌浆压力按得到监理人批准的灌浆试验结果选择。除第一段外，灌浆在较短时间内达到设计压力，如开始时由于吸浆量大等原因，不能立即达到设计压力，则在正常操作下，尽快达到设计压力。为防止抬动，接触段和注入率大的孔段灌浆，采取逐段分级升压，并严格控制注入率。⑸ 浆液比级：5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1和0.5:1七个比级。开灌水灰比选用：① 当地层Lu值≤5Lu时采用水灰比为5:1的浆液开灌；② 当地层Lu值≥5Lu而≤9Lu时采用水灰比为3:1的浆液开灌；③ 当地层Lu值>9Lu时采用水灰比为1:1的浆液开灌。⑹ 浆液变换原则：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；当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，应换浓一级水灰比浆液灌注；注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓；当采用最大浓度浆液施灌，注入量很大而不见减少时，经监理同意可采用间歇灌浆法，同时考虑加砂，如加入掺合料而使注入量突减，则停止使用掺合料。⑺ 严格控制灌浆压力与浆液注入率，注入率宜小于10L/min。灌浆过程中应经常转动和上下活动灌浆管，回浆管宜有15L/min以上的回浆量，防止灌浆管在孔内被水泥浆凝住。8.10.6 结束标准在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注60min，或不大于1L/min时，继续灌注90min，灌浆即可结束。8.10.7 封孔⑴封填前将孔内污物冲洗干净，并量测孔深。⑵灌浆孔封孔采用“分段压力灌浆封孔法”。压力分别为0.5Mpa和1.5 Mpa，达到结束标准时，调至0.8:1浓度，同正常灌浆一样进行变浆、屏浆和闭浆。8.10.8 质量检查⑴ 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。⑵ 按监理指示布置检查孔，其钻孔位置选在：① 帷幕中心线上；② 岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位；③ 注入量大的孔段附近；④ 钻孔偏斜过大的部位；⑤ 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。⑶ 帷幕灌浆检查孔的数量为灌浆孔总数的10%，一个灌浆段或一个单元工程内至少应布置一个检查孔。⑷ 帷幕灌浆检查孔压水试验在该部位灌浆结束14天后进行。⑸ 帷幕灌浆的封孔质量应逐孔进行检查。⑹ 帷幕灌浆合格标准为：压水试验吕荣值不大于3。⑺ 帷幕灌浆合格评价标准：坝体混凝土与基岩接触段及其下一段的合格率应为100%；以下各段合格率应为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。否则按监理指示或批准的措施进行处理。8.10.9 技术措施对于所有帷幕灌浆，孔口段2～5m阻塞在地表以下0.5～1.0m处先行灌浆，灌浆时注意控制灌浆压力和周围地表的变化，及时处理冒浆现象，灌浆结束后即埋设φ89mm的钢管，钢管进入基岩2～5m，待凝24h后进行以下部位的钻孔和灌浆。为了保证施工安全和控制孔斜质量，采取以下措施：⑴采用粗径钻具钻孔，严格控制钻进参数，避免孔内事故。并经常检测钻机的水平度和垂直度，及时进行调整和纠正。⑵用高精度测斜仪进行孔斜测量，一般每钻进5m测斜一次，发现问题及时纠偏。⑶如果发生偏斜，可根据情况分别采用加扩孔器扩孔或加大口径扩孔钻进等。⑷灌浆过程中出现的其它特殊情况，参照规范有关条款处理。8.11 固结灌浆厂房基岩固结灌浆在有混凝土盖重，并在相应部位混凝土达到50％强度后进行；隧洞内固结灌浆在回填灌浆结束7天后进行。固结灌浆分两序施工，先施工Ⅰ序孔，按加密原则施工Ⅱ序孔，特殊地段如断层附近按Ⅲ序孔施工。8.11.1 钻孔厂房基础固结灌浆孔采用XY-2PC地质钻机配CIR冲击器钻孔，隧洞内固结灌浆孔采用YT-28手风钻钻孔。钻进过程中采取措施控制钻孔孔斜，使孔底偏差不大于1/40孔深。8.11.2 钻孔冲洗采用压力水进行冲洗，直到回水清净为止。冲洗压力为灌浆压力的80%，若大于1Mpa时，采用1Mpa。8.11.3 压水试验在裂隙冲洗后进行，采用单点法。试验孔数不少于总孔数的5%。8.11.4 灌浆⑴ 采用分序加密、孔内循环式灌浆，射浆管距孔底不宜大于0.5m。灌浆段长小于6m时，采用全孔一次灌浆法；大于6m时，采用循环灌浆法。⑵ 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。⑶ 灌浆压力按0.2～1.0Mpa，或现场灌浆试验成果确定。⑷ 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，并控制灌浆压力。⑸ 固结灌浆所用浆液水灰比和变浆标准同帷幕灌浆。8.11.5 结束标准规定压力下，当注入率不大于0.4L/min，群孔灌浆不大于0.8L/min时，继续灌注30min，灌浆即可结束。8.11.6 封孔采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”封孔。8.11.7 质量检查在灌浆结束7天后，采用测量岩体波速或静弹性模量，并结合分析灌浆孔钻孔、检查孔取芯、压水试验和灌浆试验成果等进行综合评定。单点压水试验检查孔数不少于总数的5％，孔段合格率在85％以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50％，且不集中，可认为合格。8.11.8 技术措施⑴ 在灌浆时，如果遇到大漏量情况，首先采用限压、限量进行处理，或者灌注稳定浆液或水泥砂浆，必要时采用间歇灌浆，或按监理工程师指示处理。⑵ 如果发生孔段串浆，在条件许可时将其并联灌浆，但并联孔数不宜多于3个；如不具备并灌条件，则可将串浆孔用阻塞器封闭，再进行灌浆。⑶ 如果发生孔段涌水，则首先测定漏水压力，然后加大压力进行灌浆，灌浆结束后，闭浆24～48h。⑷ 如果在施工中发现新的断层破碎带和风化深槽等不良地质现象，则作好详细的施工记录，将详细情况报监理工程师，根据监理工程师的指示组织力量进行加大范围和加深处理，直到满足设计要求为止。⑸ 为避免引起混凝土变形，在吸浆量较大的部位灌浆时，采用逐级升压和控制注入量进行灌注，同时采用观测设备进行抬动变形观测。