第09章灌浆_secret

第九章钻孔和灌浆工程
9.1 概述……………………………………………….9-1 9.2 施工布置………………………………………….9-2 9.3 灌浆试验………………………………………….9-3 9.4 分项施工程序和方法…………………………….9-4 9.5 质量安全保证措施……………………………….9-11 9.6 施工进度计划…………………………………….9-12 9.7 资源配置………………………………………….9-12
第九章钻孔和灌浆工程
9.1概述
9.1.1工程项目及工程量
xx水电枢纽钻孔灌浆工程主要包括：大坝趾板和溢流堰基础的固结灌浆、帷幕灌浆；引水隧洞的回填灌浆、围岩固结灌浆以及压力钢管段回填灌浆、固结灌浆以及接触灌浆；进水口的排水孔；1#～3#施工支洞衬砌段和封堵段回填灌浆；必要的检查孔、观测孔以及取芯钻探等。

具体工程量见表9-1-1。

9.1.2主要工程地质条件
坝址基岩以泥质粉砂岩和粉砂质页岩为主，岩性较均一，但抗风化能力差。

岩石属于微～强透水岩体。

坝基分布F
9、F
10
断层，钻孔中偶见缓倾角节理。

溢洪道岩性以粉砂质页岩和泥质粉砂岩为主。

溢洪道堰前段穿过F
9、f
40
断
层，溢洪道控制段、陡槽段以及挑流鼻坎段均建于中等风化的粉砂质页岩的下部，强度满足要求。

引水隧洞布置在左岸，进出口直接出露的岩石分别为粉砂质页岩和灰岩，挂洞条件好。

隧洞前段围岩为页岩，类别属于Ⅴ类；后段围岩为灰岩，类别为Ⅱ类，当遇断层与喀斯特发育段围岩类别降为Ⅳ类。

9.1.3 灌浆施工原则
1.大坝岩基灌浆施工将在趾板混凝土达到设计强度后，在趾板上预留灌浆孔进行施工。

2.岩基灌浆在先完成固结灌浆并经检查合格之后再进行帷幕灌浆。

3.对设有抬动观测设备的灌浆区，待抬动观测仪器装置完毕，并完成灌浆前测试工作后，再进行灌浆作业。

在进行裂隙冲洗、压水试验和灌浆施工过程中均进行抬动监测。

4.在已完成或正在灌浆的地区附近30m以内不能进行爆破作业。

9.2施工布置
9.2.1制浆系统
本标钻孔与灌浆工程项目多、作业面战线长，根据土建项目施工情况，灌浆采取以集中制浆站为主，结合具体施工部位而分散设置。

集中制浆站为脚手架结构，依据施工环境特性，大坝基础灌浆的制浆站将建造在临近作业面的施工道路附近；引水隧洞灌浆施工的集中制浆站，将建造在施工支洞与主洞交汇处或进口适宜的地方，隧洞中间隔一定距离设置浆液中转站。

各制（供）浆站制备水灰比为0.5∶1的纯水泥浆液，经输浆管路泵送至大坝或隧洞各灌浆点。

每个制、供浆站内布置有ZJ-400型高速制浆机、储浆桶和BW250/50供浆泵。

9.2.2施工风、水、电及通讯
9.2.2.1现场风、水、电管线将结合开挖填筑和砼施工，统一由系统敷设专用管线。

施工用电由系统电源供给，灌浆高峰用电容量约220kw；施工用风利用自备空压机及开挖供风系统。

9.2.2.2钻孔灌浆用水，从系统供水总管中接水，通过Φ4″和Φ2″管作支管将水引向各部位钻灌现场。

灌浆高峰用水量约12m3/h。

9.2.2.3制浆站与移动式中转站、灌浆现场之间用无线电对讲机和有线电话联系。

9.2.3施工排污布置
灌浆施工排水、排污，根据施工布置采取集中抽排。

趾板部位，沿谷底趾板前缘布置排污水沟和临时集水（或沉浆）坑（井），通过排污泵抽排至基坑外；隧洞内利用底板坡度，将渗水汇集并统一设泵抽至洞外；对于沉淀的积渣、岩心
等废弃物设专人定期统一清除。

9.2.4施工作业平台
趾板斜坡段的灌浆施工采用自制的钻灌台车（设有护拦）。

沿趾板走向铺设台车轨道，将钻孔设备置放于台车平台上，用5~10T卷扬机（或手拉葫芦）牵引台车移位施工。

隧洞内视洞子衬砌后的断面尺寸，用钢管架、木板等自制移动钻灌台车。

9.2.5灌浆材料和施工设备运输
回填灌浆采用的水泥标号不低于325#；固结和帷幕灌浆的水泥标号不低于425#；接触灌浆采用的水泥标号不低于525#；灌浆用水符合水工砼拌制要求；水泥浆液中砂、粉煤灰、黏性土和水玻璃等掺合料掺入量以及外加剂的选用，按照招标技术条款7.2.4和7.2.5执行。

灌浆水泥储存与砼拌和水泥使用同一场地，钻孔材料、机修车间由总平面布置统一协调。

施工设备、材料运输，利用现有道路和不同高程的施工道路进入工作场地。

9.3灌浆试验
灌浆作业开工前，将试验与生产相结合，编制现场灌浆试验（包括浆液试验）大纲，并报送监理人审批。

灌浆试验拟选用河床和岸坡趾板灌浆的部分I序孔进行。

在灌浆试验区内，按批准的试验大纲拟定的施工程序和方法进行灌浆试验，检查灌浆的效果，整理分析各序孔和检查孔的透水率、单位耗灰量等试验资料，并将试验成果报送业主、设计和监理人审查，以确定本标灌浆施工的实际参数值。

9.4分项施工程序和方法
9.4.1大坝基础固结灌浆
趾板和溢流堰基础固结灌浆施工的顺序：由谷底平段向两岸斜坡段推进，同一部位在坝区相应构造及其影响带部位回填加固灌浆之后，再进行固结灌浆。

9.4.1.1固结灌浆施工程序
物探测试钻孔灌前测试→固结灌浆孔（Ⅰ、Ⅱ序）→钻孔→压水试验→灌浆→变形观测→固结灌浆检查孔→物探测试孔扫孔灌后测试。

9.4.1.2固结灌浆工艺流程
测量放孔位→稳固钻机→第一段钻孔→下栓塞→冲洗→压水试验→灌浆→第二段钻孔→下栓塞→冲洗→压水试验→灌浆→压力封孔。

9.4.1.3施工方法
1.埋管：在趾板和溢流堰部位基础混凝土浇筑时，沿设计灌浆孔位埋管，埋管直径φ50～φ60mm。

2.钻孔：常规固结灌浆钻孔采用100型风动钻机或地质钻机；质量检查孔、物探测试孔等采用XY-2PC回转钻机钻孔。

3.冲孔、压水试验
对基岩钻孔，采用风水联合冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80%，且不超过1.0Mpa，直至孔口回水返清时为止；固结灌浆之前，按照监理指定的孔位、孔数进行简易压水试验。

压水压力与冲孔压力一致，每5min测定一次流量，连续压水20min即可结束，透水率大小按规范SL62-94附录A计算。

4.灌浆
分两序作业，按分序加密原则进行，先进行边排孔的灌浆后进行中排孔施工。

灌浆前，根据实际情况布设抬动观测孔，并在进行裂隙冲洗、压水试验和灌浆施工的全过程中，及时做好变形监测记录。

为保证灌浆施工在允许抬动变形范围内顺利进行，施工时将配备灌浆自动记录装置和抬动观测装置。

标内固结灌浆孔深5m，将采取全孔一次循环灌浆法。

具体施工的浆液配比、灌浆压力及结束标准和封孔方式最终将通过现场试验而定。

9.4.1.4特殊情况处理
1.当注入率大于30L/min，浆液加浓注入率无明显减少时，可根据情况采用分级升压法或间歇灌浆等措施。

2.灌浆过程中如发生冒浆、翻浆等情况，立即采取表面封堵、低压、浓浆、限量、间歇式灌注等方法处理。

3.若正在钻进的孔与灌浆孔串通出现串浆现象时，立即停钻封堵，待灌浆结束一段后重新钻孔；如钻孔已成孔且串浆，将两孔并联同时灌注。

4.施工时，对因节理裂隙发育或岩石非常破碎地段的灌浆，先在孔内用浓浆循环灌注（不起压），等孔内回填灌注完毕并有适宜的强度之后，再扫孔用稀浆
按正常灌浆工序进行灌浆作业，直至按结束标准结束。

9.4.1.5灌浆质量检查
固结灌浆质量检查采用测量岩体波速或静弹性模量测试，并结合分析灌浆孔和检查孔的钻孔取芯以及压水试验和灌浆试验成果为辅的方法进行综合评定。

固结灌浆压水试验检查在该部位灌浆结束3~7d后进行。

灌浆结束后，将灌浆记录和有关资料提交监理人，由监理人确定检查孔孔位。

检查孔孔数不少于灌浆孔孔数的5%。

孔段合格率要求在80%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；否则按监理人批准的措施进行处理。

岩体波速或静弹性模量测试，其检查分别在该部位灌浆结束14d或28d后进行。

9.4.2帷幕灌浆
9.4.2.1帷幕灌浆施工程序
本标坝基帷幕为单排孔，灌浆按分序加密法施工，同序孔中，先灌低高程孔，后灌高高程孔。

施工顺序为：物探孔→抬动观测孔→先导孔→Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔→质量检查孔→验收。

9.4.2.2施工工艺流程
帷幕灌浆施工为采用孔口卡塞，先后分序、分段循环灌浆的方法施工。

施
工工艺流程如下图9-1。

灌浆工艺流程图
图9-1
9.4.2.3施工方法
1.钻孔
钻孔采用XY-2PC型地质钻机，清水做冲洗液、金刚石钻头钻进。

一般帷幕孔孔径为￠60mm；先导孔、抬动观测孔、质量检查孔等孔径≥76mm，并按钻取芯要求采集岩芯、进行地质编录和必要的相关试验。

钻孔测斜采用KXP-1测斜仪分段进行测斜，钻孔底偏差值符合表9-4-1要求。

2.裂隙冲洗和压水试验
灌浆前对所有灌浆孔（段）进行钻孔和裂隙冲洗，在岩溶、断层、大裂隙等地质条件复杂的区域，帷幕孔的冲洗方法通过现场试验确定。

冲洗压力：采用80%的灌浆压力，压力超过1Mpa时，采用1Mpa。

冲洗结束标准：冲至回水澄清后10min结束，且总的时间要求，单孔不少于30min，串通孔不少于2h，孔内沉积物厚度不超过20cm。

对帷幕灌浆，除先导孔必需采用自上而下分段卡塞进行压水试验（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采用简易压水试验（方法同固结灌浆）。

3.灌浆
帷幕灌浆施工拟采用自上而下分段、孔内循环灌浆的方法进行。

灌浆时，接触段先行单独灌浆，中间段段长5～6m（最大不超过10m）。

除在断层、破碎带等地质条件复杂部位，相应灌浆段灌浆时需要进行待凝（待凝时间根据地质条件和设计要求确定），其它灌浆段不需待凝。

灌浆压力、浆液水灰比和变浆条件依照灌浆试验或监理人批准的进行。

4.封孔
在规定压力下，注入率不大于0.4L/min （或1L/min）时，继续灌注60min （或90min），即可结束灌浆，之后采用“分段压力灌浆封孔法”进行封孔。

9.4.2.4特殊情况的处理方法
1.遇到地表冒浆将采取表面封堵、降低压力、间歇灌注的方法；若串浆，则封闭钻进孔，灌浆孔正常灌浆。

2..吃浆量较大的孔段将采用浓浆开灌、间歇灌注、待凝、扫孔等方法；如遇
特大耗浆量孔段，应立即停灌，根据具体情况提出施工措施报监理工程师审查批准后，方可继续施工。

3.集中渗漏通道，采取间歇灌注砂浆或细石砼进行堵塞，再进行浓浆灌注，最后进行正常灌浆，必要时可加速凝剂。

4.若存在吸水不吸浆的现象，提出措施，报监理工程师审批后执行。

9.4.2.5质量检查
在相应部位帷幕灌浆结束14天后，以检查孔压水试验（五点法）成果为主，结合灌浆资料、钻孔取芯等来综合评定。

检查孔数量为灌浆总孔数的10%，一个坝段或一个单元工程内至少布置一个检查孔。

灌浆合格标准；接触段及其下一段的合格率为100%；其余段合格率为90%以上；根据防渗标准，不合格段透水率值不超过设计规定值的100%，且不集中。

9.4.2.6超声波及数字钻孔成像检测
本工程技术条款要求：在建基岩体帷幕灌浆结束后，通过超声波检测及数字钻孔成像测试来检测灌浆效果。

1.测孔布置：利用帷幕线上的压水试验检查孔，布置超声波CT测试和数字钻孔成像测试各10对。

2.测试方法：利用超声波测试仪，对每对孔从孔口至孔底进行测试，获得每对孔断面内岩体声波波数值；通过对每对孔做数字钻孔成像测式，获得建基岩体裂隙当中水泥浆的充填率及结石率。

检测后提出超声波CT测试成果图和数字钻孔成像测试模拟岩芯图。

9.4.3引水系统灌浆施工
9.4.3.1施工程序
引水洞洞室回填灌浆在衬砌砼达到70%设计强度后进行，固结灌浆在相应部位的回填灌浆结束7天之后进行；压力管道钢衬接触灌浆在该段回填和固结灌浆之后进行。

9.4.3.2回填灌浆
1.施工工艺
回填灌浆分区段进行，区段长度划分符合施工图纸要求，分区端封堵严密。

灌浆分两个次序，施工时自较低的一端开始，向较高的一端推进。

回填灌浆工艺流程图
图9-2
2.施工方法
（1）钻孔：在洞壁钢筋混凝土衬砌时预埋 50mmPVC管，用YT-28风钻从预埋管口钻孔，钻孔深入岩石10cm，并测记混凝土深度和空腔尺寸。

（2）灌浆：采用填压式的方法进行。

灌浆压力按施工图纸选用；浆液水灰比为：Ⅰ序孔灌注0.6（或0.5）∶1的水泥浆，Ⅱ序孔灌注1∶1和0.6（或0.5）∶1的水泥浆。

空隙大的部位灌注水泥砂浆（掺砂量不大于水泥重量的200%）。

（3）灌浆机具采用3SNS砂浆泵、立式搅拌桶、GJY-Ⅲ型灌浆自动记录仪配套使用。

（4）在规定压力下，灌浆孔停止吸浆并继续灌浆10min即可结束。

3.质量检查
在相应部位回填灌浆结束7d后，采用钻孔注浆法进行回填灌浆质量检查。

灌浆结束后，将灌浆记录和有关资料提交监理人，以便确定检查孔孔位。

检查孔布置在顶拱脱空较大、串浆孔集中及灌浆情况异常的部位。

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填密实、压抹平整，割除外露管头。

9.4.3.3围岩固结灌浆
围岩固结灌浆在相应部位回填灌浆结束7d之后即可进行。

1.工艺流程
测量放样→从预埋管分序钻固结灌浆孔→冲洗→压水试验→灌浆（同时进行变形观测）→固结灌浆检查孔→物探测试。

2.施工方法
（1）埋管：在钢筋混凝土衬砌部位采用埋管，埋管直径60mm，埋管管口低于混凝土面3cm。

（2）钻孔：选用YT-28气腿式风钻，从预埋管口分序钻孔，孔径≥48mm。

监测孔、质量检查孔等钻孔均采用XY-2PC回转钻机配金刚石钻头钻进（孔径≥φ76mm），钻孔按取芯要求采集岩芯并进行地质描述。

钻孔达到设计深度后，首先进行压力水冲洗，冲洗压力采用80%的灌浆压力，压力超过1MPa时采用1MPa；冲洗风压采用50%的灌浆压力，压力超过0.5MPa，则采用0.5MPa。

裂隙冲洗冲至回水澄清后10min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，继续进行冲洗，孔内残存物厚度不超过20cm。

冲洗合格后按监理指定的孔位、孔数进行压水试验，压水试验按规范执行。

（3）灌浆：固结灌浆按环间分序、环内加密的原则进行，地质条件不良地段分三个次序。

若固结孔深入岩石≤6m，采用全孔一次灌浆法；若固结孔深入岩石≥6m，则采取自上而下分段灌浆。

一般情况下采用一孔一灌，在注入量较小的区段，在孔位保持对称的条件下，对同一环上的灌浆孔，可采用并联灌浆的方法。

固结灌浆浆液水灰比、变浆标准以及灌浆压力的使用，将按照灌浆试验成果或监理人指示进行控制。

（4）灌浆结束标准：在规定压力下，灌浆孔注入率不大于0.4L/min，延续30min，即可结束。

灌浆结束后，对往外流浆或往上返浆的灌浆孔进行闭浆待凝（待凝时间按监理人指示进行）。

（5）封孔：灌浆结束后，采用机械压浆法进行封孔，并将预埋管等清除。

灌浆机具采用SGB6-10型灌浆泵，立式搅拌桶，GJY-Ⅲ型灌浆自动记录仪配套使用。

3.质量检查
在相应部位灌浆结束3～7d后进行压水试验检查（采用单点法）。

检查孔的数量为灌浆总孔数的5%，灌浆合格标准：孔段合格率不小于80％，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50％，且不集中。

另外根据监理人的指示进行岩体波速或静弹性模量测试工作。

4.特殊情况处理按DL/T5148-2001规范相关要求进行。

9.4.3.4接触灌浆施工
压力钢管段的接触灌浆，在该部位回填和固结灌浆结束并检查合格后进行。

其灌浆孔在制造钢管时，按施工图纸所示的孔位和结构要求预留灌浆孔位。

1.施工工艺流程
在钢管衬砌的外围混凝土凝固后，进行洞顶回填灌浆和固结灌浆前，旋开孔塞，旋上保护圈，防止钻孔时打坏螺纹。

在隧洞回填和固结灌浆结束后，堵塞混凝土中的灌浆孔、不能有渗水进入，然后进行接触灌浆。

其工艺流程：隧洞回填灌浆→固结灌浆→（压力水挤开缝）钢管接触灌浆前准备→Ⅰ序孔灌浆（同时进行变位观测）→Ⅱ序孔灌浆→灌后检查→补灌合格→清除孔口并封焊灌浆孔。

2.变形观测
钢管接触灌浆之前，先在钢管脱空位置和钢管未脱空部位安装变位观测装置，灌浆作业过程中进行监测与控制。

3.灌浆方法
接触灌浆采用循环灌浆法。

单排孔作一序孔、双排孔作二序孔，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。

浆液水灰比（重量比）可采用0.8、0.6（或0.5）∶1两个比级。

缝隙越大，浆液越浓。

在规定的灌浆压力下，最大浓度浆液停止吸浆5min后可停灌。

灌浆结束后封焊灌浆孔，并磨平孔口、补喷（刷）涂层（料）。

接触灌浆机具同固结灌浆。

4.质量检查
灌浆结束7～14d后，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的要求。

不合格的部位按监理人指示处理合格为止。

9.4.3.5排水孔施工
1.施工工艺：孔位放样→钻机就位→钻孔、吹洗孔→安装排水孔保护装置。

2.施工方法
进水口部位的排水孔按设计图纸布孔，孔位偏差小于10cm。

在相应部位（或至少30m范围内）灌浆检查合格后，按照施工图纸或监理工程师规定的位置、方向和深度采用气腿式风钻钻孔。

排水孔造孔完毕后，认真清洗，并根据设计要求对排水孔孔口进行保护和固定。

9.4.5施工支洞灌浆施工
1#～3#施工支洞砼衬砌段回填灌浆施工工艺和方法同9.4.3.2相关内容。

1#～3#支洞封堵段回填灌浆采取预埋灌浆管路法施工。

回填灌浆孔排距暂按3m布置，分进浆管、回浆管，预埋的各灌浆管路作好标记并全部引入封堵体端部。

在封堵段混凝土回填之后进行回填灌浆施工。

灌浆前，先对灌浆管路进行通风检查，排出灌区内积水并了解管路通畅情况；灌浆一般采用水泥浆灌注，空隙大的部位灌注水泥砂浆。

在设计压力下灌注段停止吸浆并延续5min结束。

9.4.6其它钻孔施工
施工中的勘探孔、观测孔、取芯钻孔以及灌浆检查孔或监理人指示的其它钻孔，均选用地质回转钻机，按监理工程师指示的孔位进行双管取芯钻探（孔径不小于Ф75mm）。

对岩心按取芯次序统一编号，填牌装箱，绘制钻孔柱状图和芯样描述。

且根据监理人的批示，对钻取芯样进行试验，将钻孔操作详细记录，芯样照片、试验记录和成果提交监理工程师。

9.5质量安全保证措施
9.5.1基础处理工程系隐蔽工程，施工前对操作人员进行全面的技术交底并进行培训考核，合格后方可上岗操作，严格按设计图纸文件、技术要求等规程、规范执行。

9.5.2灌浆所用水泥均新鲜且稳定性好，在使用前进行水泥性质检验，保证原材料合格。

9.5.3投入完好的施工设备仪器，定期检查维修，保证设备正常运转，对不合格和损坏的仪表、仪器不使用。

9.5.4对不符合要求的钻孔及灌浆孔一律报废，重新开钻。

9.5.5控制好灌浆过程中各个工艺环节，用灌浆自动记录仪监控压水、灌浆全过程，确保施工质量。

9.5.6实行现场24小时技术值班，值班人员检查落实按照技术规程施工，随时解决施工过程中的技术、质量问题，配合监理等有关人员进行经常性工序质量检查。

9.5.7加强现场施工资料的管理。

真实、准确进行现场记录和内业资料及时收集、整理、分析、归档，以便及时掌握施工质量动态和提交备查成果资料、验收资料。

9.5.8抓好安全生产和文明生产管理工作，协调好与浇筑和填筑工序之间的干扰。

特别是钻孔设备在斜面上工作时，要进行安全锚固，操作者带好防护用具，系好安全带，钻灌作业平台设好安全防护；加强用电管理，规范材料、机具堆放场，及时疏导和清除废弃物，保证作业面干净、整洁。

9.6施工进度计划
根据总进度计划安排，灌浆施工将历时三年，主要施工期集中在2007年～2008年。

本标灌浆施工平均强度不高，但考虑到作业面分散和陡坡段及洞室部位施工中等不利因素，我们将组建5～6个施工单元组，施工时主要设备上备用1台（套）。

配备充足的资源设备，保证按期完成任务。

各部位钻孔与灌浆进度安排详见第三章施工总进度计划横道图。

9.7资源配置
钻孔灌浆施工的主要机械设备、施工人员及主要材料用量见表9-7-1、表9-7-2和见表9-7-3。