化学灌浆施工方案

吉勒布拉克水电站化学灌浆施工方案
1.工程概述
吉勒布拉克水电站位于新疆阿勒泰地区哈巴河县境内的哈巴河上，坝址位于吉勒布拉克沟附近，控制流域面积6056km2，电站距哈巴河出山口以上9.1km，距哈巴河县县城35km，距哈巴河汇入额尔齐斯河河口70km，地理坐标为东经86°24′，北纬48°14′，是额尔齐斯河一级支流—哈巴河规划的第三个梯级水电站。

吉勒布拉克水电站主要任务是发电，正常蓄水位752m，总库容 2.32亿m3，调节库容1.43亿m3，装机140MW，电站保证出力19.22MW，年平均发电量4.95亿kW•h，属大（2）型Ⅱ等工程。

由拦河大坝、泄洪、引水建筑物及地面厂房等主要建筑物组成；大坝为混凝土面板堆石坝，拦河坝为1级建筑物，溢洪洞、深孔泄洪洞为2级建筑物，发电洞及电站厂房为3级建筑物。

2.工程地质
坝址区出露的地层为石炭系（C1k）灰绿石英斑岩，主要分布于坝址右岸。

华力西中期侵入的细粒斜长花岗岩岩体，块状，分布于坝址左岸，与石炭系地层在坝址河床部位偏右侧呈断层接触。

坝址区发育的主要构造有断层和节理裂隙，左岸裂隙较少，右岸裂隙发育。

岩体中除陡倾角裂隙外，还有少部分缓倾角裂隙。

3化学灌浆施工范围、灌浆布置以及工程量
3.1施工范围
化学灌浆布置在F85、F98断层以及黄铁矿富集区，趾板桩号趾0+238.000~0+298.000、趾0+356.082~趾0+447.092范围两排帷幕灌浆孔之间。

3.2灌浆布置
①趾0+238.000~趾0+298.000设置化学灌浆孔一排，孔距1m，孔深深入岩石20m；
②趾0+356.282~趾0+447.092设置化学灌浆孔一排，孔距1m，孔深深入岩石30m。

化学灌浆按照分序加密的原则进行，分三序施工。

单元划分按相邻10～20孔为一个单元，孔号按自然数字以此类推，如下图：1表示第1单元，H表示化学灌浆，1、2、3、4、5表示该单元的第1、2、3、4、5号孔，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示孔序。

3.3化学灌浆工程量
化学灌浆工程量约为4170.0m。

4施工依据、规程规范
（1）混凝土面板堆石坝趾板基础灌浆纵剖面图（图号JBK.S-BG.3-05）（2）趾板基础处理图（1/3～3/3）（图号JBK.S-BG.3-06、07、08）
（3）吉勒布拉克水电站大坝工程坝基灌浆设计说明及技术要求
（4）《水工建筑物化学灌浆施工规范》DL/T5046-2010
（5）《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-2003
（6）《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料规范》（JC/T1041-2007）
（7）设计变更以及通知联系单
5施工计划
计划2012年8月1日～9月30日完成，检查孔施工不占化学灌浆施工工期。

6施工准备及主要临建设施
6.1施工用水
施工供水可采用潜水泵直接自围堰上游哈巴河内抽取使用，施工现场配备2个5m³水箱储水，施工设备用水采用水管自水箱内接取使用。

6.2施工用电
利用帷幕灌浆施工时形成的系统电源，在各用电地点设配电柜，配电柜内安装必要的触电保护装置，钻孔、灌浆设备的用电直接在配电柜上接取。

6.3施工用风
在上游围堰适宜位置设备一个空压机站，采用￠108钢管铺设至施工作业面，每20m设置一个闸阀，施工用风直接在闸阀上接取。

7化学灌浆试验
在主体化学灌浆作业施工前，按照监理单位的指示和具体要求编制详细的化学灌浆试验大纲，报送监理单位批准，按照批准后的试验大纲在监理单位指示区域内进行灌浆试验，以验证化学灌浆施工工艺以及灌浆孔布置方式、孔深、灌浆段长度、各灌浆段的压水及灌浆压力等参数。

在灌浆试验区内，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，检查灌浆的效果，并整理分析各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗浆量等的试验资料，并将试验成果报送监理单位，主体化学灌浆施工时按照监理单位批准后的参数进行。

8化学灌浆施工工艺流程及施工方法
8.1施工工序以及工艺流程
化学灌浆在相应部位的帷幕灌浆检查孔验收合格后进行，根据设计图纸按分序加密的原则进行，共分为Ⅲ序，其施工先后顺序为：Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔→质量检查孔。

前次序孔与其相邻后次序孔之间，钻孔灌浆的高差不应小于15m。

化学灌浆施工工艺流程为：孔位布置→钻孔→钻孔冲洗→简易压水试验→孔内排水→配浆→灌浆→孔内浆液置换→扫孔→下一段钻进（第一段灌浆结束以后进行孔口管镶铸）→直至各孔段结束→封孔。

8.2施工方法
8.2.1钻孔
开孔前应用全站仪放出各控制点桩号，然后用钢尺测出各具体灌浆孔位，并做好标识，钻孔孔位偏差不大于10cm。

钻孔孔深为20~30m，除特殊要求外，所有帷幕灌浆钻孔均为垂直孔。

钻孔采用XY-2型地质钻机，金刚石钻头钻进，接触段孔径φ110mm，第一段灌浆结束以后镶注φ90的孔口管（待凝24h），其他各段孔径为φ60mm左右，不得小于φ46mm。

钻孔过程中严格控制孔斜偏差，确保符合设计要求。

8.2.2钻孔冲洗
钻孔结束后及时用钻进的清水进行钻孔冲洗，直到孔口返清水为止，钻孔冲洗后要求孔底残留物不大于20cm。

8.2.3裂隙冲洗
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；要求至回水澄清后10min结束，或总的冲洗时间不少于20min；裂隙冲洗的水压力采用80%灌浆压力，并不大于1MPa。

8.2.4压水试验
压水试验按《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-2003执行。

压水试验压力为灌浆压力的80%，并不大于1MPa。

单点法压水试验：在稳定的压力下，每5min测读一次压入流量。

连续四次读数中最大值与
最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min 时，本段试验即可结束，取最终值作为计算值。

简易压水试验：在稳定压力下，压水20min ，每5min 测读一次压力流量，取最终值计算总体透水率q 值。

压水试验成果以透水率q 表示。

其计算公式见下式。

L P Q
q ⋅=
式中：q —试段透水率，Lu ；
Q —压入流量，L/min ；
P —作用在试段内的全压力，MPa ；
L —试段长度，m 。

对于质量检查孔采用自上而下分段进行单点法压水试验，其他化学灌浆孔灌前采用简易压水试验，结合裂隙冲洗进行。

8.2.5孔内排水
利用压力风将孔内积水全部排出，保证孔内无积水。

8.2.6配浆
配浆严格按照室内试验成果所提供的配比参数配制浆液。

8.2.5灌浆
（1）灌浆方法
化学灌浆采用孔口封闭（接触段采用孔内阻塞）、自上而下分段、纯压式灌浆法，并随孔深的加深逐段增加灌浆压力；选用3SNS 泥浆泵进行灌注，灌浆时人工进行记录。

（2）化学灌浆材料
材料采用低粘度环氧树脂，技术指标符合《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料规范》（JC/T1041-2007）。

材料技术性能要求详见下表：
环氧树脂灌浆材料浆液及固化物性能表
（2）灌浆分段及压力
化学灌浆第一段（接触段）段长2m，以下各段段长在Ⅰ序孔中段长为3~4m，Ⅱ、Ⅲ序孔中段长为5m；地质条件复杂地段灌浆段长应缩短，终孔段根据实际情况，经监理工程师同意适当加长段长，最大不得超过8m。

化学灌浆压力通过现场灌浆试验确定，初拟灌浆压力第一段（接触段）0.5MPa，第二段1.0 MPa，第三段以及以下各段1.5MPa；灌浆压力以孔口压力表中值按照设计规定控为准，指针摆动范围小于灌浆压力的20%；灌浆压力应尽快达到设计压力，基岩透水率大、注入率较大的孔段以及断层裂隙发育部位，可采取分级升压，即可在裂隙冲洗或压水试验压力的基础上，按每0.2～0.4MPa为一级，每级压力的稳定时间不应少于5min；当抬动变形异常时应延长稳压时间；串通孔同时灌浆时，应分别控制压力。

（3）化学灌浆结束标准
灌浆段在最大设计压力下，注入率不大于0.02L/（min.m）后继续灌注30min或达到胶凝时间。

灌浆结束后，及时用无水乙醇将灌浆泵、灌浆管路和灌浆容器清洗干净，以备下次使用。

（4）化学灌浆孔内浆液置换
当灌浆段化学灌浆结束以后，立即关闭进浆阀门进行闭浆，待压力表指针自然回零后，采用循环方式将0.5：1水泥浆液（可掺入速凝剂）压入孔中置换出孔内残存化学浆液，再进行扫孔及其下一段钻孔工作。

（5）封孔
化学灌浆封孔采用“置换和压力灌浆封孔法”，及终孔段化学灌浆完成
后，采用0.5：1水泥浓浆，进行浆液置换和纯压式灌浆封孔，封孔灌浆压力为该孔灌浆最大控制压力，灌浆持续时间不小于1h，封孔结束。

如孔内水泥浆干缩，空腔长度大于3m时，采用同样的方法进行第二次封孔，直至灌浆孔全孔段回填密实。

（6）质量检查
化学灌浆质量检查采用“单点法”压水试验的方法，在该部位灌浆结束14d后进行，其检查孔的数量不应少于灌浆孔总数的10％，具体检查孔的部位由监理工程师确定。

质量合格标准为：根据设计要求。

质量检查孔全孔压水试验结束后，将阻塞器塞在第1段以上砼内0.2m 处，先按灌浆要求进行全孔一次灌浆，然后进行封孔。

8.3特殊情况处理
根据类似工程施工经验，初步拟定钻孔及灌浆过程中的特殊情况处理措施，在实际施工过程中，将根据现场情况随时调整。

8.3.1钻孔过程中的特殊情况处理
1.钻孔掉钻，钻孔遇到掉钻时，停止钻进，采用浓浆、水泥砂浆或掺加速凝剂进行灌注，灌浆至不吸浆后待凝24h，再扫孔进行复灌。

2.钻孔不返水，不掉钻但长时间不返水的孔段，及时停钻，然后进行灌注；对于注入量大、灌浆难以结束时，则按“灌浆段注入量大,灌浆难以结束”处理，直至灌浆结束。

3.钻孔塌孔，若塌孔严重则按“掉钻”情况处理；若塌孔不严重，则停止钻进，压塞进行灌浆并待凝24～48h，然后扫孔并进行下段施工。

8.3.2灌浆过程中的特殊情况处理
1.化学灌浆过程中发现冒浆、漏浆时，根据具体情况采用低压、限流、调凝、间歇等方法进行处理。

如果效果不明显，应停止灌浆，待浆液凝固后重新扫孔复灌。

2.化学灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，应一泵一孔同时并灌，并灌孔不多于3个，并应控制灌浆压力，防止上部混凝土或岩
石抬动。

否则，应阻塞被串孔，待灌浆孔灌浆结束后，再对被串孔进行扫孔、冲洗后，继续钻进或灌浆。

3.灌浆应连续进行，若因故中断，应在浆液胶凝以前且不影响灌浆质量时恢复灌浆，否则应进行冲孔或扫孔，再恢复灌浆。

4.孔口有涌水的灌浆孔段，灌浆前应测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况，可选用下列处理措施：
a相应提高灌浆压力，一般按设计灌浆压力+涌水压力作为实际灌浆压力控制；
b缩短浆液胶凝时间；
c灌浆结束后应采取屏浆措施，屏浆时间不少于1h；
d闭浆待凝，灌浆管路系统拆除后应将孔内注满浆液，孔口封闭待凝，闭浆待凝时间视涌水压力和注入量决定；
e涌水孔段经上述a～d条处理后，应重新扫孔至该段孔底，观测涌水情况。

如无涌水，可直接进行下段钻灌；如仍有涌水，应再次测记涌水流量、涌水压力，并进行复灌；
f化学浆液和水泥浆液混合使用。

5.灌浆段注入量大，灌浆难以结束，一般采用低压、限流、限量、间歇、改用速凝浆液等处理措施。

6.化学灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变幅度较大时，应分析原因，及时采取有效处理措施。

9资源配置
9.1主要机械设备配置详见下表：
9.2主要人员配置详见下表：
10.质量保证措施
根据本工程的施工任务及特点，建立以项目经理为第一责任人、质量副经理为主管责任人、质量管理部部长为具体负责人的质量责任制，成立由各管理部门及各施工队负责人参加的工程质量管理委员会，建立有效的工程质量管理体系，积极、广泛开展质量创优活动。

实行在质量管理委员会领导下的质检工程师负责制，对全部工程分项最终质量及各工程项目的施工工序进行全部、全过程中的质量监督控制；以试验室的数据为依据加上现场质检员的监督，实行质检工程师一票否决权制度，确保全部工程达到优良标准。

具体保证措施如下：
10.1材料、设备控制措施
建立各类材料的采购、验收、搬运、贮存、保管、领用制度；采购的材料要附有生产厂家的质量说明书和产品使用说明书，杜绝不合格材料用于本工程。

10.2设备控制措施
钻孔、灌浆机械各种施工参数，满足其相应的技术要求，保证孔位和孔的垂直度符合涉及规定。

灌浆设备采用三缸式柱塞泵，其压力满足技术要求需要，柱塞泵缸体运行稳定，摆动范围小，输浆过程中活塞不漏浆。

施工前准备足够的流量计、压力表、压力软胶管、供水管及阀门等备品。

所有钻孔、灌浆设备、仪器、仪表等均要经常维护保养，使其保持正常的工作状态，根据需要配备一定的备用量，保证施工顺利进行。

10.3施工控制措施
对所有进入本项目工地的职工进行进场培训。

质量管理负责人讲授工程总体概况和质量总体要求和质量管理制度，全面加强作业人员的质量意识。

进行全面技术交底：讲解图纸、项目特点、作业程序及质量要求，使作业人员熟知作业内容及质量要求，提高职工的质量意识和保证施工质量的能力。

调配具有相关施工经验的施工人员参与本次施工。

施工过程中采用现场技术指导、质检员跟班的方式管理。

钻孔灌浆作业要及时填写、整理施工记录，分析施工质量及效果。

出现特殊要及时向监理工程师汇报，待查明原因采取措施后才能断续施工。

对于施工中发现的问题，按照“三不放过”原则进行出离开，对于经验查发现的问题按照“返修、再验收”程序处理。

灌浆孔段的冲洗方法、冲洗压力、阻塞位置、分段长度、射浆管距孔底距离、灌浆分序、灌浆方式、灌浆压力、结束标准、封孔方式及封孔质量满足有关技术要求。

灌浆质量检查达到相应的合格标，否则主动采取补救措施。

11.安全保证措施
建立以项目经理为第一责任人、安全副经理为主管责任人、安全管理部部长为具体负责人的安全责任管理体系。

具体措施如下：
11.1建立安全生产责任制
安全生产责任制是最基本的施工安全保护管理制度，是所有施工安全保护制度的核心。

安全生产责任制是按照施工安全保护方针和“管生产的同时必须管安
全”的原则，与施工安全保护管理和操作人员签订安全生产责任制，将各级负责人员、各职能部门及其工作人员和各岗位生产工人在施工安全保护方面应做的事情及应负的责任加以明确。

11.2建立施工安全保护教育制度
施工安全保护教育制度是施工安全保护管理的重要组成部分。

其宗旨是搞好施工安全保护思想工作，提高企业职工施工安全保护的认识，帮助职工正确认识和学习施工安全保护法律、法规和基本知识。

11.3施工安全保护检查制度
施工安全保护检查制度是清除隐患、防止事故、改善劳动条件的重要手段。

施工安全保护检查可分为日常性检查、专业性检查、季节性检查、节假日前后的检查和不定期检查等。

11.4建立安全会议制度
安全会议必须作为一种制度固定下来，不是可有可无的，是必不可少的；安全会议作为交流安全工作经验和安全管理的一种手段，项目部必须保持所有的安全会议记录，认真执行上级提出的处理意见和改进措施。

接受主管部门及业主、监理的检查。

11.5施工现场安全要求
项目部以《水利水电建筑安装安全技术工作规程》及相关管理规定进行管理，积极开展创建“安全文明工区”活动，并定期开展安全检查、考核、评比，努力创造安全文明的生产环境。

（1）施工人员严格执行操作规程和本岗位安全标准，遵守劳动纪律；
（2）施工人员应穿戴工作服，防护手套、护目镜、口罩及胶鞋，确保眼睛与皮肤不受化学浆液伤害。

（3）盛浆容器应密封加盖，随用随盖，浆液拌制及灌注宜在密闭的设备中进行；
（4）化学灌浆施工现场应通风良好，配浆周围严禁存在火源，严禁饮食和吸烟；
（5）风、水、电、管线、通讯设施、施工照明等布置合理，标识清晰；
（6）施工道路平整、畅通，安全标志、设施齐全；
（7）施工机械设备定点存放、材料工具摆放有序，工完场清，车容机貌整洁，消防器材齐备、通道畅通；
（8）施工用各类脚手架、吊篮、通道、爬梯、护栏、安全网等安全防护设施完善可靠；安全标志醒目；
（9）积极开展尘、毒、噪声治理，合理排放废渣、污水；
（10）加强生产区的防火管理，各类消防器材安排专人定期进行维护和检修，以满足AQCX446.5《消防安全管理程序》的要求。

（11）工程项目的所有临建设施在施工前，按制定规划、施工措施及施工的具体安排，满足安全生产要求。

12. 文明施工和环境保护措施
12.1文明施工措施
组建由项目经理直接领导，安全副经理亲自抓的文明施工管理体系和监督机构。

实施措施如下：
对参与施工的队伍签定文明施工协议书，建立健全岗位责任制，把文明施工落到实处，提高全体施工人员文明施工的自觉性和责任感。

施工现场内所有临时设施按施工总平面布置图进行布置管理，使施工现场处于有序状态。

工区内设置醒目的施工标识牌，标明工程项目名称、范围、开竣工时间、工地负责人；所有施工管理人员和操作人员必须佩戴证明其身份的标识牌，标识牌标明姓名、职务、身份编号；设立监督电话，接受社会监督，提高全体施工人员的文明施工意识。

合理安排施工顺序避免工序相互干扰，凡下道工序对上道工序会产生损伤或污染的，要对上道工序采取保护或覆盖措施。

重要施工场地设有操作规程、值班制度和安全标志。

项目值班人员按时交接班，认真作好施工记录。

值班人员遇到业主、监理检查工作时，主动介绍情况。

项目经理部对自检和监理单位组织的检查中查出文明施工中存在的问题，不但要立即纠正，而且要针对文明施工中的薄弱环节，进行改进和完善，使文明施工不断优化和提高。

工程完工后，按要求做到工完、料清、场地净。

与其他施工单位保持良好的关系，服从业主和监理工程师的协调。

12.2环境保护措施
建立由项目经理领导下，安全副经理具体管理、各职能部门参与管理的环境保护保证体系。

具体措施如下：
（1）污染
采取一切必要的手段防止运输的物料进入场区道路和河道，并安排专人及时清理。

由于施工活动引起的污染，采取有效的措施加以控制。

（2）空气质量的保护
不在施工区内焚烧会产生有毒或恶臭气体的物质。

因工作需要时，报请业主主管部门同意，采取防治措施，在监理工程师监督下实施。

（3）水质保护
施工场地修建截排水沟、沉沙池，减少泥砂和废渣进入江河。

施工前制定施工措施，做到有组织的排水。

生产污水采取治理措施，对生产污水按要求设置水沟塞、挡板、沉砂池等净化设施，保证排水达标。

（4）灌浆废弃物处理
按本合同技术文件的规定和监理人的指示做好施工灌浆弃浆固体的治理措施。

在施工区域内适宜位置设置一个沉淀池，化学灌浆废弃浆液排入沉淀池内，然后加入固化剂使其固化，定期清除，并找合适地点掩埋，严禁随意倾倒。

对废弃的化学品包装、罐（桶）、废水按照相关规定进行处理。

（6）保护与场地清理
尽量避免在工地内造成不必要的生态环境破坏或砍伐树木，严禁在工地以外砍伐树木。

在施工过程中，对全体员工加强保护野生动植物的宣传教育，提高保护野生动植物和生态环境的认识，注意保护动植物资源，尽量减轻对现有生态环境的破坏，创造一个新的良性循环的生态环境。