固结灌浆施工方案

新疆兵团水利水电工程集团有限公司

十三师八大石水库工程项目部

坝基固结灌浆施工方案

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十三师八大石水库工程项目部

2015年9月

固结灌浆施工方案

一、 工程概况 1、概述

新疆兵团十三师八大石水库工程位于庙尔沟河出山口,行政区划属于新疆生产建设兵团第十三师黄田农场。工程区距黄田农场约25km ,距哈密市约48km , 距乌鲁木齐市678km ,国道G312在水库下游18km 处经过。

八大石水库是庙尔沟河上的控制性水利枢纽,由拦河大坝、灌溉供水洞以及表孔溢洪道组成,设计洪水标准为50年一遇,校核洪水标准为1000年一遇,水库总库容990万m 3,为IV 等小(1)型工程。大坝为碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝,长311.93m ,最大坝高115.7m 。大坝为3级建筑物,灌溉供水洞及溢洪道为4级建筑物;其余次要建筑物级别为5级。水库工程区地震基本烈度为Ⅶ度,主要建筑物的地震设防烈度为Ⅶ度。 大坝心墙基础建基于基岩弱风化层上部,基岩上设1m 厚强度等级为C30混凝土基座,基座底宽5.5m —10.5m 。混凝土基座下部设固结灌浆4道,灌浆深度5m ,中间设2道,灌浆孔排距1.5m, 孔距2m ;基座两侧各设一道,距基座底边0.5m, 孔距3m, 其中断层段(0+181.31—0+224.02)挖除表层破碎层至1106m 高程后,浇筑3m 厚混凝土盖板,盖板宽度10.5m, 布置6排固结灌浆孔,固结灌浆深度7m, 孔距1.5m 。 0+224.13~0+247.07段采用10.5m 宽,1m 厚心墙基座,灌浆布置形式同0+181.31—0+224.13段。 2. 工程地质条件

左坝肩基岩裸露,岩性为华力西中期第二侵入次中细粒闪长黑云母二长花岗岩,肉红色,块状构造,岩体强风化层厚度3.0~5.0m 。岩体多为块状,整体性较好,左岸基岩透水率q ≤5Lu 的界线埋深在基岩面以下22~25m ,q ≤3Lu 的界线埋深在基岩面以下30~35m 。

河床坝基段现代河床宽50m ,地形平坦开阔,主流靠近河床右岸,宽度9~12m 。河床覆盖层为混合土漂石,最大厚度14.9m 。下伏基岩为闪长黑云母二长花岗岩,块状构造,岩体强风化层厚度2.0~4.0m 。该段基岩发育一条断层f11,产状357°SW ∠87°,断层破

碎带宽约8.5m ,碎裂岩为主,夹少量断层泥,岩体透水性相对其他地段明显偏大。河床部位q ≤5Lu 的界线埋深在基岩面以下18~20m ,q ≤3Lu 的界线埋深在基岩面以下28~30m 。

右坝肩高程1158m 以下为崩坡积碎石土,厚度分布不均,呈三角形分布,最大厚度25m 。 基岩岩性为华力西中期第二侵入次中细粒闪长黑云母二长花岗岩,肉红色,块状构造,岩体强风化层厚度4.0~5.0m ,右坝肩共发育f10、f6、f5、f2、f1、f15六条断层,其中f10、f15规模较大。f10产状15°~20°NW ∠45°~66°,压扭性,破碎带宽7.0~15.0m ,破碎带以碎裂岩为主,夹少量断层泥。断层两侧影响带10m 内岩体普遍破碎,岩体透水性相对其他地段明显偏大。该断层沿坡脚平行于河谷走向发育且倾岸里,对岸坡整体稳定影响不大;f15产状286°SW ∠75°,压性,破碎带宽1.0~1.5m ,垂直岸坡发育,对岸坡稳定性影响不大。其余断层规模小,呈压性或压扭性,破碎带宽0.01~0.2m ,与边坡基本平行发育,倾向坡内。右岸基岩透水率q ≤5Lu 的界线埋深在基岩面以下25.0~30.0m ;q ≤3Lu 的界线埋深在基岩面以下40.0~45.0m 。 3、编制依据

(1)《十三师八大石水库工程》招标文件;

(2) 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL62-2014); (3)《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-2003; (4)《水利水电工程岩石试验规程》SL264-2001; (5)《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999。 (6) 十三师八大石水库工程设计施工图纸。 二、施工布置

1、现场临时施工平台布置

为方便施工,在心墙下游布置两块施工场地,以下心墙施工道路为界,分为左、右侧施工平台。 2、现场交通布置

施工期间主要利用L1施工道路运送各种施工物资至施工作业面,左岸心墙灌浆利用L1左岸施工平台;右岸心墙及水平段灌浆利用L1道路右岸施工平台。 3、施工用风、水、电

在右侧施工平台各布置一台12m 3空压机,采用D100钢管配置Φ25橡胶管输送至施工作业点。

本工程基础处理施工用水利用水泵抽取河水;

施工用电由导流洞出口变压器处引至心墙下游右侧施工平台处,由电缆引至各用电点;为防止停电影响施工,在右侧平台处布置200KW 柴油发电机两台、30KW 柴油发电机1台。

固结灌浆所用水泥浆在左右平台各设一个集中制浆站,沿制浆站至用浆点敷送浆管。集中制浆站生产0.5:1浓浆,由灌浆机组根据需要调配至各比级浆液。 4、施工排水

大坝基坑存在渗水现象,在灌浆造孔、灌浆施工时所产生的施工废水及基坑渗水引排至集水坑处,统一抽排到下游侧的沉淀池内,经沉淀后排至下游泄洪道内;心墙基坑内的其它部位如果出现渗水等情况,根据现场情况设置排水管,妥善引排。集水坑根据现场情况布置,以不影响现场施工和心墙基座体型为原则。我部在每个集水坑内布置两台100m 3/h污水泵及满足抽水的小型水泵。 6、施工通讯

施工现场配置10部对讲机,可满足施工通讯需求。 三、施工方案

1、为寻求适合于本工程地质条件的合理的固结灌浆参数、有效的灌浆工艺先进行固结灌浆试验,现场试验段选取由设计单位、监理单位、业主单位选取, 选取具有代表性的工程地质地段,进行固结灌浆试验。

2、确定固结灌浆参数、灌浆工艺后,开展固结灌浆施工,灌浆先进行水平段后进行岸坡段。岸坡段需要架设排架平台,同时工程量大,工期紧张,根据心墙基座砼浇筑情况在施工安排上进行调整,计划水平段、左岸同时进行施工,待右岸满足施工条件后进行灌浆施工。

四、主要项目施工方法

固结 灌浆按分序加密的原则进行,先进行上、下游外侧排孔的灌浆,后进行中间排孔的灌浆;同排孔分二序施工,每排孔先进行一序孔施工,后进行二序孔施工。相邻排间的不同次序孔应间隔布置。 1、灌浆施工工艺流程

固结灌浆工艺流程

2、固结灌浆施工

Y 固结灌浆的钻孔在相应部位的混凝土达到设计强度后方可钻灌。固结灌浆分二序施工,相邻两排固结灌浆孔次序相间布置。

(1)、钻孔

采用XY-2型地质岩芯钻机进行钻孔。钻孔的孔位、孔深、孔径、钻孔顺序和孔斜等按施工图纸要求和监理人指示执行。孔位过程中进行孔斜测量,并采取措施控制孔斜。 固结灌浆孔钻孔结束后,报监理人验收合格后,方可进行灌浆作业。

(2)、裂隙冲洗和压水试验 1)、裂隙冲洗

钻孔在进行裂隙冲洗前应进行钻孔冲洗。钻孔冲洗采用大流量水流冲洗,至回水无沉淀物结束。

裂隙冲洗采用压力水脉冲冲洗,冲洗压力为灌浆压力的80%,若该值大于1Mpa 时,则采用1Mpa 。

灌浆孔裂隙冲洗后,该孔应立即连续进行灌浆作业,因固中断间隔超过24h 者,应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。

裂隙冲洗结束标准:裂隙冲洗至回水澄清时止,或不大于20min 结束。 2)、压水试验

固结灌浆孔的压水试验在裂隙冲洗后进行。

在灌浆前进行简易压水试,可在各须孔中选取不少于5%的灌浆孔进行简易压水试验。简易压水试验可结合裂隙冲洗进行。

固结灌浆采用压水试验,其压力为灌浆压力的80%,若该值大于1Mpa 时,则采用1MPa 。 压水试验按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL62-2014)附录B 的要求执行。 (3)水泥浆液制备 1)水泥材料和浆液

固结灌浆水泥采用硅酸盐水泥,水泥强度等级不低于42.5级,水泥细度要求通过80μm 方孔筛的筛余量不超过5%;灌浆用水泥应保持新鲜,受潮结块,超过保质期的水泥不得使用,水泥应分期分批进行品质鉴定,严禁将不合格的材料灌进孔内;灌浆用水应符合拌制混凝土用水的要求。含有油类有机物及杂质的水,不得用于灌浆;

2)集中制浆站输出浆液水灰比为0.5:1,其加料误差应小于5%,输浆站的输浆压力控制在0.5~1.0MPa ,流速控制在1.4~2.0m/s,以避免浆液沉淀或凝结;

(4)、灌浆 1)、灌浆段长

固结灌浆采用孔内循环法施工,其射浆管距孔底的距离不大于50cm 。0+000~0+181.31段、0+247.07~0+311.93段固结灌浆孔孔深5.0m ,固结灌浆一次灌浆;0+181.31~0+247.07段断层带固结灌浆孔深7m ,固结灌浆分段灌浆,第一段为接触段2m ,第二段5m 。

2)、灌浆压力

固结灌浆压力根据现场试验确定灌浆压力范围,接触段灌浆压力不宜大于0.3Mpa 。灌浆压力根据地质条件、施工条件确定。灌浆压力以孔口回浆管上压力表的读数为准,压力表的读数为压力指针摆动范围的中值。

对有涌水的孔段,灌浆前应测定其涌水压力,灌浆压力应根据涌水压力作相应调整。 接触段灌注时应采用升压法,并观测心墙基座的抬动变形情况,如基座混凝土未发生变形,可将灌浆压力升至最大试验压力;其他孔段灌浆开始后浆液注入率正常时,灌浆压力应尽快升至最大压力,以保证灌浆质量。

灌浆过程中,进行抬动观测,应注意观测混凝土的变形,若发现异常,应即降压,报告有关人员,并作详细记录。

3)、灌浆浆液

固结灌浆采用纯水泥浆灌注,其浆液水灰比采用2、1、0.8、0.5四个比级,开罐浆液水灰比选用2。

浆液变换原则:当灌浆压力不变,浆液注入率无明显变化或当浆液注入率不变而灌浆压逐渐升高时,不得改变浆液水灰比;当某一级浆液的注入量达300L 以上或灌注时间已达1h 以上,灌浆压力或注入率均无改变或改变不显著时,可改浓一级水灰比的浆液进行灌注;当注入率大于30L/min时,视具体情况越级变浓水灰比。

4)、灌浆结束与封孔

结束标准:该段灌浆在设计压力下,当注入率不大于1L/min时,继续灌注30min 即可结束灌浆。

封孔:采用全孔灌浆封孔法,采用浓浆0.5:1的浆液进行全孔灌浆封孔。 5)、灌浆特殊情况处理

岩石表面漏浆:灌浆时发现岩石表面漏浆,应采用嵌缝、表面封堵处理,如处理无效时,可采用减压、限流、限量、间歇、浓浆等方法灌注。

灌浆中断:灌浆因故中断,应尽快恢复灌浆,否则应进行钻孔冲洗,然后恢复灌浆,无冲洗无效,则应重新扫孔,冲洗、然后灌浆。

灌浆时,应采用开灌水灰比,如注入率比中断前相近,可改用中断前的水灰比继续灌注;如注入率较中断前减少较多时,应逐级加浓灌注,恢复灌浆后,注入率较中断前减少很多,且在短时间内停止吸浆,应采用补求措施。

串浆:灌浆过程中,如发现相邻孔段串浆,采用如下措施处理:

被串浆孔正在钻孔,则应立即停止钻进,加塞封闭处理。被串浆孔已钻孔结束并已洗孔,有条件可同时灌浆。同时灌浆的孔段最多不超过3个,且应采用一孔一泵灌注。如不能同时灌注时,应加塞封闭处理,灌完后重新扫孔、冲洗。

(5)、固结灌浆质量检查

1)、采用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进行评定。 2)、采用单点压水试验方法进行检查,其检查孔的数量不应少于灌浆孔总数的5%,检查结束后应进行灌浆和封孔。

3)、采用压水试验进行质量检查,检查在灌浆结束3天或7天后进行。检查和试验成果应提交监理人,以便拟定检查孔的孔位。

4)、固结灌浆质量的压水试验检查,其孔段合格率应在85%以上;不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的150%,且不集中,灌浆质量可认为合格。若达不到上述合格标准的,应按监理人批准的措施进行处理。

五、施工进度计划、机械设备配置与劳动力组织 1、 施工进度计划

坝基及坝肩灌浆施工计划于2015年9月10日开始,至于2016年11月20日施工完毕。 2、施工资源配置 (1)、施工设备配置

根据本工程工期要求紧,结合本工程项目特点,实行动态管理,弹性计划、灵活组织,本工程拟投入主要设备编制见下表。

主要施工机械表

根据工期要求紧,结合本工程项目特点,实行动态管理,弹性计划、灵活组织,在砼衬砌和灌浆施工中实施交叉作业,本工程拟投入灌浆主要人员编制见下表。

人员安排及劳动力组织

六、施工质量控制 1、 灌浆施工质量控制

(1)、作业前按要求设灌浆孔,灌浆孔孔位和方向准确、深度符合设计规范要求。 (2)、灌浆浆液配制要严格做好记录和检测,压力表需经常校核。

(3)、灌浆结束后,必须采取闭浆措施,防止浆液外漏。

(4)、灌浆结束后,应用水泥砂浆采用机械压浆法进行封孔,并将孔口抹平。 七、安全措施

1、建立健全安全监督机制,配专职质检员,加强对职工安全意识、安全知识教育。坚持按有关安全操作规程办事,发现问题及时处理,做到防患于未然。

2、加强施工机械设备的检查、维修、保养,确保高效、安全运行,操作人员做到持证上岗。

3、为保证照明安全,在各施工部位、通道等处设置足够的照明,最低照明度符合有关规定,施工用电线路按规定架设,满足安全用电要求。

各种电线必须沿途挂在专用电缆挂架上,并要求良好的绝缘和防护措施,所有接头应保持干燥绝缘。

4、高空作业必须设防护和安全网,施工人员系安全带、带安全帽,穿防滑鞋。,安全带必须高挂低用,挂设点必须安全可靠。上下交叉作业时,必须采取隔离措施。

5、每次灌浆前除了对机械、管路系统进行认真检查外,还必须进行10~20min 该灌注段最大灌浆压力的耐压试验,对高压调节阀,胶管连接处应设好防护措施。

6、压力表的使用范围在最大限度的1/3~2/3之间,并应经常校对,超出误差允许范围的不准使用。灌浆过程中需有专人全神贯注的看压力表和变形仪表,防止压力突变和过量变形。

7、在运转中安全阀必须保证灵活可靠,不得任意调整。调节和检查阀盖必须减压或戴眼镜。 八、环保保证措施

1、废水的处理

施工废水排出坑外经二级沉淀池沉清后排出。

2、固体废弃物的处理

灌浆施工过程的水泥、沙等废料清理按建筑垃圾处理。

3、噪声控制措施:采用环保型设备施工,噪声对人体不构成伤害。

新疆兵团水利水电工程集团有限公司 十三师八大石水库工程项目部

2015年9月8日


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