溪洛渡地基加固及处理工程

1、金沙江溪洛渡水电站左岸地下电站、泄洪洞土建及金属结构安装工程XLD/0448·投标文件第二卷·施工组织设计文件第四篇 地基加固与处理工程金沙江溪洛渡水电站左岸地下电站、泄洪洞土建及金属结构安装工程【合同编号：XLD/0448】第一章 工程概述1.1 主要工程项目及工程量本标段地基加固及处理工程项目主要有帷幕灌浆（含阻水帷幕灌浆）、固结灌浆（包括基础固结灌浆和洞室固结灌浆）、回填灌浆、接触灌浆、接缝灌浆，以及排水孔和少量的超前灌浆等。本标段地基加固及处理工程量:帷幕灌浆26.5万m；固结灌浆27.1万m；回填灌浆20.4万m2；接触灌浆2.07万m2；接缝灌浆0.45万m2；

2、排水孔21.98万m。各部位钻孔灌浆主要工程量详见表4-1。表4-1 钻孔灌浆主要工程量表序号施 工 项 目单位工程量施工部位1帷幕灌浆帷幕灌浆钻孔m262405主要在PGL6PGL1灌浆廊道2阻水帷幕灌浆钻孔3168在各引水隧洞压力管道下弯、下平段部位。3固结灌浆基础固结灌浆钻孔m18582主要位于进水口、1#泄洪洞出口等4洞室固结灌浆钻孔175260主要在引水隧洞、尾水系统、泄洪洞及施工支洞封堵。5浅孔固结灌浆钻孔76910主要在灌浆廊道内6回填灌浆m2204362本标顶拱有混凝土衬砌的所有地下洞室7接缝灌浆m24453主要在施工支洞堵头8接触灌浆m220693主要是压力钢管段的钢衬接触灌

3、浆9排水孔48，L=38mm110626主要在尾水洞；泄洪洞工作闸门室、无压段及出口；地下厂房、主变室、尾调室1050，L=35mm2928进厂交通洞1176，L=2035mm19134主要在排水廊道及灌浆廊道、主厂房、主变室等部位12140，L=2565mm1323281.2 工程地质条件溪洛渡水电站引水发电系统和泄洪系统位于豆沙溪沟口至溪洛渡沟口全长约4km的峡谷中段的左岸，坝区岩体主要由坚硬的玄武质熔岩、玄武质角砾（集块）熔岩组成，地层产状平缓，没有断层发育，工程地质条件良好。但玄武岩中发育的不同规模的层间、层内错动带及基体裂隙控制了岩体结构，影响了岩体的质量及力学特性。1.2.1进水口

4、工程地质条件闸门竖井围岩为P24P212层玄武岩和角砾集块熔岩，岩体坚硬，较完整。其中C9层间分布连续，错动带一般510cm，个别可达1030cm，由角砾、岩屑组成，挤压较紧密，错动面起伏，上、下盘影响带宽一般3050cm；竖井上部置于弱风化卸荷岩体中，下部置于微风化新鲜岩体中，围岩以级和1级为主，部分2和级。1.2.2引水隧洞工程地质条件压力管道穿过P24P29岩流层，岩性为玄武岩以及角砾集块熔岩，绝大部分为微新岩体，仅在进口分布少量弱风化下段岩体。主要发育C4、C5、C7和C8等层间错动带，压力管道部位洞壁干燥，天然地下水位较低，岩体透水性弱。1.2.3地下厂区工程地质情况左岸地下厂区围岩

5、主要由P24 、P25 、P26层的斑状玄武岩、含斑玄武岩、致密状玄武岩及各层上部的角砾集块熔岩组成，岩石坚硬，新鲜完整。与厂区围岩有关的层间错动带主要有C6、C5、C4层间错动带，厂区裂隙岩体透水性受层间层内错动带影响大，透水性较小，以微弱透水q<3Lu为主（占86.8%），部分弱透水q=310Lu（占8.5%），少量中等透水q>10Lu（占4.7%）。在空间分布上没有明显的变化规律，具有间隔式带状分布特点，透水性较强段均为层间、层内错动带发育地段。1.2.4尾水洞工程地质情况尾水洞洞身岩性为P24P27层的玄武岩和各层上部的角砾集块熔岩，沿线地下水为基岩裂隙水，岩层透水性弱，岩

6、体透水性相对较强，属弱中等透水，地下水丰富。尾水洞沿线地层岩质坚硬，岩体新鲜，嵌合紧密，围岩类别以类为主，出口段岩体少量位于弱风化、弱卸荷带内，围岩石类别为2、2类。1.2.5泄洪洞工程地质情况泄洪洞进口段位于570640m间的斜坡地带，地基及边坡基岩为 P29P212层玄武岩和角砾集块熔岩，C9层间错动带较强、规模较大。泄洪洞洞身约80%布置在P212层中下部致密状玄武岩内。C9层间错动较强，分布连续。1.3 工程特性本标段地基加固及处理工程涉及整个标段的建筑物地基处理，点多面广，工程量大，主要存在如下特性：（1）由于本标各种洞室的洞径均较大，回填灌浆和固结灌浆须搭设排架或采用施工台车进行高

7、空作业，特别是引水隧洞压力管道104米竖井固结灌浆施工，在不具备台车施工条件的情况下，全采用满堂承重排架进行钻灌施工。由于作业面位高面广，在台车或排架上作业，除安全防范措施重要外，由于台车的位移和排架的搭拆辅助时间多，也大大降低了钻灌施工效率。（2）由于地下洞室较长，洞室较多，受洞室衬砌等施工制约，相继具备钻灌施工条件的工作面较分散，这给钻孔灌浆施工的风、水、电支系统及制供浆系统的布置造成较大困难，只能因时因位拟定合宜的钻灌风、水、电、浆系统方案，在洞内分散布设小型临时制浆站，这样临建工程量较大，且拆迁频繁。1.4 施工重点、难点及对策1.4.1库前帷幕灌浆的质量要求高本标地下厂房位于大坝上游

8、库区，蓄水后水头较高，库前的帷幕灌浆作为地下厂房上游面唯一的永久防渗措施，其质量直接关系到地下厂房日后能否长期有效地安全运行，因此本标工程帷幕灌浆质量要求高，也是本标段地基加固及处理工程的重点之最。对策：（1）严格按照招标文件要求及规范要求，做好帷幕灌浆工艺试验及现场生产性试验，通过试验验证初步拟定的施工方法、设计参数，选择和确定浆液配比，提出合理的钻孔灌浆技术参数，为指导主体帷幕灌浆工程施工做好充分的技术准备。（2）在钻孔灌浆过程中，摸清情况，查明错动层或裂隙的位置、规模及性状，从而有针对性地采取处理措施。（3）采用“孔口封闭灌浆法”进行高压帷幕灌浆。灌浆采用高压灌浆泵，灌浆管路采用双层钢丝

9、编制胶管和钢管，采用耐高压的流量计、耐高压的压力计及高压阀门，在灌浆机具上充分保证高压灌浆要求。（4）部分洞室开挖与钻孔灌浆有一定影响，合理安排二者以及采取一些必要措施进行处理，如引水隧洞竖井段、下弯段、下平段开挖与帷幕灌浆相交或相距小于30m，采取控制爆破、补强灌浆等措施进行处理，第一层排水廊道的开挖与第二层排水廊道的钻孔灌浆施工的工期要求错开安排，以减小对灌浆质量的影响。（5）成立QC小组，对帷幕灌浆工艺进行不断的探索、研究、优化。1.4.2排水廊道及灌浆廊道内的排水孔施工难度大本标段排水廊道及灌浆廊道内的排水孔，其孔径为140mm，孔深2565m，且均为上仰孔，在3×3.5m的

10、廊道断面内施工，受空间、环保、孔径、孔深、孔向等多种因素的制约，其施工难度是本标地基加固及处理工程的难点之最。对策：（1）为确保廊道内环保质量，在钻孔工艺上选用金刚石回转钻进或液动冲击钻进。（2）在综合考虑排水孔的孔径、孔深、孔向及廊道断面尺寸基础上，钻孔设备拟选用回转扭矩较大的XY-2B地质回转钻机。（3）拟配用粗径钻具，加长岩芯管导向功能，采用地锚稳固钻机机座等措施，以确保排水孔钻孔精度。（4）加大设备、人员等资源投入，加强组织管理，选用钻孔技术熟练的技术工人，以确保排水孔的施工进度，特别是435m高程以下的廊道排水孔施工进度满足节点目标工期要求。1.4.3环保要求高，钻孔灌浆排污难度大本

11、标钻孔灌浆项目大部分在洞内进行施工，钻孔灌浆过程中会产生大量的岩屑、粉尘，灌浆的管路占浆及弃浆等，在洞身较长的情况下，排污难度较大。对策：（1）严格按照钻孔灌浆规程规范及设计技术要求进行施工。（2）洞内钻灌机械动力全部采用电动装置，不使用柴油作为动力；如使用风动潜孔钻机造孔，必须采取除尘降噪措施。（3）施工中沿廊道或隧洞排水沟设置挡渣堰，其中的固相岩渣及其它废弃物采用编织袋装渣，每天派专人不定时清理；经沉淀后的清水流入集水坑，用灰渣泵或多级潜水泵抽出洞外监理指定位置。（4）加强现场内部管理,制定钻孔灌浆施工用水用浆专项管理办法，对做的好的机组进行奖励，对做的差的机组要求限期整改，并进行处罚。1

12、.4.4高空作业面多，安全隐患大本标洞内固结灌浆及回填灌浆几乎都在台车或排架上操作，安全隐患大。对策：（1）严格按照高空操作规程进行施工，在台车和排架上操作的人员必须系安全绳等劳动保护用品。（2）台车及排架的设计结构必须经强度校核后方能施工。（3）加大安全资金投入，加强安全生产检查，发现问题及时整改。（4）具体措施详见安全保证措施。1.5 主要施工工期及施工强度（1）帷幕灌浆分两个阶段进行施工，第一阶段435m高程以下（即PGL1PGL3）的帷幕灌浆在2008年4月30日前完成，包括排水孔、浅孔固结灌浆；第二阶段435m高程以上（即PGL6PGL4）的帷幕灌浆在2012年3月31日前完成，包括

13、排水孔、浅孔固结灌浆。根据总进度计划第一阶段帷幕灌浆工程量约11.9万m，施工时间为22个月，高峰期月施工强度为6600m，第二阶段帷幕灌浆工程量约为14.1万m，施工时间为31个月，高峰期月施工强度为5100m。排水孔月施工强度为2500m。（2）主要洞室的回填及固结灌浆：2009年8月2013年2月，与洞室衬砌混凝土浇筑交错进行。1.6 地基加固及处理施工依据与原则1.6.1施工依据l 金沙江溪洛渡水电站左岸地下厂房招标文件及补充通知；l DL/T5148-2001水工建筑物水泥灌浆施工技术规范；l SL25-92水利水电工程钻孔压水试验规程；l DL/T5100-1999水工混凝土外加剂

14、技术规程；l SL264-2001水利水电工程岩石试验规程；l JGJ63-89混凝土拌和用水标准；l DL/T5123-2000水电站基本建设工程验收规程；1.6.2施工原则（1）在各项灌浆施工开始前28天，根据灌浆试验成果以及技术条款的规定或监理工程师的指示提交钻孔和灌浆施工措施及有关资料，并经批准后方可施工。（2）灌浆工程是隐蔽工程，本工程将抽调一批专业技术强的施工队伍，并由有经验的基础处理工程师任技术主管。（3）从事灌浆工作的人，必须持有上岗证。（4）严格按照招标文件，设计图纸的有关规定执行。（5）严格按照DL/T5148-2001水工建筑物水泥灌浆施工技术规范等有关规定及招标文件规定

15、引用的技术标准执行。（6）准备充足的灌浆设备，保证灌浆工作顺利进行。（7）按质量保证措施要求进行每道工序的施工作业，做好环境保护，安全文明施工措施。中国水利水电第七工程局 633第二章 地基加固及处理施工布置2.1 布置原则根据本标施工总布置的主供风、水、电系统，以及排污、通风散烟系统，地基加固及处理工程本着就近、方便、节省、易于控制施工质量的原则，充分利用现有条件，围绕施工进度总目标，在确保施工需要的前提下尽量减少临建工程量。2.2 施工供风、水、电布置根据施工总布置的施工供风、水、电系统，将各主要钻孔灌浆工作面的管路布置简述如下。（1）施工供风：主要用于洞室回填、固结灌浆钻孔及浅孔排水孔施

16、工，高峰期各工作面施工用风量为30m3/min，高峰期最多开展四个工作面，施工耗风总量为120m3/min。根据施工供风总系统布置图，本标共设了五个压气站，在各施工作业面附近施工支洞均布置了供风主管系统，钻孔施工时直接从施工作业面附近施工支洞内的供风主管，用1.5管接入钻孔施工工作面。（2）施工供水：钻孔灌浆主要用水部位是六层帷幕灌浆廊道的施工，根据施工强度每层帷幕灌浆廊道的供水量为120m3/h。根据施工供水总系统布置图，本标共设了三个生产水站，在各施工作业面附近施工支洞均布置了供水主管系统，钻孔施工时直接从施工作业面附近施工支洞内的供水主管，用100mm低压流体焊接钢管接入钻孔灌浆施工洞段

17、。用50mm的铁管接至制浆站及钻孔灌浆工作面，洞内管路布置沿着洞壁下半部铺设并固定，与供浆管路并行。PGL1帷幕灌浆廊道施工用水从厂下2支洞主水管通过施工支洞引入，PGL2、PGL3帷幕灌浆廊道施工用水从厂中2支洞、厂中1支洞通过施工支洞引入，该两层帷幕灌浆、浅孔固结灌浆、排水孔是在进场后不久就开始进行施工的，最先形成该部位的供水系统。（3）施工供电：钻孔灌浆主要用电部位是六层帷幕灌浆廊道的施工，根据施工强度每层帷幕灌浆廊道最大用电负荷为800kw。根据施工供电总系统布置图，本标共设了三十多个箱式变电站，在各施工作业面附近施工支洞均布置了供电主线系统，钻孔施工时直接从施工作业面附近施工支洞内的

18、供电主线接入，其中PGL1PGL6灌浆廊道帷幕灌浆用电采用两根120mm2的铜芯电缆线，沿洞壁下半部铺设并固定，主电缆以下采用16mm2的电缆线与钻灌机具相连接;其他洞室的固结及回填灌浆用电主线采用50mm2的铜芯电缆线。2.3 制浆系统根据本工程特点和施工总进度安排，且灌浆点分布多，范围广，总体采用分散布置中小型集中制浆站为主，临时小型制浆站为辅相结合的形式。由于洞室洞身较长且面较广，大部分制浆站均布置于洞内，将洞内制浆站布置在施工支洞非封堵段的地方，并将支洞进行扩挖，每个制浆站占地面积2030m2（长510m，宽3m，高5m左右），计划储水泥1030t，根据每个制浆站负责的供浆范围，在洞内

19、外共布置了十六座中小型制浆站，详见本标总平面布置图。（1）1#集中制浆站布置在进水口17#公路边，为地面制浆站，高程为516.0m，主要负责号进水口、号引水隧洞压力管道上平段、上弯段、竖井、下弯段及附近其它的灌浆和锚索施工。（2）2#集中制浆站位于厂下2支洞，高程353.0m，为洞内制浆站，主要负责号引水隧洞压力管道下平段及附近其它的灌浆施工。（3）3#集中制浆站布置在左上2支洞（厂房顶拱支洞），高程为398.0m，为洞内制浆站,主要负责主厂房锚索施工及附近其它的灌浆施工。（4）4#集中制浆站布置在左上3支洞（主变顶拱支洞），高程为401.0m，为洞内制浆站。主要负责主变室、尾水管及延长段、母

20、线洞的锚索和灌浆施工，以及附近其它的零星灌浆施工。（5）5#集中制浆站布置于左上4支洞（尾调室顶拱支洞），高程为419.0m，为洞内制浆站，主要负责尾调室的锚索施工和尾水支洞、部分尾水管延长段的灌浆施工，以及附近其它零星的灌浆施工。（6）6#集中制浆站布置于下3支洞，高程为344.0m，为洞内制浆站，主要负责尾水洞中上段的灌浆施工及相应部位的施工支洞的封堵灌浆等。（7）7#集中制浆站位于11#B-1路附近，高程约为410.0m，为地面制浆站，主要负责尾水洞下段及出口灌浆施工，以及出口边坡的锚索施工等。（8）8#制浆站布置于13-2#支洞与13-3#支洞交叉部位，高程为552.5m，为洞内制浆站

21、，主要负责1#、2#泄洪洞无压段上部的灌浆施工。（9）9#制浆站主要位于11#路边，高程约为410.0m，为地面制浆站，主要负责1#、2#泄洪洞龙落尾段及出口的灌浆施工，以及出口边坡锚索施工。（10）10#制浆站布置于进水口610.0m高程，主要负责1#、2#泄洪洞有压段和进水口闸门竖井的固结灌浆以及对穿锚索施工。（11）1116#集中制浆站分别位于进入六层帷幕灌浆廊道（PGL1PGL6）的施工支洞内，因每层施工支洞几乎都在每层帷幕灌浆的中部，每层设立的制浆站分别负责相应的帷幕灌浆、浅孔固结灌浆施工。（12）其它相对较分散、工程量较小的灌浆施工部位，采用搭设临时的小型制浆站。各制浆站与灌浆工作

22、面的联系方法采用电铃或对讲机进行联系，各制浆站至施工现场按200300m设置一个中转站，进行浆液中转。集中制浆站采用脚手架管搭设，储灰平台用木马道板铺设，标准的三合板围墙，石棉瓦盖顶，洞内制浆站储灰量不宜太多，注意水泥防潮，大量水泥应储存在洞外大水泥库中，随时保证施工现场水泥用量即可。集中制浆站布置ZJ-400型高速制浆机制浆，J-600型储浆机储浆，BW200中压灌浆泵输送浆液，为防止灌浆过程中突然停水，在制浆站内设置2.0m3储水桶备用，在每个中转站内分别设J-600型储浆机一台，BW200中压灌浆泵一台，在制浆站通过48mm钢管将原浆送入每个临时中转站，通过临时中转站分别将集中制浆站制备

23、的原浆输送至各个工作面。制浆站拌制标准浓浆（水灰比0.5:1），制浆固相材料采用重量法称量，称量误差不大于5%。浆液必须搅拌均匀，采用NJ-1型泥浆比重称测量浆液密度和马氏漏斗测量浆液粘滞度等参数。采用高速搅拌机拌制普通浆液，搅拌时间不少于30s；浆液在使用前应过筛，自制备至用完的时间小于4h。浆液温度保持在540，否则视为废浆。2.4 灌浆作业平台布置由于本工程洞室洞径较大，根据各洞室固结灌浆、回填灌浆等施工具体情况，分别采用搭设排架或施工台车进行施工，根据施工总进度安排共需要四个施工台车和约300t架管。（1）在号引水隧洞压力管道上平段（洞径10m）布置一台施工台车（长×宽

24、15;高=12m×7m×8m）进行钻灌作业，负责该部位的固结灌浆、回填灌浆等的钻灌施工，下平段采用压力钢管安装台车进行施工。 （2）在号引水隧洞压力管道上弯段、竖井段、下弯段全部采用搭设满堂排架进行该部位的钻孔灌浆施工，共开设两个工作面同时施工，排架搭设共需约300t架管。（3）尾水洞（城门洞型，15m×20m和18m×16.5m）布置一台施工台车（长×宽×高=12m×12m×14m）进行钻孔灌浆施工，共开设一个工作面。（4）1#、2#泄洪洞有压段（洞径15m）布置一台施工台车（长×宽×高=12

25、m×10m×12m）进行钻灌施工，无压段（城门洞型，14m×19m）布置一台施工台车（长×宽×高=12m×12m×16m）进行钻灌施工，龙落尾段采用搭设满堂排架进行钻灌施工。（5）施工支洞堵头、母线洞、交通廊道等钻灌施工按实际情况采用脚手架搭设进行。2.5 施工排污系统各洞室单独成立排污系统,各洞室的排污沟与洞室附近的支洞排污沟相连,如廊道内设置有排水沟的,利用排水沟作为排污沟;如洞室浇筑后无排水沟设置的,可沿洞壁边墙用装有废渣的编织袋堆砌成临时排污沟。将施工废水、废浆集中统一排放至主排污系统，施工废渣等固相物体用车将其统一

26、运至弃渣场，并派专人长期进行清理，经沉淀后的清水通过排污沟沿施工支洞排出洞外。第三章 灌浆试验3.1 灌浆试验目的通过帷幕灌浆试验，主要达到以下三个目的：（1）寻求适合本区工程地质条件岩层的合宜灌浆材料；（2）验证帷幕灌浆设计参数的合理性，并提出建议；（3）寻求适合本区工程地质条件合理的帷幕钻孔灌浆施工工艺。3.2 灌浆试验内容3.2.1原材料检验（1）按水泥样品抽样规定，分别对发包人提供到现场的42.5MPa普通硅酸盐水泥、细水泥进行水泥强度、细度、初凝时间和终凝时间等物理性能测试。（2）各种掺合料或外加剂必须具有出厂合格证，其质量必须符合DL/T5148-2001规范规定。3.2.2浆液试

27、验将P.O42.5MPa普通硅酸盐水泥、细水泥按不同的水灰比、不同的掺合料和不同的外加剂进行下列项目试验。P.O42.5MPa普通硅酸盐水泥按五个比级的水泥浆液进行测试，分别为水灰比2:1、1:1、0.7:1、0.5:1；细水泥按三个比级的水泥浆液进行测试，分别为水灰比1:1、0.8:1、0.5:1。（1）浆液配制程序及拌制时间；（2）浆液密度或比重测定；（3）浆液流动性或流变参数；（4）浆液的稳定性；（5）浆液的凝结时间，包括初凝和终凝时间；（6）浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；（7）监理人指示的其它试验内容。3.2.3抬动观测包括抬动观测装置的安装、灌浆过程中的抬动观测，综合确定灌

28、浆压力和注入率。3.2.4检查孔取芯及压水试验包括布设检查孔进行钻孔取芯及压水试验，通过压水试验、岩芯中对细微裂隙的水泥结石充填情况对比，分析普通水泥、细水泥两种灌浆材料的灌入效果及防渗能力，综合确定灌浆孔间排距及灌浆压力等技术参数。3.2.5固结灌浆试验结合生产性试验进行。3.3 灌浆试验设计3.3.1试验选址根据本工程的建筑物布置和地质条件以及监理人指示，选择与永久工程相结合的地段作为灌浆试验区。根据以上原则及试验目的、要求，拟选择2个试验区，分4组试验，即：普通水泥、细水泥两种灌浆材料分别在单排帷幕、双排帷幕中进行试验。试区的具体位置待定。3.3.2试验孔布置形式及工程量图4-1 试验孔

29、布置形式图工程量：（1）普通水泥试验：钻孔660m，灌浆：53t；（2）细水泥试验：钻孔660m，灌浆：87t；（3）抬动观测孔钻孔：120m；（4）检查孔钻孔：240m；（5）压水试验：48段。3.3.3灌浆方法采用“孔口封闭、自上而下分段循环灌浆”法。3.3.4灌浆压力初拟最大灌浆压力为6.5MPa。3.3.5浆液水灰比普通水泥灌浆，浆液水灰比采用2:1、1:1、0.7:1、0.5:1等4个比级；细水泥灌浆，浆液水灰比采用1:1、0.8:1、0.5:1等3个比级。3.3.6灌浆结束标准该灌浆段在最大设计压力下，注入率不大于1.0L/min，继续灌注60min90min，灌浆即可结束。3.4

30、 试验区施工准备及盖重混凝土浇筑3.4.1水电浆管路布设试验区的水电浆管线，利用本标系统管线，就近接支管线至试验区，管线的具体布设走向待试验区位置确定后因地制宜实施。3.4.2盖重混凝土浇筑为了减少试验区混凝土盖层四周发生冒浆、漏浆等情况，在试验区四周挖设0.2m×0.2m的齿槽，试验区浇筑成形为倒凹槽状，浇筑时用25mm锚筋将盖板与下伏基岩连接，具体浇筑横断面图见图4-3-2（试验区盖重砼浇筑横断面示意图）。混凝土盖重浇筑厚度为0.5m，盖重断面尺寸视现场条件而定。图4-2 试验区盖重砼浇筑横断面示意图3.5 钻孔灌浆施工3.5.1钻孔（1）试验钻孔包括抬动观测孔（孔径76mm）、

31、帷幕灌浆孔（开孔孔径89mm，终孔孔径不小于56mm）、检查孔（孔径76mm）。（2）钻进工艺采用孕镶金刚石钻进工艺，自上而下分段钻进，开孔孔径为89mm，镶铸76mm孔口管，用56mm钻头钻至设计孔深。采用清水作为冲洗及冷却介质。钻进过程中对岩层的变化情况、返水量、回水颜色等做详实记录。每灌段钻孔完成后，进行钻孔清洗及裂隙冲洗。（3）钻孔孔斜测量钻孔孔斜测量采用KXP-1型测斜仪测斜。孔深20m以前，采取5m测一次孔斜，孔深20m以后，采取10m测一次孔斜。（4）取芯方法：在错动层、破碎带孔段采用“单动双管钻具取芯法”采取岩芯；在完整的岩石中，采用“单管取芯法”采取岩芯。每回次钻取芯样的最大

32、长度控制在3m以内，按取芯次序统一编号，填牌装箱，芯样拍照并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。3.5.2抬动装置安装及观测钻孔采用SGZ-A地质钻机用76mm钻具钻进，达到预定孔深后，在孔内下置内径25mm的钢管，接着在钢管外套一根内径50mm的PVC管，其底部1m用水灰比0.5:1的水泥浆封填固定，待凝24h后在PVC管与钻孔孔壁之间填入粉细砂至孔口，将50mm保护管与上部混凝土盖板固定，最后将各管之间管口部分用麻丝填实，用水泥砂浆将孔口密封，以免水泥浆进入各管之间而将各管铸死，在25mm钢管上端安装千分表支架及千分表，另在千分表旁的砼盖板上钻设一小孔，插入一根20mm钢筋，再在竖筋上焊上一横杆

33、，使横杆与千分表变形传感器接触后，调试千分表读数归“0”，则系统安装完成。每试验区布置一个抬动观测孔，灌浆时，派专人负责抬动观测，并做好抬动观测记录。当抬动值达到或超过0.2mm时，立即降压，分析抬动原因，再继续灌注一段时间停止。3.5.3镶铸孔口管镶铸孔口管是孔口封闭灌浆法施工的必要条件和关键工序，必须做好。由于灌浆压力大，孔口管必须镶铸牢固，不允许孔口管四周有漏浆、冒浆现象。根据本工程的设计最大灌浆压力为6.5Mpa，选取孔口管埋入岩石中深度为2.5m。（1）开孔孔径为89mm，钻入基岩2.5m后，对第一段进行冲洗及压水试验，以1.0Mpa压力卡塞灌注混凝土盖板接触段及基岩第一段，直到达到

34、结束标准为止，取出孔内灌浆塞。（2）通过钻杆向孔内注入0.5:1的浓浆置换孔内稀浆，然后下入76mm的孔口钢管，并导正孔口管，孔口管上端口应高出地面0.2m。（3）采取可靠措施稳固孔口管，待凝48h后即可进行扫孔，扫孔结束后采用压水的方法检查孔口管镶铸质量，如孔口管稳固周围无漏水即可进行第二段钻灌，否则应进行处理或重新镶铸。3.5.4压水试验（1）灌前灌后压水试验：均采用“单点法”压水 。（2）压水试验压入流量稳定标准在稳定的压力下，每35min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1.0L/min时，本阶段压水试验即可结束，取

35、最终值作为压入流量的计算值。3.5.5灌浆（1）灌浆材料普通水泥采用42.5MPa的普通硅酸盐水泥，要求通过80um方孔筛，其筛余量不大于5%。细水泥的细度：D9530µm，D508µm。灌浆用水符合JGJ63-89的规定，拌浆水的温度不得高于40。经监理人批准可在水泥浆液中掺入砂、粘性土和水玻璃等掺合料，各种掺合料质量应符合DL/T5148-2001的规定，其掺入量通过试验确定，试验成果报送监理人审批。在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂以及监理人指示或批准的其它外加剂。各种外加剂的质量符合DL/T5148-2001的规定，其最优掺加量通过室内试验和现场灌浆试验确定，将

36、试验成果报送监理人审批。所有能溶于水的外加剂应以水溶液状态加入。（2）灌浆设备A高压灌浆孔口封闭灌浆法的主要设备技术要求（见表4-2）。表4-2 高压灌浆孔口封闭灌浆法的主要设备技术要求序号主要设备主要技术要求1钻具、钻杆56钻头及配套钻具2高压灌浆泵工作压力10MPa3高压胶管钢丝编制胶管，工作压力10MPa4高压阀门耐磨阀门，工作压力10MPa5孔口封闭器工作压力10MPa，不漏浆，钻杆可活动6高速制浆机400L，搅拌轴转速1200r/min7储浆搅拌机200L，搅拌轴转速3050r/min8自动记录仪满足灌浆记录要求9压力表最大量程20MPa（3）灌浆方法灌浆按分排、分序加密的原则进行，

37、单排孔帷幕分三序灌浆；双排孔组成的帷幕先灌下游排，后灌注上游排，每排分三序。 A、接触段灌浆方法混凝土盖板与基岩接触段灌浆采用螺杆压缩式胶球灌浆塞进行卡塞灌浆，灌浆塞卡在混凝土与基岩接触面以上50cm处。螺杆压缩式胶球灌浆塞示意图见图4-3。1、射浆管；2、灯笼架；3.垫圈；4、胶球；5、回浆管；6、密封；7、手柄；8.轴承图4-3 螺杆压缩式胶球灌浆塞B、接触段以下的灌浆方法采用孔口封闭、孔内循环、自上而下分段灌浆法，孔口封闭法灌浆的孔口装置如图4-4。图4-4 孔口封闭法灌浆的孔口装置图（4）灌浆段长与压力初拟选择的灌浆段长与压力见表4-3。实施时以设计规定段长及压力为准。表4-3 灌浆段

38、长及灌浆压力灌浆段次12345以下各段段长（m）2.534555灌浆压力（MPa）1.02.53.556.56.5（5）浆液水灰比和变浆原则A、浆液水灰比：灌浆浆液由稀到浓逐级变换，采用普通水泥灌浆时，初拟浆液水灰比为2:1、1:1、0.7:1、0.5:1 四个比级，开灌水灰比2:1；采用细水泥灌浆时，初拟浆液水灰比为1:1、0.8:1、0.5:1三个比级，开灌水灰比1:1。在灌浆试验过程中，根据地层压水试验情况及吸浆情况调整开灌水灰比，以指导主体帷幕灌浆施工。B、变浆原则：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3

39、00L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；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。在灌浆试验过程中，根据地层压水试验情况及吸浆情况加以分析，掌握地层吸浆规律，适时调整变浆原则，以指导主体帷幕灌浆施工。（6）灌浆压力与注入率控制由于是高压帷幕灌浆，灌浆时要特别注意混凝土盖板的抬动，根据灌浆缝面上产生的最大抬力公式：Fmax=VmaxPmax/6T式中：Fmax最大上抬力；Pmax最大灌浆压力； Vmax最大注入量，即平缝中尚未发生沉淀的浆液体积； T缝宽的一半。（7）灌浆结束标准各灌浆段的结束条件为：在该灌浆段在最大设计压力下

40、，注入率不大于1.0L/min，继续灌注60min90min，灌浆即可结束。灌浆结束后采用“全孔灌浆封孔法”封孔。3.5.6帷幕灌浆质量检查（1）钻孔取芯及水泥结石体取样室内试验分析：灌浆结束14天后，在试区适当位置钻设压水试验检查孔，检查孔钻孔采用76mm双层岩芯管钻进，岩芯获得率应大于90%，对有水泥结石的岩芯妥善保存，及时制成试件进行容重、粘结力及抗渗等指标的测试。（2）常规压水试验检查：通过灌前和灌后的压水试验检查成果对比，评价灌浆效果，检查采用“单点法”压水试验。3.6 灌浆试验资源投入（1）人员钻灌机组：分两个机组，每机组10人，计20人；制浆组：6人；技术组：5人；共计：31人。

41、（2）主要设备表4-4 拟投入灌浆试验的主要施工设备表序号设备名称单位数量备 注1SGZ-A钻机台423SNS灌浆泵台23ZJ-400制浆搅拌机台24J-600储浆搅拌机台25JJS-2B配浆搅拌机台26HT-2型灌浆自动记录仪台2第四章 帷幕灌浆4.1 概况4.1.1工作范围及分布左岸地下厂房区防渗系统由厂房前防渗排水帷幕组成，从600.0m高程至349.0m高程，设六层灌浆廊道，廊道断面3×3.5m，从上至下依次编号为PGL6PGL1，在立面上，帷幕总深度为276m。PGL5、PGL6灌浆廊道设单排灌浆孔，从600.0485.0m高程止；PGL4、PGL3、PGL2、PGL1灌浆

42、廊道设双排帷幕孔，从485.0324.0m高程止。PGL6PGL2，单层灌浆廊道长1186.28m，PGL1灌浆廊道长462.43m。厂房425m高程以下（在PGL3、PGL2两条灌浆平洞中）帷幕先期实施，压力钢管下平段开挖穿越该帷幕面，因此在压水力钢管下平段混凝土衬砌后进行阻水帷幕补灌，以确保此处帷幕的质量。4.1.2工程量分布表4-5 帷幕灌浆工程量分布表序号施工项目具体部位进口高程(m)长度（m）终点高程(m)估计工程量（m）1帷幕灌浆(施工廊道尺寸为3m×3.5m)PGL1350.0458 349 12000 2PGL2397.01186 388 60000 3PGL3466

43、.01186 425 47000 4PGL4520.01186 488 71000 5PGL5562.01186 548 35000 6PGL6610.01186 603 35000 7阻水帷幕19#压力钢管段下平段31684.2 施工条件及灌浆设计4.2.1施工条件帷幕钻孔灌浆施工在廊道内进行。廊道断面尺寸均为：3m×3.5m,城门洞型，廊道底板衬砌C20混凝土，厚度为20cm。阻水帷幕灌浆在下平洞进行，洞径尺寸为D=10.0m,圆形断面。4.2.2灌浆设计（1）帷幕灌浆最大孔深约70.0m，最大灌浆压力6.5Mpa。（2）廊道帷幕灌浆分两种布置方式。PGL1PGL4为双排帷幕孔，

44、孔距2.0m，排距1.5m；PGL5、PGL6为单排帷幕孔，孔距2.0m。（3）阻水帷幕位于引水洞下平段压力钢管段处。每环8孔，孔深入基岩10m，共四排，梅花型布置。4.3 施工布置4.3.1风、水、电布置及通风通讯（1）施工用水、电：工作面附近均设有帷幕灌浆供水、供电系统，各施工工作面用水、电从系统管线上就近接用。（2）洞内照明：每6m左右安设一只100W/24V低压灯泡，并根据沿线电压降低情况增设行灯变压器。（3）灌浆作业面通讯：制浆站与中转站和工作面之间，采用磁石电话、电铃等作为通讯工具。（4）廊道内通风：利用洞挖时设置的通风系统，保证空气流动顺畅，及时补充充足的新鲜空气。（5）管线布置

45、原则：洞内施工用水、供电、照明及通讯、通风管线沿洞边墙布置，以不影响正常施工为宜。施工水、电、照明及通讯、通风系统详见第二章。4.3.2浆液供应灌浆使用的浆液全部由集中制浆站供应。制浆站供应0.5:1原浆，通过浆液输送系统和中转站送至灌浆工作面配浆搅拌机，经配浆后进行灌注。制供浆系统详见第二章。4.3.3施工排污布置灌浆廊道内设有排水沟，钻孔及灌浆产生的岩屑及废水、废浆排入廊道内的排水沟，每隔一定距离拦水沉淀，清理出沉淀物，清水排至集水井，用两台排水泵抽出廊道口排放至指定位置。清理出的沉淀物集中装袋运出廊道，最终运至弃渣场按规定堆放。4.4 灌浆材料（1）水泥用于帷幕灌浆的水泥标号为不低于P.

46、O42.5，且水泥的细度为通过80m方孔筛余量不大于5%，符合规定的质量标准，不使用受潮结块存放过久的水泥。或根据灌浆试验选定水泥品种。（2）水符合JGJ63-89第3.0.4条规定，制浆用水的温度不高于40。（3）掺合料在水泥浆液中掺入砂、黏性土、粉煤灰、水玻璃等掺和料质量符合DL/T5148-2001第5.1.6条规定，掺入种类和数量通过室内浆材试验和现场灌浆试验确定，并经监理人批准后才用于施工。（4）外加剂3SNS高压灌浆泵SGZ-A型地质回转钻机经监理人批准，在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂以及监理人指示或批准的其它外加剂。各种外加剂的质量符合DL/T51482001中第5.1.

47、7条的规定，其最优掺加量通过室内试验和现场灌浆试验确定，将试验成果报送监理人审批。所有能溶于水的外加剂以水溶液状态加入。4.5 设备4.5.1钻孔设备钻孔设备根据地层、孔深（最大孔深70m）、廊道断面尺寸（3×3.5m），并结合我局类似工程施工经验，拟选用杭州钻探机械厂生产的SGZ-A型地质钻机。其技术参数如下：表4-4-2 SGZ-A地质回转钻机技术参数表钻机型号钻孔深度（m）钻孔直径（mm）钻孔倾角（°）转速（r/min）配备动力（kW）主机重量（kg）外型尺寸（mm）SGZ-A300751300360129120018.59201800×1095×

48、15624.5.2灌浆设备（1）灌浆泵：选用湖北宜昌生产的3SNS高压灌浆泵，如图所示。为三缸往复式柱塞泵，压力平稳，最大工作压力12.0Mpa，最大排量207L/min。满足本工程最大灌浆压力6.5Mpa的要求。其技术参数如下：表4-4-3 3SNS灌浆泵主要技术参数类 型卧式三缸单作用往复式柱塞泵缸 数3工作压力(MPa)n1=911210n2=24543.7排量(L/min)n1=9176n2=245207输送介质水泥浆砂浆功率(kw)18.5外形尺寸(长*宽*高)1800*945*705（2）制浆、储浆设备：选用ZJ-400型高速制浆机，搅拌容量400L，搅拌转速1450r/min，满

49、足1200r/min要求。选用JJS-2B型配浆搅拌机，搅拌容量200L。ZJ-400制浆机表4-4-4 ZJ-400制浆机主要技术参数型 号ZJ-400搅拌容量（L）400额定功率（kW）5.5搅拌转速（r/min）1450许用水灰比0.6:1搅拌时间（水灰比0.5:1）(min)3重量(kg)360生产厂杭州钻探机械厂 （3）灌浆自动记录仪：采用中大华瑞生产的HT-2型灌浆自动记录仪。流量检测范围：0150L/min，传感器精度：030L/min，压力检测范围：010Mpa，满足帷幕灌浆最大灌浆压力要求。记录仪及配套的压力计、流量计等定期进行校验或检定，保持量值准确。（4）其它附属件：选用

50、经灌浆试验证明可用于高压灌浆的附属件，包括大量程压力表、灌浆管路、耐蚀高压阀门、孔口封闭器等。4.6 施工程序4.6.1施工顺序帷幕灌浆施工程序为：先施工下游排灌浆孔，后施工上游排，灌浆根据设计要求分三序，同排内先施工序孔中的先导孔，再施工其他序孔、序孔、序孔、检查孔。4.6.2施工工艺流程下一段至终孔段循环钻孔灌浆封孔灌浆钻机就位、固定、调试89mm金刚石钻头开孔第一段钻进砼并入岩2.5m钻孔冲洗、简易压水第一段（接触段）卡塞灌浆镶铸76mm孔口管待凝三天第二段钻孔、冲洗、压水第二段孔口封闭灌浆见图4-4-1帷幕灌浆施工工艺流程框图。4.7 帷幕灌浆施工4.7.1施工方法简述灌浆廊道内帷幕钻

51、灌施工方法：采取直接将钻灌设备置于底板面施工的方式施工。起钻时钻杆提升方法：由于受到空间限制，采取在廊道顶设置锚钩的方式，在锚环上设置定滑轮，用钻机卷扬进行钻杆提升及下放作业。4.7.2钻孔（1）钻进工艺 钻机按设计位置就位后，安装平整稳固，并打地锚固定，防止钻孔过程中晃动影响钻孔精度。采用孕镶金刚石钻进工艺，自上而下分段钻进，开孔孔径为89mm，镶铸76mm孔口管，用56mm钻头钻至设计孔深。采用清水作为冲洗及冷却介质。钻进过程中对岩层的变化情况、返水量、回水颜色等做详实记录。每灌段钻孔完成后，进行钻孔清洗及裂隙冲洗。 图4-4-1 帷幕灌浆施工工艺流程框图（2）钻孔孔斜测量钻孔过程中严格控

52、制孔斜，垂直或顶角小于5°的帷幕灌浆孔，其孔底偏差值不大于表4-4-5规定的数值：表4-4-5 帷幕孔孔底偏差值孔深(m)2030405060单排孔(m)0.250.450.701.001.30二排孔(m)0.250.500.801.151.50对于孔深大于60m的帷幕灌浆孔，孔底最大允许偏差值根据工程实际情况确定，但不大于孔距。钻孔孔斜测量采用KXP-1型测斜仪测斜，其技术参数见表4-4-6。孔深20m以前，采取5m测一次孔斜，孔深20m以后，采取10m测一次孔斜。KXP-1测斜仪铅直孔的偏斜率指孔底的偏距与铅直孔孔深之比，钻孔经测斜后，测得偏斜角值，则d=L1sin，钻孔偏斜率计

53、算公式：=d/L，即=tg式中 d实钻钻孔的水平投影长度； L实钻钻孔的立面投影长度； L1实钻钻孔的长度表4-4-6 KXP-1型测斜仪技术参数表型号测量范围测量精度井下仪器顶角（°）方位角（°）顶角（°）方位角（°）外径（mm）长度（mm）重量（kg）KXP-10504356±0.5±44012306（3）取芯方法检查孔需要进行取芯钻进。在破碎带孔段采用“单动双管钻具取芯法”采取岩芯；在完整的岩石中，采用“单管取芯法”采取岩芯。无论芯样有多长，一旦发现芯样卡钻或被磨损，应立即取出。除监理人另有指示，对于1.0m或大于1.0m的钻进

54、循环，若芯样获得率小于80%，则下一次减少循环深度50%，以后依次减少50%，直至50cm为止。如果芯样的回收率很低，则更换钻孔机具或改进钻进方法。每回次钻取芯样的最大长度控制在3.0m以内，按取芯次序统一编号，填牌装箱，芯样拍照并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述，并提交监理人。对每箱芯样拍两张彩色照片，作好钻孔操作的详细记录，一并提交监理人，对芯样上的突出特点或异常情况进行局部放大照相。经监理人指示应予保存的岩芯，进行妥善保存，防止散失和混装。（4）镶铸孔口管详见第三章3.5.3节。4.7.3钻孔冲洗和压水试验（1）一般要求灌浆前，对所有帷幕灌浆孔(段)进行裂隙冲洗和压水试验。在错动层、大裂隙等地质条件较复杂的区域，其帷幕灌浆孔的裂隙冲洗，按监理人指示或通过现场试验确定的方法进行。（2）冲洗.灌浆孔在灌浆前均采用压力水进行冲洗。采用钻杆通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗；裂隙冲洗方法根据不同的地质条件，通过现场灌浆试验确定或按监理人指示的方法进行。.冲洗压力：冲洗水压采用80%的灌浆压力，压力超过1.0MPa时，采用1.0MPa。.裂隙冲洗时保证足够流量，持续冲洗直至回水清净时止，冲洗完毕后检测孔深，孔内残存的沉积物厚度不超过20cm。.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。.灌浆