公平水库除险加固工程高压摆喷灌浆施工方案

1、 海丰县公平水库除险加固工程高压摆喷灌浆施工方案批准： 校核： 编制： 中国安能建设总公司海丰公平水库工程项目部二O一一年三月1、说明1.1编制依据（1）海丰县公平水库除险加固工程招标文件、设计报告、 施工图纸及技术要求； （2）水电水利工程高压喷射灌浆技术规范（DL/T52002004）； （3）水工混凝土外加剂技术规程（DL/T51001999）； （4）混凝土拌合用水标准（JGJ6389）； （5）建筑地基处理技术规范（JGJ792002）； （6）水利水电工程钻孔压水试验规程（SL312003）； （7）相关水利水电工程施工技术规范；（8）类似工程的施工实践经验。1.2适用范围本施工方

2、案适用于公平水库除险加固工程高压摆喷灌浆施工。1.3编制原则（1）确保技术方案针对性、操作性强，施工方案经济、合理；坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是相结合；根据工程地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用性的施工方案和机具设备。（2）技术可靠性原则根据本工程施工特点，依据施工规范和类似工程的施工实践经验，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工。（3）经济合理性原则 针对工程的实际情况，本着可靠、经济、合理的原则选择施工方案，施工过程实施动态管理，从而使高压摆喷灌浆施工达到既经济又优质的目的。（4）环保原则 施工前充分了解工程周边环境情况，紧密结合环境保护要求

3、进行施工。施工中认真作好文明施工，减少空气、噪音污染，施工污水、废浆经沉淀后排放到指定位置。2、工程概况2.1工程位置及设计概况2.1.1工程位置公平水库位于海丰县最大的河流黄江河上游，水库集雨面积317km²。水库西连公平镇，东邻平东镇，北接黄羌镇，南距海丰县城13 km，汕尾市区40 km，距国道广汕公路10 km，是一座综合利用水资源的国家大（）型水利工程。2.1.2设计概况公平水库工程始建于1959年10月25日，竣工于1960年 2 月10日，历时百天，依靠人工填筑而成。水库建成以后经多次扩建与加固，1988年加固后形成现有工程规模。水库先后建成电站2座，总装机容量2900

4、kw，其中渠首电站2×200kw，归河电站2×1250kw。公平水库大坝于2008年12月完成了安全鉴定工作，被评定为“三类坝”，需尽快进行除险加固。 高压摆喷灌浆施工部位包括主坝(1720m)和副坝(1720m)，摆喷采用折接形式；其中主坝高压摆喷灌浆孔间距分别为1.20m和1.30m，副坝为1.40m；具体情况见图2-01高压摆喷灌浆平面布置图及表2-01高压摆喷灌浆工程量统计表。 图2-01 高压摆喷灌浆平面布置图2.2工程地质和水文地质条件2.2.1工程地质 公平水库坝体以厚层粉质粘土夹细砂及粘土等组成，地层主要为人工堆积层、第四系冲积层和燕山三期黑云母花岗岩层；按

5、地层和物理力学性质，各地层特征自上而下依次为人工填土、粘性土、砂层、泥质砂卵砾石层、全风化层、强风化层和弱风化层等。2.2.1水文地质 大坝主要坐落在第四系地层上，两岸均与山丘相连接，其地下水位略高于库水位，为地下水补给库水。坝基表层大多分布有3m7m粘性土层，在主坝和副坝其下为强透水的砂层，属典型的二元结构。地下水以孔隙潜水为主，主要赋存于沉积砂层中，局部有微承压现象，地下水活动与库水位、大气降水关系较为密切。 主坝老河床部位砂层的含泥量较少，坝基渗透性较大，其中主坝Z0+475、Z1+045、Z1+280、Z1+875等四处坝脚下游见有冒水点，出露高程为5m6m左右。 副坝为古河床，坝基下

6、伏砂层较厚，2.1m10.5m，含泥质较多，透水性相对稍差，目前坝脚下游未见有管涌现象。2.3主要工程量高压摆喷灌浆工程量统计表序 号工程部位工程项目孔数（个）工程量（m）备 注1主坝高压摆喷灌浆1355348672副坝高压摆喷灌浆122928223合 计258463090备注：本表工程量为估算值。3、施工总体安排3.1总体施工方法3.1.1施工方法本工程高压摆喷灌浆采用三管法施工，为防止在摆喷施工过程中相邻两孔串浆，将采取分序施工的方法，即将摆喷灌浆孔分为序和序，先施工序孔，再施工序孔。3.1.2施工安排根据主坝Z0+000Z0+500施工段（孔距1.20m）试验完成及现场施工条件，采用4台

7、地质钻机钻孔和2台高喷机进行摆喷灌浆施工。主坝Z0+500Z1+720施工段待试验完成后，用主坝现有的高喷设备继续进行施工。副坝施工段待进行试验后安排4台地质钻机钻孔和2台高喷机进行摆喷灌浆施工。3.2施工进度计划及强度分析高压摆喷灌浆施工准备投入4台套钻孔设备，2台套灌浆设备；每台套钻孔设备生产效率为80m/天，每台套灌浆设备生产效率为150m/天。（1）主坝Z0+000Z0+500施工段（孔距1.20m），工程量约为12182m；于2011年4月初开始施工，考虑雨天等不利因素，估计本段施工需历时70天左右，在6月上旬可结束施工。（2）主坝Z0+500Z1+720施工段（孔距1.30m），工

8、程量约为22685m；计划于2011年6月中旬开始施工，考虑雨天等不利因素，估计本段施工需历时100天左右，在9月下旬可结束施工。（3）副坝施工段（孔距1.40m），工程量约为28223m；计划结合土方填筑施工情况，在2011年6月中旬进行灌浆试验，10月上旬正式施工，考虑雨天等不利因素，估计本段施工需历时100天左右，在2012年1月上旬可结束施工。3.3资源配置计划3.3.1劳动力计划劳动力具体分工如表3-01所示，施工中采用两班制，在施工中各司其责，认真负责，相互协作，互相监督。钻孔人员做好先导孔钻孔记录工作，取得第一手地质资料，以便技术人员根据地质资料及时调整摆喷灌浆技术参数，记录人员

9、及时整理当班施工记录。表3-01劳动力计划表序号工 种人数职 责备 注1泥浆泵、空压机操作手8负责送浆、送气2钻灌工8负责钻孔、喷射3搅浆工8负责浆液配置4辅助生产人员1负责水、电、修理等5管理人员2负责施工管理合计273.3.2主要施工机械设备表3-02主要机械设备配置表序号设备名称规格型号单位数量备注1地质钻机XY-150台42高喷台车XO-30B台23空压机台24高压泵XPB-90C台25高速制浆机ZJ-400台26搅拌机YJ-800台27灌浆机HB-80台28泥浆泵BW-150台49潜水泵IS125-100-200台44 施工方法4.1施工原理与工艺流程三管法摆喷灌浆是一种水、气喷射、

10、浆液灌注搅拌混合喷射的方法；即用三列喷射管使高压水和空气同时横向喷射，切割地基土体，借空气的上升力把被破碎的土向地表排除；与此同时，另一个喷嘴将水泥浆低压力喷射注入到被切割、搅拌的地基中，使水泥浆与地基中各介质混合达到防渗、加固的目的。采用三管法摆喷灌浆，先送高压水，再送水泥浆和压缩空气；喷射时达到预定的喷射压力、喷浆量后，静喷58分钟后开始提升喷管，喷管分段提升的搭接长度不小于0.5m；当达到设计高程或地面出现溢浆现象时，立即停止摆喷工作，拔出喷管并清洗管路。三管法除可延长喷射距离、增大切削能力外，利用置换作用通过压缩空气把一部分切割下的土粒排出灌浆孔，土粒排出后所空下的体积由灌入的浆液补入

11、；此外还有充填、渗透、压密、固结等作用。摆喷灌浆施工工艺流程见图4-01。测放孔位钻机就位、检查钻进成孔清 孔启动空压机送风高喷机就位启动高压泵送水试喷检查浆液配置泵送插入高喷管高喷作业观察高喷参数回 灌结束灌浆图4-01摆喷灌浆施工工艺流程图4.2施工技术参数根据施工经验，我部初拟高压摆喷灌浆施工技术参数见表4-01。表4-01 高压摆喷灌浆施工技术参数表项目技术参数水灰比1.0:1.0高压水压力38MPa流量75L/min压缩空气压力0.75MPa流量1m³/min水泥浆压力0.50.7MPa流量6080L/min提升速度土层18cm/min砂层14cm/min卵石层10cm/m

12、in气喷嘴直径6mm数目2个水喷嘴直径1.8mm数目2个喷嘴与轴线夹角30摆角25高压摆喷灌浆施工前先进行灌浆试验，根据试验结果调整浆液配合比、提升速度等各项技术参数。4.3高压摆喷灌浆施工方法4.3.1施工准备（1）场地平整正式进场施工前，进行管线调查后，清除施工场地障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地 “三通一平”。（2）桩位放样施工前用全站仪测定摆喷施工的控制点，埋杆标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设孔位，并用竹签钉紧，一孔一签，保证孔位偏差小于50mm。（3）修建排污和灰浆拌制系统高压摆喷灌浆施工中会产生

13、1020的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件进行无公害排放，沉淀的泥土清理至指定地点；沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。灰浆拌制系统设置在水泥棚附近便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆运送设备等组成。4.3.2钻孔施工（1）钻孔施工工序为：放线布孔钻机就位钻机调整（采用水平仪）开孔钻进终孔取钻杆测斜终孔验收。（2）钻机就位、安放在设计的孔位上，管架定位准确、安装平稳，钻孔孔位偏差不大于5cm，孔深偏差不大于10cm，孔底沉淀不大于20cm，孔斜率小于1%。（3）钻孔分两序施工，基本孔先施工序孔，再施工序孔。（4）钻孔记录：钻孔过程中，先导孔详细准确记录钻孔时遇

14、到的各种现象，根据获取岩芯情况判断地层分层深度情况，并确定孔深。4.3.3摆喷灌浆施工（1）钻孔孔深、孔斜满足设计要求后进行高压摆喷灌浆。（2）下喷管前在地面试喷，满足设计、施工要求并在设备运转正常后进行施工。（3）泵压和风压达到要求且孔口返浆比重大于1.3g/cm3后，提升、摆动喷管，进行由下而上喷浆注浆作业，直至喷到设计高程。（4）当喷浆管提升接近桩顶时，从桩顶以下1.0m开始，慢速提升喷浆至桩顶。（5）高喷作业完成后，安排专人连续将冒浆回灌至孔口，直到浆液面稳定为止，确保孔内浆液面在未凝之前的稳定和压实。（6）喷浆施工完毕，用清水把泥浆泵和管路内的残留浆液全部喷射排出。其它设备用低压水冲

15、洗干净，架起高喷管离地存放。5、质量标准及检查措施5.1高压摆喷灌浆施工技术标准 高压摆喷灌浆施工技术标准见表5-01。表5-01高压摆喷灌浆施工技术标准一览表序号项目名称技术标准检查方法备注1钻孔垂直度允许偏差1KXP-1S测斜仪2钻孔位置允许偏差50mm尺量3钻孔深度允许偏差20cm尺量4水灰比1:1比重计5气压0.75Mpa仪表6水压38Mpa仪表7浆压0.50.7Mpa仪表8进浆密度1.51.57g/cm³比重计9回浆密度1.2g/cm³比重计5.2施工检查内容 （1）施工前检查 在施工前对原材料、机械设备和喷射工艺等进行检查，主要包括以下内容： 原材料(水泥、掺合

16、料、外加剂)的质量合格证及复检报告，拌合用水的鉴定结果。浆液配合比是否适合工程实际土质条件。机械设备运转是否正常，在施工前对高喷设备、地质钻机、高压泵、泥浆泵等进行试运行，确保施工设备安全运行。施工前对地下障碍情况统一进行排查，以保证钻进和喷射达到设计要求。施工前检查孔位和压力表的精度及灵敏度。（2）施工中检查施工中重点检查内容包括：钻杆的垂直度及钻头定位；水泥浆液配合比及材料称量；钻机转数、沉转速度、提钻速度及旋转速度等；喷射灌浆时喷浆（喷水、喷气）的压力、灌浆速度及灌浆量；孔位处的冒浆情况；喷嘴下沉标高及喷管分段提升时的搭接长度；施工记录是否完整，施工记录应在土层变化交界处记录一次压力流量

17、数据。（3）施工后检查施工后主要对加固土体进行检查，包括：固结土体的均匀性及整体性；固结土体的有效直径；固结土体的强度；固结土体的抗渗性。5.3成墙质量检查 （1）质量检验时间、内容 施工质量的检验应在高压摆喷灌浆结束一周后进行，检查内容为围井检测渗透系数。 （2）质量检验数量、部位 检验数量为35个单元布置一个围井，根据监理要求布置在地层复杂、漏浆严重、可能存在质量缺陷的部位。（3）检查方法围井检查在高喷灌浆结束7d后进行，如需开挖或取样，宜在14d后进行。围井法采用将围井开挖一定深度后，注水或抽水进行静水头压水试验，计算出渗透系数k值；也可在围井中心部位钻孔，下过滤管，在管内进行注水或抽水

18、试验；渗透标准为K值不大于i×10-6cm/s（i=19）。6、质量、安全、环境保护措施6.1质量保证措施为保证摆喷灌浆的施工质量，根据施工条件、设计要求和相关行业规范，拟采取如下质量保证措施达到施工质量目标。放喷管前，先在地面试喷，待水、气、浆压正常后，才可下喷管。摆喷灌浆应分序施工，防止施工中相邻两孔串浆，相邻两孔施工时间间隔不少于48小时。采用42.5R普通硅酸盐水泥作为主要灌注材料，同时拌入膨润土和碳酸钠掺合料（膨润土为水泥重量的3%、碳酸钠为膨润土重量的3%）。每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样检查，合格后才能投入使用。施工中所用计量工具均应进行鉴定，水泥进场

19、后应垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。施工现场配备比重计，按时测量浆液比重，严格控制水泥用量。灰浆拌制应均匀，并进行过滤。喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。施工前应进行灌浆试验，确定摆喷施工参数，保证施工质量和防渗效果。严格控制提升速度，喷浆过程应连续均匀；若喷浆过程中压力出现骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时处理；如需将喷管提出地表，复喷时搭接长度不少于0.5m，防止出现断墙现象。高喷孔摆喷结束后，应进行孔口回灌，直至孔口浆面不下降为止，保证墙顶标高满足设计要求。 因地下孔隙等原因造成返浆不正常、漏浆时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后再进行提升。 地质

20、钻机钻孔施工时，应保证钻机水平、立轴垂直，防止因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏大。为保证顺利安放喷管，钻孔直径应不小于110mm，岩心管长度不少于3m，采用泥浆护壁成孔。 实行技术人员随班作业制，技术人员必须时刻检查水、气、浆的压力、提升速度、进回浆比重等参数是否符合设计要求，及时处理施工中的质量隐患。当出现实际施工情况与工程地质报告不符等情况时，应及时处理并详细记录，认真如实填写施工报表，客观反映施工实际情况。 如地质条件变化异常，需调整施工参数时，应及时向监理汇报，经监理同意后方可调整。 高压摆喷作业应连续施工，若施工过程中停电时间过长，则启用备用发电机，保证施工正常进行。 施工现场配

21、备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。6.2安全保证措施根据高压摆喷灌浆施工的作业特点，按照国家劳动保护法发放相应的劳保用品：如安全帽、工作服、橡胶手套、防尘口罩等。上岗前对施工人员进行安全知识教育培训，严格执行国家法律、法规、作业标准和工程安全管理规定，为本工程安全目标的实现提供必要保证。6.2.1施工现场安全保证措施 加强对安全生产的管理，对施工人员进行安全生产教育。 制定安全生产规章制度，严格施工程序，加强机械操作人员的管理，施工机械由专人负责，严禁串岗作业。 严禁违规操作，不得违章指挥。 定期或不定期组织安全检查，及时发现、整改安全隐患，对违章操作人员进行教育处罚。

22、 施工材料堆放有序，不占压运输通道。 配电箱开关应配备漏电保护器，并设置操作指示和安全警示。 拌制水泥浆时，施工人员应佩戴好防尘口罩。 经常检查浆、气、水的管路是否通畅及有无破损，发现问题及时更换，以防伤人。6.2.2施工机械安全保证措施 高压泵指定专人负责，定期检查压力表及机械运转情况，保证正常使用。机械操作人员应熟悉机械原理并能熟练操作。施工中机械发生故障时，必须卸压后方可进行拆卸处理，不得在高压下拆除连接接口。高压管在使用时不得超过允许压力范围。喷射施工结束后，应立即将喷管、泵及高压管用清水清洗干净，防止浆液凝结后堵塞管道，造成再次喷射时管道内压力骤增而发生意外。施工机械运转部分应设置安

23、全防护罩。施工机械定期进行维修，确保作业安全。6.3环境保证措施 加强对施工人员的环保思想教育，重视环境保护、文明施工，保护和改善施工现场的环境，防止水土流失，保护库区内珍稀濒危鸟类等动植物。严格采取措施，在施工期间对附近不影响施工的树木以及水电等设施予以保护。 做好施工人员劳动保护工作，水泥制浆人员必须佩戴防尘口罩，防范职业病发生。做好施工人员教育工作，采取有效措施控制人为噪音、粉尘的污染；禁止在施工现场随意丢弃和焚烧各种包装袋、油污类物质及其它会产生有毒、有害烟尘的废旧物质。不能利用的废浆及废水经沉浆池沉淀后，利用排污泵抽至监理指定部位。各种施工机械材料按规定部位摆放整齐，做到文明施工。7

24、、高压摆喷灌浆施工异常情况处理 根据高压摆喷施工工艺特点及工程地质情况，为保证摆喷施工质量，针对施工中可能出现的异常情况进行分析，并提出预防措施及处理方法。7.1固结体强度不均匀现象7.1.1产生原因 喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择。 喷浆设备出现故障中断施工。 提升速度、摆动速度及注浆量控制不当。 喷射浆液与切削的土粒强制搅拌不均匀、不充分。 穿过较硬土质时产生颈缩。7.1.2预防措施及处理方法 根据设计要求和地质条件，选择不同的喷浆方法和机具。 喷浆前先进行压浆、压气试验，一切正常后方可进行喷射，并保证连续施工；配浆时必须用筛过滤。 根据固结体现状及墙身均匀性，调整喷嘴的摆动速度、提升速度、喷射压力及喷浆量。 对易出现颈缩部位及底部不易检查处进行定位摆喷（不提升）或复喷的扩大桩径办法