A厂上游水道渗水处理化学灌浆施工技术措施

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。A厂上游水道渗水处理化学灌浆施工技术措施A厂上游水道渗水处理化学灌浆施工技术措施A厂上游水道渗水处理化学灌浆施工技术措施 灌浆施工技术措施 1 工程概况 2008年5月31日A厂水道开始充水试验，2008年6月12日1#、2#堵头出现渗水现象，探洞PD01内f304断层出现流水，流量约200m3/小时。随着水位上升，渗水流量增大，水道最大渗水流量约800m3/小时。 2008年7月13日上平洞放空检查，除AY0+930结构缝有明显渗水外，洞内无明显渗水现象。 2008年7月16日，中平洞放空检查，AY2

2、+282.962+322.96、AY2+322.962+342.96两处有明显渗水， 1#堵头两侧水道有较多纵向裂缝出现。 在中斜井、下斜井放空之后，马上组织人员对其进行检查，在斜井口搭设平台，采用专业登山设备和经过专业培训的人员，携带红外摄象机，数码相机进行资料采集，中斜井共进行了两次检查，下斜井进行了三次检查。中斜井除下弯段中部施工缝有明显渗水、附近混凝土有网状龟裂现象外，其余洞段无明显渗漏现象；下斜井上弯段与直线段相交施工缝有渗水出现，下弯段中部也出现水平裂缝渗水，其余部分也无明显渗漏现象。采用斜井滑模施工的斜井直线段有裂缝存在，但无明显渗漏。 2008年7月18日下平洞、高压岔管放空，

3、下平洞AY2+800AY2+850段，高岔AY2+880AY2+896段顶拱出现大量纵向裂缝渗水，高岔其余部位渗水裂缝主要出现在背离厂房一侧边墙和底部。 根据2008年7月19日由业主主持召开的A厂水道充水放空后检查处理的专题会议精神，要求对重点对A厂水道渗水段及1、2号堵头采用化学灌浆处理。 化学灌浆施工的具体部位如下： （1）上平洞AY0+930结构缝； （2）高压岔管，引水支管钢衬与混凝土接触的部位； （3）下平洞、下斜井下弯段渗水裂缝部位； （4）中平洞1#支洞上游侧40m、下游侧20m洞段，中斜井下弯段及相邻20m直线段，下斜井上弯段。 （5）1#、2#施工支洞堵头。 各施工部位桩号

4、范围及施工参数见表1. 工程量估算表 表1 2 编制依据 （1）建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）； （2）惠蓄输水系统灌浆施工技术要求； （3）水利水电工程钻孔压水试验规程：DL/T5331-2005； （4）水利水电工程施工组织设计手册：第三卷； 3 施工布置 3.1 施工通道 上平洞施工人员、设备、材料由0#堵头进人孔进入； 中平洞施工人员、设备、材料由1#堵头进人孔进入； 下平洞、高岔施工人员、设备、材料由4#引支进入，4#球阀在施工前已由业主安排安装队伍吊离。 3.2 施工用水 （1）上平洞采用2钢管接1#堵头外的4主供水管引水至工作面。 （2）中斜井下弯段及相邻20m直线段、

5、中平洞、下斜井上弯段处理供水采用2钢管接1#堵头外的4主供水管引水至工作面，50高压胶管引水至各工作平台；1#堵头采用50胶管接供水主管引水至工作面。 （3）高压岔管、下平洞、下斜井下弯段采用2钢管接在4#支洞现有主供水管上，引水至工作面，50胶管接供水主管引水至工作平台；2#堵头采用50胶管接供水主管引水至工作面。 3.3 施工用风 （1）上平洞采用在0#堵头外布置12m3/min空压机一台，并接2钢管至上平洞供风。 （2）1#堵头及中平洞采用在1#堵头外布置20m3/min和12m3/min空压机各一台，并接2钢管至中平洞供风。 （3）高压岔管、下平洞采用在2#堵头6供风主管上，接4钢管至

6、下平洞供风，2#施工支洞堵头灌浆采用2台4m/min移动式压风机供风。 工作面用风均采用6胶管接手风钻。 3.4 施工用电 （1）上平洞采用35mm2电缆从0#施工支洞岔洞段变压器室接至上平洞供电。 （2）1#堵头、中平洞采用35mm2电缆从1#施工支洞岔洞段变压器室接至中平洞及堵头处供电。 （3）高压岔管、下平洞采用70mm2电缆从A厂3#支洞现有的变压器室接至下3 各工作面接支线牵引至工作面提供施工用电。采用220V供电线路，钻孔工作面安设1kw的碘钨灯进行照明，化学灌浆工作面采用200w的防爆灯照明。 3.5 施工排水 （1）上平洞采用在上平洞集渣坑内布置一台50WQ10-10-0.75

7、水泵接50胶管至堵头外排水沟进行抽水。 （2）中平洞采用在中平洞集渣坑内布置一台50WQ10-10-0.75水泵接50胶管抽水至堵头排水廊道两侧排水沟至1#施工支洞排水系统；2#堵头施工废水由排水廊道两侧的排水沟自流排出。 （3）下斜井、高压岔管、下平洞施工废水流至下平洞2#集渣坑，在集渣坑内布置两台50WQ18-7-0.75水泵，接两趟50胶管至厂房集水廊道内；2#堵头施工废水由排水廊道两侧的排水沟自流排出。 在厂房排水系统内，应将沉淀物及时进行人工清除，以防施工废水将厂房排水系统堵塞，同时定期清理各施工支洞堵头排水沟内的沉淀物。 3.6 施工通风 上平洞、中平洞和1#堵头工作面采用自然通风

8、；高岔、下平洞除由4#引支自然通风外，还需打开2#蜗壳进人孔辅助通风；2#堵头采用280w风机向洞外方向吹风。 3.7 施工通讯 洞内通讯联系采用对讲机与电铃，对外在洞口用手机进行联系。 3.8 灌浆施工平台 上平洞搭设简易灌浆台车1台用于灌浆；中斜井下弯段及相邻直线段，下斜井下弯段搭设满堂脚手架施工平台；中平洞、下平洞采用简易灌浆台车，中平洞投入灌浆台车3台，下平洞、高岔投入灌浆台车6台；下斜井上弯段采用专用斜井灌浆台车，卷扬机布置在1#堵头外；1#、2#堵头洞内采用平洞灌浆平台兼顾，必要时搭设简易脚手架平台辅助，廊道内搭设临时脚手架平台。 4 灌浆材料 化学浆材选择原则：一是浆材的可灌性，

9、所选化学浆材必须能够灌入裂缝，充填饱满，灌入后能凝结固化，以达到补强和防渗加固的目的；二是浆材的耐久 根据业主要求，本工程在上平洞、中平洞、中斜井下弯段、下斜井上弯段和0#/1#/2#施工支洞堵头廊道灌浆采用JD-1改性环氧防水材料；在下平洞、下斜井下弯段、高压岔管采用EAA环氧止水补强材料。 5 化学灌浆施工方案 5.1化学灌浆作用及目的 （1）通过高分子化灌材料对隧道围岩的固结灌注填充，使隧洞围岩松动圈及地质构造缺陷的基岩得到进一步加固。 （2）通过化学灌浆使隧洞混凝土衬砌出现的裂缝得到充填密实，起到较好的抗渗防渗作用。 （3）通过高压灌注，利用改性环氧防水补强抗渗剂的高渗透性，对隧道衬砌

10、结构的缺陷部位起到有效的修补作用。 5.2化学灌浆施工程序 中斜井先施工下弯段再施工直线段（满堂脚手架一次搭设完成），中平洞与中斜井平行施工（施工平台7#、8#、9#）；下斜井先施工下弯段再施工上弯段，下斜井下弯段、高岔、下平洞共分四个工作面平行施工（施工平台1#6#）；1#、2#堵头水道侧加强灌浆穿插在水道系统灌浆过程中施工，廊道段加强灌浆按照水道渗水处理领导小组的要求适时安排。 5.3化学灌浆施工工序及压力 采用纯压式全孔一次逐排灌注，环间不分序，每工作面从低处往高处逐排灌注，环内从底孔至顶孔灌注。中平洞、中斜井下弯段及直线段、下斜井上弯段灌浆压力为5MPa，高岔、下平洞及下斜井下弯段灌浆

11、压力为7.5MPa. 5.4化学灌浆施工工艺流程 5.4.1工艺流程 测量放样扫孔（钻孔）冲洗制浆灌浆封孔检查孔压水试验（单点法）。 5.5化学灌浆主要施工方法及工艺要求 5.5.1扫孔 化学灌浆孔按设计布孔图进行，孔径为40mm,钻孔顺序按照该区灌浆施工顺序进行。钻孔施工工艺流程见下图。 钻孔施工工艺流程图 5.5.2冲洗及清孔 （2）化灌施工前要将孔内积水清出，重点底拱的孔位，利用高压风机将孔内积水清出，确保化灌施工前，孔内无积水。 5.5.3压水试验 化学灌浆施工前要进行压水试验，以孔数不小于5%为标准做压水试验，压力为设计压力的80%，压水数据记录，为化学灌浆施工完成后作为评定数据。

12、5.5.4阻塞器及注浆管安装 一次扫孔成孔的灌浆孔（斜井及平洞、高压岔管），采用纯压式全孔一次灌注工法，将阻塞器安装在混凝土与基岩接触面处，确保高压化学灌浆时衬砌砼不产生高压劈裂，另外将两根8mm铝管安装在混凝土面以内，对混凝土内部的缺陷进行化学灌浆。化灌时，先对混凝土段进行低压灌浆，然后对基岩进行化学固结灌浆。 5.5.5配制浆液 （1）制浆工艺流程：环境温度测量计算用量称量浆液混合搅拌留样储浆。 （2）化学浆液的配制根据所使用的化学浆材，按厂家提供的配比并根据实际情况进行配制。化学浆液初凝时间控制在810h，配制浆液时，应根据灌浆段长进行配制，采用少量多次配制原则，避免造成浆液浪费，灌浆施

13、工前对配制浆液留样，观察浆液胶凝时间，以便灌浆结束后确定封孔处理时间。 （3）开灌时第一次配制浆液不超过15kg，配置比例：主剂：固化剂：促进剂=1000：70：10，采用人工慢速搅拌，搅拌时间不少于10min，同时将配浆桶要放入冷却水槽中进行浆液配制。混合的顺序是：先称量改性环氧浆液，然后称量添加固化促进剂搅拌13min，再后称量添加固化剂搅拌13min，固化剂及固化促进剂的添加量应充分考虑施工时现场环境温度，严禁同时添加固化剂和固化促进剂进行混合。每次配制的浆液应在5h内用完，对已搅拌混合好的化学浆液超过5h,而未能灌注使用的作废料处理。 （4）灌注时，浆液配制以“定量为主，定时为辅”的办

14、法进行，同时注意灌浆压力和孔内吸浆率的变化，以决定压浆是否可以终止闭浆，合理制定化学浆液的配制需量范围。 根据设计技术要求灌浆压力见下表： 灌浆压力表 表2 灌浆结束标准： 达到设计要求压力，以不进浆或进浆量小于0.01L/min0.05L/min时，持压屏浆10min后闭浆结束。 灌浆压力控制： 采用逐级升压法灌注，严格控制升压速度，每次灌浆压力提升控制在0.1MPa，逐级升压达到设计要求的结束压力。 5.5.7灌浆施工 （1）将注浆管放入孔内，拧紧阻塞器卡塞，连接注浆高压管路，经现场施工技术管理人员检查后，开始注浆。开灌时采用低压慢灌，打开回浆阀，当浆液充填满孔段时，关闭阀门，逐级加压施灌

15、，灌浆压力提升控制在每级0.1MPa，严禁骤然加压。由于高压化灌泵采用无级调节压力，可以设定压力范围，调节压力时间要根据灌注孔内进浆情况调节。当开始灌注时，采用低压大排量快速充填灌注孔，关闭回浆阀提升压力，观察孔内进浆量和压力装置，当进浆量及压力在2min内无变化，可进行逐级提压灌注至结束压力。 （2）化灌段灌浆施工顺序：施灌排序由低向高；施灌孔序：孔内不分序，先拱底后拱顶。 （3）根据灌浆范围和布孔情况，选用隧洞底部中心沿两边顺序灌浆，邻孔可作为排水排气孔，若邻孔出浆，排除积水后，卡塞邻孔，第一孔仍保持压力灌浆，若第三孔出浆时，视进浆情况停止第一孔灌浆并卡塞第三孔；若第一孔在最大压力下不进浆

16、或进浆率小于0.05L/min，延续灌注时间不少于10min,也可停止 （4）灌浆结束标准：达到设计结束压力后，以不进浆或进浆量小于0.01L/min0.05L/min时，持压10min闭浆结束。 （5）灌浆过程中，拌料桶及储料桶必须采用冷水浸泡，防止浆液化学反应时温度过高，发现浆液出现加速反应暴聚征兆，则立即调换新浆，必要时还要冲洗设备和管路，然后再继续作业。 （6）每孔浆液开灌前，计算好管路及灌浆孔内占浆量，根据进浆量调制到正常配比。调节化灌泵流量阀，控制进浆速率。 （7）开灌时，要注意排除化灌泵及灌浆孔内空气，灌浆过程中观察泵压与孔口压力是否一致。 （8）化灌施工每班由专人记录灌浆记录表

17、，要认真、详细记录单孔灌浆量、段长、灌浆压力及施工现场的当班处理事宜，每天交接班工作必须有文字记录。每次灌浆结束时，立即用丙酮对灌浆泵及高压胶管进行反复清洗，清洗不少于三次，并对清洗使用后的丙酮集中存放于密闭容器内，统一回收，不可随意乱倒。 （9）化灌结束后拔塞封闭灌浆孔，孔内空余段(卡塞段)直接采用掺有膨胀剂水泥砂浆进行人工封孔，砂浆配合比采用水：灰：砂比为0.3：1：1，膨胀剂（轻烧MgO）掺量为水泥用量的3.5%。 5.5.8灌浆过程情况处理 （1）灌浆过程中发生串浆现象时，则立即停止灌浆，装配阻塞器封闭串浆孔，在灌浆孔达到结束压力要求后，对串浆孔进行施灌，直达设计结束压力。 （2）衬砌

18、砼面发生串浆、冒浆现象时，则降低压力，打开回浆阀暂停灌浆，采用速凝水泥封堵后继续施灌。若封堵不住，则采用埋管嵌缝化灌处理后再继续施灌。 （3）在灌浆中，如果发现孔内吸浆量较大，进浆量超过设计段长用浆量的20%（暂定），则将灌浆压力降低一个等级（每级为0.1 MPa）施灌，观察正常后再逐级提升压力至灌浆结束。若出现其它异常情况，报灌浆小组，待方案确定后再进行灌注。 （4）开灌后时间超过10min不起压力，可缩短浆液凝固时间，增大浆液粘度，必要时采取间歇灌浆方法处理，采用停灌结合进行施工，但施工时每次停灌时间不大于24h，防止浆液胶凝堵塞灌浆孔。 （6）灌浆施工结束后，取下阻塞器时需注意浆液胶凝时

19、间，操作人员要先检查留样浆液是否开始胶凝固化，不可冒然拆卸阻塞器，防止浆液未凝喷射出来，造成人员伤害。 （7）根据以往类似工程施工经验，隧洞高压化灌时，化学浆液容易从衬砌面施工冷缝及细小裂缝渗出，化灌施工前及过程中需对这些裂缝进行修补。 （8）压水检查 考虑到斜井灌浆平台的牵引方式及化灌材料的凝结时间长等因素，因此仅对平洞采用单点法压水试验进行质量检查，压水检查压力为化灌灌浆压力的80%，压水试验结束标准为：在稳定压力下，每35min测读一次压入注量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终的10%，或最大值与最小值之差小于1 ml/min时，本孔段压水结束，取最终值为计算值，测记漏量，计算透

20、水率（Lu）。 合格标准：固结化学灌浆85%以上孔段的透水率1.0Lu，其余孔段的透水率1.5Lu，且分布不集中。 检查孔数量：固结化学灌浆按不少于灌浆孔数的5%进行控制。 5.5.9混凝土衬砌裂缝补强灌浆 （1）对缝面采用冲击钻勾槽，槽口宽1cm，深0.51.0cm。 （2）对缝口两侧用冲击钻进行打毛。 （3）为增加粘结力，对缝口和混凝土面涂刷界面剂后，压填早强水泥要求表面平整。 （4）对渗水裂缝采用12mm钻头钻孔，孔深20cm 要求按（1）（3）条，封缝时同时埋8mm铝管。 （5）埋管后进行注浆。 （6）在围岩和混凝土段灌浆时发现该注浆孔串浆冒浆时，立即进行封管处理。 （7）待浆液完全凝

21、固后，拆注浆管,将缝面恢复原貌。 （8）在施工过程中作好原始记录。 在混凝土浇筑中可能对止水铜片背后存在不密实性和周边混凝土裂缝串水影响。鉴于目前工期紧张，建议采用环氧注浆处理。 （1）沿结构缝两侧20cm范围内交叉布孔，且为45o倾斜角，孔径32mm，孔深30cm，孔距30cm，确保钻孔不能碰到止水铜片。 （2）清孔，清除钻孔内部残留杂物。 （3）埋管，用环氧砂浆封管。用钢丝刷清洁网纹裂缝，做到无杂质，无松动混凝土粒。 （4）水量大的部位灌浆EAA3#浆，水量水的部位灌EAA2#浆。同时根据注入量和串漏情况，采用2#、3#交换灌注以求最大限度地封闭充填结构缝和与之相连的砼周边渗漏水裂缝。 （

22、5）待凝，拆管。 （6）在施工中作好原始记录。 5.5.11化灌浆液计量管理 在水工建筑物施工中，水泥灌浆已强制采用自动记录仪等先进工艺技术，由于化学灌浆工程应用范围较小，目前国内只有少数厂家正进行此类化学灌浆计量自动记录装置的研制及开发，但目前还处于研制阶段，所以化灌工程现场记录还是采用人工记录。 本次施工计划采用计量精度较高的电子秤进行称量记录。 （1）化灌施工记录每班由专人负责，化灌施工前，对使用的储浆桶进行称量核准，对管路及孔内占浆量进行计算，统计管路耗量。 （2）配制好的浆液储浆桶放上电子秤进行称量，做为起始灌浆用量。 （3）灌注过程中，每5 min进行读数记录，记录灌浆压力、耗浆量

23、。 （4）灌浆过程中每次增加配制浆液时，记录下储浆桶重量变化。 （5）灌浆过程中严禁将电子秤上的储浆桶取下或增加其他材料物品。 6 施工进度计划 A厂化学灌浆的时间：2008.07.202008.08.20，详见我部专题上报的A厂上游水道渗水处理施工进度计划（工程联系单FCB2008B2-34-084 ）。 7 资源配置 （1）施工管理人员配置 施工管理人配置 表3 （2）施工人员配置 A 厂 上 平 洞 渗 水 处 理 施工 人 员 配 置 表 表4 A 厂 中 平 洞 渗 水 处 理 施工 人 员 配 置 表 表5 A 厂 下 平 洞 和 高 压 岔 管 渗 水 处 理 施 工 人 员 配

24、 置 表 表6 （3）施工设备配置 A厂上平洞渗水处理设备配置表 表7 A厂中平洞渗水处理设备配置表 表8 A厂高压岔管和下平洞渗水处理所用设备表 表9 （4）施工材料配置 A厂上平洞渗水处理材料配置表 表10 A厂中平洞渗水处理材料配置表 表11 A厂高压岔管和下平洞渗水处理所用材料表 表12 8 质量控制措施 （1）工程所用的主要材料必须检验合格，并有出厂合格证方可使用，所有施工化学材料及专用工具由材料专管员负责保管、检查、发放。改性环氧浆液在高温下会逐渐发生胶凝化，应避免日光直射，在阴冷处进行保管。 （2）化学材料应在现场作适配，其固化时间应满足施工工艺要求。 （3）固化剂中含有有机过氧

25、化物，应避免使用铁、铜、黄铜等金属制品的容器，应使用玻璃、铝、不锈钢等材料的容器。固化剂不得与胺类、强碱、强酸、还原性物质接触。固化剂和固化促进剂不同，使用时应分清用途，不得用错。 （4）化学胶凝时间的控制：环境温度对浆液的胶凝时间有很大的影响，钻孔内地下水温与实验室的室温不同，对温度的变化要及时掌握，调整浆液胶凝时间，以保证灌浆质量。 （5）凡新购、修复、安装的计量器具，必须经检定合格后方可使用，并按 （6）改性环氧浆液、固化剂、固化促进剂的计量必须使用专用的计量容器通过容量（ml）进行计量，计量容器精度为±1ml。 （7）化灌施工时，砼表面由于串冒浆产生的浆液污染，施工人员要及时

26、用铁铲清理、刮除。 9 职业健康、安全、环境技术措施 9.1重要危险源及技术措施 9.1.1危险源 （1）违章操作，造成人员伤害。 （2）送料小车、灌浆台车未按设计规定的荷载使用，严重超载或卷扬机工误操作及工作人员中麻痹大意，造成人员伤害。 （3）灌浆台车上临时放置的施工原材料或物件，因摆放不当，失稳掉落造成下方作业人员伤害。 （4）斜井长度长，坡度陡，高空作业容易造成人员坠落。 （5）灌浆过程中由于压力过大，造成管路爆裂，从而使周围施工人员受伤。 （6）未使用个人防护用品或个人防护用品使用不当，造成人员伤害。 （7）牵引钢丝绳可能出现断丝，导致钢丝绳断裂。提升系统故障，造成人伤害。 （8）作

27、业者不小心发生滑跌，造成人员伤害。 （9）化学灌浆材料太多为易燃易爆品，引发爆炸使人员受到伤害。 （10）孔内浆液未固化，取下阻塞器造成人员伤害。 （11）丙酮使用不当，引起火灾。 9.1.2重要危险源技术措施 （1）对于特种作业人员包括机械工、电工、电焊工等必须进行专业培训，持证上岗，严格执行各种安全技术操作规程，确保施工安全。 （2）严格按照设计荷载使用灌浆台车，杜绝超载现象，灌浆台车、灌浆送料小车使用卷扬机作为提升系统，卷扬机操作必须按照安全部下发的卷扬机操作规程操作。认真贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针。 （3）禁止上下抛物件，必要时挂安全网、戴安全帽。各类物料、工具摆放 （4）建

28、立安全机构，配备安检人员，完善安全检查工作制度。每工作班应配备专职安全员，检查落实工作中的相关措施。 （5）灌浆前应检查相应灌浆管的完好程度，防止灌浆过程中由于压力过大，造成管路爆裂。 （6）施工过程应遵守有关安全规范，进入施工现场的人员，必须佩戴安全防护用具，且安全帽必须系带。危险处设置安全标志牌。 （7）定期检查牵引钢丝绳，发现断丝及时更换。每天开工前必须人认真检查提升系统，发现问题及时处理；运行期间，每天对卷扬机系统、导向轮打一次黄油进行保养。 （8）加强个体安全防护，安全意识教育，提高员工安全意识，正确使用安全帽、安全带等。 （9）施工用电严格按照施工现场临时用电技术规范的要求施作，工地照