某水电站出口围堰水平爆破孔及灌浆指导书

1、金沙江溪洛渡水电站4#、5#导流洞出口围堰堰埂水平爆破钻孔与灌浆施工作业指导书葛溪右导技施字（2007）第 号编制： 王 建 朝 审核： 葛洲坝集团溪洛渡导流洞工程与电站进水口开挖工程施工项目部二七年九月二日- 1 -4#、5#导流洞出口围堰堰埂水平爆破钻孔与灌浆施工作业指导书1、概述1.1、地质概述导流洞出口围堰基础的岩性为P24层的角砾集块熔岩和含斑玄武岩，层内错动带发育，错动带宽度约在510cm之间,影响带宽度约在1020cm之间,对围堰基础的整体稳定性影响不大；节理发育，多为中、陡倾角的，节理闭合，无充填，节理面平直粗糙，裂面轻度中度锈染；由于该围堰处于风化卸荷带上，卸荷裂隙发育，且普

2、遍张裂，充填碎石及次生泥；基础岩石较破碎。在此围堰基础的围岩中，有部分岩体风化强烈，呈次块状镶嵌状结构，局部呈碎裂结构。大部分围岩微风化、岩体破碎，围岩完整性及稳定性差。地下水活动较微弱，大部分干燥，局部潮湿，个别地段渗水现象。经设计地质工程师判释，该围堰基础的围岩类别应为2类。1.2、施工情况5导流洞围堰堰埂相对较完整，且孔深基本都小于25m，为了确保施工进度，5出口不做系统灌浆，只在最上部两排地质状况最差的孔进行局部灌浆 4#导流洞出口围堰施工排架已开始搭设，由于4出口岩石破碎，拟施行系统灌浆，以提高成孔率和造孔质量。2、岩埂水平孔钻孔 造孔程序如图1所示：图1 造孔程序图（1）测量初步放

3、样为了给施工人员搭设排架时提供参考，先由测量人员按照设计图纸要求将底部能够布设的13排水平孔布孔，用红油漆在岩石边坡上将各孔孔位、高程和导流洞的中心线明确标记，并且现场与施工队的技术人员进行交底。（2）测量二次放样、孔口挂牌标记排架验收合格后，测量人员按照设计图纸要求将上部水平孔布孔，用红油漆在岩石边坡上将各孔孔位作好标记，并且由施工人员将提前做好的孔口标记牌挂在相对应孔位旁边的排架钢管上面。（3）钻机定位 确定钻机工作高度：应根据设计孔口高程、倾角计算钻机实际工作高度，做为钻孔垫层高度参考依据； 方位角确定：利用钻机前部准心和动力头上部准心是否与测量放样方位线重合以确定钻机方位及钻机移动依据

4、； 倾角控制：每68m设一标准样架（样架采用钢管搭设）作为钻孔参考，结合地质罗盘仪、量角器测量，水平尺校核，结合钻机微调螺杆调节； 加固钻机：为保证钻孔时钻机稳固，保证钻孔精确，可在坡面打风钻孔，埋设锚筋或钢管，利用钻机支撑架加固钻孔。原则上应保证钻机不发生轴向及横向位移，使钻机压力均匀分散于坡面。（4）钻孔中间检查、控制造孔由施工技术人员对当班钻工进行技术交底及注意事项。开孔时要严格控制钻机开孔误差，对冲击器和钻头应有一个支撑和限制，以达到设计控制点。由于钻杆自身重量及钻具由多根钻杆连接而成，钻孔时会对精度有很大影响。因此为提高钻孔精度，钻孔过程中，加强钻具的导向作用，根据以往钻孔经验，在钻

5、杆薄弱环节钻杆与钻杆之间安装孔道扶正器进行孔道纠偏。并随时检测钻进过程中孔斜误差。钻孔根据测量轴线和桩号，标记控制点和高程。严格按设计孔距放孔位，并明显标注孔位、孔号、孔向。钻机钻孔定位，冲击器中心对准孔位（钢管中心），平面误差小于2cm。钻孔过程中用吊锤法校正钻机冲击器垂直度，使冲击器及钻杆与地平线夹角坡度小于0.5%。当孔深达35m时，应停止钻机检查钻孔垂直度，如发现钻孔超偏，应立即纠偏或重新开孔。钻孔结束检查孔深误差小于30cm为合格，否则进行补钻或填孔，孔口采用木楔进行保护，做好孔号、孔深记录。在钻孔的过程中，施工队质检人员必须及时逐孔、逐项进行检查，并分别在钻进到1.03.0m、孔底

6、，对钻机钻孔角度进行检查、校核，将检查结果填写到钻孔施工质量检查验收记录表中,符合要求，继续施工，否则及时停止钻设，将孔灌注水泥砂浆，待强后，重新钻孔。质检部门现场监督、抽查、复检，做好抽查的记录，并对施工队检查结果予以确认。在钻孔的过程中，如果出现塌孔、渗水的现象，立即停止钻进，马上启动固结灌浆工艺，灌浆完毕，待凝后，重新扫孔。需要进行固结灌浆的水平孔详细填写围堰水平孔需要固结灌浆段确认表。（5）终孔验收、PVC管保护、堵塞钻孔完毕之后，施工队伍先自检，然后由质检部门和监理工程师进行终孔验收，主要检查孔深、孔向和孔间排距三项指标，详细的将验收结果填写到围堰水平孔钻孔施工检查验收记录表中。如果

7、孔位、孔向、孔深均超过标准值，经质检部和监理工程师共同确认该水平孔作废，采用水泥砂浆封堵、待强后，重新钻孔。验收合格后，往孔内插入PVC保护管，并且将孔口保护好。孔口保护采用提前预制好的圆锥形木楔子和棉纱堵塞，堵塞时将孔口标识牌和棉纱用塑料袋子装好放入孔内，并且用铅丝将标识牌固定，防止掉入孔底，后期供装药、连线所用。 （6）钻进过程中注意事项、钻机钻进速度不宜过快，必须保证匀速钻进，遇到破碎带时要放慢速度缓慢匀速钻进。、钻机每次换钻杆时，要平直来回拖动钻杆以便清除孔内以及钻杆上渣滓，此时孔内不给风，尽量不要旋转钻杆，如遇塌孔、卡钻时可轻微旋转钻杆。钻机大约打到每隔10m深度时退出钻杆，用高压风

8、清出孔内石渣后再重新钻进，必要时进行高压风水联动冲孔。、钻到终孔后，要反复来回拖动钻杆，以清出孔内石渣、岩粉，使孔壁光滑。退出钻杆后，钻机不得挪走，然后用高压风反复冲孔（同时孔内潮湿，有渗水部位试验用高压风水联动反复冲孔），以便清出孔内的石渣和岩粉。、穿PVC管时，将PVC管管头做成锥形往里插，为防止串浆时将孔内堵塞，锥头用胶带包裹严密； PVC管安装必须在清孔后立即进行，如遇到PVC管插到中途受阻难以往下插时，从管中插入管用高压风（并试验用高压风水联动）进行PVC管前部钻孔的清孔，吹出石渣、岩粉后再往里插。、对塌孔的孔，现场可尝试对钻机钻头进行改进后，采用泥浆护壁，然后再插管。、对于已经安装

9、合格的PVC管，鉴于灌浆串浆将孔内堵塞的情况，可以试用进行清孔试验，具体做法是先用小于80mm的冲击器和钻头沿孔中心钻到设计深度后，利用高压风水联动反复清孔、洗孔，将石渣、岩粉清出。（7）开孔前发现孔位放样在裂隙或断层带上，或在浆砌石与岩埂交界部位成孔困难，及时联系技术人员进行孔位调整。3、水平爆破孔钻孔施工特殊情况处理根据具体施工情况，水平孔爆破孔钻孔、系统灌浆施工过程中可能会出现塌孔、渗水、涌水、串浆等多种特殊情况，拟根据实际情况分别采取如下处理方法。3.1、塌孔情况、钻水平爆破孔时，如遇能够钻至设计孔深但无法安装PVC管的塌孔情况，先采用高压风反复冲孔，若冲孔后仍不能达到安装PVC管的要

10、求，则再采用高压水反复冲洗，高压水压力不小于0.5Mpa。、经高压风、高压水冲孔后，仍不能安装PVC管的孔，或者钻孔时就不能钻至设计孔深的孔，则对该孔进行灌浆处理；灌注水泥0.5：1，灌浆压力为0.30.5MPa；待凝后扫孔形成爆破孔，或灌浆待凝后在边上重新开孔，再安装PVC管保护好。3.2、串浆情况为防止需要灌浆的孔将已安装好PVC管的灌浆管内串满浆液，PVC管安装时一定要将孔底管口封堵密实。串浆孔可以多孔并灌。施工时，若不能成孔需要灌浆后二次扫孔的爆破孔在灌浆时，有浆液串入已安装好的PVC管内，则可试用按2.（6）所述方法处理，或重新开孔。如果浆液串至其它已成型但尚未安装PVC管爆破孔，且

11、该孔PVC管无法插入孔底，那么对孔口进行堵塞，待灌浆孔灌浆结束后，拿出堵塞物，此时孔内如果串浆已将该孔注满水泥浆，则直接对该孔进行二次扫孔；如果串浆没有将该孔注满水泥浆，则灌浆后再二次扫孔。3.3、渗水、涌水情况、小渗水情况对渗水较小的部位：如果能够将钻孔一次钻到设计孔深，则钻到设计孔深后采用全孔一次注浆。灌注1：1和0.5：1的纯水泥浆，注浆压力0.30.5MPa，然后二次扫孔。如果不能将钻孔一次钻到设计孔深，采用自上而下灌浆，尽可能钻到能钻的最大深度，进行注浆，注浆采用0.5：1的纯水泥浆，注浆压力为0.30.5MPa，当吸浆量超过4t/段后，若仍达不要求，则掺加3%5%水玻璃间歇灌注。、

12、渗水、涌水情况渗、涌水部位，利用止浆塞能将孔口堵住，则利用止浆塞将孔口堵住，然后采用0.5：1浓浆，掺加3%5%水玻璃，压力0.50.8MPa（压力表压力此时采用注浆压力加上灌浆孔处水压力值之和），当吸浆量超过1520t后，若仍达不要求，掺加20%50%水玻璃双液注浆，迅速将该孔灌浆封堵，该孔不再作为水平爆破孔。灌浆结束待凝后，另外在旁边设计允许范围内重新开孔作为爆破孔。若重新开的孔仍出现卡钻现象，则采用自上而下分段进行固结灌浆，每一段的段长不超过5m，第一段灌浆压力为0.3MPa，第二段0.40.6MPa，第三段0.60.8MPa，第四段以后0.81.2MPa，灌注1：1和0.5：1两个比级

13、的纯水泥浆，每段吸浆量超过4t/段后，掺加3%5%水玻璃间歇灌注，灌浆结束待凝后重新扫孔作为水平爆破孔。也可以考虑逐排改造排架，采用锚索钻机完成灌浆后仍然卡钻的爆破孔。、爆破孔贯通或无法封堵涌水双液灌浆法封堵施工A.灌浆材料水泥水泥采用42.5Mpa级普通硅酸盐水泥。水玻璃要求玻美度达到3045度，模数达到2.43。B. 阻塞器具胶球压胀式阻塞器 胶球压胀式阻塞器如图2所示：图2：胶球压胀式阻塞器 C.施工程序阻塞制浆灌浆待凝拆除扫孔（在边上重新开孔）D. 主要施工方法阻塞根据钻孔情况选择阻塞方式，对于孔口裂隙发育，岩石破碎的钻孔选择采用孔口封闭的方式进行阻塞；对于孔口岩石完整的钻孔则采取胶球

14、压胀式阻塞器，阻塞深度根据钻孔漏水点位置确定，不能确定的则阻塞于孔口2m内。灌浆采用双液灌浆方法，即将水泥浆液及水玻璃按一定比例送入孔内进行灌浆，对于涌水量较小(不超过20L/min)的钻孔则采用单液法灌注。a.浆液配制比例水泥浆初定为0.8:11:1(水与水泥的重量比)，双液灌浆水水泥与水玻璃的体积比暂按1:0.4水泥浆制备完毕后先行进行灌注。单液灌浆水玻璃的掺量则按水泥重量的35%加入在拌制完毕的水泥浆中注入孔内。b.灌浆方法灌浆开始时首先灌注纯水泥浆，达到钻孔及管容的1.2倍浆量后即开始水泥-水玻璃浆的灌注，双液法开启水玻璃输送泵，两泵最大压力按0.8Mpa控制，双液法按按照体积比控制各

15、自的灌入流量，灌入至结束标准后即改灌纯水泥，纯水泥浆的灌入量按管容的1.2倍控制。c.结束条件为了控制灌浆范围减少浆液的浪费及有效堵塞渗漏通道，灌入水泥-水玻璃浆量控制在300L/m内即可结束。对于在灌浆过程中灌浆有明显减少、压力显著升高超过要求压力的钻孔则立即停止水泥-水玻璃浆的灌注改用纯水泥浆清除管内占浆。d.待凝灌浆结束后应孔口封闭待凝不少于36小时才能拆除阻塞器进行扫孔工作。E.主要技术控制点在阻塞时应采取有效措施保证灌浆过程的顺利进行，必要时应在孔口使用支撑、锚固方式固定阻塞器。开灌前准确计算孔管容积以控制灌浆量。开灌灌注纯水泥浆时及时注意灌浆压力及灌注流量的关系以确定水泥-水玻璃浆

16、灌注时的合理流量。4、系统预灌浆（主要针对4#出口围堰堰埂）4.1、灌浆材料、水泥：围堰灌浆的水泥标号选用42.5级普通硅酸盐水泥。、水：灌浆用水应符合混凝土拌和用水的要求。、根据施工情况，在水泥浆液中掺入适量的速凝剂或水玻璃或其他外加剂，以缩短浆液待凝时间。4.2、灌浆孔位布置原则在4导出口围堰造孔前采取预固结灌浆处理，以提高钻孔效率和成孔质量，具体做法是将4导围堰岩埂自上向下，灌浆也按照的顺序进行。预固结布孔按3×3m间排距布置，固结孔布置在爆破孔位上之间，造孔深度在距设计孔底2.0m处。预固结灌浆造孔采用锚索钻机造孔。灌浆结束待凝36小时后方可扫孔。4.3、灌浆参数、孔深、孔径

17、灌浆孔直接布置在设计爆破孔位之间，采用YQ-100B或锚索钻机钻孔，孔径90mm，孔位布置及相应孔深见附图。、灌浆方法 采用自上而下、纯压式灌浆方法，每排孔分两序进行灌浆，为了减少二次扫孔占用直线工期，也可一次造孔到位，再自下而上分两段灌浆，具体根据现场实际灵活确定。、分段及压力情况灌浆孔分成两段，第一段7m8m，灌浆压力为0.20.3MPa；第二段8m至终孔，孔径90mm，灌浆压力0.8MPa以上。、水灰比 4#出口围堰系统灌浆灌注水泥浆液，水灰比为0.8：1、0.5：1两个比级。4.4、灌浆施工、施工程序施工时，先钻孔后灌浆，高程方向上先完成底部两排固结灌浆，然后再自上而下逐排进行灌浆，水

18、平爆破孔造孔则搭接自上而下进行，以提高功效。、钻孔 钻孔时直接在设计爆破孔位上钻孔，孔位、孔径、孔向、孔深等参数要满足要求，钻至要求深度后直接进行灌浆，不必进行冲洗和压水试验。另外，由于灌浆孔后期可能要扫孔作为爆破孔，因此，钻孔要严格按照爆破孔的程序和精度要求控制施工。、灌浆灌浆采用单孔灌注，位于同排上的相同段灌浆时，若吸浆率均较小，可采用群孔并联灌注，但应一泵灌一孔，同时要注意控制压力。、浆液转换原则、灌浆浆液由稀到浓逐级变换，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压力持续升高时，不得改变水灰比；、开灌后，孔内吸浆量达到300L以上，或灌注时间已达30 min，且压力和注入率无显著改变时，可变浓一级。、结束条件在相应段最大灌浆压力下，当注入率不大于1.0L/min，继续灌注30min，即可结束灌浆。、封孔所有的灌浆孔和检查孔在灌浆作业结束后，清除孔内积水和污物，采用 “全孔灌浆封孔法”封孔。5、系统灌浆特殊情况处理5.1、串浆、漏浆灌浆过程中当相邻孔出现串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆，应一泵灌一孔。否则应将串浆孔内串浆部位以上用灌浆塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，再对串浆孔进行扫孔、灌浆。若灌浆时出现沿岩石层理面多处漏浆的情况时，应根据具体情况采取表面封堵、嵌缝、间歇灌浆等措施进行处理。5.2、因故中断灌浆工作必须连续进行，若因故中断，应及早