高压喷射灌浆防渗墙围井试验方案总结

1、CB01哈达山水利枢纽工程（一期）施工技术方案申报表（中水十三局2009技案030号）合同名称 ：哈达山水利枢纽工程（一期）防护区工程土建施工A-07标段合同编号 ：HDSZ017-2008（T07）致：北京华源水利水电工程咨询公司哈达山水利枢纽工程（一期）防护区监理部(J-03标)根据 2009 年 10 月 15 日的设计修改（变更）通知单（NO.防护区10）中防护区堤防深层搅拌水泥土防渗变更方案的要求，我部现拟进行高压喷射灌浆围井试验的施工，以尽早取得高压喷射灌浆的施工参数，为明年高压喷射灌浆创造有利条件。多头小直径深搅水泥土防渗墙与高压喷射灌浆防渗墙搭接部位的试验，由于气温低，深搅水泥

2、土截渗墙施工无法正常保温，待明年月份左右进行。我方今提交哈达山水利枢纽工程（一期）防护区工程土建施工A-07 标段工程的：施工组织设计施工计划措施工程测量施测计划和方案施工方法工程放样计划专项试验计划和方案请贵方审批。4承 包 人：中国水利水电第十三工程局有限公司哈达山水利枢纽工程（一期）A-07 标段项目经理部项目经理：日期：年月日监理机构审批意见。监 理 机 构：北京华源水利水电工程咨询公司哈达山水利枢纽工程（一期）防护区监理部（J-03 标）总监理工程师：说明：本表一式人、设代机构各日期：年月日8 份，由承包人填写。监理机构审签后，随同审批意见，承包人、监理机构、发包2 份。高压喷射灌浆

3、防渗墙围井试验方案一、试验目的通过试验，选择合理的高压喷射灌浆施工工艺和技术参数，了解防渗效果。根据设计要求验证灌浆孔深、孔距是否合理，是否能满足设计要求。二、设计指标摆喷固结体设计有效厚度不小于20cm。渗透系数不大于i 10 -6 cm/s；墙体抗压强度，砾质粗砂及细砾层 25Mpa；渗透破坏比降 200。三、编制依据1、哈达山水利枢纽工程（一期）施工图设计阶段防护区堤防底层高压喷射灌浆防渗墙及与深层搅拌水泥土防渗墙搭接试验任务书及设计通知单（ NO.防护区（通知） 03） 中的防护区堤防底层高喷灌浆防渗墙及与深层搅拌水泥土防渗墙搭接试验任务书补充说明；2、哈达山水利枢纽工程（一期）防护区

4、堤防防渗线工程地质剖面图（图号： JLS45K-0931-F25） ；3、水利水电工程高压喷射灌浆技术规范DL/T5200-2004。四、高压喷射灌浆防渗墙围井试验1、试验部位选取参照哈达山水利枢纽工程（一期）防护区堤防防渗线工程地质剖面图（图号： JLS45K-0931-F25） ，选定桩号防护3+5403+560（蓝图桩号3+556.4263+576.426）（由防护堤中心线向河侧61m 为围井中心线） ，其对应范围内进行高压喷射灌浆防渗墙围井试验。2、试验内容高压喷射灌浆试验采用围井形式，围井做3 组，每个围井的高喷孔孔距为 1.3m、1.5m、1.5m，分二序孔施工，采用对接结构形式布

5、置，高压喷射灌浆孔序孔摆角60 度，序孔摆角30 度，喷射轴线与防渗墙轴线夹角为 0 度。高压喷射灌浆防渗墙围井试验的孔深为17.5m，喷射高程范围为：地面高程 139.2 以下 17.5m（至高程 121.7 ，包括入泥岩 0.5m）。围井 1、2、 3 示意图见附图 1。试验结束后，按设计要求进行质量检查。第1页 共20页3、采用三管法进行高压喷射灌浆防渗墙围井试验施工高压喷射灌浆施工参数见表 1表 1高压喷射灌浆施工参数表围井 1围井 2围井 3项目及参数孔距（m）1.31.51.5压力(Mpa)353635363536流量(L/min)708070807080水222喷嘴数量（个）喷嘴

6、直径(mm)1.7 1.91.7 1.91.7 1.9压力(Mpa)0.4 1.00.4 1.00.4 1.0流量(L/min)608060806080密度(g/cm 3)1.551.61.551.61.551.6浆222浆嘴数量（个）浆嘴直径(mm)612612612回浆密度(g/cm 3 )1.21.21.2压力(Mpa)0.6 0.80.6 0.80.6 0.8流量(m3/min)0.8 1.20.8 1.20.8 1.2气222气嘴数量（个）环状间隙(mm)1.0 1.51.0 1.51.0 1.5中、粗砂层提速 cm/min181515细砾、砾卵石层提速 cm/min10810泥岩层

7、提速 cm/min888中、粗砂层摆速（次/min ）151812151215摆喷摆速（次/min ）81078810细砾、砾卵石层泥岩层摆速（次/min ）787878摆角6060603030304、围井试验施工布置及人员、机械配置（1）施工用水、电、风系统、制浆系统、排污系统布置在靠近围井试验段附近的河内采用潜水泵供施工用水，施工用水符合水工混凝土施工规范（DL/T5144-2001）的规定；根据机械、设备用电量情况，采用1 台 250kw 和 1 台 150kw 柴油发电机供施工用电和生活用电；3空压机 1 台，满足施工用风需要； 在该试验段附近适宜位置搭设2配备 3m20m第2页共20

8、页3临时制浆站一座，为施工供浆；在制浆站附近设一座3m 的沉淀池，施工污水在此沉淀后，排至监理工程师指定的位置。施工布置见附图2：高压喷射灌浆防渗墙围井试验施工平面布置图。（2）施工机械、人员配置1）施工主要机械设备配置见下表2。表 2机械、设备配备表序号设备名称型号及规格单位数量备注1高喷台车GP1800台12高压注浆泵XPB-90C台13灌浆泵SNS台14空压机3台23m5地质钻机XY-2台16柴油发电机250kw台17柴油发电机150kw台18交流电焊机台19潜水泵台110送浆泵台211排污泵台112全站仪南方 NTS-352R台套12）施工人员配置，采用两个班次进行施工，施工人员配置见

9、下表3。表 3施工人员配备表序号工 种人数职责1施工队长1负责现场施工2施工班长2负责本班的施工3高喷工6台车操作、制浆、施工记录5钻探工4钻孔6材料员1材料进场签收7电工1负责电气设备检查和维护8维修工1机械设备维修9普工4辅助生产10技术员3负责现场技术、质检11安全员1负责安全生产与文明施工12测量工2负责测量放样13其他2辅助生产合计285、施工时段第3页共20页计划 2009 年 11 月 17 日12 月 11 日进行高压喷射灌浆防渗墙围井试验施工。五、围井试验施工1、施工程序选定试验段复勘孔施工测量放样高喷钻孔压缩空气制浆低压浆高压水准备高喷施工高喷结束回灌达到设计高程摆喷提升下

10、喷射管2、围井试验施工（1）复勘孔施工在 2009 年11 月 4 日5 日期间在围井试验地段附近的桩号防护3+549.708对应防护堤中心线向河侧60.082m 处施工一复勘孔（孔径110mm）。设计、监理、施工单位共同确认该处地质分层如下：复勘孔孔口高程为 139.20 ，126.70高程以上大部分为中砂层（6-10） ，高程 126.70 高程 125.35 为砾质粗砂层 （6-11），高程 125.35 122.20为细砾层（6-12）（其中高程122.50 122.20为砂砾卵石层） ，高程 122.20 以下为泥岩。（2）施工测量放样以正式移交完毕的测量控制网点为施测基准，用全站仪

11、测放出高喷各孔位置。（3）高压喷射灌浆防渗墙施工1）孔位布置与钻孔围井 1 高压喷射灌浆孔孔距为1.3m、围井2 和围井 3 高压喷射灌浆孔孔距为 1.5m，高压喷射灌浆孔的钻孔采用地质钻机XY-2 型、 130mm合金钻头、膨润土泥浆护壁钻孔，护壁泥浆采用膨润土和适量火碱制成，孔深入岩 0.5m。高喷钻孔过程中详细记录各种地层厚度、入岩深度及进尺情况。2）浆液的配制与使用制浆用水泥为普通硅酸岩水泥，水泥强度等级42.5 。高压喷射灌浆浆液的比重在1.55g/cm 31.6g/cm 3 之间。浆液搅拌从制备至使用完的时间不超过4h。第4页共20页浆液在过筛后使用， 并定时检测其密度。 密度检测

12、时间间隔为 20min。3）高压喷射灌浆（采用高压摆喷的施工方法）在钻孔达到设计要求的孔深后 , 高喷台车就位，调整液压台车的四个支腿，使高喷台车垂直平稳。首先进行高压摆喷施工，台车就位后开启空压机、高压泵等机具进行地面试喷。在试喷中检验各机具正常、压力流量均能达到要求后，将高喷管下沉至设计深度，按照拟定的水、浆、气等各施工参数进行原位喷射，待浆液返出孔口、情况正常后，按试验拟定的技术参数自下而上提升喷射。当摆喷上提至孔口规定停喷高程、 孔口返浆密度 1.2g/cm 3 后，结束高喷施工。喷灌过程中认真记录喷灌深度，在地层换层时按拟定的施工参数调整，保证施工参数与地层特性相匹配。高喷结束后 ,

13、 利用回浆（孔口回浆）或者水泥浆及时回灌 , 直到已喷浆孔孔口浆面不下降为止。在喷灌过程中定时检测浆液比重和温度，控制浆液比重在33灌浆管路冲洗。高喷孔喷灌结束后冲洗管路，防止水泥浆液长时间在管路接头处形成的结块存留在管路中。（4）围井封闭高压摆喷灌浆序和序孔自岩面以下0.5m 处自下而上喷射提升，形成围井墙体四周封闭。（5）施工记录高喷施工过程中，严格做好施工过程控制中所要求的项目，做到原始资料准确、清晰、完整，符合监理工程师的要求，施工记录经现场监理工程师验收后签字确认。施工表格见附表1、2。六、高压喷射灌浆防渗墙围井试验施工过程控制1、钻孔的定位由施工技术人员根据设计图纸进行放样，做好标

14、记和编号。施工中操作人员应准确定位，定位允许误差 3cm。当班质检员检查合格确认后，方可进入下道工序。2、钻机就位时，由操作人员用水平尺校准钻机垂直度，保证钻孔偏斜第5页共20页率满足规范要求。钻孔结束后，量测孔内钻杆长度，以确定钻孔深度满足孔深要求。3、下管前，应进行地面试喷并调准喷射方向和摆动角度，水、气、浆达到要求后，检查各机具性能及稳定性。4、喷头下至孔底后，将浆、气、水调到设计值，待浆液返出孔口后，可按试验参数高压喷射灌浆。5、为确保高压喷射灌浆防渗体的入岩深度，在钻孔过程中详细记录入岩深度，遇特殊地层及时与监理沟通。6、详细记录孔号、孔位、孔深、地层变化和漏浆等特殊情况及其处理措施

15、。7、高压喷射灌浆。按照试验参数规定的提速、摆速、转速等，进行高压喷射灌浆施工。8、高压喷射灌浆全孔连续作业，中途拆卸喷射管时，进行搭接段的复喷，复喷长度不小于0.2m。 复喷工作在技术人员指导下进行，并做好记录。9、当高喷提升过程中出现压力骤升或突降、孔口回浆浓度或回浆量异常现象时，及时查明原因，妥善处理，并报告监理工程师。10、高压喷射灌浆过程中孔内严重漏浆，可以采取以下措施处理：（1）孔口不返浆时， 立即停止提升； 孔口少量返浆时， 降低提升速度；（2）降低喷水压力、流量，进行原位灌浆；（3）掺加速凝剂；（4）加大浆液浓度或灌注水泥砂浆、水泥粘土浆等；（5）向孔内填入砂、土等堵漏材料；（

16、6）采用间歇灌浆法。11、在进浆正常的情况下，若孔口回浆密度变小、回浆量增大，应降低风压并加大浆液密度或进浆量。12、高压喷射灌浆因故中断恢复施工时，进行复喷，复喷搭接长度不小于 0.5m。13、高压喷射灌浆结束后，利用回浆或水泥浆及时回灌，直到孔口浆面不下降为止。14、施工过程中如实记录高压喷射灌浆的各项参数、浆液材料利用量、异常现象及处理情况等，并经常检查各项施工参数是否符合设计要求或既第6页共20页定试验参数。15、经常检查、水嘴、气嘴完好状态，出现异常现象应立即处理。七、围井试验质量检查、检测1、注水试验检查。围井试验检查需在高压喷射灌浆防渗墙完成7 天后进行。在围井中心钻一个注水试验

17、孔，进行渗透系数的检测。2、无损检测。检测墙体的连续性及墙体的实际深度。八、提交试验成果1、墙体渗透系数及无损检测报告。2、墙体各项试验施工参数。3、提出关键施工注意事项。九、安全、文明施工措施及环保措施1、进入施工现场的人员佩戴安全帽。2、施工场地统一规划，做到平坦、坚实。3、电气设备的电源，按有关规定架设安装, 均有良好的接地零线，并装有可靠的触电保护装置。4、施工时，所有操作人员服从指挥，不随意离开岗位，并经常注意机械、设备运转是否正常，发现异常及时纠正。5、遵守国家有关环境保护的法律、法规，按合同的有关规定做好施工区的环保工作，接受监理工程师或建设单位及政府机构环保人员的检查。十、冬季

18、施工保温措施冬季高压喷射灌浆试验施工时，因在露天施工，根据松原地区的气候规律，并结合高压喷射灌浆试验的特点，需做好施工所用机械设备、管路、浆液等的保温工作。地质钻机、灌浆泵、高压水泵、泥浆泵、制浆站等机械设备采用脚手架铁管及土工布搭设保温棚，保温棚内采用电热器和煤炉取暖，电热器采用 250kw 和 150kw 发电机供电；送浆管路、送水管路、供水管路采用泡沫保温管及保温膜等材料进行包裹、绑扎保温；根据浆液温度的实际情况，制浆用水可采取预热措施；制浆时，可根据实际情况在浆液中加入一定比例的食盐，以缓解浆液温度降低时间。这些措施将会解决寒冷季节低温钻孔和高压喷射灌浆的施工问题，提高施工效率，基本保

19、证高压喷射灌浆围井试验的正常施工。冬季具体保温第7页共20页措施和实施的项目如下：1、制浆站保温措施及资源投入为保证浆液温度、制浆和送浆机械设备的正常运行，制浆站采用土工布及脚手架铁管搭设保温棚，利用煤炉进行取暖。制浆站保温结构形式见附图 3，制浆站保温措施资源投入见下表4：表 4制浆站保温资源投入情况表序号名称规格数量备注1土工布2双层120m2架子管1.5 寸210kg3铁线8 号13kg4煤炉1 个5煤1.8t6柴油-35#720L取暖期按 15 天计算7食盐4.0t按水泥重量的 2%掺入8碘钨灯管及灯架1kw8 个其中灯架 2 个9普工3 人9 工日制作、安装、拆除注：柴油耗量按2L/

20、h ，15 天需 24L2 kw 15 天=720L。根据现场制浆实际情况，当需用热水进行制浆时，可在紧邻制浆站外侧，采用土工布及脚手架铁管搭设一方形上不封顶的挡风围棚，内置一个 2m3 储水罐，在储水罐底用木材燃烧加热储水罐内的冷水，冷水加热后，再用水泵将储水罐内的热水送至制浆搅拌桶内，使搅拌后的水泥浆液温度在规定的 540之间。热水制浆保温棚的结构形式见附图4，制浆用水预热措施资源计划投入见下表5：表 5制浆用水预热资源计划投入情况表序号名称规格数量备注1储水罐31 个2m2土工布240m3水泵2kw/h1 台4架子管1.5 寸190kg5木柴杂木318m6铁线8#5kg7柴油-35#72

21、0L取暖期按 15 天计算8碘钨灯管及灯架1kw6 个其中灯架 2 个9普工3 人6 工日制作、安装、拆除注：柴油耗量按2L/h ，15 天需 24L2 kw 15 天=720L；煤用量按10kg/h ，15 天需 1.8t 。2、高压喷射灌浆钻孔保温措施及资源投入由于高喷钻孔施工采用膨润土浆护壁进行，钻孔孔口泥浆循环和泥浆第8页共20页泵受气温影响很大，钻机、泥浆泵及孔口采用土工布、草帘、棉被及脚手架铁管搭设保温棚，在保温棚内用煤炉取暖才能正常施工。钻机、泥浆泵保温棚结构形式见附图5，高喷灌浆孔钻孔施工保温措施资源投入见下表6。表 6钻孔施工保温资源投入情况表序号名称规格数量备注1架子管1.

22、5 寸310kg2钢筋1433kg3土工布2双层160m4棉被0.6m1.5m90 条5草帘280m6煤炉2 个7煤3.6t8电焊机1 台9焊条4.22mm4kg10电工1 人3 工日11焊工1 人3 工日12柴油发电机250kw1 台租赁13柴油-35#1440L取暖期按 15 天计算14碘钨灯管及灯架1kw18 个其中灯架 6 个15普工4 人16 工日制作、安装、拆除注：柴油耗量按2L/h ，15天需 24L4kw15 天=1440L；煤用量按10kg/h,2 个煤炉15 天需 21.8t=3.6t 。3、高压水泵棚保温措施及资源投入高压喷射灌浆防渗墙采用三管法施工工艺，其高压水泵性能受

23、气温影响较大，采用土工布及脚手架铁管搭设保温棚，棚内利用煤炉进行取暖。高压水泵保温棚结构形式见附图6，高压水泵棚保温措施资源投入见下表7。表 7高压水泵棚保温资源投入情况表序号名称规格数量备注1架子管1.5 寸220kg2土工布2双层80m3苫布2防水保温40m4铁线8 号6kg5煤炉1 个6煤1.8t7碘钨灯管及灯架1kw8 个其中灯架 2 个8柴油-35#720L取暖期按 15 天计算9普工3 人6 工日制作、安装、拆除注：柴油耗量按2L/h ，15 天需 24L2kw15 天=720L；煤用量按10kg/h,15 天需 1.8t 。第9页共20页4、供浆、供水管路保温措施及资源投入供水系

24、统水管、高压水管及送浆管采用1.5寸泡沫保温管和厚塑料进行包裹绑扎。管路保温措施资源投入见下表8。表 8管路保温资源投入情况表序号名称规格数量备注1泡沫保温管 1.5寸内径80m供水管2泡沫保温管 1.5寸内径60m送浆管3泡沫保温管 1.5寸内径60m高压水管4保温膜100m25细铁丝10kg6普工4 人8 工日制作、安装、拆除5、值班室保温措施及资源投入现场值班室兼做材料库，采用土工布、防水苫布及脚手架铁管搭设，内设电热器和碘钨灯，利用5kw 汽油发电机发电取暖。结构形式见附图7，保温措施资源投入见下表9。表 9值班室兼做材料库保温资源投入情况表序号名称规格数量备注1架子管2 寸220kg

25、2土工布2双层84m3苫布2防水保温42m4铁线8 号10kg5发电机5kw1 台6电热器2kw2 个7汽油93#2880L取暖期按 30 天计算8碘钨灯管及灯架1kw10 个其中灯架 2 个9普工3 人6 工日制作、安装、拆除注：柴油耗量按2L/h ，30 天需 2L2 kw 24h30 天=2880L。6、营区取暖措施及资源投入营区从 11 月 12 日开始取暖，施工人员退场时间计划12 月 16 日，管理人员退场时间12 月 31 日，计划取暖结束时间为12 月 31 日，取暖时间为50天。营区宿舍共10 间，其中施工人员宿舍3 间，管理人员宿舍4 间，办公室、会议室和食堂各一间，每间配

26、备2kw 电热器一个，共需10 个。营区取暖措施及资源投入见下表10。第10页共20页表 10营区取暖措施及资源投入情况表序号名称规格数量备注1电热器2kw10 台2营区用电kw/h21840.0注：管理人员、办公室、会议室和食堂房间耗电量计算：2kw/h24h7个 50 天=16800kw/h；施工人员宿舍耗电量计算：2kw/h24h3个 35 天=5040kw/h。第11页共20页附图 1高压喷射灌浆防渗墙围井试验示意图围井试验10.651.30.65FSG1-01FSG1-02831FF7411FFFSG1-06FSG1-052.656.03.156.0围井试验2(3)0.751.50.

27、75FSG2-01FSG2-0257.083-FF5.174-FF57.0FSG2-06FSG2-053说明：1、围井试验1高喷各孔编号为FSG1-01FSG1-08；围井试验2高喷各孔编 号为 FSG2-01FSG2-08；围 井试验 3高 喷 各 孔编号 为 FSG3-01FSG3-08；2、为高压摆 喷桩 ， 标注 单位 为： m。第12页共20页附图 2防渗体围井试验施工平面布置图厕 所桩号防护 3+540桩号防护3+560围 井 3复勘孔FK-001沉 淀 池围 井 1围 井 2制 浆 站桩号防护3+550附近值 班 室水泥土截渗道墙轴线便工施时临郭家店回水渠原防护堤顶防 护 堤中 心 线第13页共20页附图 3制浆站保温棚示意图标注单位：m制浆站保温棚立面示意