水电站大坝钻孔灌浆及排水孔施工方案

水电站大珊占孔灌浆及排水孔施工方案1.1主要施工项目及工程量（1） 23#〜44#坝段坝基、左岸坝肩帷幕灌浆；（2） 23#〜44#坝段坝基、左岸坝肩排水孔；（3） 23#〜44#坝段坝基固结灌浆；（4） 4#〜6#泄洪中孔、2#放空底孔钢衬接触灌浆;（5） 3#导流中孔、2#导流底孔封堵回填灌浆；（6） 施工图纸规定的其他钻孔与灌浆等项目。主要工程量见表11-1。表11-1 钻孔灌浆及排水孔工程量表项 目单位工程量备注坝体混凝土裂缝灌浆m23400暂列项帷幕灌浆m101400帷幕化学灌浆m2200暂列项固结灌浆m195500固结化学灌浆m2300暂列项坝基固结灌浆前后波速测试m12270平均孔深20m坝基固结灌浆地震m120平均孔深30mCT成像剖面排水钻孔m35817钢衬接触灌浆m21684封堵回填灌浆m21520封堵接缝灌浆m2134201.2主要施工特点1.2.1集中制供浆站布置场地较困难某水电站帷幕灌浆10.36万m,固结灌浆19.78万m,接缝灌浆16.7万m2,估算日耗灰60〜80t，工作面分散在左岸多条灌浆洞里面，及大坝廊道内，大坝基岩固结灌浆施工强度高，接缝灌浆采取全年灌浆。工程受地形条件限制，边坡陡，坝址为V型河谷，由于岸坡较陡，如果采用分散制浆是非常困难的，为此在左岸1130m马道拟建一座集中供浆楼。1.2.2坝基固结灌浆施工特点（1）本标基础固结工程的施工特性主要为：固结灌浆在整个坝基面进行，与混凝土浇筑交叉作业，工程量大、高强度、工期紧、施工干扰大，需要做多工种、多工序的统筹安排。（2）坝基由于地形，地质条件比较复杂，采取了坝基全面深层固结灌浆，灌浆范围延伸至坝基上游5m,下游10m区域，基岩深度15m〜45m。（3） 由于大坝混凝土上升快，停歇时间短，这样就形成了固结灌浆施工强度高。河床坝段开工时固结灌浆施工强度高度集中，工期紧较为突出，因此要投入的钻灌设备较多，才能满足工期要求。（4） 固结灌浆工期紧，部分坝段灌浆区域采用无盖重灌浆，需采取一些特殊灌浆措施保证无盖重灌浆质量。（5） 要有切实可行的施工管理技术措施，避免在已浇筑的混凝土面进行有盖重灌浆时，钻孔破坏冷却水管及其它预埋设施，特别是安全监测设施。1.2.3帷幕灌浆施工特点（1） 帷幕钻孔最大深度为70m、90m、120m，这就对帷幕灌浆孔的孔斜要求高，要切实注意控制孔斜和进行孔斜测量，要做好孔斜的预防工作，保证帷幕灌浆质量。（2） 根据招标文件要求2009年10月底以前完成1160m高程以下帷幕灌浆。大坝39#、40#坝段及1190m高程灌浆洞的洞口段的帷幕孔，在1160m高程以上不满足30m混凝土压重的要求，为了该地段1160m高程以下的防渗帷幕形成，要采取一些技术措施进行帷幕钻灌。（3） 1#、2#导流洞地段的帷幕钻灌，在导流洞封堵后施工，坝前开始蓄水，有库水位情况下钻灌技术措施。1.2.4排水钻孔施工特点大坝基础排水孔深60m,孔径150mm，钻孔孔径大；排水洞的排水孔为仰孔，孔径110mm，难度大，要制定保证施工安全和控制孔斜质量的有效措施。1.3施工布置1.3.1风、水、电系统（1） 施工用风采用系统供风，风压大于0.6MPa。（2） 钻灌工程施工用水，采用施工供水系统供水。帷幕灌浆施工用水，沿灌浆平洞及灌浆廊道架设直径100mm水管，并相距15m开口焊接直径25mm闸阀，供水能力10m3/h，出口压力0.8MPa。（3） 施工用电采用系统供电，动力线敷设至各灌浆作业区，帷幕灌浆动力线沿廊道壁架设并相距30m设置1个600A空气开关，廊道顶拱架设施工照明，照明电压采用24〜36V。（4）大坝基础固结灌浆的动力线架设专用线至钻灌作业区，夜间施工照明安装500W〜1000W碘钨灯照明。钻灌工程供电高峰总负荷约1800kW。1.3.2水泥浆制、供浆系统布置（1）集中制浆楼布置本标段灌浆工程量较大，施工强度较高，同时由于受施工现场场地狭窄、设备密度大、交叉作业、交通困难等不利条件影响，拟建一座具有自动称量、高速制浆、水泥储存量为250t、能制备水灰比（重量比）为0.5：1的浆液且连续供浆能力为350L/min的自动化制浆楼。集中制浆楼场地选在左岸1130m高程马道，占地面积150m2。（2） 集中制浆站布置施工初期，集中制供浆楼来不及形成，各部位施工制供浆根据现场施工具体情况，可以在适当位置建简易移动制浆站，拌制水灰比（重量比）为0.5:1的浓浆，连续供浆能力200L/min。简易制浆站由占地面积20m2的木结构水泥堆放平台、ZJ-800型高速制浆机、低速搅拌机和BW250/50泥浆泵组成。见附图XW/C4-A（L）-11-01、02。集中制浆楼建成后不再使用。（3） 中转站布置供浆中转站布置在灌浆部位旁，集中供浆站与中转站之间及中转站之间采用838mm钢管输送浆液。从集中制浆楼输出的浆液经供浆中转站采用循环管路（838mm）分别输送至各灌浆站。中转站内主要机械设备有1000L低速搅拌桶一个，一台BW250/50型泥浆泵。制浆楼、中转站、灌浆站之间采用有线电话联络。（5）通讯联络制、供浆站与施工作业部位安装有线专用电话，以方便内外用浆与供浆联系。1.3.3钻灌台车及排架布置（1） 坝基础斜坡段的固结灌浆钻孔，当采用无盖重固结灌浆时搭设钻灌排架；灌浆廊道斜坡段的帷幕钻灌，拟搭设钻灌台车。见附图XW/C4-A（L）-11-03。（2） 坝基帷幕灌浆孔钻场布置。坝基帷幕灌浆孔钻孔深度大，精度要求高，施工难度大。因此，拟在廊道底板预埋地锚固定钻机，在廊道顶拱预埋吊环用于提升钻具。（3） 排水孔的钻场布置岩基排水孔在廊道及排水洞内作业，钻孔深度较大，且部分为仰孔垂直钻进，钻孔精度要求高，因此，在廊道底板埋设地锚螺栓以固定钻机。1.3.4施工期间的排污（1）施工期间的废水、渣、浆等由专职人员清理和排除，同时，充分利用系统设计的排放条件并根据地形条件和废水来量大小补充设置排污设施，按照“高水高排、低水低排、污水净化沉淀”的原则处理。施工期间，需保证所有排污设施的正常运行，做好维护、管理工作。坝基固结灌浆期间的废水、废浆集中排放，不得影响相邻坝块的混凝土浇筑。排污采用临时排污池，临时排污池布置在较低的位置，排污池采用砖砌筑，排污池中间两道隔墙，分为沉淀池、过滤池、清水池。在混凝土面上进行灌浆时，在施工场地的周围修筑挡水围堰，废水、废浆集中在一个地方，用管道引水出坝外至排污池。1.4灌浆材料1.4.1水泥用于帷幕灌浆、固结灌浆的水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。帷幕灌浆的水泥细度要求通过80rm方孔筛，其筛余量不大于3%。灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的水泥。水泥不存放过久，出厂期超过三个月的水泥不使用。在灌浆施工过程中，对水泥的强度、细度、凝结时间等进行抽样检查。超细水泥，超细水泥可以使用统供干磨成品水泥，也可以湿磨，要求比表面积大于7500cm2/g，D50V5〜8rm，DmaxV30E。在特殊部位，如断层带、蚀变带考虑采用超细水泥加硅粉的混合浆液进行灌注。超细水泥检测帷幕、固结灌浆超细水泥：比表面积、颗粒级配曲线、强度。拱坝接缝灌浆用磨细水泥：颗粒级配曲线、强度。浆液：粘度、凝结时间、析水率、比重、结石强度、孔隙率、容重等。检测频率：每个批次检测一次，若一个批次重量大于20t时，每20t作为一个检验批次。1.4.2水灌浆用水符合JGJ63的规定第3.10.4条规定。1.4.3掺合料经监理人批准，在水泥浆液中掺入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃等掺合料。各种掺合料质量符合DL/T5148的规定，其掺入量通过试验确定，试验成果报送监理人。1.4.4外加剂经监理人批准，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/T5148的规定，其最优掺加量通过室内试验和现场灌浆试验确定，试验成果报送监理人。所有能溶于水的外加剂以水溶液状态加入。1.4.5化学灌浆材料帷幕灌浆化学灌浆采用丙烯酸盐类、丙烯酰胺、聚氨脂类化学材料，材料的性能应通过室内试验和结合现场实际情况确定。固结灌浆采用改性环氧树脂类化学材料，浆材性能见表11-2。表11-2 改性环氧树脂类化学材料性能起始粘度mPas抗压强度MPa抗拉强度MPa抗剪强渡MPa5.4〜12.560〜8015〜2020-301.5灌浆试验灌浆试验包括基岩有盖重固结、无盖重固结灌浆和帷幕灌浆。灌浆前，先作灌浆试验，包括浆液试验和现场灌浆试验，通过对不同水灰比、材料、施工程序和方法进行灌浆试验，检查灌浆效果，确定灌浆参数，指导灌浆施工，灌浆试验的参数按技术规范及监理工程师的批示执行。在试验前21d提出试验大纲，报送监理审批，试验成果经监理批准后方可实施灌浆施工。灌浆所用的材料如水泥、掺和剂、外加剂和水等均满足招标文件要求和规范规定，灌浆试验所使用的设备与实际施工时准备使用的设备相同，使试验成果有可比性。1.5.1浆液试验按监理指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目试验：（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） 浆液的沉淀稳定性；（5） 浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间；（6） 浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；（7） 监理指示的其它试验内容。1.5.2现场生产性灌浆试验（1） 选择与永久工程相似的地段作为灌浆试验区。（2） 根据灌浆工程施工图纸的要求或按监理人指示选定试验孔布置方式、孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数。（3）在每一生产性试验区内，按批准的生产性试验大纲拟定的施工程序和方法进行生产性试验，检查灌浆的效果，整理分析各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量等的试验资料，并将生产性试验成果和试验记录提交监理。1.5.3灌浆试验实施（1） 灌浆试验的时间和地点根据现场施工情况和监理工程师的指示选定，灌浆试验的项目及内容严格按照监理工程师批准的“灌浆试验大纲”进行。（2） 灌浆试验的施工工艺严格按照招标文件技术要求、监理工程师指示及规范规定进行。（3） 无盖重固结灌浆试验，施工期为2005年7月1日〜8月20日前完成并将初步成果报送监理，满足8月26日开始施工的进度要求。1.5.4试验成果整理（1） 做好灌浆试验过程中的施工原始记录，包括制浆记录表、钻孔记录表、洗孔记录表、压水记录表、灌浆记录表、封孔记录表、抬动变形观测记录等。（2） 灌浆试验过程中和结束后，及时整理试验成果，报监理工程师批准后用于指导灌浆施工。这些成果包括：灌浆孔成果、灌浆分序统计表、各次序孔灌浆成果表、灌浆综合剖面图、灌浆工程检查孔压水试验成果、各次序孔透水率频率曲线和频率累计曲线、各次序孔单位注入率频率曲线和频率累计曲线、检查孔取芯资料（包括岩芯素描图、钻孔柱状图）、各项室内试验成果及分析报告等。1.5.5成果分析钻孔编号、钻孔灌浆记录及时整理。提交灌浆成果，提出建议等。全部试验数据和成果提交监理人，指导大坝帷幕灌浆施工和固结灌浆施工。1.6物探测试及抬动变形观测钻孔灌浆的物探测试、抬动观测主要在坝基帷幕灌浆，大坝基础固结灌浆施工部位，项目及工程量见表11-3。表11-3 坝基固结灌浆前灌浆后波速检测工程量表部位单位工程量备注单孔声波测试m6270平均孔^0m跨孔声波测试m4200平均孔^0m地震波测试m1800平均孔^0m波速测试钻孔41m6270平均孔^0m地震CT成像剖面m120平均孔^0m部位单位工程量备注合 计186601.6.1物探测试（1） 物探测试工作委托有测试能力的单位负责进行测试，承包人配合测试单位进行测试工作。（2） 物探测试的钻孔采用XY-2PC型回转钻机，金刚石钻头清水钻进，孔径76mm，孔斜测量采用KXP-1测斜仪分段进行。（3） 在布设有物探测试孔的部位，在灌浆前和灌浆结束14天后，分别进行物探测试工作。提前3天通知监理人，以便安排测试工作。（4） 在灌浆前物探测试工作完毕后，对测试钻孔妥善保护，以防止灌浆时浆液串入孔内填堵钻孔，孔口严加保护。（5） 物探测试孔按灌浆先导孔钻孔要求采集岩芯，自上而下分段钻进、分段压水。（6） 物探测试钻孔深度达到设计深度要求。（7） 灌浆后物探测试在原孔进行扫孔，冲洗，并自下而上分段进行压水试验后，再进行物探测试。（8） 灌后物探测试工作完毕后，按灌浆孔封孔要求进行封孔。物探测试见附图XW/C4-A（L）-11-04。1.6.2抬动变形观测（1） 抬动观测装置安装抬动观测孔钻孔使用XY-2PC钻机或者潜孔钻机造孔，孔径巾91mm，一次钻进到底。钻完后即安设抬动观测装置。抬动变形观测见附图XW/C4-A（L）-11-04。（2） 抬动变形观测记录LH02B型智能位移测控仪观测系统是本单位自行研制的设备，已获国家专利，可有效地把灌浆中的抬动变形情况自动监测、记录、报警。仪器具备以下性能特点：单路传感器输入；可设定零点及上、下限控制值；实时显示、存贮、打印检测数据，按要求打印时间〜抬动值曲线；测试精度1Um，测试范围0~100um；超上下限激光报警，其中下限声音报警可解除，可恢复；断电后，零点值，上、下限值、检测数据不丢失。（3）在裂隙冲洗、压水试验及在灌浆过程中均进行抬动变形观测与记录。抬动变形允许值暂定200um。并将观测成果连同灌浆成果报送监理人。灌浆工作结束后，抬动观测按监理人的要求进行封孔处理。1.7封堵回填灌浆及接缝灌浆施工1.7.1概述本标回填灌浆为左岸坝身导流中底孔封堵混凝土顶部回填灌浆，工程量1520m2；接缝灌浆按浇筑分缝划分灌区对缝面进行接缝灌浆，工程量13420m2。1.7.2施工程序回填灌浆分区段进行，导流中孔封堵原则以20m为一段进行封堵混凝土的浇筑；导流底孔封堵原则以25m为一段进行封堵混凝土的浇筑，每段浇筑完后进行回填灌浆，之后再进行下一段的混凝土浇筑。工艺流程：施工准备f预埋管畅通性检查f灌浆f质量检查。1.7.3施工方法灌浆管路回填灌浆管路采用高密度丙烯塑料管，在现场安装，引至每段下游侧(伸出1.5m)做好标记，并对管口进行保护。在浇筑下一段时，将前一段所伸出的1.5m灌浆管截去。接缝灌浆管路采用预埋PVC-U管作为灌浆系统管路，分进浆管、回浆管、排浆管，各灌浆管路预埋作好标记，以免混淆，并对灌浆管进行保护。灌浆机具采用2SNS砂浆泵，JJS-2B搅拌桶，GJY-W型灌浆自动记录仪配套使用。灌浆材料使用水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。灌浆压力按设计图纸。灌浆浆液一般采用水灰比0.6:1浓水泥浆液，当遇空腔较大部位时，可灌注水泥砂浆，掺砂量不大于水泥重量的200%。灌浆结束标准，当回浆管浆液比重不小于进浆管浆液比重时，再延续5min后孔封回浆管，有压灌至不吸浆即可结束灌浆作业，并扎封进浆管闭浆。混凝土接缝灌浆前，混凝土温度达到施工图纸规定值；接缝灌浆按大坝接触，接缝灌浆有关要求及监理人指示执行。封堵回填灌浆及接缝灌浆质量检查按监理工程师的要求进行。1.8固结灌浆施工1.8.1大坝固结灌浆工程固结灌浆施工范围主要在23#〜44#坝段基岩固结灌浆，主要工程量见表11-4。

项目单位工程量备注固结灌浆混凝土钻孔m29993灌前单点法压水试验段2500固结岩石钻孔m15750普通水泥灌浆，42.5级固结岩石钻孔m38000超细水泥灌浆固结灌浆硅粉t20暂列项固结灌浆检查孔混凝土钻孔m5600固结灌浆检查孔岩石钻孔m11500超细水泥灌浆，含取芯固结灌浆检查孔混凝土岩石钻孔m606500〜6700,含取芯固结灌浆检查孔单点法压水试验段2500固结引管灌浆m54997主钢管638X2.5固结引管灌浆m3400支钢管632X2.5固结灌浆注孔口管m2600695X5固结灌浆工程量表表11-4表11-4项目单位工程量备注固结化灌钻孔与灌浆m2300改性环氧树脂类，暂列项固结灌浆混凝土钻孔预埋钢管t18676X4无盖重固结灌浆扫孔6150m4300暂列项无盖重灌浆引管m219600超细水泥灌浆1.8.2固结灌浆施工原则及要求(1)布孔要求坝基固结灌浆孔均为梅花形布置，分为六种灌浆区域。孔距、排距：L=2〜3m，用于常规孔位布置；孔距、排距：L=1.5〜2m，用于E区固结灌浆孔位布置。钻孔方向垂直建基面。坝基固结灌浆布置见附图XW/C4-A(L)-11-05。灌浆参数见表11-5。表11-5 固结灌浆参数表灌浆分区孔深(m)钻孔间距(m)灌浆压力灌浆材料接触段灌浆压力最大灌浆压力A区153X30.5〜0.72.042.5级普通硅酸盐水泥B区