坝基及坝肩防渗施工方案

坝基及坝肩防渗施工工法湖北大禹水利水电建设有限责任公司建始木桥河水库工程一标项目部目录282371.1概述 1257241.2施工布置 1113981.2.1风、水、电系统布置 167421.2.2制供浆系统布置 1281691.2.3施工排污 137671.2.4其它 2163301.3施工程序 2327501.3.1总体施工程序 2244101.3.2项目施工程序 3214411.4灌浆实验 3102321.4.1灌浆材料 368431.4.2灌浆实验项目及内容 4105381.4.3灌浆实验实施 4273681.4.4实验成果整顿 5150991.5固结灌浆施工工艺、办法与方法 5137121.5.1概述 5177481.5.2施工工艺与办法 560631.5.3施工技术方法 9233151.6帷幕灌浆施工工艺、办法与方法 11254011.6.1概述 1137781.6.2施工工艺与办法 11203291.6.3施工技术方法 16220451.7灌浆平洞开挖 16坝基及坝肩防渗工程1.1概述大坝坝基及坝肩防渗采用固结灌灌浆及帷幕灌浆。1.2施工布置1.2.1风、水、电系统布置（1）回填灌浆、固结灌浆等施工用风拟采用系统供风与移动供风相结合方式，风压不不大于0.6MPa。（2）回填灌浆、固结灌浆、帷幕灌浆施工用水采用施工供水系统。架设φ75mm水管，并相距50m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，相距100m设立1个600A空气开关。1.2.2制供浆系统布置（1）集中制浆站为满足面板堆石坝和溢洪道工程、导流、输水、放空洞工程灌浆施工，拟在以上各点各布置一座集中制浆站，使用袋装水泥，采用强制高速制浆法。系统重要设备配备有NJ-600高速制浆机、BW250输浆泵、1m3储浆桶，持续制浆能力为500L/min,等配套设施。1.2.3施工排污施工废渣采用人工清理集中后用车运至指定弃渣场解决。为避免灌浆施工废水、污水流入坝体填筑区域，趾板灌浆施工时设立挡水埂，引到河床最低处的沉淀池内，用污水泵抽排到区域外，沉淀池设计为20m3，沉渣定时清理。1.2.4其它（1）为方便趾板斜坡段灌浆施工，拟加工制作安全方便的小型钢构造施工台车，并通过铺设轨道，用10t卷扬机和5t葫芦牵引移动或采用搭设钢管排架，其上敷设木板作为施工平台。（2）施工现场采用1套集装箱式值班室随施工部位转移。（3）通讯普通采用固定频率无线通讯，供浆系统采用专用有线通讯。1.3施工程序1.3.1总体施工程序（1）同一地段的基岩灌浆必须在先完毕固结灌浆，并经检查合格后才干进行帷幕灌浆。（2）在需要从岩石表面进行灌浆的区域，在灌浆前应将漏浆或漏水的裂隙进行清理，并将松动岩石移走，方便堵漏。（3）对设有抬动观察设备的灌区，须待抬动观察仪器装置完毕，并完毕灌浆前测试工作后，方可进行灌浆作业。（4）一种地段的基岩灌浆的基本施工程序为：测量放样→抬动观察孔钻孔与埋设装置→声波孔钻孔及测试→固结灌浆施工→固结灌浆检查→灌后声波测试→帷幕灌浆施工→帷幕灌浆检查→清场验收。1.3.2项目施工程序（1）固结灌浆施工程序施工准备→测量放样→抬动孔钻孔及观察装置安装→I序孔钻孔、压水、灌浆及封孔→II序孔钻孔、压水、灌浆及封孔施工→检查孔施工→检查封孔。（2）帷幕灌浆施工程序施工准备→测量放样→抬动孔钻孔及观察装置安装→先导孔钻孔、压水、灌浆及封孔→I序孔施工→II序孔施工→检查孔施工→检查封孔。1.4灌浆实验现场生产性灌浆实验涉及岩石固结灌浆、帷幕灌浆。灌浆前，先作灌浆实验。涉及浆液实验和现场灌浆实验，通过对不同水灰比、材料、施工程序和办法进行灌浆实验，检查灌浆效果，拟定灌浆参数，指导灌浆施工，灌浆实验的参数按技术规范及监理人的批示执行。在实验前28天提出实验大纲，报送监理审批，实验成果经监理同意后方可实施灌浆施工。1.4.1灌浆材料灌浆所用的材料如水泥、掺和剂、外加剂和水等均满足规范规定，灌浆实验所使用的设备与实际施工时准备使用的设备相似，使实验成果有可比性。1.4.2灌浆实验项目及内容⑴)浆液实验：按监理批示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目实验。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，涉及初凝或终凝时间；6）浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗入性；7）监理批示的其它实验内容。⑵现场生产性灌浆实验1）选择与永久工程相似的地段作为灌浆实验区。2）根据灌浆工程施工图纸的规定或按监理人批示选定实验孔布置方式、孔深、灌浆分段、灌浆压力等实验参数。3）在每一生产性实验区内，按同意的生产性实验大纲拟定的施工程序和办法进行生产性实验，检查灌浆的效果，整顿分析各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量等的实验资料，并将生产性实验成果和实验统计提交监理。1.4.3灌浆实验实施⑴灌浆实验的时间和地点根据现场施工状况和监理工程师的批示选定，灌浆实验的项目及内容严格按照监理工程师同意的“灌浆实验大纲”进行。⑵灌浆实验的施工工艺严格按照招标文献技术规定、监理工程师批示及规范规定进行。1.4.4实验成果整顿⑴做好灌浆实验过程中的施工原始统计，涉及制浆统计表、钻孔统计表、洗孔统计表、压水统计表、灌浆统计表、封孔统计表、抬动变形观察统计等。⑵灌浆实验过程中和结束后，及时整顿实验成果，报监理工程师同意后用于指导灌浆施工。这些成果涉及：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实验成果、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（涉及岩芯素描图、钻孔柱状图）、各项室内实验成果及分析报告等。1.5固结灌浆施工工艺、办法与方法1.5.1概述大坝固结灌浆共设2排，排距1.6m,孔距3m,孔深8m。1.5.2施工工艺与办法（1）施工工艺流程根据地形地质条件，拟采用有盖重固结灌浆方式，工艺流程见图1-1。测量放样测量放样定位埋管混凝土浇筑后造孔冲洗压水实验灌浆检查孔图1-1固结灌浆工艺流程图验收钻机定位（2）固结灌浆施工办法1）单元划分砼面板堆石坝有盖重固结灌浆施工时，按每一混凝土浇筑仓位划为一种灌浆单元，按分排分序加密的办法施工。2）孔段划分基岩段长不大于6m，采用全孔一次灌注；不不大于6m按灌浆实验成果进行分段，按自上而下分段，分段长度拟为：第一段3m、下列段5m。3）施工机具孔深不大于6m的钻孔采用YTP-28气腿钻造孔，孔深不不大于6m的钻孔QZJ-100B潜孔钻机造孔。灌浆机具采用3SNS型灌浆泵，JJS-2B搅拌桶，GTY-Ⅲ型灌浆自动统计仪配套使用。4）混凝土埋管在趾板混凝土部位采用预埋钢管，埋管直径按图纸规定，埋管管口至趾板混凝土表面。5）灌浆办法灌浆办法采用孔内循环灌浆法。灌浆孔的基岩段长不大于6m时，可采用全孔一次灌浆法；不不大于6m时，按施工图纸、技术规定、现场实验或监理人批示选用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法。（3）固结灌浆施工工艺1）钻孔冲洗各孔段钻孔完毕后均进行了钻孔冲洗，冲洗采用孔口敞开式孔底导水法，即采用导管（钻杆）通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的办法进行冲洗，冲洗冲至回水澄清后10min结束；裂隙冲洗冲采用压水法脉动式冲洗，且总的时间规定，单孔不少于30min，串通孔不少于2h。对回水达不到澄清规定的孔段，继续进行冲洗，孔内残存的沉积物厚度不得超出20cm。冲洗压力：冲洗水压采用80%的灌浆压力，冲洗风采用50%的灌浆压力。2）压水实验各孔段灌浆前均进行压水实验，压水实验采用“简易压水”实验；简易压水实验在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行；压力为灌浆压力的80%，压水20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表达。检查孔压水实验采用“单点法”，压力为灌浆压力的80％。3）灌浆原则固结灌浆普通灌注水泥净浆，水泥强度等级不低于42.5。固结灌浆压力普通为0.2～0.5Mpa，施工时按施工图纸或监理人批示拟定，接触段和注入率大的孔段分级升压。固结灌浆原则上一泵灌一孔，当互相串浆时，采用群孔并联灌注，但并联孔数不适宜多于2个，控制灌浆压力。灌浆时先对第一序孔轮灌，采用“少灌多复”的办法，待第一孔灌浆结束后，再进行第二序孔灌浆。4）浆液变换a按灌浆实验拟定的或监理人同意的水灰比施灌，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灌浆压力持续升高时，不得变化水灰比。b当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无明显变化时，变换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率不不大于30L/min时，根据施工具体状况，可越级变浓。5）结束与封孔固结灌浆在规定压力下，当灌入率单孔不不不大于1L/min，群孔不不不大于0.8L/min，继续灌注30min，灌浆即结束。当长久达不到结束原则时，报请监理共同研究解决方法。固结灌封孔采用“压力灌浆封孔法”。6）质量检查a)采用测量岩体波速或静弹性模量，并结合分析灌浆孔和检查孔的钻孔取芯以及压水实验和灌浆实验成果为辅的办法进行综合评定。b采用单点压水实验办法进行检查，其检查孔的数量不应少于灌浆孔总数的5%，检查结束后进行灌浆和封孔。c采用压水实验、岩体波速、静弹性模量法进行质量检查，检查分别在灌浆结束后3-7天进行。检查和实验成果提交监理人，方便拟定检查孔的孔位。d固结灌浆质量的压水实验检查，其孔段合格率在85%以上；不合格孔段的透水率值不超出设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格。若达不到上述合格原则的，按监理人同意的方法进行解决。7统计采用GJY-Ⅳ型灌浆自动统计仪。变形监测：采用LH02B型带自动报警的灌浆用智能位移观察装置。8）灌浆实施技术参数，按设计图纸、技术规定和监理人同意的固结灌浆实验技术参数严格执行。其它按DL/TS148-灌浆规范有关规定和设计规定进行。1.5.3施工技术方法（1）钻孔质量控制方法1）固结钻孔孔位按设计图纸测量放样，钻孔孔位与设计位置的偏差不得不不大于10cm。2）固结钻孔每段钻孔达成设计深度后，报请监理人进行孔深、孔径等验收，验收合格后方能进入下一道工序。3）钻孔过程中出现寻常状况，及时报告设计及监理人，共同研究解决方案。（2）灌浆质量控制方法1）灌浆所用水泥须有厂家质保书，且按规定复检合格，水泥要保持新鲜无结块，出厂期超出三个月的水泥不得使用。2）孔壁冲洗和脉动裂缝冲洗工作直接影响灌浆质量，冲洗和脉动裂缝冲洗结束原则符合设计原则。3）灌浆时要尽快达成设计压力，并专人控制灌浆压力，以免灌浆压力过大产生抬动造成事故或灌浆压力过小而影响灌浆质量。4）压水实验认真检查有无邻孔，特别是在钻进的孔段，如果发现串通，正在施工的钻孔停钻，冲洗、下管阻塞。5）固结灌浆易产生外漏，压水灌浆过程中，发现冒浆（水）、漏浆（水），根据具体状况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等办法进行解决。必要时浆液中掺加速凝剂。6）严格按照灌浆规定的水灰比进行，对水泥、水进行称量并测量浆液比重。7）保持灌浆持续进行。若因故中断必须立刻解决，尽早恢复灌浆。8）灌浆各工序严格恪守有关技术条款和DL/T5148-灌浆规范规定和按监理批示，以确保灌浆质量。9）碰到特殊状况时，及时将状况和解决方法与成果上报业主和监理。1.6帷幕灌浆施工工艺、办法与方法1.6.1概述大坝帷幕灌浆布置在趾板中部，帷幕深度宜进一步相对不透水层5m。相对不透水层为压水实验不大于5lu的岩层。帷幕灌浆后岩层透水率应不大于或等于5lu。大坝基础帷幕灌浆共布置一排，孔距1.5m,左岸延伸45m,右岸延伸40m,帷幕灌浆孔282个，帷幕底线进一步3lu线下列3m。1.6.2施工工艺与办法1.6.2.1施工工艺流程帷幕灌浆施工工艺流程见图1-2。终孔检测、灌浆终孔检测、灌浆封孔…分段钻孔灌浆循环…次段灌浆抬动变形观察抬动变形观察检查孔钻孔检查孔封孔压水实验测放孔位灌浆孔分序首段钻孔抬动观察孔钻孔与安装首灌浆段裂隙冲洗首段压水实验首段卡塞灌浆次段钻孔抬动变形观察抬动变形观察抬动变形观察次段压水实验卡塞器及射浆管安装制浆次灌浆段裂隙冲洗抬动变形观察抬动变形观察图图1-2帷幕灌浆施工工艺流程图1.6.2.2施工办法（1）钻孔1）钻孔孔径常规帷幕钻孔孔径为φ76mm。2）先导孔径：孔口段为φ91mm，下列各段为φ76mm。3）抬动观察孔、物探测试孔、质量检查孔为φ91mm（2）钻孔机具帷幕灌浆孔、检查孔均采用XY-2PC回转式钻机和金钢石钻头钻进。（3）钻孔偏差钻孔测斜采用KXP-1测斜仪分段进行测斜，灌浆孔位偏差不得不不大于10cm，因故变更孔位，由设计拟定。（4）钻孔岩芯压水检查孔采用岩芯钻机钻孔取芯，并按规定装箱、编录、保存，普通灌浆孔无取芯。（5）特殊事项钻孔时尽量地使用了较长钻具，以确保钻孔孔斜；钻孔前将钻机固定，确保钻机水平，立轴铅直；检查孔钻孔限制了单回次钻进长度不不不大于1.5m，以确保岩芯采用率。（6）孔口管帷幕采用孔口管时，灌浆孔当钻灌完第一段（2m）后镶嵌孔口管，孔口管采用73mm地质管，比下列段孔径大1～2级，有助于孔内事故的解决。孔口管的镶嵌采用水泥砂浆人工埋管法，其方向必须与钻孔垂直，其长度为进一步基岩2m，并待凝72小时；孔口管管口采用了法兰盘构造，比丝扣构造更安全可靠。（7）钻孔冲洗与压水实验1）钻孔冲洗帷幕灌浆孔各孔段钻孔完毕后均进行了钻孔冲洗，冲洗采用孔口敞开式孔底导水法，即采用导管（钻杆）通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的办法进行冲洗，冲洗冲至回水澄清后10min结束；2）压水实验帷幕灌浆孔各孔段灌浆前均进行压水实验，压水实验采用“简易压水”，先导孔、帷幕常规检查孔压水实验采用“单点法”，压力为灌浆压力的80％，该值若不不大于1MPa时，采用1MPa；压水20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以吕容表达。（8）灌浆1）灌浆材料a.帷幕灌浆水泥选用灌浆用的水泥品种为普通硅酸盐水泥P.O42.5，且水泥寄存期不超出三个月，符合质量原则，不受潮结块；b.膨润土：采用膨润土作为浆液稳定剂，提高浆液的稳定性、触变性，减少析水性；c.砂：灌注大漏量孔段时，为避免浆液扩散、流失过大以及节省水泥用量，可在水泥浆液中掺入砂，砂为质地坚硬的机制砂，粒径不不不大于2mm，细度模数不不不大于2，SO3含量不大于1%，含泥量不不不大于3%等；d.外加剂：根据现场灌浆需要，对于大漏量孔段掺入速凝剂-水玻璃或氯化钙，掺入量经实验拟定，使用时以水溶液加入。4m水4m高速搅拌机送浆泵储浆筒灌浆管1.5m输浆管图1-3制浆站示意图1）采用小口径钻孔，孔口封闭自上而下分段灌浆法。2）灌浆压力及段长，灌浆压力按施工图纸或监理工程师批示拟定，灌浆段长根据地层状况选用，普通状况下，孔口管下列各段为2.0m，3.0m，下列各段为5-7m，遇大漏量及塌孔等状况可适宜缩减段长。3）灌浆办法帷幕灌浆拟采用自上而下分段钻灌法。施工中第一段采用常规阻塞孔内循环灌浆法；下列各段采用自上而下分段、小口径孔口封闭孔内循环灌浆法；压水、灌浆选用3SNS三缸高压灌浆机；射浆管采用φ50mm钻杆，距孔底距离≤50cm。4）浆液变换灌浆采用水泥浆液的水灰比(重量比)、开灌水灰比均按设计规定、灌浆实验或监理人同意的水灰比执行；浆液变换为当满足：a、灌入量不不大于300L，且压力与灌入率变化不大时；b、灌注时间不不大于30min，且压力和灌入率变化不大时；可变浓一级水灰比灌注。变化水灰比后如压力突增或吸浆率突减，则回原级水灰比灌注；普通不进行越级变浆。5）结束原则帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时，在规定压力下，当注入率不不不大于1L/min时，继续灌注60min，灌浆即可结束。采用自下而上分段灌注法时，继续灌注时间应减少为30min，灌浆即可结束。（10）孔斜控制钻孔开孔前严格校正钻机立轴角度，确保开孔角度满足设计规定。孔口管埋设规定按设计角度采用角度尺