第09章钻孔与灌浆

9.1    工程项目及工程量

9.2    临建布置

9.3    施工方法和技术措施

9.4    质量安全保证措施

9.5    施工进度计划

9.6    主要设备、材料及劳动力

第九章  钻孔与灌浆工程

9.1工程项目及工程量

本章内容主要为仁宗海水库电站厂区枢纽、金窝水电站首部及引水隧洞（0+000.00～1+150.00m）工程中的钻孔和灌浆施工，各建筑物中布设的钻孔和灌浆工程量详见表9-1-1。

钻孔和灌浆工程量表

表9-1-1                                            

9.2.1制浆系统

本标灌浆施工作业面多，战线长，为保证灌浆浆材质量，灌浆浆液将采取以集中制浆为主，结合洞身部位设置中转站的方式进行制浆、供浆。本标拟设置的制浆站及供浆范围如下：

1.在调压室交通洞口设制浆站，供浆给调压室及其竖井部位；

2.阀室交通洞内设一制浆站，供引水洞部位和压力管道中管0+000.000～管0+303.797段灌浆使用；

3.在中1平段支洞、中2平段支洞以及钢管支洞洞口处分别设置制浆站，相继为管0+303.797～管1+257.953部位供浆；

4.尾水洞、母线洞、交通洞、排风洞以及电缆洞，将在各部位适宜地就近布置临时制浆站供浆；

5.在金窝水电站引水洞洞口设1集中制浆站，为其洞室灌浆供浆。

9.2.2施工风、水、电及通讯

施工用风、水、电将结合本标段开挖和砼工程，由系统敷设专用管线。钻灌高峰期用水强度8m3/h；用电容量为180kw。

制浆站与移动式中转站、灌浆现场之间用无线电对讲机和有线电话联系。

9.2.3钻机平台

洞内钻孔与灌浆施工均采用移动式灌浆台车的方法。调压室竖井部位在一期砼衬砌完成后，在井口安设管架和起吊设备来牵引钻灌作业平台；压力管道斜坡段架设钢管排架施工作业。

9.2.4施工排污布置

作业面施工排水、排污，采取集中抽排。洞内利用底板坡度，将污水汇集到低处围设的集水井（坑），用泵抽排至洞外。对沉淀的积渣岩心等废弃物统一清除到弃置点，做到文明施工。

9.2.5灌浆材料、施工设备运输

灌浆用袋装水泥，且由发包人供至仓库，标内回填灌浆采用的水泥标号不低于P.032.5；固结灌浆和接触灌浆的水泥标号不低于P.042.5。外加剂和掺和料的选用，按照标书技术条款7.2执行。

施工设备、材料运输、利用进厂公路、进厂交通洞以及各施工支洞进入工作场地。

9.3施工方法和技术措施

    本标钻孔和灌浆总的施工程序为先灌浆，后进行排水孔施工，同一部位基础处理施工程序见附图9-3-1。

9.3.1回填灌浆

9.3.1.1工艺流程

      回填灌浆根据砼衬砌分区段进行，其施工工艺流程为：从预埋管中钻孔→冲洗→灌浆→屏浆结束→封孔 。

9.3.1.2施工方法

1.钻孔

在衬砌砼达到70%设计强度以后，用风钻从隧洞顶拱120°范围预埋管口中扫孔（素砼中直接钻孔，深入围岩10cm）。钻孔按单元分二序进行，先钻Ⅰ序孔，待Ⅰ序完毕后再钻Ⅱ序孔。钻孔达到设计深度后，随即用压力风吹净钻孔至合格。同一单元内的同序孔可全部一次钻完。

基础处理施工工艺流程图

附图9-3-1

2.灌浆

回填灌浆采用纯压式灌浆法，灌浆设备主要为2NSN砂浆泵和立式搅拌槽，同时配备灌浆自动记录仪。灌浆分两序作业，第Ⅱ序孔在第Ⅰ序孔全部结束后开始回填，灌浆压力拟定为0.2～0.3MPa。灌注的原则：由两边的拱脚向拱顶方向灌注。

回填灌浆浆材主要用水泥浆，Ⅰ序孔灌注的浆液水灰比为0.6（或0.5）∶1，Ⅱ序孔灌注1∶1和0.6（或0.5）∶1两个比级，吃浆量很大时，可考虑灌注水泥砂浆（掺砂量不大于水泥重量的200%）。在规定的灌浆压力下，当灌浆孔停止吸浆并延续5min，采取闭浆、待凝等措施结束灌浆。

3.封孔: 灌浆结束后，解除闭浆装置，割除露出衬砌砼表面的管头，排除孔内积水和污物，用浓水泥浆封堵抹平孔口。

9.3.1.3质量检查 

1.回填灌浆质量检查在该部位灌浆结束7天后进行。灌浆结束后，将灌浆记录和有关资料提交监理工程师，以便确定检查孔孔位。检查孔的数量为灌浆孔总数的5%。

    2.采用钻孔注浆法进行回填灌浆质量检查，即向检查孔内注入水灰比2:1的浆液，在规定压力下，初始10min内注入量不超过10L，即为合格。否则，按监理工程师指示或批准的措施进行处理。

灌浆孔灌浆和检查孔钻孔注浆结束后，采用水泥砂浆将钻孔封填密实，并将孔口压抹平整。

9.3.2固结灌浆

对标内调压室及竖井周壁、压力管道和引水隧洞等部位的围岩固结灌浆，在相应部位回填灌浆结束7d后进行施工。

9.3.2.1施工工艺流程

放孔位→预埋管→从预埋管中钻Ⅰ序孔→裂隙冲洗→ 简易压水→ 灌浆→封孔→从预埋管中钻Ⅱ序（后序孔）孔、裂隙冲洗、简易压水→灌浆、封孔。

9.3.2.2施工方法

1.预埋管和钻孔

按设计图纸要求或监理人指示进行布孔，孔位偏差不超过10cm，孔排距3m，孔深4m，交错布置。

在混凝土衬砌施工时，沿固结灌浆孔位方向，预埋Φ50mm的钢管，以该管作为孔口灌浆管。

钻孔采用气退式风钻或圆盘钻，孔径Φ≥42mm。孔深、孔斜符合设计图纸要求。

2.钻孔冲洗

灌浆前对所有灌浆孔进行裂隙冲洗。冲洗采用导管通入大流量水，从孔底向孔口冲洗的方法，并根据不同的地质条件调整确定。

冲洗压力：采用对应段灌浆压力的80%，冲洗结束标准：冲至回水澄清后10min结束，孔内沉积物厚度不超过20cm。

     3.简易压水试验

灌前选不少于总灌浆孔数5%的孔进行压水试验，压水试验采用简易压水的方法。

简易压水试验在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。

压力采用80%的灌浆压力，工程师无特殊规定时，压力宜采用0.3Mpa。结束标准：压水稳定后持续20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量。压水成果以透水率表示。

4.灌浆

围岩固结灌浆采用环间分序、环内加密的原则进行，一般情况下分两序（不良地质段可增至三序）。标内固结孔入岩深度4m，采用单孔内循环，全孔一次灌注。一般情况下采用一泵灌一孔，但在注入量较小的区段，在孔位保持对称的条件下，对同一环上的灌浆孔，采用并联灌浆的方法。

固结灌浆的灌浆压力和浆液水灰比将按照施工图纸或监理人指示进行控制。

变浆标准按DL/T5148-2001施工技术规范执行。

    5.灌浆结束标准

    在规定压力下，灌浆孔注入率不大于0.4L/min，延续30min，即可结束。灌浆结束后，对往外流浆或往上返浆的灌浆孔进行闭浆待凝，待凝时间不少于24h或按监理人指示进行。

6.封孔

固结灌浆施工的主要机具为SGB80/60灌浆泵和立式搅拌槽以及自动记录仪。

9.3.2.3质量检查

固结灌浆质量检查选用地质钻机造孔，进行压水试验（采用单点法），按监理人要求进行岩体波速或静弹性模量测试。

固结灌浆压水试验检查在该部位灌浆结束3~7d后进行。灌浆结束后，将灌浆记录和有关资料提交监理人，由监理人确定检查孔孔位。检查孔孔数不少于灌浆孔孔数的5%。孔段合格率在80%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量认为合格，否则按监理人批准的措施进行处理。

岩体波速或静弹性模量测试，分别在该部位灌浆结束14d或28d后进行，孔位的布置 、测试仪器的确定、测试方法、合格标准等，均按设计图纸规定或监理人指示执行。

9.3.3钢衬接触灌浆

9.3.3.1施工方法

压力管道外壁与砼之间的接触灌浆，灌浆孔采用两种方法，一种是在钢管制作时预留孔，或者是用磁座电钻直接钻孔(孔径≥12mm)，同时，在钢管外壁加焊补强板（内设螺纹并加塞保护），砼浇筑前，给补强板上抹油。

钢管外部砼凝固后，旋开孔塞（并加保护圈），用风钻造孔并先后进行回填灌浆和围岩固结灌浆（灌浆工艺同9.3.1和9.3.2有关内容），之后进行接触灌浆，接触灌浆前，用稍高于灌浆压力的水（其压力不高于钢管抗外压的安全压力）挤开补强板与砼间的缝隙。灌前用风管排除缝间积水，并在管口附近管壁上安设变位计。接触灌浆采用1：1、0.8：1和0.6：1（重量比）的水灰比浆液分序进行循环灌浆。灌注的原则：从较低的一端开始向较高的一端推移灌注，在设计压力下待用浓浆灌注停止吸浆5min后可结束。最后封焊并磨平孔口。

接触灌浆机具同固结灌浆。

9.3.3.2.质量检查

接触灌浆作业完成3～7d后，会同监理通过现场锤击法检查灌浆质量。对脱空范围和程度未满足设计要求的，采取监理人批准的措施处理。

9.3.4排水孔施工

9.3.4.1施工工艺流程

    排水孔施工，在相应部位砼支护（或浇筑）后、且排水孔周边30m范围内的灌浆孔灌浆结束后，方可进行。其施工工艺流程：

施工准备→钻机就位→钻孔、吹洗孔→安装排水孔保护装置。

9.3.4.2施工方法

排水孔孔位由测量人员和技术人员按设计图纸布孔，偏差小于10cm，排水孔采用气腿式风钻钻孔，钻孔孔径为φ48mm。

排水孔造孔完毕后，认真清洗，之后按要求安装孔口保护装置，为保证排水孔畅通，在砼浇筑或边坡喷砼时，对排水孔（管）口进行保护和固定。

9.3.4.3特殊情况处理

排水孔钻进过程中，如遇有断层破碎带或软弱岩体等特殊情况，及时通知监理工程师，并按监理工程师的指示进行处理，若钻进中排水孔遭堵塞，按监理工程师指示重钻。

9.3.4.4质量检查

排水孔质量检查，主要是对施工孔位、孔向、孔深等进行检查。当施工各项指标均符合设计要求时，则认为合格；否则，按监理人批示进行处理。

9.3.5其它钻孔施工

    本标施工中的观测孔、检查孔、取芯钻孔或监理人指示的其它钻孔，均选用地质回转钻机，按监理工程师指示的孔位进行双管取芯钻探（孔径不小于Ф75mm）。对岩心按取芯次序统一编号，填牌装箱，绘制钻孔柱状图和芯样描述。且根据监理人的批示，对钻取芯样进行试验，将钻孔操作详细记录，芯样照片、试验记录和成果提交监理工程师。

9.4质量安全保证措施

9.4.1基础处理工程系隐蔽工程，施工前对操作人员进行全面的技术交底并进行培训考核，合格后方可上岗操作，严格按设计图纸文件、技术要求等规程、规范执行。

9.4.2灌浆所用水泥必须新鲜且稳定性好，在使用前均须进行水泥性质检验，保证原材料合格。投入完好的施工设备仪器，定期检查维修，保证设备正常运转，对不合格和损坏的仪表、仪器不使用。

9.4.3对不符合要求的钻孔及灌浆孔一律报废，重新开钻。

9.4.4灌浆作业过程中，严格控制灌浆压力及浆液水灰比，用灌浆自动记录仪监控压水、灌浆全过程，以确保灌浆质量。

9.4.5施工中严格实行“三检制”，建立严格的工序质量检查和验收制度，上道工序不合格，坚决不进入下道工序的施工。

9.4.6抓好安全生产和文明生产管理工作。钻灌作业平台设好安全防护，加强用电管理，规范材料、机具堆放场；钻孔灌浆作业排放的污水、弃浆应做沉渣处理；废料、废渣、不需保留的岩芯及其他弃物，均应运至洞外指定的堆渣处，以保证灌浆作业面的干净、整洁，做好文明生产管理工作。

9.5施工进度计划

洞室中钻孔与灌浆的施工进度，将紧随洞身砼浇筑而展开。根据施工总进度计划要求，各分项施工计划为：

9.5.1厂区枢纽工程

1.调压室、事故阀室及交通洞部位：引水隧洞回填灌浆（160m2）施工时段为2005年2月～4月；井壁和隧洞的固结灌浆（1500m）安排在2005年5月～12月底；

2. 压力管道部位：回填灌浆（3820m2）安排在2005年9月～2006年7月；固结灌浆（8480m）施工时段为2005年10月～2006年9月底；接触灌浆（100m2）将安排在2005年12月～2006年7月；

3.排风洞的回填灌浆（610m2）于2004年6月～7月施工；

4.交通洞的回填灌浆（920m2）于2004年9月中旬～2005年1月中旬施工；

5.主、副厂房的排水孔（3300m）安排在2006年2月～4月施工；

6.主变室的排水孔（600m）安排在2005年8月施工；

7.母线洞回填灌浆（450m2）于2005年2月～4月中旬施工；

8.电缆洞回填灌浆（80m2）于2005年2月～4月中旬施工；

9.尾水洞回填灌浆（1900m2）于2004年8月中旬～2005年2月施工；排水孔（350m）施工时段为2005年2月中旬～3月中旬。

9.5.2金窝水电站首部工程

1.引水洞：回填灌浆（3300m2）施工时段为2005年10月中旬～2006年5月中旬；固结灌浆（4040m）施工时段为2005年10月下旬～2006年5月；排水孔在一定范围的灌浆完成之后，即可组织施工，不占直线工期；

2.底格栏栅坝、引水渠、沉砾池、汇水池以及调节池、进水闸部位的排水孔（940m）穿插在相应部位砼施工中进行，不占直线工期。

9.6主要设备、材料及劳动力

9.6.1施工组织

根据本标钻孔与灌浆作业面战线长的特点，再结合回填灌浆高峰月强度为959m2(2005年 2月～5月)，固结灌浆高峰月强度为1755m(2005年 10月～12月)，施工时将组建4个施工“单元”组，实行每日3班工作制进行钻灌作业。高峰期主要施工人员组成：钻灌工35人，技术管理人员8人，合计43人。

9.6.2主要施工设备、材料用量分别见表9-6-1、表9-6-2。

主要施工设备表

表9-6-1

表9-6-2