9.1 概述
9.1.1 施工内容
本章钻孔灌浆工程主要指回填灌浆、固结灌浆(基岩固结灌浆、隧洞固结灌浆)、帷幕灌浆、接触灌浆、接缝水泥灌浆、接缝化学灌浆、排水孔施工等。
9.1.1.1钻孔
钻孔包括勘探孔、灌浆孔、检查孔、观测孔和排水孔的钻孔,以及钻孔和灌浆所需进行钻孔取芯和试验、钻孔冲洗、压水试验、灌浆前孔口加塞保护等全部钻孔作业。
9.1.1.2灌浆
灌浆:包括:水泥灌浆和化学灌浆。
深圳抽水蓄能电站水道及厂房系统土建I标灌浆工程包括以下内容:
(1)引水隧洞上平洞(桩号Y1+573.080上游段)固结灌浆、回填灌浆;
(2)上游调压井固结灌浆、回填灌浆;
(3)1#施工支洞堵头固结灌浆、回填灌浆、帷幕灌浆、接缝水泥灌浆、接缝化学灌浆、接触灌浆;
9.1.2 主要工程量
本项目灌浆工程量为:固结灌浆23477m,回填灌浆3963m2,化学灌浆720m,接触灌浆630m2,另设排水孔34994m。主要工程量见表9.1-1
表9.1-1 工程量表
(1)引水隧洞:引水线路在洞线转向N21W附近和穿越分水岭前分别穿过4条冲沟的沟尾,切深10m~20m,第一条地面高程约510m,隧洞中心高程459m,埋深约50m,后三条地面高程约545m,隧洞中心线高程分别约445m、427m、421m,埋深分别约90m、110m、115m,上覆岩体重量/内水压力=1.9~2.9,沟坡坡度~25°,平缓,侧向埋深大于垂直埋深。因此,过沟段上覆岩体重量大于内水压水,满足上抬准则的要求。引水隧洞围岩初步分类:Ⅰ~Ⅱ围岩长约1260m,约占80%,在进出水口、过沟段和断层部位为Ⅲ类围岩,长300m,约占20%。
(2)上游调压井:上游调压井处地形较完整,地表坡积层及全风化土厚度2.5m~13.0m,植被茂盛,未发现滑坡、崩塌等不良地质现象,在自然条件下山坡山体稳定性好。
根据ZK1051孔揭露,调压井处弱风化顶面高程541m左右,埋深13m左右,井身大部分处于弱~微风化岩体之中,工程地质条件较好。上室(高程555m~545m)大部分处于全风化带中,上游侧山顶较高,开挖时应注意做好边坡支护措施。大井高程(545m~488m)大部分处于弱~微风化岩体之中,连接管(高程488m~3m)完全置于微风化带中,以Ⅲ、Ⅱ类围岩为主,上部可能有少量Ⅳ围岩,钻孔中揭露的断层规模小,胶结较好,倾角较陡,对围岩稳定可能有一定影响,开挖过程中应及时采取适当的措施进行支护。总体上,调压井工程地质条件较好。
9.1.4 灌浆工程特点、重点、难点及对策
(1)主要工程特点
洞室、竖井灌浆施工特点
①工程量大;
②上游调压井灌浆施工为高空作业;
③施工支洞堵头灌浆类型多;
④各灌浆工作面与其它施工相互干扰多,平行作业多;
⑤洞内排烟、排尘、排水困难。
(2)工程重点及对策
回填灌浆、固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆以及化学灌浆是钻孔与灌浆工程施工的重点。协调好其与开挖、砼工程施工的相互干扰是钻孔与灌浆工程顺利施工的关键。为此将采取以下措施(不限于此):
①精心组织施工队伍,科学地安排施工程序;②合理划分施工区域,统一部署,分区作业;
③合理配置施工机械。洞内施工条件差,要投入高效的设备,尽量减少洞内作业人数;设备选用以轻便型造孔设备为主,采取小孔径或预埋灌浆管路施工。
④现场临建布置采取分散和集中相结合的方式;
⑤砼浇筑与钻孔灌浆施工统筹考虑,做好平行作业;
⑥使用三参数自动记录仪。
(3)施工的难点及对策
竖井高空固结灌浆是施工难点
上调压井竖井井壁高度达142米,固结灌浆施工中为避免边墙支护砼变形,采取如下措施:
①做好抬动变形观测;
②控制好固结灌浆升压过程;
③做好施工平台安全防护。
9.1.5 编制依据
(1)《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-2003;
(2)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001;
(3)《水利水电工程岩石试验规程》DL/T5368-2007;
(4)《水工建筑物化学灌浆施工规范》DL/T5406;
(5)《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-1999;
(6)《混凝土用水标准》JGJ63-2006;
(7)《低热微膨胀水泥》GB2938-2008;
(8)《水电水利钻探规范》DL/T5013-2005。
(9)《通用硅酸盐水泥》GB175-2007
(10)《深圳抽水蓄能电站水道及厂房系统土建工程施工招标文件》及相关图纸。
9.2 施工布置
根据本工程的特点,将钻孔灌浆施工分为三个区域进行:
1、引水隧洞钻孔灌浆;
2、上游调压井钻孔灌浆;
3、1#施工支洞堵头钻孔灌浆。
各大区根据其施工特性统一规划,分区段作业。制浆站按灌浆分布布置,方便供浆为原则,拟布置3个制浆站。
9.2.1 钻孔灌浆施工通道
钻孔灌浆施工通道利用开挖和混凝土通道,具体见表9.2-1。
表9.2-1 钻孔灌浆施工通道表
风:使用开挖时的供风管道,用DN50管接入钻孔工作面。局部工程量少的地方采用移动式压风机进行供风,风压大于0.6MPa。
水:使用施工总布置中的供水系统,用DN50钢管接至各施工现场,局部使用橡胶软管接至施工部位,出口压力0.8MPa。
电:采用开挖、混凝土浇筑所形成的系统。从各变压器的低压端接至工作面。洞内动力线与照明线分开布置,动力线敷设至各灌浆作业区,隧洞内架设施工照明,照明电压采用36V。
通讯:对内通讯为多部报话机和自架有线电话;对外通讯为项目部配置的程控电话及自备手机。
9.2.3灌浆系统的布置
引水隧洞上平段钻孔灌浆施工在洞内塔设的平台车上进行,灌浆系统将结合引水系统洞身各部位施工特点,在灌浆工作面附近的适当位置设置移动制浆站,拌制合格浆液,采用输浆泵通过输浆管送至工作面自制的可移动式钻灌平台上。上游调压井竖井段钻孔在利用混凝土衬砌是的排架平台进行灌浆施工,根据竖井段灌浆工作的不同部位,充分考虑浆液自重压力对灌浆压力控制的影响在合适的部位布置制临时浆站,灌浆管路由灌浆系统引至吊笼上。调压井下平段钻孔灌浆施工采用与隧道上平段相同的方法。
灌浆系统初拟的制浆站设置位置及供浆范围:1、拟在引水隧洞与1#施工支洞交汇处,分别设立1#和2#制浆站,供浆给上平段和竖井;
2、在1#施工支洞与引水主洞交汇处,分别设立3#和4#制浆站,供浆给下平段和支管及岔管。
灌浆系统分为灌浆系统和制浆系统。
灌浆系统,主要为配合灌浆的钻机、注浆管、输浆管、循环式灌浆的回浆管等。制浆系统,分为集中制浆站和工作面制浆站。制浆站,主要由水泥库、堆料库、储水箱、制浆机、储浆罐、输送泵等组成,详见图9.2-1。
本标钻孔灌浆共布置3个集中制浆系统进行供浆。
根据本工程的钻孔灌浆工作面、工程量的特点,制浆系统按混凝土浇筑情况移设,集中制浆系统特性见表9.2-2。
表9.2-2 集中制浆站特性表
各制浆系统按砼浇筑的实际情况进行移设。
9.2.4 排污系统的布置
在每个作业面施工过程中,沿施工面较低处临时修建一挡水堤,钻孔、灌浆的污水在此处沉淀后用排污泵将污水汇集到引水系统下1#施工支洞,再将废水采用管道形式输送到支洞口的废水处理系统。对于沉淀的积渣、岩心等废弃物设专人统一清除至洞外业主指定的弃渣场。
施工主要设沉淀池(施工中视情况进行设置)进行沉淀排放,沉淀池形式见图9.2-2。
9.3 灌浆材料及灌浆设备
9.3.1 灌浆材料
灌浆所使用的灌浆材料,全部符合有关的质量标准,并附有生产厂家的质量证明书。每批材料入库前,均按此规定进行复检验收,并将检验结果及时报送监理人,检验合格并经监理人同意后才予使用。
9.3.1.1水泥
(1)用于帷幕灌浆、回填灌浆、接触灌浆和固结灌浆的水泥强度等级不应低于P.O 42.5。
(2)帷幕灌浆的水泥细度要求通过80μm方孔筛,其筛余量不大于5%。施工过程中,根据监理人指示采用细水泥或超细水泥等特种水泥进行灌浆。
(3)灌浆用的水泥采用符合规定的质量标准,不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。水泥品质必须符合DL/T5148-2001《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》的规定。
(4)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。
9.3.1.2水
灌浆用水应符合JGJ63-2006第3.1条的规定,制浆用水的温度不高于40℃,接缝及接触灌浆制浆水的温度不得高于20℃。
9.3.1.3掺合料
经监理人批准,在水泥浆液中掺入砂、粘性土、粉煤灰和水玻璃等掺合料。
各种掺和料质量符合DL/T5148-2001第5.1.6条规定,其掺入种类和数量通过室内浆材试验和现场灌浆试验确定,试验成果报送监理人,并经监理人批准后使用。
9.3.1.4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/T5148-2001第5.1.7条的规定,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。
9.3.1.4化学灌浆材料
根据施工图纸或监理人指示选用化学灌浆材料,选用以下各项化学灌浆材料:(1) 防渗止水类:有水玻璃、水溶性聚氨酯、弹性聚氨酯和木质素浆等;2) 加固补强类:环氧树脂、甲基丙烯酸甲脂、非水脂浆等。另外,化学灌浆所需的辅助性材料包括制浆所需的主剂、固化剂、催化剂、活性剂、缓凝剂和中和剂等。
化灌材料应附有生产厂的质量证明书和产品使用说明书。所有化灌材料按供货单位或制造厂家推荐的方法装运、储存和使用;化灌材料应放置在低温、干燥、避光和通风良好的仓库内,设专人保管;对易燃、易爆、有毒和有腐蚀作用的材料应采取安全防护措施。
帷幕灌浆中的化学灌浆可采用丙烯酸盐类、环氧树脂等类化学材料,材料的选用应通过室内试验和结合现场实际情况确定。固结灌浆中的化学灌浆可采用改性环氧树脂类化学材料。化学灌浆废料应在监理人的监督下,化学灌浆废料统一收集、安全处理。
9.3.2 钻灌设备
9.3.2.1钻孔设备
(1)地下洞室及其它封闭区域中使用气动钻孔设备时,带有消音器和除尘装置,不使用内燃机驱动的钻孔设备。
(2) 钻孔的钻机和钻头应根据工程的地质条件和孔向精度要求等选用,帷幕灌浆的钻孔宜采用回转式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头;固结灌浆可采用适宜的钻机和钻头钻进;排水帷幕的排水孔需采用地质钻清水钻进法施工,以免孔壁节理裂隙被堵塞。
(3) 取岩芯的各类灌浆孔、检查孔、抬动变性形观测孔以及声波测试孔等的钻孔应采用回转式钻机,按孔径要求采用金刚钻头或硬质合金钻头,不使用碾砂钻头。
(4)钻孔冲洗和压水试验设备,水泵的工作压力按施工图纸的要求选定,并保证在所有压力下都有足够的供水量,保证压力稳定、出水均匀、工作可靠。
(5)准备足够的流量计、压力表、压力软管、供水管及阀门等备品。
9.3.2.2钻孔设备
(1)YTP-28型气腿钻机:主要用于回填灌浆和排水孔的钻孔。
(2)YG-80导轨钻机:主要应用于坝基固结灌浆及排水孔的钻孔施工。
(3)XY-2PC或XY-2型回转钻机。主要应用覆盖层固结灌浆孔、帷幕灌浆孔、各类取芯孔、检查孔、观测孔及大口径孔的钻孔施工。
9.3.2.2灌浆设备
(1) 承包人提供的灌浆泵性能应与灌浆液的类型和浓度相适应,其容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍,并应有足够的排浆量和稳定的工作性能;灌注纯水泥浆液应采用多缸柱塞式灌浆泵。
(2) 承包人应根据灌浆需要配置高速和低速浆液搅拌机,搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌的浆液类型及灌浆泵排浆量相适应,并应保证均匀、连续地拌制浆液。所有搅拌设备,在用于拌制浆液前应在现场进行试运行。
(3) 灌浆管路应保证浆液流动畅通,并能承受1.5倍的最大灌浆压力,灌浆泵和灌浆孔口处均应安装压力表,进浆管路亦应安装压力表。所选用的压力表在使用前应进行率定,使用过程中应经常检查核对,不合格和已损坏的压力表严禁使用。压力表和管路之间应设有隔浆装置。
(4) 灌浆塞应与采用的灌浆方法、灌浆压力及地质条件相适应,胶塞应具有良好的膨胀性和耐压性能,在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段,并易于安装和卸除。
(5)制浆站的制浆能力满足灌浆高峰期所有机组用浆需要,制浆站配备除尘设备。
(6)所有灌浆设备、仪器、仪表保持工作状态正常,配有足够的备用设备。
9.3.2.3主要施工设备选型
主要施工设备选型见表9.3-1。
表1.5-1 钻孔灌浆主要设备表
9.4 灌浆试验
1.4.1灌浆试验的目的和内容
1.4.1.1试验目的
1、为了论证和确定地下厂房上游帷幕灌浆、地下洞室围岩固结灌浆的参数(灌浆孔间排距、灌浆压力等)、岩石裂隙的可灌性和灌浆施工工艺;
2、推荐合理的施工程序、良好的灌浆施工工艺、适宜的灌浆材料以及钻孔灌浆设备等。以便施工采用可靠有效且经济合理的灌浆方法。
1.4.1.2试验内容
灌浆试验包括浆液材料试验和生产性灌浆试验。
1、浆液材料试验
施工之前按监理工程师的指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验:
(1)检测水泥的强度、细度、凝结时间等指标;
(2)浆液配制程序及拌制时间;
(3)浆液密度或比重测定;
(4)浆液流动性或流变参数;
(5)浆液的沉淀稳定性;
(6)浆液的凝结时间,包括初凝或终凝时间;
(7)浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性;
(8)通过现场对不同水灰比以及掺合料、外加剂等的品种和掺入量的试验,再经过综合分析,并将试验成果报送监理工程师,最终选定适合本工程特点的灌浆浆液配合比。
2、生产性灌浆试验
生产性灌浆试验主要包括围岩固结灌浆试验和帷幕灌浆试验。灌浆试验的要求如下:
(1)生产性灌浆试验在开始前56天,编制详细的试验大纲,并报送监理工程师审批;灌浆试验结束后,及时进行原始资料的整理和对试验成果进行分析,并将试验成果报送监理工程师。
(2)根据灌浆工程施工图纸的要求或按监理工程师指示,选定适当区域论证帷幕灌浆的可灌性及施工工艺、参数(灌浆压力、灌浆孔间排距等)和围岩水泥固结灌浆试验的可灌性及施工工艺等。
(3)在每一试验区内,按批准的试验大纲和拟定的施工程序、方法进行试验,通过资料的整理、分析各序孔和检查孔的透水率、单位耗灰量等的试验资料,以便检查灌浆的效果。
1.4.2灌浆方法
1.4.
2.1帷幕灌浆试验
黎阳抽水蓄能电站地下洞室岩石条件较差,断层、裂隙发育且地下水位高。要求有一定的帷幕厚度。对于标内双排孔,先灌排拟采用自下而上(地质条件较好)或自上而下分段灌浆,第二排则采用孔口封闭,自上而下分段孔内循环灌浆法灌浆,以利于上段重复灌浆,提高灌浆压力,增强灌浆效果。
1.4.
2.2围岩固结灌浆试验
选用全孔一次灌注或分段灌浆法。
1.4.3钻孔和灌浆试验的主要设备
1、帷幕钻孔采用XY-2PC型回转钻机,金刚石钻头钻孔。固结灌浆孔拟采用YG-40凿岩机造孔。
抬动观测孔、声波测试孔、检查孔孔径≥φ76mm,采用XY-2PC型地质钻机配金刚石钻头钻进。
2、灌浆采用SGB6-10型高压泥浆泵、双层立式搅拌槽、ZJ-400高速搅拌机和三参数自动记录仪等。
9.5 物探测试及抬动变形观测9.6 钻孔取芯和芯样试验
9.7 回填灌浆施工
9.8 固结灌浆施工(包括基岩和洞室固灌)
9.9 帷幕灌浆
9.10 钢衬接触灌浆
9.11 接缝灌浆
9.12 化学灌浆
9.13 排水孔施工
9.14 不良地段施工
9.15 废渣和废浆的排除措施
9.16 质量和安全控制技术措施
9.17 施工进度计划
9.18 主要施工机械设备配置
10.4 灌浆材料及制浆
10.4.1 灌浆材料
所有灌浆材料:水泥、砂、外加剂等(水泥、粉煤灰由发包人提供),均符合有关的材料质量标准,并有生产厂家的质量证明书,每批材料入库前均按规定进行检查验收,并将检验成果报送监理人。
10.4.1.1回填灌浆用砂
使用质地坚硬的机制砂或河砂,要求不含土团和有机物等。施工中经监理人批准方可使用,最大掺砂量由监理人指定。
10.4.1.2水泥
(1)根据招标文件要求及监理人指示,优先选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥。用于回填灌浆、固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆和接缝灌浆的水泥标号不低于P.O42.5。
(2)帷幕灌浆、接触灌浆和接缝灌浆的水泥细度要求通过80μm方孔筛,其筛余量不大于5%。施工过程中按监理人的指示,可采用细水泥或超细水泥等特种水泥。
(3)在施工过程中,对进场水泥作复检、达合格标准后经监理人认可方可用于灌浆工程。
(4)灌浆所用水泥符合规定的质量标准,不得使用受潮结块的水泥。如果水泥出厂期超过三个月不得使用。
10.4.1.3灌浆用水灌浆用水符合JGJ63-第3.0.4条的规定,制浆用水的温度不得高于40℃。
10.4.1.4外加剂的使用
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/T5148-2001第5.1.7条规定,其最优掺加量通过室内试验和现场试验确定,试验成果报送监理人审批。
10.4.1.5掺合料的使用
经监理人批准,在水泥浆液中掺入砂、粘性土、粉煤灰和水玻璃等掺合料。各种掺合料质量符合DL/T5148-2001第5.1.6条规定,其掺入量通过室内和现场试验确定,试验成果报监理人审批。
10.4.2 制浆
(1)材料必须称量,称量误差小于5%,水泥等固相材料采用重量称量法。
(2)纯水泥浆液搅拌时间:使用普通搅拌机时不得少于3min,使用高速搅拌机时不小于30S。浆液在使用前用筛过滤。从制备至用完的时间小于4h。
(3)拌制超细水泥浆液和稳定浆液,应加入减水剂和采用高速搅拌机,高速搅拌机搅拌转速大于1200r/min(r为转动一周),搅拌时间通过试验确定。细水泥浆液的搅拌,从制备至用完的时间小于2h。
(4)集中制浆系统制备的水泥浆为0.5:1(水灰比)的纯水泥浆,输送浆液流速为 1.4~2.0m/s,各灌浆点按来浆密度,根据各灌浆点的不同需要进行调整后使用。浆液温度保持在5~40℃,超过此标准作废浆处理。
10.5 灌浆试验
10.5.1 试验原则
(1)灌浆试验开工前56天,编制详细的试验大纲,报送监理人审批。
(2)灌浆试验结束后,对试验成果进行分析,并将试验的详细记录和试验分析成果报送监理人。
(3)按监理人指示对不同水灰比、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监理人指示的其它试验内容。
(4)用于现场灌浆试验的浆液水灰比以及掺合料、外加剂等的品种及其掺量应通过浆液试验选择,试验成果报送监理人。
(5)根据工程的建筑物布置和地质条件,选择与永久工程相结合的地段作为灌浆试验区。
(6)在每一灌浆试验区内,按批准的灌浆试验大纲拟定的施工程序和方法进行灌浆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,并将灌浆试验成果报送监理人。
10.5.2 试验目的
(1)为了验证和优化帷幕灌浆、固结灌浆参数,寻求合理的施工方法,同时也为了观测在灌浆作用下岩层、岩石裂隙、砼、围岩、基岩等的变形情况,在灌浆施工前进行各个参数的试验。
(2)确定灌浆工艺、方法、压力、裂隙冲洗、测试岩体透水率、声波值。采用有效、可靠、经济、合理的灌浆方法。
(3)灌浆试验可推荐合理的施工程序、良好的灌浆施工工艺、合宜的灌浆材料、灌浆设备、钻孔设备等。
10.5.3 帷幕灌浆试验
10.5.3.1帷幕灌浆试验不能在帷幕线上进行试验,试验地段的选择原则如下:
(1)达到设计帷幕防渗标准。
(2)试验孔布置必须反映岩石及本灌浆区内的可灌性及其灌浆效果。
(3)试验孔布置主要按监理人的指示选择在与永久工程相结合地段作为灌浆试验区。
10.5.3.2试验为两个试验组,第一个试验组为5个灌浆孔,单排帷幕孔。第二个试验组布置为双排帷幕灌浆孔,孔数为10个孔。
10.5.3.3单排帷幕试验孔,孔距为2m,分三个次序施工。双排帷幕孔,排距为1.5m,孔距为2m,各排分三个次序施工,先施工下游排帷幕试验孔后施工上游排的帷幕试验孔,单孔深初拟为65m。
10.5.3.4帷幕灌浆试验孔采用金刚石钻头清水钻进。钻机用XY-2PC型地质钻钻孔,并采取岩芯。钻孔时开孔采用φ76mm的孔径,终孔孔径采用φ56mm
的孔径。
10.5.3.5灌浆试验均做抬动变形观测。裂隙冲洗、压水试验,都进行抬动观测。抬动观测装置安装见图10.5-1。
10.5.3.6灌浆压力选择原则
选择合适的灌浆压力,使之即取得好的灌浆效果,又能获得合理的经济指标。 (1) 灌浆压力计算:
计算公式
mh
p p +=0
式中:P —灌浆压力,MPa ;
P0—基岩表层段容许灌浆压力,取0.15~0.2MPa(或由监理人确定); m —每加深1m 可增加的压力,取0.05~0.1MPa(或由监理人确定); h —灌浆段深度。
(2)计算灌浆压力范围值见表10.5-1。
(3)通过计算灌浆压力,初拟试验压力按表10.5-2(最终由监理确定)。 表10.5-1 计算灌浆压力范围值表
表10.5-2 帷幕灌浆试验初拟压力表
灌地质结构、埋深、透水性、水灰比、临界压力和基岩抬动情况作匹配试验调整。
10.5.3.7帷幕灌浆试验的试验区、试验参数、孔深、孔距均按监理批准的大纲及指示进行试验。
10.5.4 隧洞生产性固结灌浆试验
(1)隧洞固结灌浆设计压力最大为1.5Mpa,为了验证和优化灌浆参数并寻求合理的施工方法;同时,也为了观测在灌浆作用下砼及围岩的变形情况,在灌浆施工前进行各个参数的试验。
(2)固结灌浆试验初拟,在引水隧洞内进行生产性灌浆试验,试验段的最终确定按设计、监理人最后批准的通知为准,试验段内分别设有回填灌浆、固结灌浆。
(3)隧洞固结灌浆孔试验的施工顺序为:砼强度达70%→回填灌浆→固结灌浆。
(4)为了更好地确定固结灌浆施工中围岩、砼的变化、变形情况,拟在围岩、砼中埋设千分表,抬动观测仪,收敛变形监测观测仪等。仪器、设备的埋设必须征得监理、设计同意方可安装埋设。
(5)固结灌浆孔位布置初拟为:孔深为6m;排距为3m,布孔按梅花型布置。
(6)固结灌浆孔试验采用孔口封闭全孔一次灌浆法施工。
(7)固结灌浆试验时必须按排间分序排内加密的方法进行。
(8)固结灌浆试验按批准的试验大纲进行生产性试验;
(9)固结灌浆试验的试验区、试验参数、孔深、间排距均按监理批准的大纲及指示进行试验。
10.6 钻孔灌浆施工方法及措施
10.6.1 钻孔灌浆主要设备配置
10.6.1.1钻孔机械的配置
钻孔设备:按孔深、孔径要求配备不同的钻孔机械。
(1)手风钻机:手风钻机主要选用TY28型,用于隧洞回填灌浆;孔深小于5m的固结灌浆孔;孔深小于5m(孔径为48mm)的随机排水孔钻孔。
(2)KQJ100B轻型潜孔钻:主要用于孔深为5~20m的排水孔及部分孔深≥5m 固结灌浆钻孔。
(3)YG80凿岩机:主要用于孔深≥5m的固结灌浆孔。
(4)XY-2PC型回转地质钻机:用帷幕灌浆钻孔及要求取芯的钻孔。
(5)MD100型多功能锚固工程钻机:用于孔深大于20m,孔径为76~140mm 的排水孔钻孔。
10.6.1.2灌浆机械的配置
(1)100/15型砂浆泵:流量100L/min,最大工作压力为1.5Mpa,输浆距离水平200m,用于回填灌浆及在200m内的输浆及浆液循环。
(2)JGNB-100/100型高压泥浆泵:排量100L/min,最大工作压力10MPa,用于帷幕灌浆。
(3)TBW250/50型泥浆泵:排量150~250L/min,最大工作压力5MPa,用于帷幕灌浆廊道内输浆及浆液循环。
(4)SGB6-10型灌浆泵主要用于帷幕灌浆及固结灌浆施工,最大压力10MPa,输浆距离(水平800m)。
10.6.1.3搅拌机的配置
(1)0.45m3砂浆搅拌机:布置在5个集中制浆系统,此类搅拌机用于回填灌浆制浆。
(2)高速搅拌机:布置在5个集中制浆系统,各制浆系统布置1台400L的高速搅拌机,主要用于拌制纯水泥浆液,也可用于拌水泥砂浆。
10.6.1.4灌浆记录
灌浆记录采用三参数灌浆自动记录仪。
10.6.2 防渗排水工程钻孔灌浆方法及措施
防渗排水工程主要指三层灌浆排水廊道内帷幕灌浆和排水孔。
帷幕灌浆和排水孔施工措施详见表10.6-1。
灌浆廊道孔位布置及钻孔方法示意见图10.6-1。
表10.6-1 防渗排水系统钻孔灌浆方法及措施
厂房系统钻孔灌浆分为:(1)主厂房及安装间的固结灌浆、回填灌浆、排水孔Φ50(L=6~8m)、排水孔Φ76(L=20)、接触灌浆;
(2)母线洞及主变室固结灌浆、回填灌浆、排水孔Φ50(L=3~5m)、排水孔Φ76(L=20);
(3)尾闸交通洞回填灌浆;
(4)尾水闸门室回填灌浆、固结灌浆、排水孔Φ50(L=4m)。
各部分施工措施详见表10.6-2。
表10.6-2 厂房系统钻孔灌浆方法及措施
尾水系统钻孔灌浆分为:
(1)尾水连接洞固结灌浆、回填灌浆;
(2)尾水隧洞固结灌浆、回填灌浆、排水孔Φ50(L=3~5m);
(3)尾水出口固结灌浆、排水孔(Φ50 L=3~5m;Φ76 L=10m)。
各部位施工措施详见表10.6-3。
表10.6-3 尾水系统钻孔灌浆方法及措施
封堵工程根据设计要求进行回填、固结灌浆、接触灌浆、接缝灌浆施工,堵头段采用钢管搭设施工平台。
(1)堵头灌浆施工顺序为:固结灌浆→堵头砼浇筑→回填灌浆→接缝灌浆。
(2)施工按各封堵段的设计要求,采用相应的方法进行封堵灌浆施工。对留有灌浆廊道的堵头,固结灌浆可在廊道内施工,没有留廊道的堵头,固结灌浆先施工后封堵砼。
(3)堵头段接触灌浆在砼浇筑前预埋灌浆管进行接触灌浆施工。接缝灌浆预埋出浆管、排气管、排浆管、橡胶止水、灌浆管,并在混凝土浇筑达到温降要求后进行。纯压式、
循环式灌浆工艺流程见图10.6-1。
10.7 钻孔灌浆施工工艺
10.7.1 回填灌浆施工
10.7.1.1回填灌浆工艺流程图
回填灌浆工艺流程见图10.7-1。
10.7.1.2回填灌浆方式:采用纯压式,灌浆施工工艺见图10.7-2。
10.7.1.3回填灌浆钻孔
(1)回填灌浆钻孔在衬砌砼达到70%的设计强度后进行。
(2)钢筋砼段的回填灌浆孔,在砼浇筑时预埋直径为50mm的钢管时作为回填灌浆管,并采用手风钻在预埋管中钻孔。
(3)钢衬段的回填灌浆孔,在钢管制作时预留灌浆孔并用丝堵封住,在灌浆施工前取出丝堵,并在孔口加一短管保护丝压,才可钻孔。
(4)钻孔深入岩石10cm,并测记混凝土厚度和空腔尺寸。
(5)堵头段的回填灌浆孔按实际情况分段进行预埋回填灌浆管和排气管,预埋在顶拱最高处。
(6)各隧洞超挖大的部位,在砼浇筑前采用预埋灌浆管、排气管的方法,并将排气管埋于超挖最大的地方,灌浆管次之。
10.7.1.4回填灌浆区划分
(1)隧洞回填灌浆区划分,每个区段长度不大于3个衬砌段,区段的端部在砼浇筑施工后封堵严密。
(2)施工支洞堵头实体段回填灌浆采用预埋的回填灌浆管及排气管,并进行统一编号,挂牌标注管号及管子种类(排气管、灌浆管、升浆管)等。堵头廊道段回填灌浆采用手风钻钻孔灌浆。
10.7.1.5灌浆分序、水灰比及压力控制
(1)隧洞回填灌浆施工按两个次序进行,同一灌浆区先施工Ⅰ序孔,后施工Ⅱ序孔,各序孔灌浆时间间隔不小于48h,Ⅰ、Ⅱ序孔分类编号。
(2)回填灌浆水灰比按施工图纸的要求或监理人的指示确定,一般可灌注0.6(或0.5):1。空隙大的部位灌注水泥砂浆,但掺砂量不大于水泥重量的200%。
(3)在素混凝土衬砌中的灌浆压力可采用0.2MPa~0.3MPa;在钢筋混凝土中可采用0.3MPa~0.5MPa。
10.7.1.6回填灌浆顺序
(1)在本灌浆区内回填灌浆先进行Ⅰ次序孔,Ⅰ次序孔串浆不必重灌,等孔内串出最浓一级的浆液时可封堵。后进行Ⅱ序孔,Ⅱ序孔串浆封堵后必须扫孔重灌。
(2)在本灌区内的回填灌浆孔,由隧洞较低的一端开始向较高一端推移,推移灌浆的具体做法:将低端的第一个孔作进浆孔,临近的孔作为排水、排气用,待排出最稠一级浆液后立即将孔关闭,再改变为进浆孔,直至全序孔灌浆达到结束标准后结束。
10.7.1.7回填灌浆监测
(1)各部位灌浆时密切监视衬砌砼及钢管的变形情况,并在灌浆工作开始前先安装千分表,防止产生变形及抬动,并定时进行监测作好记录。
(2)首先做好压力表的校定,控制好压力升压过程,并注意在升压过程中砼及钢衬的抬动及变形观测。
10.7.1.8回填灌浆结束标准及封孔
(1)回填灌浆在规定的压力下,灌浆孔停止吸浆,并继续灌注10min即可结束。
(2)回填灌浆结束后,排除钻孔内积水和污物,采用硬性水泥砂浆将全孔封填密实,孔口抹平,露出衬砌混凝土表面的埋管割除。
10.7.1.9回填灌浆检查孔施工
(1)回填检查孔在该部位灌浆结束28天后进行检查,检查孔采用手风钻钻孔,孔深入岩石10cm,向孔内注入2:1的浆液进行,检查压力与灌浆压力相同,并按监理要求进行各项检查。
(2)回填灌浆检查孔,在原回填灌浆孔位进行钻孔检查。
10.7.2 固结灌浆施工
固结灌浆分为基础固结灌浆、隧洞固结灌浆施工。
10.7.2.1固结灌浆工艺流程
(1)固结灌浆工艺流程
固结灌浆工艺流程见图10.7-3。
(2)固结灌浆方式:深孔采用循环式,浅孔采用纯压式,具体见图10.7-4。
10.7.2.2固结灌浆钻孔
(1)在钢筋砼中的固结灌浆孔,在钢筋砼浇筑时按施工图要求预埋钢管。所有预埋管,孔口固定好方位,灌浆孔位与设计孔位偏差不大于设计图纸的规定。
(2)固结灌浆钻孔:孔深小于5m的孔采用手风钻钻孔,孔深≥5m的孔采用KQJ100B轻型潜孔钻机及YG-80凿岩钻机钻孔。
(3)固结灌浆孔深小于≤6m采用一次钻孔灌浆的方法进行。孔深大于6m的孔分段进行钻孔。
(4)围岩固结灌浆在回填灌浆结束7天后进行。
(5)灌浆孔的开孔孔位符合施工图要求,因故变更孔位征得监理人同意,并记录实际孔位。
(6)基础固结灌浆钻孔在砼浇筑强度达到50%的设计强度后钻孔。
10.7.2.3灌前准备
(1)在设有抬动观测设备的灌区,待抬动观测仪器装置安装完后,并完成灌浆前测试工作后。
(2)钢管衬砌段的灌浆必须在灌浆前安装千分表、百分表等。
10.7.2.4固结灌浆洗孔及压水试验
(1)洗孔
①所有灌浆孔均进行裂隙冲洗,采用风水联合冲洗或用导管通入大流量水流,从孔底向孔外的方法冲洗;裂隙冲洗方法根据不同的地质条件,通过现场试验确定。
②冲洗压力:冲洗水压力采用80%的灌浆压力,如压力超过1Mpa时,采用1Mpa压力冲洗。冲洗风压采用50%的灌浆压力,压力超过0.5Mpa时,采用
0.5Mpa。
③裂隙冲洗至回水澄清后10min结束。总的时间要求:单孔不少于30min,串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段,继续进行冲洗直到回水澄清,孔内残存的沉积物厚度小于20cm,才可进行灌浆工作。
④正在灌浆的孔,以及邻近灌浆结束的灌浆孔附近,间隔时间不到24h时,不得进行裂隙冲洗。
⑤灌浆孔(段)裂隙冲洗后立即进行灌浆作业,因故中断时间间隔超过24h者,在灌浆前重新进行冲洗。
(2)压水试验
①为便于分析判断灌浆效果,在固结灌浆孔岩石裂隙冲洗结束后,进行压水试验,试验孔数不少于总孔数的5%,试验采用“单点法”。其它孔段可结合裂隙冲洗进行“简易压水”。当监理人认为有必要的部位采用“五点法”进行压水试验。
②简易压水试验应在裂隙冲洗后进行。压力为灌浆压力的80%,该值若大于1Mpa时,采用1Mpa;压水20min,每5min测一次压水流量,取最后的稳定流量作为计算流量,其成果用透水率表示。“五点法”和“单点法”压水试验按DL/T5148-2001附录A执行。
10.7.2.5固结灌浆施工措施
(1)基础固结灌浆
①基础固结灌浆主要分布于尾水洞出口底板。
②一般情况下,基础固结灌浆有混凝土盖重情况下进行,钻孔及灌浆均需在相应部位混凝土达到50%设计强度后,开始灌浆,如特殊情况下采用无盖重灌浆,必须得到监理人的批准。
③基础固灌浆孔按排间分序排内加密的灌浆方法进行,各孔位统一分类编号。
④深孔固结灌浆可参照帷幕灌浆孔的技术要求进行施工。
(2)隧洞固结灌浆
①隧洞固结灌浆在回填灌浆7天后进行。
②固结灌浆孔按环间分序环内加密的灌浆方法进行,环间宜分为两个次序进行灌浆,各孔统一分类编号。
③在已完成或正在灌浆的地区,其附近30m以内不得进行爆破作业。
④灌浆方法:孔深≤6m可选用全孔一次灌浆法,孔深>6m时,按监理人指示选用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法。
⑤孔深为7~8m的孔,分两段进行灌浆,第一段2~3m,第二段5m。
⑥采用自上而下分段灌浆法时,灌浆塞在已灌段底以上0.5m处,以防漏灌。孔口无涌水的孔段,灌浆结束后不待凝。在灌前涌水,灌后返浆或遇其它地质条件复杂情况,则宜待凝,具体待凝时间根据现场具体情况,并经监理人批准后采用。
⑦固结灌浆栓塞:采用橡胶塞。
⑧为防止岩石面或混凝土面抬动,固结灌浆原则上一泵灌一孔,当相互串浆时,采用群孔并联灌注,但并联孔数不宜多于3个,并控制好灌浆压力。
(3)灌浆压力、浆液水灰比及浆液变换
①采用循环式灌浆时,压力表安装在孔口回浆管路上,采有纯压式灌浆,压力表安装在孔口进浆管路上,压力值宜读取压力表指针摆动的中值。指针摆动范围应小于灌浆压力的20%。摆动范围应作记录。
②灌浆压力应尽快达到设计值,但对于注入率较大或易于抬动的孔段分段升压。
③一般情况,普通水泥浆液采用2:1、1:1、0.7:1、0.5:1(重量比)四个比级,细水泥浆液采用1:1、0.8:1、0.5:1(重量比)三个比级。根据灌浆试验成果,可采用监理人批准的其它水灰比施灌。灌浆浆液应由稀到浓遂级变换。
④当灌浆压力保特不变,注入率持续减少时,或注入率不变压力持续升高时,不得改变水灰比。
⑤固结灌浆,当注入率大于30L/min时,根据具体情况适当越级变浓。
⑥固结灌浆中,当某一级水灰比浆液的灌入量已达到300L以上,或灌注时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无显著改变时,改浓一级水灰比灌注。
⑦固结灌浆时,当改变浆液后,如灌浆压力突增或吸浆量突减,立即查明原因,进行处理。
10.7.2.6固结灌浆结束标准和封孔
(1)固结灌浆在规定压力下,当注入率不大于1L/min,继续灌注30min,灌浆即可结束。
(2)当长期达不到结束标准时,报监理人共同研究处理措施。
(3)固结灌浆孔采用“导管注浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”封孔。栓塞置于孔口,用1:1的浆液,按设计灌浆压力进行全孔复灌。全孔用最浓一级的浆液置换孔内余浆,直至孔内饱满密实为止,并用预缩砂浆封填孔口局部回空部分,压实抹平。
10.7.2.7固结灌浆检查孔施工
固结灌浆检查孔在该部位灌浆结束7天后进行,钻孔采用风动钻机及监理要求的钻机进行,检查部位按监理人指示进行。
10.7.3 帷幕灌浆施工
10.7.3.1帷幕灌浆工艺流程
帷幕灌浆方式:采用循环式,射浆管距孔底不得大于50cm,工艺流程见图10.7-5。
10.7.3.2灌前准备
(1)在设有抬动观测设备的灌区,待抬动观测仪器装置安装完后,并完成灌浆前测试工作后,方可进行灌浆作业。抬动变形埋设孔见图(13-17)。
(2)由于帷幕廊道断面小,钻孔灌浆工程量大,先把集中制浆系统、浆液中转站、输浆管路、风、水、电布置好后方可开始钻孔。
(3)帷幕灌浆廊道断面小,机械配置较多(地质钻机25台、灌浆机8台),设备集中,机械移动不方便,先划分各台机械要完成的钻孔、灌浆范围,以减少设备长距离搬动。
10.7.3.3帷幕灌浆钻孔
(1)帷幕灌钻孔必须在廊道底板砼浇筑强度达到50%以上方可进行钻孔。灌浆孔的开孔位置符合施工图纸要求,因故变更孔位必须征得监理人同意,并记录实际孔位。
(2)钻机安装必须平整稳固,帷幕灌浆孔按施工图纸有:垂直孔、倾斜孔。钻不同深度和角度的孔,必须埋设孔口管,钻孔方向按施工图纸要求确定,钻孔时必须保证孔向准确。
(3)帷幕灌浆钻孔:钻机采用XY-2PC型回转地质钻机清水钻进。开孔直径初拟为76mm,终孔孔径φ56mm,钻头采用金刚石钻头。帷幕灌浆按分序加密的原则进行钻孔。对于两排孔组成的帷幕孔,先钻灌下游排,后钻灌上游排,每排孔的孔序均分三个次序进行。
(4)正在进行压力灌浆的孔,30m以内不可进行钻孔,如特殊情况必须由监理批准。
(5)钻孔过程中注意地层变化,回水颜色,特别是断层破碎带、节理发育密集或涌水地段,做详细记录。若有较大异常现象,及时向工程师汇报、商讨适宜的处理措施。若终孔时遇到断层、破碎带、节理密集或涌水地段,则终孔孔深必须按监理人的指示进行。
(6)钻观测孔、检查孔、先导孔以及监理人指示的其它钻孔,钻取岩芯,按取芯次序统一编号,填牌装箱,并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。
(7)钻取芯样的回次进尺最大长度在3m以内,一旦发现芯样卡钻或被磨损,立即取出。除监理人另有指示,对于1m或大于1m的钻进循环,若芯样获得率小于80%,则下一次减少循环深度50%,以后依次减少50%,直至50cm为止。如果芯样的回收率很低,应更换钻孔机具或按监理人指定的钻进方法进行施工。
(8)在钻孔过程中,对钻孔冲洗水、芯样长度及其它能充分反映岩石或混凝土特性的因素进行监测和记录,并提交监理人。
(9)钻孔的孔位、深度、孔径、钻孔顺序和孔斜等按施工图纸要求和监理人指示执行。
(10)帷幕灌浆孔进行孔斜测量。对于孔深小于60m的帷幕灌浆孔,当孔向为垂直的或顶角小于5°时,孔底偏差不得大于表10.7-1的规定;当孔向为顶角大于5°时的斜孔时,孔底最大允许偏差值可根据实际情况适当放宽点,但方位角的偏差不大于5°。对于孔深大于60m的帷幕灌浆孔,孔底最大允许偏差值根据工程实际情况由监理人确定。
表10.7-1 钻孔孔底最大允许偏差值
(12)钻孔中每个段位结束时,其孔底残留物不超过20cm。
10.7.3.4帷幕灌浆孔冲洗及压水试验
帷幕灌浆段冲洗及压水试验与固结灌浆相同。
10.7.3.5帷幕灌浆施工措施
(1)本标帷幕灌浆最大压力6.5Mpa,施工中采取以下措施:
①灌浆泵采用GJ100/100高压灌浆泵。
②高压灌浆栓塞:采用法国进口高压充气灌浆塞。
③灌浆管采用钢丝编织高压胶管;
④阀门:采用耐蚀灌浆阀门;
⑤采用稳压器确保压平稳;
(2)一般情况下,同一地段的岩基帷幕灌浆必须先固结、后帷幕的次序进行,并必须对帷幕灌浆所经过的勘探平洞进行封堵后,再进行帷幕钻孔灌浆施工。
(3)帷幕灌浆的先灌排布置先导孔,先导孔在一序孔中选择,其孔间距不小于15m,或按该排孔数的10%布置。
(4)帷幕灌浆方法:由监理人指示可采用自上而下、自下而上分段灌浆法、孔口封闭灌浆法进行。
(5)帷幕灌浆后的排水孔和扬压力观测孔必须在相应部位的帷幕灌浆完成并检查合格后,方可钻进。
(6)对设有抬动观测设备的灌区,抬动观测仪器安装完毕,才可进行灌浆作业。在进行裂隙冲洗、压水试验和灌浆过程中均进行抬动监测并将观测成果上报监理,抬动变形允许值超过设计值时立即停止施工,并报监理人共同研究处理措施。
(7)基岩灌浆段的最大长度为5m。除监理人批准,一般当帷幕灌浆孔穿过洞塞混凝土时,其与基岩接触部位的灌浆段单独灌注并待凝,该灌浆段在岩体中的长度不得大于2m。
(8)采用自上而下分段灌浆法时,灌浆塞应塞于已灌浆段底以上0.5m处,以防漏灌;一般情况下,各灌浆段灌浆结束可不待凝,在灌前涌水、灌后返浆或遇其它地质条件复杂情况,采取待凝措施,具体待凝时间根据现场具体情况,并经监理人批准后采用。
(9)帷幕灌浆先导孔:可与压水试验同步,自上而下分段进行灌浆。
(10)采用自下而上分段灌浆法时,灌浆段的长度因故超过10m,对该段宜采取补救措施。
(11)灌浆压力、浆液水灰比及浆液变换
①灌浆压力按施工图纸或监理人指示确定,本标最大灌浆压力为6.5MPa。灌浆采用高压灌浆泵。
②压力值宜读取压力表指针摆动的中值,指针摆动范围应小于灌浆压力的20%,摆动范围应作记录。
③灌浆压力尽快达到设计值,但对于注入率较大或易于抬动的孔段分级升压。
④一般情况下普通水泥浆采用2:1、1:1、0.7:1、0.5:1(重量比)四个比级,细水泥浆液采用1:1、0.8:1、0.5:1(重量比)三个比级。根据灌浆试验成果,可采用监理人批准的其它水灰比施灌。灌浆浆液由稀到浓逐级变换。当灌浆压力保特不变,注入率特续减少时,或当注入率保特不变而灌浆压力特续升高时,不得改变水灰比。
⑤当灌浆压力保持不变,吸浆量均匀减少;或吸浆量不变,压力均匀提高时,可继续灌注,不得改变水灰比。
⑥当某一级浆液灌入量已达300L以上,或灌注时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无显著改变时,换浓一级水灰比浆液灌注。
⑦当灌入量大于30L/min,可视具体情况越级变浓。
(12)灌浆过程中,发现被灌浆液变浓,测定浆液比重与原配浆液比重并详细记录,同时查明原因,随时调整。灌浆过程中,灌浆压力或注入率突然改变较大时,立即查明原因,并及时向监理人汇报,在监理人批准后,采取相应的处理措施。
10.7.3.6帷幕灌浆结束标准及封孔
(1)帷幕灌浆各灌浆段的结束标准
①采用自上而下分段灌浆法时,灌浆段在最大设计压力下,注入率不大于1L/min后,继续灌注60min,灌浆即可结束。
②采用自下而上分段灌浆法时,灌浆段在最大设计压力下,注入率不大于1L/min后,继续灌注30min,灌浆即可结束。
(2)帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时,灌浆孔封孔采用“分段压力灌浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”;采用自下而上分段灌浆时,应采用“全孔灌浆封孔法”。
10.7.3.7帷幕灌浆检查孔施工
帷幕灌浆检查孔钻孔,采用地质钻机,并采取岩芯,绘制钻孔柱状图,在该部位灌浆结束14天后进行,采用自上而下分段卡塞进行压水试验,采用五点法,按DL/T5148-2001附录A执行。
10.7.4 接触灌浆施工
接触灌浆分为蜗壳钢衬接触灌浆、堵头段混凝土与岩石的接触灌浆。
10.7.4.1钢衬接触灌浆灌前准备
(1)钢衬接触灌浆时先安装电感千分表、千分表进行变形监测。
(2)现场锤击检查确定,检查脱空区,并绘出脱空区展示图。
(3)每一个的脱空区布不少于2个灌浆孔,最低和最高处都布孔。
10.7.4.2钢衬接触灌浆施工工艺流程
钢衬接触灌浆方式:在没有特殊规定下采用循环式,工艺流程见图10.7-6。
10.7.4.3钢衬接触灌浆钻孔
(1)接触灌浆孔在固结灌浆结束后,尽量采用预留固结灌浆孔做钢衬接触灌浆孔。
(2)如需要新开孔时采用磁座电钻,钻孔直径为M16mm,开孔后用手工攻丝,丝扣规格与灌浆塞规格配合。
(3)钻孔后采用塞尺测量钢衬与砼之间的缝隙大小。
10.7.4.4钢衬接触灌浆
(1)钢衬接触灌浆系指钢衬外砼温降趋于稳定后,对钢衬与混凝土之间的缝隙进行的灌浆。接触灌浆在混凝土浇筑60天后,并在回填、固结灌浆结束后进行。
(2)灌浆前使用洁净的压缩空气检查缝隙情况,吹除空隙内污物和积水。风压应小于灌浆压力。
(3)灌浆压力必须控制在压力钢管变形不超过规定值为准。可根据压力钢管的壁厚、脱空面积的大小以及脱空的程度等实际情况确定,一般不宜大于0.1MPa。
(4)钢衬接触灌浆的特点是耗量小,采用高速搅拌机现场制浆。
(5)钢衬接触灌浆水灰比采用0.8:1、0.6(或0.5):1(重量比)二个比级,必要时加入减水剂。在脱空面积较大、排气管出浆良好的情况下,以最浓级浆液结束。
(6)接触灌浆压力:以控制钢衬变形不超过设计规定值为准。一般不宜大于0.1Mpa,并设千分表,贯穿钢管内径,监视钢管直径变形,来控制灌浆压力见图13-17。
(7)接触灌浆孔,从低处开始灌浆。并在灌浆过程中敲击震动压力钢管,待各高处孔分别排出浓浆后,依次将其孔口阀门关闭,同时记录各孔排出的浆量和浓度。
(8)每一脱空区宜一次灌完,中间不宜停灌。
(9)接触灌浆时宜采用小流量泵或手摇泵灌浆。
10.7.4.5钢衬接触灌浆结束标准及封孔
(1)在规定的压力下,最大浓渡浆液停止吸浆5min后即可结束。灌浆结束时,先关闭阀门再停机。停机前关闭孔口阀门,以防灌入浆液回流。孔口无返浆后,才可拆除阀门。
(2)灌浆短管与钢衬间采用丝扣连接。灌浆结束后用丝堵加焊或焊补法封孔。焊后用砂轮磨平,涂装防腐材料。
10.7.5 堵头岩石与砼之间接触灌浆
(1)当衬砌混凝土龄期大于7天后,进行接触灌浆以填充衬砌砼与岩石间的空隙。
(2)若在混凝土衬砌后存在较大的孔洞,则根据监理人指示增设附加的进浆管并伸到底部,还在洞顶部位设置排气孔。
(3)除另有指示,灌浆应一次连续完成。
(4)灌浆从低孔向高孔进行。当低位孔无回浆说明已灌到高位孔底或吸浆率证明低位孔已灌好时方可进行高位孔的灌浆。
(5)接触灌浆压力和浆液水灰比按施工图纸的要求或监理人的指示确定。一般在素混凝土衬砌中可采用 1.0~2.0MPa,在钢筋混凝土衬砌中可采用 2.0~3.0MPa,当与洞周固结灌浆孔结合时其灌浆压力可采用固结灌浆孔相应孔段的压力;一般可灌注水灰比可为0.6(或0.5):1。
(6)结束标准:在规定的压力下,灌浆孔停止吸浆,并继续灌注10min即可结束。
10.7.6 接缝灌浆施工
本节接缝灌浆指施工支洞堵头砼与砼之间缝隙的灌浆。
10.7.6.1接缝灌浆施工工艺
接缝灌浆方式:在没有特别规定的情况下采用循环式,接缝灌浆工艺流程见图10.7-7。
10.7.6.2接缝灌浆前的准备工作
(1)接缝灌浆采用埋设止浆片、进浆管、灌浆管、排气管、出浆盒等方式。
(2)进浆系统的埋设:进浆管,升浆管、回浆管、出浆盒等。同一区的进浆管、回浆管、排气管管口集中,并做出明确的标注。进浆系统必须保证浆液能够畅通无阻地进入出浆盒内,并由出浆盒均匀地进入缝面。
(3)排气管埋设:为了各灌区开始灌浆时便于排除缝内的空气和积水,在灌浆过程中使浆液自下而上流动畅通无阻,因此在各灌区的顶部埋设排气槽,排气管,并将排气槽与大气连通,排气管埋设为两条。
(4)灌浆盒、排气槽、止浆片等,在立好模后埋设。出浆盒和排气槽应与模板紧贴,安装牢固,盒与盒、槽盖与槽完全吻合,并加以固定,四周封闭。管路的连接采用三通、接头、弯管机等连接,不得焊接。埋设及安装完后进行现场通水检查,合格后设专人看守。
(5)通水检查:所有预埋管道经过三次通水检查,检查目的是保证进浆管、回浆管、出浆盒通畅,借此将管路内和缝内的杂物冲净。第一次通水检查在预埋系统安装完后,通水检查合格后进行砼浇筑。第二次通水检查,在混凝土浇筑完后对出浆系统检查。第三次通水检查是灌浆前进行全部检查。每次通水检查必须详细记录。
(6)预埋进、出浆管、排气管、回浆管时统一编号,做好记录,并根据管子的不同用途,采用不同的管径。
10.7.6.3开始灌浆前的工作
(1)在开灌前先进行预灌性压水检查,以复核灌区和管路通畅、缝面通畅以及灌区密封情况,确定灌区是否具备开灌条件。
(2)在通水检查中若发现仍有串、漏或管路堵塞等异常情况,可进行处理或研究施灌措施后再进行灌浆,防止影响灌浆质量。
(3)在灌浆前对缝面进行浸泡,保证缝面湿润,以有利于浆液的灌入及其与缝面的结合,浸泡完后用风吹出缝内的水。
(4)在接缝灌浆前要根据通水检查、埋管记录提供一份报告给监理人,并由监理人签发准灌证后才可进行灌浆。
(5)如没有明确规定时,采用2:1、0.6:1或(0.5:1)(重量比)三个比级。并结合缝面的实际情况定出开灌时的水灰比。
10.7.6.4接缝灌浆施工
(1)接缝灌浆的施工按高程自下而上进行。
(2)灌区两侧混凝土的温度必须达到设计规定值;大于6个月。如采取有效冷却措施情况下,也不少于4个月。
(3)接缝的张开度不宜小于0.5mm;灌区周边封闭良好,管路和缝面畅通。
(4)每个灌浆区灌浆能自下而上均匀地灌注到整个灌区缝面;
(5)开灌时,两个排气管的阀门全部打开放浆,可使浆液很快充满缝面,加快灌注进度。当排气管排出最浓一级浆液时,再调节阀门,控制压力,直至结束。
(6)灌浆过程中必须控制灌浆压力和缝面增开度,灌浆压力应达到设计要求。若灌浆压力尚未达到设计要求,而缝面增开度已达到设计规定值,以缝面增开度为准灌浆压力。
(7)灌浆压力由排气槽与同高程的排气管管口的浆液压力表示。如排气管在廊道内,根据排气槽的高程换算确定。如排气管堵塞,则经回浆管管口相应的压力为准进行控制。
(8)灌浆过程中除进浆管、排浆管外,其它管路可间断地放浆,以利缝内浆液扩散,并保持各管路在灌浆过程中不被堵塞。管路出浆时测量浆液密度和放浆量,以便计算缝内实际注入的水泥量。
10.7.6.5接缝灌浆结束标准
当排气管排浆达到或接近最浓比级的浆液,且管口压力或缝面增开度达到设计规定值,注入率不大于0.4L/min时,持续20min,灌浆即可结束。
10.7.7 洞室开挖超前灌浆及地质缺陷处理灌浆施工
在洞室开挖施工中,对岩石破碎带及围岩较差的洞段(如Ⅳ类围岩)或井口采用超前固结灌浆加固岩石,确保围岩成洞稳定。同时防止较大的渗水。
(1)对溶岩、岩流层等一般按先封闭、后填充、再高压密实进行施灌。
(2)在强岩溶地段需采用多排灌浆孔加固,对边排孔用低压限流量法进行封闭灌浆,中间排用高压灌浆,且须达到本标要求和结束标准才能结束灌浆。
(3)如钻孔过程中遇到充填物较大的破碎带,先探明规模充填物性质,采用简易高压旋喷法灌注。旋喷体终凝后按高压水泥灌浆的常规方法继续灌注。
(4)断层的处理:在钻孔过程中,遇到岩石破碎、失水、掉钻、卡钻迹象且无灌浆压力、吸浆量很大时,可灌注浓水泥浆和混合浆液,直到断层通道堵塞为止,然后再将此重新钻出,再作高压水泥灌浆,最后再增补适当的斜孔,孔深穿过断层5~10m,并将压力提高到1Mpa。
10.7.8 排水孔施工
10.7.8.1排水孔工艺流程
排水孔工艺流程见图10.7-8。
10.7.8.2排水孔施工钻孔
(1)排水孔钻孔按孔深、孔径、分别采用不同的钻机钻孔。
①孔深小于5m,孔径小于50mm的排水孔采用手风钻钻孔。
②孔深大于5m小于20m;孔径大于50mm采用KQJ100B轻型潜孔钻。
③孔深大于20m的孔,采用MD100型多功能锚固工程钻机钻孔。
(2)上仰孔的施工
测放孔位,安置固定钻机,精确调整钻孔角度和方向。钻孔采用MD100多功能锚固工程钻机及轻型潜孔钻,钻孔直径按设计施工图进行。钻孔时注意回水颜色及钻进压力、钻进速度等变化,如果发现异常孔段,做好记录,并观测钻孔穿过的断层及破碎带的宽度、性状、结构面部位,便于确定孔内是否安装保护装置。钻孔过程中严格控制钻进压力和转速,确保孔底偏差达到设计标准。
(3)铅垂孔的施工
铅垂孔施工时须先测放孔位,然后钻机就位,并固定好钻机,造孔的施工方法与上仰孔施工一致。钻孔结束后,必须进行冲洗,确保孔内沉淀物不超过20cm,冲洗结束后,均妥善保护好孔口,以防孔内落入异物导致堵孔。
(4)孔内、孔口保护装置的施工
在钻孔结束前按照施工图纸、文件或监理人指示做好孔口、孔内保护装置,所有保护装置的材料经验收合格后,方可使用,孔口、孔内等保护装置严格按照图纸、文件或监理人的指示进行加工安装。所有排水孔施工完成后均应妥善保护,直到验收合格移交为止。
10.8 灌浆施工质量的检查
10.8.1 回填灌浆施工质量的检查
(1)回填灌浆质量检查在该部位灌浆结束28天后进行。灌浆结束后,按要求将灌浆记录和有关资料提交监理人,以确定检查孔位。
(2)检查孔布置在空腔较大、顶拱中心线、串浆集中、灌浆情况异常的部位,孔深应深入围岩10cm,压力隧洞每10m布置1个检查孔,无力隧洞每隔20m布置1个检查孔。
(3)回填灌浆质量检查采用以下合格标准:
①单孔注浆试验:向孔内注入水灰比2:1的浆液,压力与灌浆压力相同,初始10min内注入量不超过10L,即为合格。
②双孔连通试验:在监理人指定部位布置2个间距为2m~3m的检查孔,向其中一孔内注入水灰比2:1的浆液,压力与灌浆压力相同,若另一孔出浆量小于1L/min为合格。
③查检孔及芯样检查:钻测孔及观测岩芯,浆液结石充填饱满密实满足设计要求为合格。
根据监理人指示可选择上述检查方法进行检查。不满足上述标准时,按监理人指示或批准的措施处理。
(4)灌浆孔和检查孔钻孔注浆结束后,采用水泥砂浆将钻孔封填密实,并将孔口抹平,其平整度满足相应部位设计要求。
10.8.2 固结灌浆施工质量检查
(1)固结灌浆质量采用钻检查孔进行压水试验检查的方法,试验采用单点法,按DL/T5148-2001附录A执行,并将测试成果报送监理人。
(2)固结灌浆压水试验在该部位灌浆结束3~7天后进行,灌浆结束后,按要求在指定的时间内将灌浆记录和有关资料提交给监理人,以便拟定检查孔的孔位。检查孔的数量不少于灌浆孔总数的5%,孔段合格率在85%以上,不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的150%,且不集中,灌浆质量可认为合格。否则,按监理人的指示或批准的措施进行处理。
(3)固结灌浆压水试验的标准:在防渗帷幕中心线上下游各3m范围内检查孔透水率不大于1Lu;其它范围的检查孔透水率不大于3Lu。
(4)固结灌浆质量可按监理人指示采用岩体波速、静弹性模量测试的方法,分别在该部位灌浆结束14天或28天进行,其孔位的布置、测试仪器的确定、测试方法、合格标准等,均按监理人的指示执行。
10.8.3 帷幕灌浆施工质量检查
10.8.3.1帷幕灌浆质量检查以检查孔压水试验成果为主,结合对施工记录成果分析和检测测试资料的分析,进行综合评定。
10.8.3.2灌浆检查应在分析施工资料的基础上;在下述部位布置:
(1)帷幕中心线上;
(2)岩石破碎、裂隙发育等地质条件复杂的部位;
(3)末序孔注入量大的孔段附近;
(4)沿帷幕线每隔20m右右,至少有一个检查孔;
(5)钻孔偏斜过大、灌浆过程不正常等经资料分析认为可能存在对帷幕质量有影响的部位。
10.8.3.3帷幕灌浆检查孔的数量不少于灌浆孔总数的10%,一个单元内至少布置一个检查孔。
10.8.3.4检查孔必须采取岩芯,并绘制钻孔柱状图。
10.8.3.5帷幕灌浆检查孔压水试验的时间在该部位灌浆结束14天后进行。采用自上而下分段卡塞进行压水试验,采用五点法,按DL/T5148-2001附录A执行。
10.8.3.6工程质量的平定标准为561m高程以下透水率不大于1Lu,561m高程以上透水率不大于3Lu。检查孔接触段及其上下两段的检查孔,其透水率应100%满足设计规定;其余各段合格率不小于90%。不合格试段的透水率不超过设计规定的150%,且不集中,灌浆质量可认为合格。检查结束后按帷幕灌浆封孔法进行封孔。
10.8.3.7按监理人指示在规定的时间内,将有关资料提交监理人。
10.8.3.8达不到合格标准的孔段,按监理人的指示或批准的补救措施进行处理。
10.8.3.9在压力钢管段的帷幕灌浆质量要求:在防渗帷幕中心线上下游3m 范围内检查孔透水率不大于1Lu;其它范围的检查孔透水不大于3Lu。
10.8.4 接触灌浆施工质量检查
10.8.4.1蜗壳钢衬接触灌浆质量检查
(1)接触灌浆工程的质量检查,在灌浆结束7d或14d后采用锤击法或其它方法进行,绘制脱空展示图。
(2)对脱空区域,如面积超过0.2m×0.2m的区域,则要求进行增钻孔灌浆;如各脱空区域的面积小于上述要求,则认为蜗壳接触灌浆质量满足要求。
10.8.4.2混凝土堵头接触灌浆
(1)在灌浆结束14天后,采用钻检查孔测量岩体波速、压水试验,并结合接触面开度及相应灌浆注入量进行综合评定。压水试验采用单点法,按DL/T5148-2001附录A执行。
(2)压水试验的标准:在防帷幕中心线上下游各3m范围内检查孔透水率不大于1Lu;其它范围的检查孔透水率不大于3Lu。
10.8.5 接缝灌浆施工质量检查
(1)接缝灌浆工程的质量,以分析灌浆施工记录和成果资料为主,结合钻孔取芯、槽检等测试资料,综合评定。
(2)根据灌浆施工记录和成果资料分析,如灌区两侧混凝土达到设计规定值,两个排气管排浆密度均达到1.5g/cm3以上,且有压力,其中一个排气管管口压力已达到设计压力50%以上,其它情况基本符合要求,灌区灌浆质量可评定为合格。
(3)钻孔取芯、压水试验和槽检工作,选择有代表情的灌区进行,检查时间选择在灌区灌浆结束28d以后,具体检查部位和合格标准,由监理人指定和批准。检查重点放在根据灌浆资料分析被评为不合格灌区,若该区检查结果较好,灌浆质量可重新评定。
(4)接缝灌浆灌区的合格率在80%以上,不合格灌区的分布不集中,接缝灌浆工程质量即可评为合格。
(5)孔检、槽检结束后,检查孔、检查槽进行封填密实。
10.8.6 排水孔施工质量检查
(1)根据本工程的施工特点,排水孔的施工质量检查,主要以每道施工工序、工艺的检查验收结果来评定钻孔施工质量。
(2)钻孔检查验收必须全面验收钻孔孔径、孔深、孔位、孔底最大偏差等是否满足设计图纸的要求或监理人指示进行检查。
(3)孔口、孔内保护装置的检查验收包括对保护材料的规格,尺寸、加工、安装等是否满足图纸、文件或监理人指示的要求等。
(4)若施工每道工序均符合要求,则该排水孔的施工质量符合要求。
10.9 特殊情况的处理
10.9.1 回填灌浆特殊情况处理
(1)空腔较大部位、超挖大的部位、塌方段,预埋灌浆管,预埋管不少于2组(每组2根;其中1根为排气管;别1根为灌浆管,排气管埋在最高处,进浆管次之)。
(2)对衬砌段超挖较大部位,回填灌浆时预埋PVC管,预埋管引入预留的固结灌浆孔口外,在本灌浆区内最后采用预埋灌浆管进行补灌。
(3)灌浆过程中如发现漏浆,根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、加浓浆液、降低压力、间歇灌浆等方法处理。但处理方法报监理人审批或遵照监理人的指令进行。
(4)灌浆过程中发生与其它孔串浆,等被串孔排出浓浆时将其堵塞,一次序孔被串可不必重灌,二次序孔串浆扫孔重灌。
10.9.2 固结灌浆特殊情况处理
(1)有地下水的固结灌浆孔,测定涌水压力、流量、地下水压力,灌浆时可适当增加灌浆压力,所增加压力须报请监理人批准后方可使用。
(2)钻孔过程中注意回水颜色地层的变化,遇有断层、破碎带、地下涌水及其它异常现象,及时向工程师汇报。由监理、设计和施工单位共同商定处理办法。
(3)灌浆中每个灌浆孔的灌浆工作必须连续进行。若因故中断,必须尽早恢复灌浆,中断超过30min时,进行冲洗,冲洗无效时,扫孔重灌,重灌时从开始灌浆时的水灰比开始。
(4)灌浆过程中,如冒浆、串浆、浆液变浓等情况,处理方法按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2001)的有关规定执行。并详细记录,同时将采取的处理措施、结果通知监理人。
(5)有地下水涌出的灌浆孔,灌浆工作结束后,做屏浆措施。屏浆时间不少于1小时,然后可用机械封孔法封孔。
(6)在已完成或正在灌浆的地区,其附近30m以内不得进行爆破作业。
10.9.3 帷幕灌浆特殊情况处理
10.9.3.1钻孔特殊情况的处理
(1)钻孔过程中如发现孔口无返水,立即停止钻进,查明原因,采用有效的处理措施后方可继续钻孔。
(2)钻孔过程中,遇岩层、岩性变化、坍孔、钻进速度变化、回水变色、失水、涌水等异常情况,做好详细记录。
(3)钻孔遇有洞穴、塌孔或掉块难以钻进时,可先进行灌浆处理。如发现集中漏水或涌水,查明情况,分析原因,采用相应的处理措施后方可钻孔。
10.9.3.2灌浆特殊情况处理
(1)灌浆中发生串浆,采取下列处理措施:
①被串孔正在钻进,立即停钻;
②串浆量不大,可于灌浆的同时在被串孔内通入水流;
③采用灌浆塞塞于被串部位以上1~2m处。
(2)被灌孔的灌浆工作必须连续进行,因故中断按下列原则处理:
①尽可能及时恢复灌浆;
②超过30min时,立即冲洗,如冲洗无效扫孔后重灌;
③复灌时使用最大水灰比,如灌浆量与原灌浆中断时的灌浆量相比减少很多,或停止吸浆,及时请示监理人采取处理措施,并详细记录;
(3)若灌入量大,灌浆难于结束时,可采取低压、浓浆、限量、间歇、浆液中掺加速凝剂、加砂、加水玻璃双浆液等方法处理。但处理方法必须由监理人批准后方可采用。
(4)有地下水涌出的灌浆孔,须测定涌水、流量、地下水压力、水温,灌浆时可适当增加灌浆压力,增加的压力必须大于地下水压力,所增加压力必须报监理人批准。灌浆结束后,采取屏浆措施,屏浆时间不少于1小时。
(5)回浆变浓,一般是裂隙细微,换用相同水灰比的新浆灌注。
10.9.4 接缝灌浆特殊情况处理
(1)灌浆过程中发现浆液外漏,先从外部进行堵漏。若无效加浓浆液、降低压力进行处理,但不得采用间歇灌浆法。
(2)灌浆过程中,当进浆管和备用进浆管均发生堵塞,先打开所有管口放浆,然后在缝面增开度限值内尽时提高进浆压力,疏通进浆管路。若无效可再换用回浆管进行灌注或采取其它措施。
(3)灌浆因故中断,立即用清水冲洗管路和灌区,保特灌浆系统畅通。恢复灌浆前,再做一次压水检查,若发现灌浆管路不通畅或排气管单开出水量明显减少,采取补救措施。
(4)如缝面张开度小于0.5mm时,采用以下措施:
①采用细度为通过71μm方孔筛筛余时小于2%的水泥浆液或细水泥浆液;
②在水泥浆液中加入减水剂;
③缝面增开度限值内提高灌浆压力;
④采用化学灌浆。
10.10 钻孔灌浆事故的预防与处理
(1)钻孔事故的预防与处理:钻孔过程中如发现有卡钻现象,必须放慢转速,减小钻进压力,利用钻机的立轴上、下活动钻杆及钻具。如发现突然断入孔内,先计算出断入孔内的钻杆、钻具、钻头长度,采用不同直径、不同方向的丝锥,并由高级技师进行打捞。
(2)灌浆中压力过大会对砼产生抬动、钢衬鼓包、砼变形,这种问题在灌浆过程中是不允许发生的,必须做好以下预防工作:
①灌浆前先检查压力表、回浆阀是否完好,回浆管是否畅通;
②安排责任心强的人看守压力表;③灌浆过程中如发现进浆突增时,停机检查原因才能断续灌浆;
④帷幕灌浆设有抬动观测孔,回填、固结、接缝灌浆设有千分表、电感千分表等,但在灌浆过程必须密切监视;
(3)制浆系统、转浆站至灌浆工作面的管路会存在沉淀、堵管现象,施工过程采用双管路使浆液处于循环状态,用浆采用输浆管路上的三通。
10.11 钻孔灌浆施工资料的提交
10.11.1 钻孔灌浆施工措施计划的提交
在钻孔灌浆作业开工前42天,根据本技术条款规定或监理人指示,提交一份钻孔和灌浆施工措施计划报送监理人审批,其内容包括:
(1)钻孔和灌浆的施工平面布置图;
(2)钻孔和灌浆的程序和工艺;
(3)钻孔和灌浆的施工人员配备;
(4)施工进度计划等。
10.11.2 施工记录和质量报表
在施工过程中,提交钻孔和灌浆工程的各项施工记录和质量报表,其内容包括:
(1)钻孔和灌浆工程各项完成工程量和累计工程量;
(2)灌浆工程原材料试验和质量检验成果;
(3)钻孔岩芯取样试验成果;
(4)各项灌浆质量检查记录;
(5)质量事故处理记录;
(6)监理人要求提供的其它资料。
10.11.3 完工验收资料
钻孔和灌浆工程的完工验收提交以下资料:
(1)工程设计文件:工程地质资料、设计图纸、施工技术要求及设计通知、设计修改通知等;
(2)施工资料:有关的施工记录、成果资料、检验测试资料、施工报告或施工技术总结等;
(3)质量检查的质量事故报告:单元工程质量评定表及有关说明等;
(4)监理人要求提供的其它完工验收资料。
10.12 质量安全技术措施
10.12.1 灌浆质量控制措施
(1)灌浆工程关系重大,必须由有经验经过专门技术培训并考试合格的人上岗操作。上岗人员必须持上岗操作证。
(2)建立施工质量检查机构,每班均有技术员现场值班监督检查,执行“三检制度”,按设计要求、技术规范、监理人指示进行施工,上道工序末完成下道工序不得施工,使每道工序都处在质量受控状态,每道工序都符合质量要求。
(3)开工前做好技术交底与技术培训。
(4)灌浆设备、仪表经检验、校定合格后方可投入使用。
(5)使用自动灌浆记录仪。
(6)灌浆泵压力表摆动范围要求不大于灌浆压力的20%。使用耐蚀灌浆阀门、高压灌浆闸阀。
(7)灌浆设备、管路、压力表、都必须有足够的排浆量及达到各种灌浆的要求。
(8)配制足够的设备。各种灌浆材料确认合格后,经监理批准后使用。
(9)安排责任心强的人看守压力表,并进行抬动观测。
(10)在预埋灌浆管时,由灌浆队技术员指挥工作人员按设计图纸,配合砼施工队进行准确的埋设并固定好方位。
(11)控制好浆液成品的使用时间,不得超过规定时间。
(12)施工中认真做好原始记录,做到清晰、真实、准确。技术人员及时将原始记录进行汇总整理分析并报送监理人,以便指导灌浆工作顺利进行。
(13)施工中若出现异常情况,立即采取处理措施,并及时报告监理人。
(14)当某灌浆单元工程结束后,立即向工程监理提交全套灌浆资料,按工程监理指定的检查孔位及检查方法进行检查。
10.12.2 施工安全保证措施及文明施工
(1)在本标段钻孔灌浆施工中,主要由于施工场地多,为保证钻孔灌浆施工的顺利进行,设4名安全管理人员,每天巡视在施工现场检查安全。发现安全设施有缺陷或隐患,及时进行处理。
(2)对于施工人员进行安全教育,对于新工人及临时工进行进场安全教育。
(3)对施工人员的安全帽、工作服、工作鞋要符合各项作业的安全要求。操作时要严格遵守各项安全操作规程和劳动纪律。
(4)施工物料堆放平稳,不可放置在临边或洞口附近,也不可妨碍通行和装卸。拆卸下的物体、剩余的材料都要及时清理和运走,上下传递物体禁止抛下丢弃。在作业场内,凡有跌落可能的任何物体,都要一律先行撤除或者加以固定,以防跌落伤人。
(5)高处作业情况复杂,危险性大,要定期、不定期地进行安全检查,发现问题,及时解决。
(6)地质钻机在钻孔前必须固定好钻架、钻机。地质钻机转速过快,记录员及操作人员不得接近转轴、皮带等。
(7)灌浆机操作人员不得将手接近转动的皮带及运行的轴承。
(8)从事钻孔灌浆的施工人员及记录员不得留有长发。
(9)灌浆、输浆时检查管路是否完好,如有可能出现破裂的情况下,必须换上完好的管路才可进行灌浆作业。
(10)在竖井、闸门井灌浆施工时,按实际情况焊接安全防护栏杆,防护栏杆高为1.2m,并加挂安全网。防护栏杆的任何处,能经受任何方向的1000N外力。防护栏杆要自上而下用安全网封闭,杆件周围净空小于40mm的。
(11)竖井施工人员上下采用钢爬梯,小件材料及工具运输采用吊笼,吊笼的荷载必须满足设计安全的最大系数要求。并且不准运载人员。
(12)在竖井段采用吊笼施工时,立足点必须牢固,并视具体情况,配置防护网,栏杆。作业中所使用的钢丝索、脚手架、吊盘、吊笼、平台等设备,产品购置时要经过试验、鉴定合格后,才能购买,投入使用前要加以查验和认证,使用后要妥保管。
(13)灌浆工作在施工中会产生大量废浆、污水,为保证施工现场文明,各施工洞及制浆系统都按实际施工的情况设置污水处理池,污水处理池内的沉淀物采用人工清除,自卸车运输至弃碴场。
10.13 钻孔灌浆施工进度计划
根据招标文件提供的控制性进度和施工总进度要求,安排混凝土施工。具体施工进度详见《第四章施工总进度计划》。
10.14 施工资源配置计划
10.14.1 施工厂队、机组划分及人员配置10.14.1.1本标段将安排两个灌浆队进行施工。灌浆一队,下设两个灌浆机组;灌浆二队下设三个灌浆机组。各灌浆队完成的施工任务如下:
(1)灌浆一队:主要施工第一层、第二层、第三层防渗排水廊道的排水孔钻孔及帷幕灌浆。
(2)灌二队:主要施工主副厂房、主变室、尾水调压室、尾水系统等部位的回填灌浆、固结灌浆、排水孔钻孔施工。10.14.1.2施工人员配置见表10.14-1。表10.14-1 施工人员配置计划表单位:人
钻孔灌浆工程主要施工设备配置见表10.14-2。
表10.14-2 钻孔灌浆主要施工机械设备表
12.2 施工现场布置
12.2.1 施工平台
本节施工平台所指主要是隧洞钻孔、灌浆施工平台,局部施工平台采用钢管搭设排架,平台面铺设木板或钢板。
12.2.2 钻机排列
测量放点完成后,根据每一区段的工作量,合理配置钻机数量,钻机在区段内尽可能均匀分布。
12.2.3 灌浆系统布置
灌浆系统分为制浆系统和灌浆系统。灌浆系统,主要为配合灌浆的钻机、注浆管、输浆管、循环式灌浆的回浆管等。制浆系统,分为集中制浆站和工作面制浆站。制浆站,主要由水泥库、堆料库、储水箱、制浆机、储浆罐、输送泵等组成,详见图12.2-1。
制浆系统采用集中制浆和分散制浆相结合的方式,在整个库盆设置1个集中制浆站,集中制浆站负责将搅好的0.5:1浆液送至工作面,1台钻机配合设置一个工作面搅拌站。在进出水口隧洞段设置简易制浆站,供隧洞段灌浆使用。12.2.4 排浆系统
沿灌浆轴线方向设置排浆导槽及废浆收集池,将钻孔废水、废浆、冲冼钻孔排出的浆液等经由排浆导槽流入废浆收集池专门收集,禁止排放。施工期间的废水、渣、浆等由专职人员清理和排除。在混凝土面上进行灌浆施工时,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,用管道引出至废浆收集池。
12.2.5 水、电系统布置
12.2.5.1在每一工区段,设置1~2个主电柜。主电柜下设4~6个分电柜,由分电柜送电给各施工工作面。所用电缆线在地面整齐排列,且全部为绝缘良好的可移动电缆线。
12.2.5.2钻灌工程施工用水,采用施工供水系统供水,灌浆施工用水沿灌浆轴线布置直径100mm水管,并相距一定的距离开口焊接直径25mm闸阀,供水能力10m3/h,出口压力0.8MPa。
12.2.6 通讯系统
工地通讯,采用手机和无线对讲机组成相互联系网络。
12.3 灌浆材料及设备
12.3.1 灌浆材料
灌浆所使用的灌浆材料,全部符合有关的质量标准,并附有生产厂家的质量证明书。每批材料入库前,均按此规定进行复检验收,并将检验结果及时报送监理人,检验合格并经监理人同意后才予使用。
12.3.1.1水泥
(1) 根据施工图纸或监理人指示,选用灌浆用的水泥品种。一般应采用普通硅酸盐水泥。用于回填灌浆的水泥强度等级≥32.5MPa,当水泥浆液中掺加微膨胀剂时,采用强度等级≥42.5MPa的水泥;用于固结灌浆的水泥强度等级≥42.5MPa,采用特种水泥时,水泥强度等级≥32.5MPa。
(2)灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准,不使用受潮结块的水泥。水泥不应存放过久,不使用出厂期超过三个月的袋装水泥水泥及超过6个月的散装水泥。水泥品质必须符合DL/T5148-2001《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》的规定。
12.3.1.2水
灌浆用水应符合JGJ63- 第3.0.4 条的规定,制浆用水温度不得高于40℃。
12.3.1.3掺合料
经监理人批准,可在水泥浆液中掺入砂、黏性土、水玻璃、粉煤灰等掺合料。各种掺合料质量符合DL/T 5148-2001第5.1.6条的规定,其掺入量通过试验确定,试验成果报送监理人批准。
12.3.1.4外加剂
根据灌浆需要,选用合适的外加剂如:速凝剂、减水剂、稳定剂以及其它外加剂。各种外加剂的质量符合DL/T 5148-2001第5.1.7条及DL/T 5100-1999第4章的规定,所有能溶于水的外加剂以水溶液状态加入,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,并经监理人批准后使用。
12.3.2 钻孔及灌浆设备
12.3.2.1钻孔设备
本合同工程钻孔设备主要配置为潜孔钻机和地质钻机两大类。
(1)潜孔钻机主要配置有YTP-28、YQ100B,主要应用于回填、固结灌浆的钻孔施工。
(2)地质钻机主要配置有XY-2型钻机,主要应用于检查孔的钻孔施工。
(3)手风钻YTP-28,主要应用于D56排水孔的钻孔施工。
12.3.2.2灌浆设备
本工程灌浆设备主要有:制浆机、灌浆泵、砂浆泵、双层搅拌桶以及相应的检测与自动计量仪器,具体见12.12。
12.4 灌浆试验
12.4.1 试验项目
灌浆试验,主要针对固结灌浆。
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人的指示执行,在灌浆作业开工前56天提交8份钻孔和灌浆施工措施计划报送监理人审批。
灌浆所用的材料,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使用的设备相同,使试验成果有可比性。
灌浆试验结束后,对试验成果进行整理、分析,并至少在灌浆正式施工前14天,将试验的详细记录和试验分析成果报送监理人,未经监理人批准之前,不得开始正式灌浆施工。
12.4.2 浆液试验
12.4.2.1按监理人指示,对不同水灰比的浆液进行下列项目的试验。
(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)监理人指示的其它试验内容
12.4.1.2用于现场试验的浆液水灰比以及掺和料、外加剂的品种及其掺量通过浆液试验选择,并将试验成果报送监理人。
12.4.3 现场灌浆试验
(1)根据工程的构筑物布置和地质条件,选择与永久工程相结合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透水率、单位注入量等的试验资料,并将生产性试验成果和试验记录提交监理人。
(4)灌浆试验效果的检查除采用常规的检测方法外,还应结合试验检测中心
开展的有关试验和研究成果,提出综合性的评价标准。
12.4.4 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、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、抬动变形变形观测记录等。
(2)灌浆试验过程中和结束后,根据试验大纲提出的要求及时整理试验成果,报送监理人批准后用于指导灌浆施工。
12.4.5 抬动变形观测
12.4.5.1工程必要时,对可能发生抬动的灌区,设置抬动观测设备,待抬动观测仪器装置完毕,并完成灌浆前测试工作后,方进行灌浆作业。灌浆施工过程中进行抬动观测,观测成果报送监理人。抬动变形观测装置,见图12.4-1。
图12.4-1 抬动变形观测装置示意图
12.4.5.2抬动变形允许值暂定为200µ m。
12.4.5.3抬动变形观测应委派专人进行观测记录,在裂隙冲洗、压水试验及灌浆等作业过程中,当变形值接近变形允许值或变形值上升速度较快时,应及时报告各工序操作人员采取降低压力措施,防止发生抬动破坏。如施工中发现超过规定的允许值,应立即停止施工,报告监理人,并按监理人指示采取处理措施。
12.4.5.4抬动变形观测使用的千分表,对其经常检查,确保其灵敏性和准确性。
12.4.5.5抬动变形观测过程中,严格防止碰撞,保证能在正常工作状态下进行观测,确保测试精度。
12.4.5.6灌浆工作结束后,抬动观测孔按照监理人的要求进行封孔处理。
12.5 钻孔
12.5.1 一般要求
12.5.1.1钻孔的孔位、孔深、孔径、钻孔顺序和孔斜等按施工图纸要求和监理人指示执行。
12.5.1.2在钢筋砼结构中,浇筑砼前按施工图纸要求埋设固结灌浆、回填灌浆及排水孔孔口管,以防破坏钢筋。
12.5.1.3在钻孔过程中,及时进行孔斜测量,并采取措施控制孔斜,孔斜符合规范DL/T5148-2001的规定。
12.5.1.4钻孔过程中,遇岩层、岩性变化,发生掉钻、坍孔、钻速变化、回水变色、失水、涌水等异常情况应详细记录,并向监理人汇报。
12.5.1.5钻孔遇有洞穴、塌孔或掉块难以钻进时,在得到监理人批准后,先进行灌浆处理,再行钻进。如发现集中漏水或涌水,应查明情况、分析原因,经处理后再行钻进。
12.5.1.6钻孔结束,会同监理人进行检查验收,检查合格,并经监理人签认后,再进行下一步操作。
12.5.2 灌浆孔的钻孔
12.5.2.1灌浆孔的开孔孔位应符合施工图纸要求,因故变更孔位应征得监理人同意,并记录实际孔位;所有钻孔进行统一编号,并注明各孔序号;钻机安装应平整稳固,钻孔前应按监理人指示埋设孔口管,钻孔方向应按施工图纸要求确定,钻孔时必须保证孔向准确。
12.5.2.2除非监理人另有规定,固结灌浆钻进作业要在有砼覆盖的情况下进行。钻孔灌浆在相应部分砼达到50%设计强度后施工。