帷幕灌浆工程施工方案

1生产性试验

在正式施工前，按照监理工程师指示进行生产性试验，以验证并择优选择灌浆施工参数。

（1）浆液试验

①浆液试验主要项目包括：

a 浆液配制程序及拌制时间；

b浆液密度或比重测定；

c 浆液流动性或流变参数；

d 浆液的沉淀稳定性；

e 浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间；

f 浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；

g 监理工程师指示的其它试验内容。

②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通过浆液试验选择，将试验成果报送监理工程师。

（2）现场生产性灌浆试验

①根据灌浆工程施工图纸的要求或按监理工程师指示在防渗帷幕线上选定适当区域进行生产性试验以验证灌浆孔的布置方式、灌浆分段、灌浆压力及浆液配比等施工参数。

②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透水率、单位耗灰量等的试验资料，并将灌浆试验成果报送监理工程师。

2施工程序

帷幕灌浆施工程序为：物探测试孔→抬动观测孔→先导孔→帷幕灌浆孔→质量检查孔。

3检测设备仪表、率定

灌浆工作开始前，对自动记录仪、测斜仪、压力表、比重称等进行率定，杜绝使用不合格的检测设备和仪表。灌浆施工过程中，根据规定或监理工程师指示定期或不定期对上述检测设备和仪表进行校准，发现仪器工作异常时，立即进行检定。发现计量误差超过设计标准时，立即进行校正或更换。

4物探测试孔、抬动观测孔、先导孔

（1）物探测试孔

根据设计或监理工程师要求布置物探测试孔，钻孔孔径为φ76，按先导孔要求进行取芯、自上而下分段钻进和压水。

物探测试工作由业主或业主委托测试单位负责实施，施工过程中，我们将严格按有关要求进行钻孔、取芯、扫孔、冲洗和封孔等各项工作。

（2）抬动观测孔

根据设计或监理工程师的要求布置抬动观测孔，钻孔深入设计孔深，埋设安装抬动观测装置。在抬动观测仪器安装完毕，并完成灌浆前测试工作后进行灌浆作业。为保证灌浆施工在允许的抬动变形范围内进行，在进行裂隙冲洗、压水试验和灌浆施工的全过程安设抬动变形观测装置并进行观测，确保抬动变形值不超过设计值。

（3）先导孔

按设计或监理工程师指定的帷幕Ⅰ序孔作为先导孔，并按要求先于帷幕灌浆孔施工。先导孔钻孔孔径为φ76。钻孔按勘探孔要求取芯并进行地质编录，进行分段压水试验，分段灌浆。先导孔灌浆与帷幕灌浆方式相同。

5钻孔

（1）钻孔编号、孔深、钻孔顺序、孔斜和钻孔分段严格按施工图纸要求和监理工程师指示或招标文件规定技术条款进行。

（2）孔位布置

按照设计施工图纸或监理工程师指定的位置进行布孔，灌浆孔钻孔位置与设计位置的偏差不大于10cm。如有特殊原因需调整孔位时，报经监理工程师批准后实施，并记录实际孔位。

（3）钻孔方法

物探孔、抬动观测孔、先导孔、帷幕灌浆孔、质量检查孔等均采用XY-2PC型或XY-2型回转式地质钻机配硬质合金钻头或人造金刚石钻头进行钻孔。孔径为φ1000的检查孔采用GQ60地质钻机钻孔。

（4）孔向、孔斜控制

①钻孔时钻机固定平稳并用罗盘量测钻机立轴角度，使之符合设计孔向。

②先导孔、帷幕灌浆孔、质量检查孔检测孔斜，以确保防渗帷幕的连续性。拟采用KXP-1或JJS-3S型测斜仪进行孔段测斜，孔口段10m内至少检测孔斜一次，以下各段一般情况下每20m检测孔斜一次，其孔底偏差值严格控制在设计规定的允许偏差内。经测斜发现钻孔的偏斜值超过最大允许偏差值时，应及时采取纠偏措施，若纠偏无效需重新开孔时，经监理工程师批准，应距原报废孔位0.2m处开孔。

（5）钻孔孔径

孔口封闭灌浆法帷幕灌浆孔第一段孔径为Φ76，以下各段孔径为Φ60；孔内阻塞法灌浆孔孔径为Φ76。物探测试孔、先导孔和质量检查孔终孔孔径为Φ76，抬动观测孔孔径为Φ110。

（6）特殊处理

当孔内出现塌孔、掉块、卡钻或集中漏水而难以继续钻进时，可先进行灌浆处理，然后再行钻孔；当钻遇溶洞出现掉钻时，不论是否已钻至规定的段长孔深位置，均应停止钻进，先查明溶洞的实际状况，再按照要求进行处理。

（7）钻孔记录

钻孔施工中，每作业班组应对本班工作情况，如钻进情况、材料消耗情况、出勤情况、孔内特殊情况（如钻孔漏水、涌水、塌孔、掉块、遇溶洞掉钻、回水颜色等）等详细记录在钻孔记录报表内。

（8）孔口保护

钻孔结束待灌或灌浆结束待钻孔，孔口均加木塞妥善保护，以防其他杂物和污水掉入孔内。

（9）钻孔取芯

①先导孔、质量检查孔及工程师指定的其他取芯孔均须进行钻孔取芯。

②芯样长度在3.0m以内，取芯率要求不小于80%，若芯样获得率小于80%，则下一回次减少循环深度50%，以后依次减少50%，直至芯样获得率大于80%或回次进尺降至50cm为止。

  为保证岩芯获得率不小于90%，拟采用双管钻具进行钻孔取芯，并尽可能缩短回次进尺，每回次进尺最大不超过岩芯内管的长度。

③钻孔岩芯按要求进行装箱、编录、拍照、保存和取样进行试验，绘制钻孔柱状图，及时送监理工程师指定地点妥善保存。

（10）终孔标准

①所有先导孔及灌浆孔均应达到设计孔深或监理工程师指示的深度。

②帷幕设计底线处帷幕灌浆终孔段基岩透水率大于防渗标准或终孔段灌浆单耗大于允许值时，自动加深一段，当加密两段后仍达不到设计要求时，及时报告监理工程师，按监理工程师指示进行处理。

③达防渗帷幕下限的灌浆先导孔深度较防渗帷幕设计底线加深5～10m。 

（11）抬动观测装置安装

在监理工程师指定的部位布置抬动观测系统，必要时采用自动报警系统，并进行连续观测记录，抬动观测装置典型结构见《抬动观测装置典型结构图》。以保证灌浆施工在允许的抬动变形范围内顺利进行。

6镶铸孔口管

（1）开孔采用XY-2或XY-2PC型地质钻机用Φ76钻具钻进，钻入基岩长度符合施工图纸要求，一般为2.0～3.0m。

（2）对第一段进行冲洗和压水试验后，有混凝土盖重部位将灌浆塞卡在混凝土与基岩接触面以上50cm处，无混凝土盖重部位将灌浆塞卡在基岩面以下50cm处，灌浆时采用双管循环式栓塞，射浆尾管距孔底不大于0.5m，进行孔内循环式灌浆，直至达到结束标准为止。                                

（3）第一段灌浆结束后，取出孔内灌浆塞，通过钻杆向孔内注入0.5∶1的浓浆置换孔内稀浆，然后下入上端车有连接丝口，孔径为Φ73已预加工的无缝钢管，孔口管根据现场情况和埋入深度要求，可分节制作，在孔口用对接接头连接，直至下入孔底，导正孔口管。孔口管上端口高出地面0.10m。

（4）采取可靠措施稳固Φ73孔口管，孔口管下入、固定后，不得碰撞，待凝72h以上即可进行扫孔，扫孔结束经检查孔口管合格后方可进行第二段钻灌。否则应进行处理或重新镶铸。

（5）为加快施工进度，经监理工程师批准，在孔口管段分序灌浆后，可同时镶铸孔口管。

7钻孔冲洗及压水试验

（1）钻孔冲洗

  各类钻孔钻进结束之后均须加大给水量对钻孔进行冲洗，以将孔内钻孔岩粉冲洗出孔外，直至回水澄清，肉眼观察无岩粉为止。洗孔结束后孔内残留岩粉在孔底的沉淀厚度不大于20cm。

（2）压水试验

①帷幕灌浆孔压水试验在裂隙冲洗后进行，或结合裂隙冲洗进行，一般采用“简易压水”试验，或根据监理工程师指示进行。简易压水试验在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。压水压力为不大于灌浆压力的80%，如该值大于1MPa时，压水压力采用1MPa，压水时间20min，每5min测记一次压入流量，取最后一次的流量值作为计算流量。

②试验孔、先导孔、质量检查孔采用自上而下分段钻孔卡塞、单点法或五点法压水试验，压水试验各点的压水压力按设计技术要求、施工图纸或监理工程师指示执行，流量稳定标准按DL/T5149-2001规范附录A中的规定执行。

8灌浆

（1）灌浆材料

①帷幕灌浆采用强度等级为42.5级普通硅酸盐水泥，水泥细度要求通过80μm筛的筛余量不大于5%，灌浆所用水泥应新鲜不结块。

②根据监理工程师指示使用细水泥或超细水泥等特种水泥，其材质应符合有关规定。

③在钻遇溶洞、宽大断层破碎带等耗浆量特大部位，经监理工程师批准，需在水泥浆液中掺加人工砂、粉煤灰及水玻璃等掺合料及外加剂。灌注混合浆液时，其掺入量应通过试验确定，并将试验成果报送监理工程师批准，各种掺合料和外加剂质量应符合DL/T5148-2001第5.1.6条规定。灌浆用砂为质地坚硬的天然砂或机制砂。要求不含土团，硫化物和有机物含量符合规范要求，粒径不大于2.5mm，细度模数不大于2。

④化学材料：特殊部位根据灌浆需要可选用适当的化学材料，采购的化灌材料均应符合有关的材料质量标准，并附有生产厂家的质量证明书，并按规定分批进行检验验收和室内材料试验，经监理工程师批准后方可使用。

⑤灌浆用水符合拌制混凝土用水的要求。

（2）灌浆机具

  采用JJS-5型储浆桶贮浆，JJS-2B型搅拌桶配浆，BW100/100型高压灌浆泵灌浆，业主提供的灌浆自动记录仪记录。

（3）灌浆方法

①帷幕灌浆按分序加密的原则进行。

②大坝及两岸防渗帷幕灌浆采用“小口径钻进、自上而下分段、不待凝、孔口封闭、孔内循环式”的高压灌浆工艺；水垫塘封闭帷幕灌浆及衔接帷幕灌浆采用“小口径钻进、自上而下分段、不待凝、孔内阻塞、孔内循环式”的高压灌浆工艺。

③孔内阻塞法灌浆应塞在已灌段段底以上0.5m处，以防漏灌；采用孔口封闭法灌浆的孔第一段采用孔内阻塞法灌浆，灌浆塞阻塞在基岩面以上20～50cm的混凝土内进行灌注，射浆管距孔底距离不超过50cm。

④一般情况下每段灌浆结束后不待凝，但在断层、破碎带、失水地段等地质条件复杂地区则待凝，其待凝时间根据地质条件和工程要求、浆液试验结果等由监理工程师确定。

（4）孔口封闭器安装

孔口封闭灌浆法是进行高压帷幕灌浆的一种重要而有效的方法。孔口封闭器由我局自行加工，具有良好的耐压和密封性能，并保证灌浆过程中灌浆管能灵活转动和升降。孔口封闭器安装前，在孔口管上端丝口缠生料带，确保密封良好。                                                                                                                                                                                                                                                                                              

（5）灌浆段长和灌浆压力

①灌浆采用分段施工。采用孔口封闭灌浆法段长划分一般按表9-3的规定执行。第四段及以下各段遇特殊情况时，根据监理工程师的指示可适当缩短或加长灌浆段长，但加长后最大段长不得大于8m；采用孔内阻塞自上而下分段灌浆法灌浆段长一般为5m，遇特殊情况时，根据监理工程师指示可适当缩短或加长灌浆段长，但加长后最大段长不得大于8m。

段长误差不大于设计允许误差，遇有断层、地质不良地段，段长不超过3.0m。钻孔穿过软弱破碎岩体发现塌孔、掉钻或集中漏水时，立即停钻，先进行灌浆，达到结束标准待凝后再钻进。

②各灌浆段的最大灌浆压力暂按下表采用，灌浆试验后据试验成果调整。坝基帷幕灌浆第一段(接触段)最大灌浆压力根据压水试验确定，暂定如下：当压水试验稳定漏水量小于1.0L/min时，最大灌浆压力采用3.5 MPa，当漏水量为1.0～3.0L/min时, 最大灌浆压力采用2.7 MPa；当漏水量大于3.0L/min时, 最大灌浆压力采用2.3 MPa。坝段坝高不足40m时，1～3段灌浆压力适当降低。

帷幕灌浆段长及相应的最大灌浆压力表

灌浆压力与注入率的相应关系

灌浆浆液一般采用2：1、1：1、0.5：1三级，具体按灌浆试验确定的或监理工程师批准的水灰比施灌，必要时可灌水泥砂浆。灌浆过程中按由稀到浓的原则逐级改变浆液配比。各机组根据设计要求配制浆液后，用经率定合格的比重称、温度计和漏斗粘度计检测浆液分别比重、温度和粘度，并在灌浆过程根据要求定期检测，杜绝使用不合格浆液。

（7）浆液变换

①当灌浆压力保持不变，注入率逐渐减少时，或注入率保持不变灌浆压力持续升高时不得改变水灰比。

当某一级水灰比浆液注入量已达300L以上，或持续灌注时间已达1h，而灌浆压力或注入率均无明显改变时应变浓一级水灰比灌注。

③当注入率大于30L/min，根据具体情况越级变浓。

（8）灌浆结束标准

①帷幕灌浆在规定的设计压力下，当注入率不大于1.0L/min时，继续灌注60min，且在规定压力下的灌浆全过程时间不少于120 min，即可结束灌浆。

②当长期达不到结束标准时，报请监理工程师共同研究处理措施。

9封孔

帷幕孔全孔灌浆结束并经监理工程师单孔验收合格之后，将及时进行封孔，采用“置换和压力灌浆封孔法”封孔，即将注浆管下入孔底，用灌浆泵将0.5：1浓水泥浆液注入孔底，以将孔内积水或稀浆置换出孔外，待孔口返出0.5：1浓浆之后提出注浆管，采用孔口封闭器或阻塞器进行纯压式灌浆封孔，封孔压力为灌浆孔使用过的最大灌浆压力，封孔灌浆60min后即可结束。

衔接帷幕上仰孔采用埋管法封孔，同时埋入进浆管和排气管，进浆管为φ20钢管，排气管为φ12软管。封孔结束后将外露部分割除。

10灌浆记录

钻孔、压水和灌浆过程中，均由机组记录员对工作本班情况、钻进情况，尤其是孔内异常情况，钻孔冲洗、压水和灌浆全过程进行记录，压水和灌浆过程中采用自动记录仪进行监控，同时进行人工记录，并与记录仪记录的数据对比，发现有较明显的偏差时，立即查明原因。人工记录确保及时、准确、全面，严禁事后记录和超前记录，为此需要对记录员进行培训，经考核合格方可上岗，施工队过程中随时接受并积极配合质检员和监理工程师的质量的监督。

11特殊情况处理

（1）回浆变浓处理

灌浆过程中，每隔15～30min测记一次浆液浓度。当发生回浆失水变浓时，换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30分钟，可停止灌注或按监理工程师指示执行。

（2）漏冒浆处理 

灌浆过程中发现冒浆、漏浆时，视具体情况采用嵌缝、表面封堵、灌注浓浆、降低压力限流、限量和间歇灌浆等方法处理。

（3）串浆处理

①灌浆过程中发生串浆时，如被串浆孔正在钻进，串浆量不大，可继续钻进，否则应立即停止钻进。封闭串浆孔，待灌浆结束后，串浆孔再行扫孔、冲洗，而后继续钻进施工。

②如与待灌孔串浆时，串浆量不大时，可于灌浆的同时在被串孔内通入水流，使水泥浆不致在孔内沉淀而堵塞钻孔内的岩石裂隙；串浆量较大时，如条件具备可同时灌浆，如不具备同时灌浆的条件，则封闭被串孔，待灌浆孔灌结束之后，立即打开被串孔扫孔冲洗后尽快灌浆。

③若两个孔同时灌浆，且两孔段使用的灌浆压力又不相同，出现串浆时，若无法灌结束，应封闭使用较低灌浆压力的浅孔，待深孔灌结束后再灌浅孔。

（4）大耗浆量孔段（大于1000Kg/m）的处理

   当孔段未钻遇溶洞及断层破碎带而出现耗浆量较大，难以达到结束标准时，在灌注0.5：1浓浆的前提条件下，可采取如下处理措施：

①降低灌浆压力、限流、限量、间歇灌浆；

②在浆液中掺加速凝剂灌注混合浆液；

③在灌入干料单耗量已达3000Kg/m而无法达到结束标准时，应停灌待凝，然后扫孔复灌，直至达到灌浆结束标准为止，或按照监理工程师指示执行。

（5）孔段返浆的处理

在岩石裂隙内充填有粘土的孔段进行灌浆时，当降压时极易出现返浆现象，即在降低压力时，灌入孔段内的浆液在充填泥的弹力作用下被挤出孔外，此类孔段在灌浆结束时应适当延长屏浆时间，或先采用纯压灌浆结束后闭浆待凝，然后扫孔灌浆直至达到结束标准。

（6）孔内返砂的处理

在含有大量泥砂的孔段灌浆时，砂粒随同回浆返出孔外，致使灌浆泵无法排浆或堵塞孔口高压阀门，孔内憋压，压力瞬时提高，极易导致灌浆管路破裂伤人，或将孔内岩石裂隙击穿劈开新的通道使灌浆无法达到正常结束标准。应采取如下处理措施：

①先用0.5：1浓水泥浆液冲孔，以将孔内的砂子冲出孔外，再安装孔口高压阀门进行正常灌浆，使用大过流面积的高压阀门及回浆管路；

②采用纯压式灌浆。

（7）孔口有涌水孔段的处理

灌浆前应测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况，按监理工程师指示可选用下述方法处理：

①缩短段长，对涌水段单独灌浆；

②相应提高灌浆压力；

③灌浆结束后采取屏浆措施，屏浆时间不少于1h；

④闭浆；

⑤闭浆结束后待凝48h；

⑥必要时，可在浆液中掺加适量速凝剂。

（8）灌浆中断的处理

  灌浆过程中若因故中断可采用如下措施进行处理：

①应尽早恢复灌浆，如估计在30min之内难以恢复灌浆时应进行洗孔，然后扫孔复灌，直至达到结束标准；

②恢复灌浆时应使用开灌比级的浆液进行灌注，如注入率与中断前相近，可恢复中断前比级的浆液继续灌注，如注入率较中断前减少较多，则应按逐级变浓的原则继续灌注；

③如中断时间较长，恢复灌浆时，如注入率较中断前减少较多且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施进行处理。

（9）断层破碎带等地质缺陷段处理

断层破碎带处理一般采取缩短灌浆段长、灌后待凝的方法。如果断层破碎带孔隙率较大且连通性较好，吸浆量特大，可改用浓浆、速凝水泥浆、水泥砂浆进行灌注。如果断层破碎带泥质含量高，可灌性很差，根据具体情况经监理工程师批准，可采用高压冲洗、高压旋喷灌浆或化学灌浆（如丙烯酸盐等）的方法进行处理。特殊处理结束后，均重复进行常规水泥灌浆。

钻孔穿过软弱破碎岩体发现塌孔、掉钻或集中漏水时，立即停钻，先进行灌浆，达到结束标准待凝后再钻进。

钻孔穿过软弱夹层时可采取“高压水冲洗置换技术”和“下置栓塞进行高压挤密灌注技术”等措施进行处理。

（10）溶洞处理

钻孔过程中钻遇溶洞时，立即会同设计、监理工程师等对地质资料进行复查，对可通过在其周围钻孔以查明溶洞类型、规模、走向、渗流和充填情况等，以有针对性地采取相应处理措施。

12工程质量检查

（1）帷幕灌浆过程质量检查实行三检制，并由监理工程师进行抽检，主要检测项目见下表

帷幕灌浆施工过程质量检验项目表

（3）帷幕灌浆检查孔的数量为灌浆孔数的10%，每个单元工程内至少应布置有一个质量检查孔，

（4）检查孔压水试验在该部位灌浆结束14d后进行。

（5）帷幕灌浆质量合格标准：坝体混凝土与基岩接触段及其下一段的合格率应为100%；其余各段的合格率应为90%以上，不合格段的透水率值不超过设计规定值的100%，且不集中即认为合格。否则按监理工程师的指示或批准的措施进行处理。

（6）封孔质量检查：先导孔、物探检查孔、帷幕灌浆孔灌浆封孔结束后，为检查封孔效果，可按监理工程师指示，对其指定的孔位进行扫孔检查，主要检查水泥结石芯样的密实程度，必要时，可进行室内容重、抗压、抗渗试验。