钻孔与灌浆工程施工方法.docx

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1、第8章钻孔与灌浆施工方法8.1概述固增水电站引水隧洞H标段全长1742m,桩号为l+8883+630引水隧洞断面为圆形洞，衬砌好后直径8m,纵坡i=0.00202o本章规定适用于本合同施工图纸所示建筑物的钻孔和灌浆，其内容包括：钻孔：钻孔：包括灌浆孔、排水孔和检查孔的钻孔（含岩体原位测试、物探孔和抬动观测孔），以及钻孔和灌浆所需进行的钻取岩芯（含混凝土取芯）、钻孔冲洗、压水试验、灌浆前孔口加塞保护等全部钻孔作业。灌浆：水泥灌浆。水泥灌浆适用的范围为固结灌浆、回填灌浆。本标钻孔与灌浆工程量见表8.I-Io表8.1-1钻孔与灌浆工程量表序号项目名称单位工程量备.注1洞身段回填灌浆m20575入岩0

2、.Im2堵头PI填灌浆m2142入岩0.Im3IV类围岩洞段洞身固结灌浆m16359入岩4.5m4V类围岩洞段洞身固结灌浆m7370入岩4.5m5堵头固结灌浆m256入岩8m6超前固结灌浆tn13288.2工程地质条件评价隧洞垂直埋深为180m-595mo地层岩性为志留系下统（SI）炭质板岩夹硅质岩板岩、薄层状灰岩，岩性较为软弱，岩层总体产状N30o60E/SEZ5575,走向与洞轴线夹角5575。层间错动带、揉皱较发育。主要发育3组裂隙:N30o60ESEZ55o75、N35WSWZ70o80、SN/EN3540。该洞段岩性软弱，各类结构面发育，围岩稳定性差，以IV、V类为主。其中，过洼开沟

3、和基洼断层影响段上覆最小厚度18Onl左右，受基洼断层影响，该段岩体破碎，围岩稳定性差，为V类围岩，需加强支护。同时存在集中涌水的可能，需采取相应的工程处理措施。此外，该段隧洞最大垂直埋深60Oln左右，地应力较高，板岩性状软弱，局部洞段开挖时可能发生塑性变形，需做好变形监测和加强支护；根据间一区域沙湾水电站的经验，该套地层存在有害气体，曾造成严重的安全事故，所以本工程在施工期间应采取有效的监测和防范措施。8. 3施工布置8.3. 1供浆系统根据本标段工程的施工安排，将制浆站直接设置在施工主洞内，水泥通过5t自卸车运至洞内，制浆站内设ZJ-400高速搅拌机、J-600储浆搅拌机和BW-200灌

4、浆泵，通过输浆管路输送至各个工作面。输浆管路距离工作面不宜过远，如果距离较远可通过移动制浆站的位置以靠近工作面。8.3.2洞内作业平台在洞内钻孔和灌浆主要采用机动车上搭设支架，作为钻孔和灌浆施工作业平台。8.3.3风、水、电供应风、水、电由本标段工地供风、供水、供电系统直接就近供应，以保证灌浆施工连续作业，工作面上采用电缆向设备供电。8.3.4场地清理与排污灌浆施工产生的废水废浆液、岩芯要及时清理，保持工作面整洁。施工中废浆液尽量弃置洞外，淤积物采用人工装编织袋转移，施工中产生的污水用污水泵抽排至施工支洞洞口沉淀池经沉淀处理后排入木里河，沉淀池派专人定时清理。沉淀池设在施工支洞洞口。需保留的岩

5、芯编号装箱保存，无用岩芯人工清理弃至渣场。8.3.5通讯钻孔与灌浆施工通讯采用手机、对讲机或电话机。8.4试验8.4.1试验目的为了验证和优化灌浆参数，寻求合理的施工方法，在灌浆施工前进行各个参数的试验，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。8. 4.2浆液试验在灌浆试验之前，按浆液不同用途进行回填灌浆浆液试验和固结灌浆浆液试验。回填灌浆浆液试验按1：1,0.6：1,0.5：1三个比级进行。分加砂和不加砂，加与不加速凝剂、减水剂、稳定剂等几种组分别进行试验。固结灌浆试验原则上按5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1七个比级进行

6、。按加与不加速凝剂、减水剂、稳定剂等几种组合分别进行试验。回填灌浆和固结灌浆浆液试验内容如下：浆液配制程序及拌制时间；浆液密度或比重测定；浆液流动性或流变参数；（4）浆液的沉淀稳定性；浆液的凝结时间，包括初凝和终凝时间；（6）浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；监理人指示的其它试验内容。完成浆液试验后，将试验成果报送监理单位审批。8. 4.3现场灌浆试验在灌浆施工28天之前，选择地质条件具有代表性的地段，作为现场灌浆试验区，编制回填、固结灌浆试验大纲，报送监理单位审批。灌浆试验按照监理审批的试验大纲进行灌浆试验。每种灌浆试验确定以下内容：回填灌浆试验确定灌浆次序、钻孔孔排距、布孔型式、灌浆

7、压力、观测衬砌变形等。固结灌浆试验确定钻孔孔排距、布孔型式、灌浆单元划分、钻孔裂隙冲洗方法、灌浆压力、开灌浆液水灰比、灌浆施工工艺等。灌浆试验结束后，按规定进行检查，验证灌浆效果，整理资料，分析各序孔和检查孔的透水率、单位耗灰量等的变化情况，将灌浆试验成果形成报告，报送监理单位审查。8.5. 1施工原则先回填灌浆,后固结灌浆。施工顺序：隧洞回填灌浆在衬砌混凝土达到70%设计强度后进行，固结灌浆一般在该部位的回填灌浆施工结束7天后进行。8.5.2回填灌浆、固结灌浆工艺流程8.5.2.1回填灌浆施工基本工艺流程如下：单元划分一灌浆孔分序-一测量放线-钻孔埋管一灌浆一封孔一质量检查孔8.5.2.2固

8、结灌浆施工基本工艺流程如下：测放孔位一A抬动观测装置安装一灌浆孔分序一钻孔一灌浆段裂隙冲洗一钻孔压水实验一浆一T浆结束一封孔一检查孔8.6钻灌设备8.6.1钻孔设备回填灌浆、固结灌浆钻孔采用YT-28手风钻。取岩芯的各类灌浆孔、检查孔、抬动变形观测孔等的钻孔采用YT-28手风钻。8.6.2灌浆设备灌浆采用ZJ-400高速搅拌机制浆，J-600储浆搅拌机，BW-200型灌浆泵输浆和灌注，CMS2008灌浆自动记录仪实时跟踪测记灌浆过程。8.7 灌浆材料8.7.1 水泥选用新鲜、无结块、满足设计要求的水泥品种，水泥应符合应符合GB175-2007的规定，用于回填灌浆及固结灌浆的水泥标号为P.042

9、.5。8.7.2 7.2水直接从该标段供水系统引水，灌浆用水要符合水工混凝土用水要求，并满足JGJ63-89第3.0.4条的规定，拌浆水的温度不得高于40。8.7.3 掺合料、外加剂若需要在灌浆液中掺入掺合料、外加剂时，必须通过试验确定其掺入量，并报监理工程师审批,经审批同意后方可按试验确定的掺入量加入。8.8 制浆8.8. 1制浆材料称量制浆材料必须称量，称量误差应小于5%。水泥等固相材料采用重量称量法。8.8.2 浆液搅拌各类浆液搅拌均匀，测定浆液密度和粘滞度等参数，作好记录。纯水泥浆液的搅拌时间：使用普通搅拌机时，不少于3min；使用高速搅拌机时，不少于30s。浆液在使用前过筛，从开始制

10、备至用完的时间小于4h。拌制细水泥浆液和稳定浆液，要加入减水剂并采用高速搅拌机，高速搅拌机搅拌转速大于1200rmin（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。8.8.3 集中制浆集中制浆站水泥搅拌机制备水灰比为0.5:1的纯水泥浆液，输送浆液流速为1.4ms2.0ms各灌浆地点测定来浆密度，并根据各灌浆点的不同需要调制使用。浆液温度保持在540,低于或超过此标准的视为废浆。8. 9钻孔按设计图纸孔位测量定位，在造孔之前，根据所钻孔的位置搭设施工平台，安放钻机，保证钻机安放平稳和钻孔位置的准确。因故变更孔位应征得监理人同意，并记录实际孔位。（2）钻孔

11、的孔位、深度、孔径、钻孔顺序和孔斜按施工图纸和监理工程师指示执行，固结灌浆孔的开孔孔位与设计位置的偏差不得大于10cm。在钻孔过程中，随时进行孔斜测量，保证孔斜度满足设计要求，灌浆孔底偏差不大于1/40孔深。灌浆检查孔的孔位偏差要求与灌浆孔相同，其他各类钻孔的孔底偏差不小于1/40孔深或符合施工图纸规定。（4）钻孔结束后，经监理工程师验收合格后，方可进行下一道工序施工。灌浆孔的施钻按灌浆程序，分序分段进行。（6）固结灌浆采用预埋PVC管法，其埋管内径6255mm,使用钻机在预埋管中钻孔；回填灌浆也采用预埋PVC管法，孔深深入基岩应达到设计要求。详细记录，提交监理人。（6）保存的岩芯，按指定的地

12、点存放，防止散失和混装。8.10钻孔冲洗和压水试验所有固结灌浆在钻孔完毕后和灌浆之前，均应按设计要求进行压力水或风水联合从孔底向孔外进行冲洗，冲洗方法根据不同的地质条件，通过现场灌浆试验确定。在岩溶、断层、大裂隙等地质条件较复杂的区域，灌浆孔的裂隙冲洗按监理人指示或通过现场试验确定的方法进行。灌浆孔均进行冲洗。根据监理人指示采用风水联合冲洗或用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗，裂隙冲洗方法处根据不同的地质条件，通过现场灌浆试验确定。（4）冲洗压力：冲洗水压采用80%的灌浆压力，压力超过IMPa时，则采用IMPa；冲洗风力采用50%灌浆压力，压力超过0.5MPa,则采用0.5M

13、Pa。裂隙冲洗冲至回水澄清后IOmin结束，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，孔内残存的沉积厚度不得超过20cm。（6）邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足24h时，不进行裂隙冲洗。灌浆孔（段）裂隙冲洗后，该孔（段）立即连续进行灌浆作业，由于其他原因中断时间间隔超过24h,在灌浆前重新进行裂隙冲洗。压水试验在裂隙冲洗后进行，根据监理人指示，采用“简易压水”、“单点法”及“五点法”进行压水试验。（8）简易压水试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%,压力大于IMPa时采用IMPa；压水20min,每5min测读一次压水流量，取最

14、后的流量值作为计算流量，计算成果以透水率表示。8.11回填灌浆施工8. 11.1钻孔回填灌浆钻孔在衬砌砂达到70%的设计强度后进行。在混凝土衬砌中的回填灌浆孔采用YT-28手风钻直接钻孔的方法，孔深深入岩石IOcm,并测记混凝土厚度和空腔尺寸。8.11.2灌浆根据施工图纸的要求或监理人的指示设置止浆片。回填灌浆按划分的灌浆区段分序加密进行，分序序数和分序方法根据地质情况和工程要求确定，并报送监理人审批。回填灌浆分两序施工，先施工I序孔，再施工II序孔。I序孔与11序孔分类编号，交替布置，11序孔包括顶孔。（4）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

15、指示的时间控制。灌浆前对衬砌碎的施工缝和碎缺陷等进行全面的检查，对可能漏浆的部位进行处理。（6）回填灌浆的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。一序孔可灌注水灰比06（或0.5）:1的水泥浆，二序孔可灌注1:1和0.6（或0.5）:1两个比级的水泥浆。空隙大的部位灌注与衬砌混凝土同等强度的水泥砂浆，但掺砂量不大于水泥重量的200%。灌浆时密切监视衬砌混凝土的变形，监理人认为有必要时，安设变形监测装置，定时进行监测并作好记录。8. 11.3结束标准与封孔回填灌浆在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，并继续灌注5min即可结束。灌浆作业结束后，排除钻孔内积水和污物，采用浓浆将全孔封堵密实和抹平，将露出衬砌混凝土表面的埋管割除。8. 11.4质量检查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人，以便确定检查孔孔位。检查孔布置在脱空较大、串浆孔集中及灌浆情况异常的部位。检查孔的数量为灌浆孔总数的5%o