昌平区2012年中小型水库除险加固工程
帷幕灌浆专项施工方案
编制人：
审核人：
批准人：
北京市新港永豪水务工程有限公司
昌平区2012年中小型水库除险加固工程项目部
2013年2月20日
一、 编制依据：
(1)昌平区2012年中小型水库除险加固工程设计图及技术要求；
(2)国家及水利部现行设计规范、施工及验收规范及相关文件；
(3)我单位对施工现场实地勘察、调查资料；
(4)我单位积累的成熟技术、施工工艺以及多年从事同类工程的施工经验。
二、引用标准及规程规范
在实施本专项工程时，材料和施工技术、工艺应遵照国家建委和水电部颁发的所有现行规范及相关技术要求。本工程必须遵照的技术规范主要有：
（1）《通用硅酸盐水泥》（GB 175—2007）；
（2）《水工混凝土试验规程》（SL 352—2006）；
（3）《水利水电工程物探规程》（SL 326—2005）；
（4）《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL 31—2003）；
（5）《水利水电工程岩石试验规程》（SL 264—2001）；
（6）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL 62—1994）；
（7）《混凝土拌和用水标准》（JGJ 63—2006）；
三、施工方法
本工程帷幕灌浆为德胜口水库主坝坝基帷幕灌浆工程。采用施工平台和斜坡施工架相结合，钻机固定在架子上，卷扬机牵引整体移动施工，按照工艺要求，采用逐序加密的原则，先灌 I 序孔，以 I 序孔作为先导孔，全面了解坝基地质情况和压水灌浆情况，验证灌浆试验，及时整理孔段成果资料，分析成果，提出各种参数，提交设计、
监理、业主共同研究，提供合理的技术参数和施工措施，以指导后序孔施工。
（一）施工准备
1、砂浆锚杆已安装完成。
2、基础混凝土已按设计图纸要求完成。
2、灌浆孔位测量放线工作已完成。
3、施工平台已搭设完成。
（二）灌浆设备和机具
灌浆泵采用2台SGB6-10型灌浆泵，并配备2台BW250/50型输浆泵输浆。灌浆泵和灌浆孔口处均安设压力表，压力表与管路之间设隔浆装置。
（三） 施工工序
1、本工程灌浆方式为孔口封闭、孔内循环、自上而下分段灌浆法。
2、基岩钻孔时采用清水钻进法造孔。
3、孔口镶筑，满足灌浆设计要求。钻孔按规定顺序统一编号。
4、单元工程按地段划分，沿坝轴线平行布置的灌浆孔，以相邻 5～10孔为一个单元，既有利于该单元灌浆孔结束后即可布设检查孔，又符合每个单元必须有一个检查孔的原则，也有利于单元工程质量评定（根据监理工程师及质检部门对单元划分的规定执行）。
5、检查孔的编号应自左向右的原则编号，应以单元号相对应及灌浆孔的编号顺序为依据。
（四）钻孔灌浆工艺流程
1、孔口管镶筑
（1)孔口管用无缝地质钢管按所需直径、长度加工。孔口丝扣必须保证与孔口封闭器接合牢靠，封闭器均要求易于安装和卸除。保证在最大灌浆压力下正常运行，不漏浆。
（2)灌浆盖板第一段卡塞法灌浆正常结束后，下入直径为φ91mm 孔口管（主帷幕 15m，副帷幕 13m），拧上盖头注入稠浆（0.5:1）待孔壁与孔口管间返出浓浆后停止灌浆，校正孔口管并加以固定，待凝 48 小时后，施工以下段次。
（3) I 序孔灌浆深度达 10m 以后， 再按上述方法下 II 序孔，II 序孔灌浆深度达 10m 后，再下 III 序孔，按孔序镶筑孔口管，又保证正常灌浆施工。
2、钻孔
（1)根据设计图纸进行测量放线布孔。钻机安装必须平稳、牢固、立轴铅直，并定期校对，确保钻孔垂直。
（2)钻机定位后，开孔直径一般为φ95mm，终孔直径不小于φ90mm，宜为φ90mm。检查孔开孔直径宜为φ95mm，终孔直径为φ90mm，先导孔孔径同检查孔，孔口封闭灌浆优先采用小口径钻灌。
（3)根据设计孔深及孔内情况，钻孔须下护壁套管隔离不灌段，以防止孔壁坍塌或冲洗液大量漏失，保证钻孔质量，提高施工进度。
（4)钻孔采用 XU-300 和 ZPC-150 型钻机回转钻进。为了冷却钻头润滑孔壁，提高钻进效率，钻孔应用适量水钻进或采用孔口注水
的方法钻进。 基岩优先采用小口径合金钻头或金钢石钻头，以保证孔壁光滑。对破碎带及夹泥层严格控制送水量，避免孔壁坍塌填埋灌段，影响钻进速度和灌浆质量。每一灌段灌前均作冲洗，采用脉动冲洗或风水联合冲洗，冲洗压力采用灌浆压力的 50%，以避免岩粉堵塞裂隙。
（5)钻孔过程中若遇到大裂隙、断层、落洞、泉眼、涌水等现象应及时详细记录，上报有关技术人员和设计监理工程师，采取有效的措施进行处理。
3、钻孔冲洗及压水试验
（1)钻孔冲水压力按灌浆压力的50%确定，超过1.0 Mpa 时，采用1.0 Mpa，冲洗至回水清澈、肉眼观察无明显颗粒时结束。
（2)段孔底残留云物不得超过 20 cm。压水前进行裂隙冲洗，采用脉动冲洗或风水联合冲洗，单孔冲洗时间要求不少于 30 min，冲洗完毕后，根据监理工程师指示，采用“单点法”或“五点法”进行压水试验。
（3)简易压水试验应在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。试验压力为灌浆压力的 80％，该值如超过 1.0 Mpa，采用1.0 Mpa。
（4)稳压水20 min，每 5 min计读一次流量，取最后的流量值作为计算流量。 计算结果以透水率表示。
（5)“单点法”和“五点法”压水试验按 SL62-94 附录 A 执行。 I、II、III 序孔灌浆前均应作简易压（注）水试验，了解基岩透水性，以便在施工中选择合理的起始水灰比或预测水泥用量和进行灌浆
效果分析。
（6)检查孔水压试验按设计要求进行，采用“五点法”进行试验。试验压力一般为灌浆压力的80％，施工中根据设计技术要求确定，水压试验流量稳定标准按 SL62-94 及 SL25-92 规范相关要求执行。
4、钻孔偏斜控制
帷幕灌浆工程钻孔孔距为1.5m单排孔。为保证钻孔铅直，防止钻孔向上、下游偏斜或使帷幕造成天窗，施工中采用如下方法控制。
（1)灌浆孔的开孔孔位严格吻合施工图纸要求，开孔孔位与设计值的偏差不得大于 5cm。因故变更孔位应征得监理工程师的同意，并记录实际孔位。
（2)钻机安装必须平稳、牢固，立轴用水平尺反复校正达到铅直。
（3)开孔时低压慢速钻进，钻孔达到一定深度后应加长岩心管长度。
（4)孔口管的埋设应保证铅直、稳固。
（5)钻孔偏斜值不得大于规范（SL62-94）规定。施工过程中定期对立轴进行校正，孔深每加深 10m－20m 必须测斜一次，发现偏斜应予及时纠正。终孔时必须测斜，记录于钻孔测斜记录表中，最终计算整理成册，并绘制出钻孔偏斜平面投影图。测斜采用 KXP-1 轻便测斜仪。
帷幕孔孔底偏差值
5、地下水位测量
在 I 序孔施工过程中，当钻孔钻到一定深度，停歇 24 小时后测量地下水位。稳定标准：每 5min 测读一次孔内水位，当两次水位下降速度均小于 5cm/min 时，认为稳定，以最后的观测值作为地下水位值。
6、灌浆压力
（1)灌浆压力应按设计要求或监理工程师指示，使用的灌浆压力如下：
采用计算公式：P=P0+mD0。式中：P0 为 0.6～0.7 Mpa；m 值 I序孔取
0.02 Mpa；II序孔取0.025 Mpa；III序孔取0.03 Mpa。
（2)混凝土盖板层以下第 1～2 段在对灌浆盖板不产生变形破坏的情况下，尽可能提高灌浆压力，确保关键部位的灌浆质量。在灌浆过程中安装抬动变形观测仪，随时观测盖板变形情况，以便控制灌浆压力。
（3)施工中可根据孔内情况进行调整。
（4)灌浆压力分为一次升压法和多次升压法，一次升压法即在短时间内使压力尽快升至设计压力值。实际施工中如耗浆量较大而很难达到设计规定值，采用分阶段多次升压逐步达到设计值。
（5)耗浆量小的孔段为保证灌浆质量，采用一次升压法；耗浆量大的孔段为避免浆液扩散太远，造成浆液漏失、浪费，则采用逐级升
压法，一般为 0.3P、0.7P、1.0P 三级升压法。
（6)循环式灌浆压力以回浆管孔口压力表指示压力为准，压力读取应符合 SL62-94 的规定。
（7)封孔灌浆压力为栓塞位置处该段灌浆压力。
7、灌浆
（1)当孔距确定后，灌浆质量好坏直接取决于灌浆设备的性能、灌浆施工人员的经验和素质、浆液的配制与使用、灌浆压力的控制、灌浆结束的标准、各道工序的紧密衔接及各种仪表的完好与灵敏。
（2)非特殊情况，应保持灌浆进程连续不断地灌注。浆液调配与使用应按规定要求进行灌注。必要时采用清水开路，主灌 3:1 以上浓度的浆液。
（3)不合格或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（油提或隔膜）。
（4)孔口封闭器具有良好密封性和耐压性能，确保止水止浆，灌浆方法要与地质条件相适应。
（5)灌浆施工过程中严密监测盖板抬动变形情况，发现裂隙，应停灌或降压处理，采取相应措施。
8、浆液浓度的配制及控制
（1）水泥浆的配制
①水泥用流量表进行计量。
②水泥采用以包（50kg）计量或称量投放，称量误差小于 2%。 ③浆液搅拌均匀，测定浆液密度和粘度等参数，记录于灌浆表格
中。
④纯水泥浆的搅拌时间：本工程采用使用高速搅拌机搅拌浆液，搅拌时间应不小于 30s。浆液在使用前应过滤，从开始制备至使用完的时间小超过 4h。
⑤根据场地条件、交通条件，采用集中制浆站制浆（配制 0.5:1浆液）。然后将配制好的浆液输送到各用浆点，并测定来浆密度调配使用，浆液自制备至用完不超过 4h。
⑥基岩中在单注量较大的孔段，应掺入适量水玻璃，掺入量占水泥量 3%。浆液的比重测定，采用婆梅氏比重计和泥浆比重计检测。灌浆过程中，若浆液漏失严重，则可采用双管双液法即将水泥、水玻璃分别送入灌段内混合灌注。详见《双管双液灌浆工艺流程图》。 细骨料和速凝剂是否掺入，掺入的数量按监理工程师通知执行。
（2）水泥浆液的控制
①根据水泥浆的浓度按灌浆试验确定的或监理工程师批准的水灰比（重量比）施灌，根据其他类似工程的施工经验，初步选定为 3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1 等六个比级。
②一般情况下浆液比级由稀至稠逐级调配使用。遇特殊情况时采用 2:1 或更浓浆液起灌，一般情况采用 3:1 起灌，2:1、1:1、0.8:1 主灌，0.6:1、0.5:1用于特殊情况处理。遇大漏段也可采用由稠至稀进行灌注。
（3） 浆液变换原则
①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，不得改变水灰比。
②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，应变浓一级水灰比灌注。
③当注入率大于 30L/min 时，根据具体情况，可越级变浓。 ④遇冒浆、吃浆量大等特殊情况时，可视施工具体情况，采用由稠到稀的变浆原则灌注，即采用较稠浆液堵住冒浆或大的裂隙通道后，再用稀浆正常灌至结束。
9、灌浆结束标准
本工程灌浆采用孔口封闭自上而下分段循环灌浆，在规定压力下，当注入率不大于 0.4L/min 时，继续灌注 60min，或不大于 1L/min 时，继续灌注 90min，灌浆即可结束。采用自下而上分段灌浆时，继续灌注时间应相应减少为 30min 和 60min。
10、封孔
钻孔终孔段灌浆结束后，申报监理工程师及时进行单孔验收，对验收合格的灌浆孔进行封孔，封孔采用 “置换和压力灌浆封孔法” 。封孔浆液浓度由设计及工程师指示，一般用 0.5:1 的水泥浆。封孔结束后，若浆液析水下沉应继续补浆封填，直至全孔封满不再下沉为止。封密实后在孔口留注标记，以备查考。
（五）特殊情况处理
1、灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。
2、发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆，
应一泵灌一孔。否则应将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔再行扫孔、冲洗，而后继续钻进和灌浆。
3、灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：
（1）应及时恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。
（2）恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注，如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。
（3）恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。
4、孔口有涌水的灌浆孔段，在灌浆前测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况，可选用下列措施综合处理：
（1）自上而下分段灌浆；
（2）短的段长；
（3）高的灌浆压力；
（4）浓浆结束；
（5）屏浆；
（6）闭浆；
（7）纯压式灌浆；
（8）速凝浆液；
（9）待凝；
（10）压力灌浆封孔。
5、灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用下列措施处理：
（1）低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；
（2）浆液中掺加速凝剂；
（3）灌注稳定浆液或混合浆液。
该段经处理后扔应扫孔，重新依照技术要求进行灌浆，直至结束。
6、灌浆过程中如回浆变浓，宜换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min，即可停止灌注。
（六）工程质量检查
1、以检查孔压水试验成果为主，结合对竣工资料和测试成果的分析，综合评定。
2、帷幕灌浆孔应在下述部位布置：
（1）帷幕中心线上；
（2）岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位；
（3）注入量大的孔段附近；
（4）钻孔偏斜过大、灌浆情况不正常以及分析资料认为对帷幕灌浆质量有影响的部位。
3、帷幕灌浆检查孔的数量宜为灌浆孔总数的10%。一个坝段或一个单元工程内，至少应布置一个检查孔。
4、帷幕灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14d后进行。
5、帷幕灌浆检查孔应自上而下分段卡塞进行压水试验，试验采用五点法或单点法。
6、帷幕灌浆检查孔压水试验结束后，按技术要求进行灌浆封孔。
7、帷幕灌浆检查孔应采取岩芯，计算获得率并加以描述。
8、帷幕灌浆质量压水试验检查，坝体混凝土与基岩接触段及其下一段的合格率应为100%；再以下的各段的合格率应在90%以上，不合格段的透水值不超过设计规定值的100%，且不集中，灌浆质量可认为合格。否则应经建设单位会同设计、施工单位商定处理方案。
9、对帷幕灌浆孔的封孔质量宜进行抽样检查。