高压旋喷施工方案之欧阳美创编.docx
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高压旋喷施工方案之欧阳美创编
岳西县响水岩水库除险加固工程
时间：
2021.01.01
创作：
欧阳美
高压旋喷灌浆防渗墙工程
施工方案
批准：
审核：
编写：
岳西县响水岩水库除险加固工程施工标项目部
二00九年十二月七日
1工程概况
1.1工程概况
响水岩水库总库容200.0万m3，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用任务的小
（1）型水库。
其中正常蓄水位294.0m，兴利库容l71.5万m3；死水位265.5m，死库容05万m3。
现状枢纽工程由大坝，溢洪道、放水隧洞、水电站组成。
坝后一级站处于停产状态。
大坝为粘土心墙砂壳坝，最大坝高352m。
现状坝顶高程299.2-299.5m，坝顶长168.5m、宽7.0m，坝顶设1.0m高浆砌石防浪墙。
大坝迎水坡在286m、274m各设2m宽平台，平台上、下坝坡分别为1：
25，1：
275，1：
3；背水坡分别在286.5m、273.8m高程处分设2m、3m宽平台，其中286.5m平台上下坡比均为1:
2.4，273.8m平台以外坝脚设排水棱体，棱体顶面高程272.0m，其上设浆砌石灌溉过水涵。
大坝上游在272m高程以上坝面采用干砌石护砌。
根据历史资料介绍，心墙顶宽4m、最大底宽21m、顶高程298.0m。
溢洪道：
溢洪道位于大坝的左坝头。
进口控制段为宽顶堰，原设计堰顶高程294.0m.顶宽25.0m.因施工误差，实测现状堰顶高程294.4m．顶宽24.2m。
根据实测地形图，现状溢洪道全长232．0m，分进水渠、控制段、泄槽段。
其中泄槽段有六级陡坡，一级陡坡后有消力池，五级陡坡前端有西干渡槽跨过。
放水隧洞：
放水隧洞位于大坝右端。
由进口段、竖井段、出口段组成，洞身纵向长度160.0m，进口底高程265.5m，除进、出口采用钢筋砼衬砌（约4m）外，其它部位均没有衬砌，洞身为城门洞形，断面尺寸为2.0m×26m，矢高0.85m。
中间竖井控制段设平板闸门，出口设Φ0.5m放空间闸门。
放空闸门前用Φ0.6m斜卧管分岔接电站，电站尾水八排水棱体顶灌溉渠。
响水岩水库除险加固工程
期施工主要内容为：
①大坝加固工程。
其中大坝防渗包括坝体高压旋喷防渗墙、坝基帷幕灌浆；坝面整治主要为新建坝顶砼路面。
②放水隧洞加固工程。
包括隧洞全线钢筋砼衬砌；竖井结构改造：
更换检修闸门及启闭机、出口闸阀和引水斜卧管等金属结构和机电设备。
1.2工程地点
响水岩水库位于长江流域皖河水系长河支流店前河上游，工程座落在岳西县白帽镇西南12km南庄村。
1.3工程内容
本次大坝高压摆喷灌浆合同工程量：
高喷钻孔为4757m，高喷灌浆为4757m；整个高压摆喷防渗墙共分为一个分部工程；高压旋喷防渗工程（桩号0+006~0+160）。
设计采用水泥高压旋喷灌浆进行防渗处理，方案布置：
自坝顶轴线方向布置高压喷射灌浆防渗墙，旋喷防渗墙墙顶高程取297.0m，设计采用单排旋喷墙体，根据先导孔成果孔深部位采用双排防渗墙体，孔距1.0m，墙底伸入基岩内不少于1.0m。
高压摆喷采用三管法，分二序施工，喷射浆液采用纯水泥浆。
要求形成的墙体渗透系数不应大于1×10-6cm/s。
根据高喷灌浆有关施工规范和设计设计要求，在进行高喷防渗施工前，进行高喷灌浆围井试验；从2009年11月23日开始钻孔施工，于11月24日开始高喷灌浆，10月25日完成全部试验工作，然后进行开挖检查和取样试验。
2施工准备
2.1高喷施工作业平台
本工程大坝坝顶宽7m,高喷灌浆作业直接在坝顶中心线上进行。
2.2施工措施计划
2009年12月15日已完成高喷灌浆试验。
2009年12月至2010年2月底两个半月完成高喷灌浆工程。
高压喷射注浆防渗墙工程开工前，提交一份包括下列内容的施工措施计划，报送监理人审批。
2.2.1防渗墙坝段地质复勘工作计划（结合利用帷幕灌浆先导孔钻孔检测地层结构、基岩面高程）；
2.2.2防渗墙分段布置图，施工先大坝左岸开始向右岸桩号推进；
2.2.3钻喷设备和辅助设施布置；
2.2.4钻孔及喷射注浆技术和方法、施工设备及其特性参数；
2.2.5墙体喷射注浆质量控制及检查方法；
2.2.6废浆利用原大坝被坡面排水沟直接排放到大坝下游一空地上；
2.2.7施工进度计划。
3施工设备的选择
选择三管法高压旋喷施工设备，喷管直径Φ91mm，高压水泵为3XB，高压台车为CP-50型，高喷钻孔采用XY-2型钻机成孔。
4高喷灌浆材料
4.1水泥：
高压喷射浆液采用42.5级海螺牌普通硅酸盐水泥拌制。
4.2水：
高压喷射浆液拌和用的水从水库抽取。
4.3掺和料和外加剂：
已通过试验本工程不需要其他掺和料和外加剂。
4.4浆液存放时间：
拌制的浆液及时使用，存放时间不宜超过2～3小时，超时存放按降低标号使用或按废浆处理。
5高喷防渗的施工顺序及施工工艺
5.1施工顺序：
为满足工期要求，高喷先施工大坝左岸，后向右岸推进直至施工完毕。
5.2施工工艺：
详见施工工艺流程图。
图5.1施工工艺流程图
6施工方法
6.1定位放线：
由控制桩用经纬仪测试高喷轴线，用钢尺确定每个高喷孔的孔位。
6.2钻机造孔：
选用XY-200型钻机，钻孔孔径Φ130mm。
坝身土层使用泥浆固壁造孔，鱼尾钻头；坝基砾石层使用泥浆固壁成孔，合金弹簧钻头；基岩采用金刚石钻头成孔。
6.3制浆：
采用自制搅拌机制浆，在储浆桶安装低速搅拌轴搅拌，防止水泥浆沉淀。
6.4喷射灌浆：
喷管为Φ91钢管，高压水泵为3D2-2及3XB。
空压机为VF-6/7-A，高喷台车为CP-50型，喷射灌浆的各种参数由试验确定。
6.5孔口回填补浆及封孔：
喷灌结束后，可利用部分回浆或搅拌机制的浆液向喷射孔内补充浆液以消除凹穴。
7质量要求
7.1成墙的质量要求：
采用三管法高压旋喷造防渗墙，且满足：
①抗压强度R28≥1Mpa；②墙体渗透系数K≤1×10-5/s。
7.2施工过程的质量要求：
7.2.1孔位偏差小于3cm；
7.2.2钻孔偏斜度小于1.0%；
7.2.3材料
水泥：
采用普通硅酸盐水泥水泥标号42.5级。
浆液比重：
浆液比重要求在1.55～1.65g/cm3。
7.2.4高喷参数满足设计要求（见表7.2.4）。
表7.2.4高压摆喷灌浆工艺参数值（三管法）
孔距m
0.95
高压水
水压Mpa
38
水量L/min
75
压缩气
气压Mpa
0.75
气量m3/min
1.2
水泥浆液
浆压Mpa
0.8
浆量L/min
75
提升速度
砂土层cm/min
9
基岩及以上50厘米cm/min
8
旋摆速
8r/min
浆液容重
1.55～1.65g/cm3
8高喷灌浆质量控制措施
高压喷射注浆应自下而上进行，注浆过程中做到：
8.1高压注浆设备的额定压力和注浆量应符合施工图纸要求，并确保管路系统的畅通和密封，高压水管、浆管均采用钢丝编织胶管。
8.2风、水、浆均应连续输送，水泥浆液的高压喷射作业不得停喷或中断。
8.3三重管机具试运转时的高压水泵泵压不低于38Mpa，空压机风压保持0.75Mpa左右，泥浆泵泵压保持0.8Mpa左右。
8.4水泥浆液应进行严格的过滤，防止喷射作业时堵塞，并按监理人指示定期测试水泥浆液密度，浆液密度不应小于1.55g/cm3；由施工员用比重称测试，当施工中浆液密度小于1.55g/cm3时，立即停止喷注，并调整至正常范围后，方可继续喷射。
8.5因故停喷后重新恢复施工前，将喷头下放不小于50cm，采取重叠搭接喷射处理后，方可继续向上提升及喷射注浆，并应记录中断深度和时间。
停机超过3h时，则对泵体输浆管路进行清洗后方可继续施工。
8.6施工过程中，经常检查泥浆（水）泵的压力、浆液流量、空压机的风压和风量、钻机转速、提升速度及耗浆量。
当冒浆量超过注浆量20%或完全不冒浆时，应按下列方法处理：
当孔内严重漏浆时：
①降低喷管提升速度或停止提升；②降低高压泵水压力、流量进行原地喷浆；③加大浆液浓度，浆液中加速凝剂；④向孔内填细砂。
在供浆正常情况下，当孔口回浆密度变小，应加大进浆密度或进浆量。
如地下水较丰富，可适当减小风量或降低风压。
8.7喷射作业完成后，连续将冒浆回灌至孔内，或在喷射孔内进行静压充填灌浆，直到浆液面稳定为止。
9质量检查及验收
9.1质量检验按照设计图纸文件要求或监理人员指示，对施工作业过程中及完工后的高喷防渗墙体质量进行检验。
9.2高压喷射注浆作业前，会同监理进行以下项目的质量检查和验收；
9.2.1桩位的现场放样成果；
9.2.2材料试验成果；
9.3高压喷射注浆作业过程中进行以下项目的质量检查和验收。
9.3.1喷射插管插入深度或高程；
9.3.2现场高压喷射注浆试验成果；
9.3.3高压喷射作业的工艺检验；
9.4高压喷射注浆施工结束后，按施工图纸规定及监理的指示要求进行以下项目的质量检查和验收：
9.4.1高压喷射注浆桩（孔）的平面位置；
9.4.2高压喷射注浆防渗墙的墙体垂直度、连续性、均匀性和搭接程度（相互搭接、与心墙搭接、与基岩搭接）；
9.4.3高压喷射注浆固结体的强度、透水性。
高压喷射注浆固结体及防渗墙整体的质量检验应按施工图纸的要求选用注水试验和围井试验等方法，并符合《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》DL/T5200-2004的规定。
10施工计划
10.1施工进度计划
根据招标文件对总工期及分项工程进度要求，高压旋喷防渗工程（0+006~0+160）项目计划75天完成。
10.2施工设备计划
按上述进度计划，所需配备的机械设备见表10.1。
表10.1主要机械设备表（包括主要检测设备）
序号
设备名称
型号及规格
单位
数量
备注
1
高喷台车
GP-50型液压台车
台
1
山东泰安水利机械厂
2
高压水泵
3XB
台
1
天津通用机械厂
3
中压灌浆机
HBW-150型
台
1
山东水利机械厂
4
空压机
VF-6/7-A
台
1
蚌埠空压机厂
5
泥浆泵
HB/80
台
3
山东水利机械厂
6
泥浆搅拌机
JJS-2A
台
2
山东水利机械厂
7
岩心钻机
XY-2
台
1
无锡探矿机械厂
8
潜水泵
4BA-25
台
2
合肥水泵厂
9
三管喷射管
Ø91
m
50
山东泰安水利机械厂
10
三管喷管总成
Ø91
只
2
山东泰安水利机械厂
11
变压器
315KVA
台
1
合肥变压器厂
12
经纬仪
J2
台
1
苏州光学仪器厂
13
水准仪
S3
台
1
苏州光学仪器厂
10.3劳动力计划
按上述进度计划、机械设备配置及每日三班作业制劳动组合，所需的劳动力见
表10.2
表10.2劳动力计划表
工种
人数
2009.12
2010.1
2010.2
管理干部
4
4
4
技术人员
2
2
2
资料员
1
1
1
电工
2
2
2
修理工
2
2
2
钻探工
6
6
6
灌浆工
10
10
10
普工
6
6
6
合计
33
33
33
时间：
2021.01.01
创作：
欧阳美
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