钻孔及灌浆施工方案.docx
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钻孔及灌浆施工方案
钻孔及灌浆施工方案
一、工程项目及工程量
本章规定适用于尾水系统工程中尾水隧洞出口段（12m）的钻孔与灌浆工程，包括固结灌浆、回填灌浆、其它孔施工等。
主要工程量分项统计见表1
钻孔及灌浆主要工程量分项统计表
表1
工程项目
单位
工程量
备注
固结灌浆钻孔
延m
3000
固结灌浆检查孔
延m
150
固结灌浆
延m
3000
固结灌浆检查孔复灌
延m
150
固结灌浆检查孔压水试验
试段
30
回填灌浆
m2
28
排水孔（D50）
m
2043
其它钻孔
m
150
二、工程地质描述
尾水隧洞出口段（12m）围岩多为新鲜砂岩和砂岩泥板互层岩体，围岩类别属Ⅳ～Ⅴ类，且有断层与洞室轴线斜交，所以围岩整体性较差。
三、施工布置
1、制浆、输浆系统
在7#公路旁比较宽的位置布置一座集中制浆站，统一制备0.5：
1水泥浆液。
0.5：
1水泥浆液经（Φ48mm）铁管沿边坡送至尾水出口边坡的各用浆点，同时供应尾水隧洞固结灌浆、回填灌浆等项目施工用浆。
制浆站建筑面积60m2，其中储灰平台占40m2，储灰量60T。
配备一台ZJ-400型高速搅拌机，一台普通搅拌机，一台SGB6-10高压泥浆泵。
水泥浆集中制浆系统布置见图1。
图水泥浆集中制浆系统布置图
2、施工程序
同一部位按先回填灌浆，再固结灌浆的施工程序组织施工。
不同部位之间根据施工具体情况穿插作业。
3、排污
隧洞内灌浆施工时，在尾水隧洞出口用编织袋（袋内用粘土或稻草充填）设置一道拦污坎，随时派人清理沉渣，沉渣运至指定弃渣场。
流出隧洞的水在洞前集污池汇集，经处理达到业主要求后排至指定地点。
在进行基础固结灌浆时，储浆桶内弃浆直接用泵抽至业主指定位置，其余弃浆用编织袋收集，运至指定弃渣场。
四、灌浆材料及施工设备
1、灌浆材料
（1）水泥：
灌浆水泥必须使用符合质量标准规定的新鲜水泥，出厂期超过3个月的水泥不得使用,固结灌浆和回填灌浆使用425#水泥；水泥细度要求通过80um方孔筛，其筛余量不大于5%,施工过程中，按监理工程师指示，使用超细水泥。
（2）水：
灌浆用水符合JGJ63-89的规定，拌浆的水温低于400C；
（3）掺合料:
水泥浆液中掺入的砂、粘性土、粉煤灰等符合SL62-94中有关条文的规定，其掺量通过室内试验和现场灌浆试验确定，试验配比成果报监理人同意后方可使用。
（4）外加剂：
水泥浆液中掺入的速凝剂、减水剂、稳定剂等符合SL62-94中有关条文的规定，其掺量通过室内试验和现场灌浆试验确定，所有能溶于水的外加剂均以水溶液状态加入，试验配比成果报监理人同意后方可使用。
2、钻孔和灌浆设备
尾水系统钻孔灌浆工程主要施工设备见表2：
表2
序号
名称
型号及规格
单位
数量
备注
1
回转式地质钻机
SGZ-ⅢA
台
1
2
导轨式风钻
YG50
台
4
3
气腿式手风钻
YT28
台
5
3
高压泥浆泵
SGB6-10型
台
2
4
中压泥浆泵
BW200
台
2
5
高速搅拌机
ZJ-400型（1450r/min）
台
2
6
储浆搅拌机
J-600型
台
2
7
灌浆自动记录仪
GJY-Ⅲ
台
4
8
载重汽车
10t
辆
1
9
轻型潜孔钻
台
1
10
配浆搅拌机
JJS-2B型
台
2
11
砂浆泵
KUBJ-0.4
台
1
五、制浆
集中制浆站制备水灰比为0.5：
1的纯水泥浆液，制浆用的各种固相材料采用重量法称量，水采用水尺量取，水泥按袋计量，加料误差应小于5%。
浆液必须搅拌均匀，采用高速搅拌机搅制水泥浆液，搅拌时间不少于30s，集中制浆站和中转站用NJ-1型泥浆比重秤每30min测定一次浆液密度，灌浆站每10min测定一次浆液密度并记录备查。
输浆压力控制在0.5～1.0Mpa，流速控制在1.4～2.0m/s。
各灌浆地点根据各灌浆点的不同需要调制不同比级的浆液使用，浆液在使用前应过筛，且自制备至用完的时间应小于4h，否则作为废浆处理。
浆液温度保持在5～40℃，否则采取相应的防寒及保暖措施。
拌制细水泥浆液和稳定浆液，搅拌时间通过试验确定；细水泥浆液的搅拌，从制备到用完的时间小于2h。
六、灌浆试验
1、灌浆试验在灌浆作业开工前56天，把灌浆试验大纲报监理人审批后进行，试验结束后，将试验成果进行分析，把试验分析结果和试验记录资料报监理工程师。
2、按监理工程师指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验：
（1）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）监理工程师指示的其他试验内容。
2、现场灌浆试验
（1）根据工程建筑物布置和地质条件，选择地质条件与实际灌浆区相似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工程师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）在每一灌浆试验区内，按批准的灌浆试验大纲拟订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工程师。
七、回填灌浆施工过程
1、回填灌浆的范围指尾水隧洞出口段（12m）的顶拱120°范围内砼与围岩间隙的灌浆。
2、回填灌浆在衬砌砼达到70%设计强度后才能进行。
3、在尾水隧洞出口段（12m）端部进行严密封堵。
必须同次序孔全部钻出后才能进行灌浆，灌浆施工从隧洞较低的一端开始向高的一端推移灌浆。
4、施工顺序及布孔
回填灌浆施工按两个次序进行，先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔，各次序孔灌浆时间间隔不小于48小时，Ⅰ、Ⅱ序孔分类编号，交替布置。
回填灌浆施工，其工艺流程：
1、准备工作
准备工作包括水及电线路架设、钻孔和灌浆排架搭设、孔位放样、钻灌机械就位等。
1．1水及电线路架设
水及电采用隧洞衬砌所用的水、电线路进行供应，可就近架设至工作面。
1．2钻孔和灌浆排架搭设
回填灌浆主要指隧洞回填灌浆。
一般情况下，钻孔和灌浆施工排架采用钢筋台车；钢筋台车无法进行施工的部位，采用Ф40mm排架管进行排架搭设。
1．3孔位放样
孔位放样时先把桩号标出，然后再标识孔位。
隧洞素混凝土衬砌中的回填灌浆孔，采用直接标识孔位；钢筋混凝土衬砌中的回填灌浆孔采用在混凝土浇筑时预埋PVC管。
隧洞一般长9m，划分为1个灌浆单元；灌浆孔编号：
单元号－环号—孔号。
2、钻孔
回填灌浆孔砼部分采用预埋管成孔，围岩部分采用手风钻钻进。
采用风钻钻孔，孔径Ф50mm；钻孔方向垂直于混凝土衬砌面，钻孔孔深以钻穿混凝土为准，深入岩石10cm，钻孔孔位偏差不大于10cm。
采用“钩检法”如实记录砼厚度和空腔尺寸，并采取泡沫除尘，机械降噪等措施。
3、灌浆
（1）回填灌浆前对衬砌砼的施工缝和砼缺陷等进行全面的检查，采用嵌缝、表面封堵等方法对可能漏浆的部位进行处理；
（2）灌浆方法：
采用打塞式纯压灌浆法施工；
（3）灌浆压力：
按设计规定回填灌浆压力0.2Mpa；
（4）浆液配比：
回填灌浆浆液水灰比采用0.5：
1的水泥浆液，空隙大的部位，灌注水泥砂浆，但掺量不得大于水泥重量的200%；
（5）灌浆时采用GJY-Ⅲ型灌浆自动记录仪测记灌浆全过程；
（6）在灌浆过程中如发现漏浆等异常现象时，应采取加浓浆液、降低压力、间歇灌浆等方法处理；灌浆因故中断时，应及早恢复灌浆，中断时间大于30min，应设法清洗至原孔深后恢复灌浆，此时若灌浆孔仍不吸浆，则应重新就近钻孔进行灌浆；
（7）灌浆结束标准：
在规定压力下，灌浆孔停止吸浆，并继续灌注5min可结束灌浆；
（8）封孔：
灌浆孔和检查孔的灌浆工作结束后，排除钻孔内积水和污物，采用浓浆将全孔封堵密实和抹平，露出衬砌混凝土表面的埋管应割除。
4、质量检查
（1）回填灌浆结束7d后进行质量检查；
（2）检查孔的数量为灌浆孔总数的5%，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；
（3）采用钻孔注浆法进行回填灌浆质量检查。
即向孔内注入水灰比2：
1的浆液，在规定压力下，初始10min内注入量不超过10L，即为合格。
5、回填灌浆竣工资料
钻孔、灌浆记录；
衬砌变形观测记录；
灌浆准灌证；
灌浆成果资料；
灌浆材料及检查孔资料。
八、固结灌浆
根据现场情况，部分固结灌浆在尾水隧洞开挖前，在5#公路和7#公路钻孔进行，部分在洞内混凝土衬砌完成后进行。
洞内固结灌浆应在该部位回填灌浆结束7天后进行。
固结灌浆施工，其工艺流程：
1、准备工作
准备工作包括水及电线路架设、钻孔和灌浆排架搭设、孔位放样、钻灌机械就位等。
1．1水及电线路架设
水及电采用隧洞衬砌所用的水、电线路进行供应，可就近架设至工作面。
1．2钻孔和灌浆排架搭设
采用Ф40mm排架管进行排架搭设钻孔及灌浆平台。
1．3孔位放样
孔位放样时先把桩号标出，然后再标识孔位。
钢筋混凝土衬砌中的固结灌浆孔采用在混凝土浇筑面寻找预埋的PVC管头。
尾水隧洞出口段长为12m，划分为1个灌浆单元；灌浆孔编号：
单元号－环号—孔号。
2、钻孔
钢筋混凝土衬砌中的固结灌浆孔在混凝土浇筑前预埋Ф50mmPVC管。
钻孔孔径Ф50mm。
腰部以下采用小型架钻金刚石钻头和硬质合金钻头钻孔；腰部以上采用风钻钻孔。
开孔角度垂直于弧面，开孔孔位与设计位置的偏差不大于20cm，开孔角度误差不得大于20；已钻好的孔用木塞保护，防止污物进入孔内。
灌浆段长，第一段孔深为5m，第二段孔深为7-10m。
3、冲洗、压水试验
钻孔结束后，对孔壁和裂隙进行冲洗，冲洗水压采用灌浆压力的80%，压力超过1Mpa，采用1Mpa；冲洗风压采用灌浆压力的50%，压力超过0.5Mpa，采用0.5Mpa，回水澄清后，延续10min结束冲洗；但总的冲洗时间，单孔不少于30min，串孔不少于2h；对回水达不到澄清要求的孔段，继续进行冲洗，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm；灌浆孔裂隙冲洗后，立即进行灌浆作业，因故中断时间超过24h，灌浆前重新进行裂隙冲洗。
灌浆前选择有代表性的钻孔进行简易压水试验，孔数为总孔数５％，压水试验的压力为灌浆压力的80%,压力超过1Mpa，采用1Mpa；压水20min，每５min测读一次压入流量，压水试验吸水量的稳定标准：
压力达到设计值后，当试验成果符合下列标准时，试验工作即可结束，以最终流量读数作为计算流量。
连续４次读数，其最大值与最小值之差小于最终值的10％；
连续４次读数，其最大值与最小值之差小于1L/min。
4、灌浆
按环间分序，环内加密的原则进行灌浆，灌浆顺序为：
Ⅰ序环Ⅱ序环
Ⅰ序孔
Ⅱ序孔
先灌Ⅰ序环的Ⅰ序孔、Ⅱ序孔；再灌Ⅱ序环的Ⅰ序孔、Ⅱ序孔。
同一环上，根据耗浆量情况，采用单孔、对称并联灌浆，并联孔数不超过2个孔。
采用纯压式灌浆工艺。
浆液水灰比拟采用5:
1、3:
1、2:
1、1:
1、0.8:
1、0.6:
1、0.5:
1七个比级。
灌浆压力：
第一段为1Mpa；第二段为2Mpa。
如遇外水压力大于灌浆压力,则采用大于外水压力的灌浆压力进行灌浆。
当灌浆压力保持不变，吸浆量均匀减少时或吸浆量不变，压力均匀升高时，灌浆工作应持续下去，不得改变水灰比。
当某一级水灰比浆液的灌入量已达400L以上，而灌浆压力及吸浆量大于３０L/min,可根据具体情况适当越级变浓．当改变水灰比后，灌浆压力突增或吸浆量突减，查明原因进行处理；采用多孔并联时，其变浆标准参考单孔灌浆标准，根据具体情况加以确定。
结束标准：
设计灌浆压力下，灌浆段吸浆量不大于0.4L/min，继续灌注30min即可结束。
群孔并联灌浆，其结束标准考虑一次灌注的总段长等因素，经监理人同意后，取吸浆量小于灌浆孔数0.25L/min，再继续灌注30min结束灌浆。
隧洞顶部灌浆孔灌浆结束时，先将孔口闸阀关闭后再停机，待孔内无返浆时，拆除闸阀．灌浆结束后，采用机械封孔并抹平。
固结灌浆过程中，如发生串浆，应尽可能与被串浆孔同时灌浆，若无条件同时灌注，可将被串孔堵塞，继续对灌浆孔灌浆．待灌浆结束后，立即清除被串孔内浆液，冲洗后再灌。
因故中断时，按下列原则进行处理
（1）尽可能缩短中断时间，及早恢复灌浆；
（2）中断时间超过30min，设法处理至原孔深，再恢复灌浆；
（3）恢复灌浆时，开始应使用最大水灰比的浆液灌注，如吸浆量与中断前相近，即可采用中断前的水灰比；吸浆量比中断前减少较多，则浆液应逐渐加浓．
恢复灌浆后，如吸浆量比中断前减少很多，而且在极短时间
内停止吸浆，则认为该灌浆段不合格．在附近钻孔补灌．
中断灌浆后，立即设法冲洗钻孔．
采用电脑自动记录仪进行灌浆参数的收集整理。
灌浆过程中，根据监理人要求，进行隧洞形变观测。
5、固结灌浆效果检查
固结灌浆采用单点压水试验检查，压水试验一般在该部位灌浆结束3-7天后进行；岩体波速或弹模测量分别在该部位灌浆结束14天或28天根据监理人要求进行。
灌浆检查孔孔数为灌浆孔数的5％，钻孔孔径按设计要求进行。
孔段合格率大于80%，单位吸水率小于设计值则认为合格。
达不到要求的，由设计和施工单位根据具体情况商定。
灌浆检查孔布置在地质条件复杂，地下水集中渗流，岩石破碎带和发生过塌方的地段及灌浆施工过程中曾发生过事故的地段。
6、提供竣工资料
（1）钻孔，冲洗，压水，灌浆记录；
（2）衬砌变形观测记录；
（3）物探记录；
（4）灌浆成果一览表；
（5）单位吸水量与单位耗灰量递减曲线；
（6）单位吸水量与单位耗灰量频率曲线；
（7）工程照片及岩心实物等。
九、其他钻孔
1、其他钻孔指尾水隧洞、尾水出口的监测仪器埋设孔（岩石多点边位计孔、渗压计孔、锚杆应力计孔、地下水位观测孔）和取芯钻孔的施工。
2、监测仪器埋设孔的钻孔孔径、孔位、孔深、方位角和倾角等按施工图纸和监理工程师的指示执行。
3、对部分监测仪器埋设孔以及监理工程师指示的有取芯要求的钻孔，采用SGZ-ⅢA型钻机钻取岩芯，并按取芯次序统一编号，填牌装箱。
4、岩样的最大长度应限制在3m以内，一旦发现岩样卡钻或被磨损，应立即取出，除监理工程师另有指示，对于1m或大于1m的钻进循环，若岩样获得率小于80%，则下一次应减少循环深度50%，以后依次减少50%，直至50cm为止。
如果岩样的回收率很低，应更换钻孔机具或改进钻进方法。
5、在钻孔过程中，应对钻孔冲洗水、钻孔压力、岩样长度及其他能充分反映岩石或砼特性的因素进行监测和记录，连同钻孔操作的详细记录一并提交监理工程师。
6、监理工程师指示应予保存的岩芯，应按监理工程师指定的地点存放，防止散失和混装。
十、基础处理工程质量保证措施
1、建立健全“三检制”并认真贯彻执行；
2、所有设备操作人员和记录人员必须执证上岗，其它人员必须必须经过培训，经考试合格后方可上岗；
3．施工之前，必须对施工图纸及技术要求进行会审，根据施工图纸及技术要求编写施工技术措施和质量计划，并将施工技术措施和质量计划要求对施工人员进行详细的交底；
4、施工中所用的主要材料在使用之前必须进行检验或试验，合格并经监理工程师批示后方可使用；
5、施工过程中各种用于检验、试验和有关质量记录的仪器、仪表必须定期进行检验和标定；
6、施工过程中必须严格按监理工程师批示的施工技术措施进行施工。
下一道工序必须在上一道工序经过“三检”后、再经过监理工程师检查验收，合格后方可进行；
7、施工过程中遇到特殊情况，应严格按设计有关要求写出具体的处理方案，及时报监理工程师批示，并严格按监理工程师批示方案执行；
8、专职质检员跟踪检查全过程的施工质量，发现问题及时整改。
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