灌浆施工组织设计.docx
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灌浆施工组织设计
一、钻孔和灌浆施工
1.1概述
钻孔灌浆施工主要包括：
1、钻孔：
灌浆孔、检查孔和排水孔等的钻孔，以及钻孔和灌浆所需进行的钻取岩芯、钻孔冲洗、压水试验、灌浆前孔口加塞保护等全部钻孔作业。
2、灌浆：
包括固结灌浆、回填灌浆、高压旋喷灌浆。
主要工程量如下表1-1：
表1-1钻灌主要工程量
项目
单位
工程量
备注
固结灌浆
m
3550
排水孔（φ=50mm，L=1m）
m
2240
回填灌浆
m2
3000
支洞封堵段回填灌浆
m2
80
高压旋喷灌浆
m2
3526
1.2施工原则
1、根据本工程灌浆施工的特点，依据设计图纸及技术要求，以及《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）等有关规范及监理人指令进行施工。
2、回填灌浆为排水洞顶拱范围内施灌,在排水洞最大超挖处预埋二根灌浆管（一根为进浆管,另一根为排气排水排稀浆管）,然后扫孔入岩10cm填压式灌浆方法施工。
3、固结灌浆施工孔深大于5m的采用分段灌浆，不超过5m的全孔一次灌浆，排间分序，排内加密，下灌浆膨胀栓塞的灌浆方法施工。
4、精心组织施工，严格工艺，文明生产，确保工程质量和安全。
5、施工人员经培训后持证上岗。
5.6.3制浆站布置
拟采用就近在灌浆工作面设简易移动制浆站制浆系统供浆。
排水洞灌浆滞后混凝土浇筑进行，制浆系统与灌浆机组用对讲机等作为信号联系手段。
5.6.4灌浆材料
1、灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的水泥，水泥不可存放过久，出厂期超过三个月的水泥不可使用。
根据施工图纸或监理人指示，选用灌浆用的水泥品种，用于回填灌浆的水泥标号不应低于P.O.32.5；用于固结灌浆的水泥标号不应低于P.O.42.5。
2、灌浆用水应符合JGJ63-89第3.0.4条的规定，拌浆水的温度不得高于40℃。
3、灌浆用的水泥浆液中如需加入掺和料和外加剂，其品种与用量应由试验确定，并经监理人批准后使用。
5.6.5回填灌浆施工
1、回填灌浆施工流程（见框图5-16）
（灌浆）
计量计量计量
（造孔）
运输
图5-16回填灌浆施工工艺流程框图
2、回填灌浆施工方法
（1）在混凝土衬砌段的回填灌浆孔，预埋PVC管为回填灌浆管，预埋孔口固定好。
施灌时用手风钻扫孔，孔深深入岩石10cm，并测记混凝土厚度和空腔尺寸。
（2）支洞的回填灌浆孔，在浇筑砼时预埋1.5″钢管，施灌前进行通风、通水试验。
在预埋灌浆管中直接灌浆。
（3）回填灌浆方法采用填压式灌浆方法。
施工工艺流程见附图5-6。
（4）回填灌浆在衬砌砼达到70%的设计强度后尽早进行。
（5）回填灌浆分两序施工，每排孔按分序加密原则布置。
各次序灌浆的间歇时间应在48小时以上。
各灌浆区内必须封堵密实，报监理人批准后方可进行本灌区内的回填灌浆施工。
各灌区分序方法，根据地质情况和工程要求确定，并报监理人审批。
（6）回填灌浆为顶拱120°范围，各次序灌浆的间隔时间不少于48小时。
（7）灌浆时密切监视衬砌混凝土的变形，在灌浆工作开始前先安装千分表，防止产生抬动，并定时进行监测，作好记录。
（8）回填灌浆顺序，在本灌区内的回填灌浆孔，由排水洞较低的一端开始向较高一端推移，推移灌浆的具体做法：
将低处的第一个孔作进浆孔，临近的孔作为排水、排气用，待其排出最稠一级浆液后立即将孔堵塞，再改变进浆孔，直至全序孔灌浆达到结束标准后结束。
（9）回填灌浆压力按施工图纸要求或经监理人的要求确定。
（10）回填灌浆孔进行统一编号，并注明施工次序。
（11）回填灌浆结束后，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24小时或按监理人指示的时间控制。
3、回填灌浆水灰比
一次序采用0.6（或）0.5：
1的水泥浆，二次序采用1:
1和0.6（或）0.5：
1的水泥浆。
空隙大的部位灌注水泥砂浆，掺砂量不大于水泥重量的200%。
4、回填灌浆特殊情况处理
（1）灌浆过程中如发现漏浆，根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、加浓浆液、降低压力、间歇灌浆等方法处理。
但处理方法报监理人审批或遵照监理人的指令进行。
（2）灌浆过程中发生与其它孔串浆，等被串孔排出浓浆时将其堵塞，一次序孔被串可不必重灌，二次序孔串浆扫孔重灌。
（3）因故中断，尽早恢复灌浆，如中断时间较长，则扫孔进行复灌。
5、回填灌浆结束标准
（1）达到灌浆设计压力。
（2）停止吸浆并继续灌注5分钟即可结束。
（3）回填灌浆结束后，排除孔内积水和污物，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割除。
5.6.6固结灌浆施工
1、固结灌浆施工流程（见框图5-17）
（灌浆）
计量计量计量
（造孔）
运输
允许
图5-17固结灌浆施工工艺流程框图
2、固结灌浆施工
（1）钢筋混凝土衬砌段固结灌浆预埋PVC管，施工前按设计要求用手风钻钻孔至设计孔深。
施工时做通风、通水试验。
（2）固结灌浆在回填灌浆结束7天后进行，排水洞固结灌浆按环间分序、环内加密的原则进行，遇有地质条件不良地段，可增为三序，但需监理人批准。
（3）固结灌浆在没有特殊规定的情况下采用循环式灌浆方法见附图5-6。
如有规定，按规定进行。
固结灌浆原则上一泵一孔，当相互串浆时，采用群孔并联灌浆，但并联孔数不多于3个。
（4）固结灌浆孔的排距、孔距、孔深及其它技术参数按设计图纸进行。
3、灌浆冲洗孔壁及压水试验
（1）冲洗水压力采用80%的灌浆压力，如压力超过1Mpa时，采用1Mpa压力冲洗。
冲洗风压采用50%的灌浆压力，压力超过0.5Mpa时，采用0.5Mpa。
（2）裂隙冲洗至回水澄清后10min结束，且总的时间要求，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，直至孔内残存的沉积物厚度小于20cm。
才可进行灌浆工作。
（3）正在灌浆的孔，以及邻近灌浆结束的灌浆孔附近，间隔时间不到24h时，不得进行裂隙冲洗。
（4）灌浆孔冲洗完后立即进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，在灌浆前重新进行冲洗。
（5）为便于分析判断灌浆效果，在固结灌浆孔岩石裂隙冲洗结束后，进行压水试验，压水孔数不少于灌浆总孔数的5%。
（6）压水试验压力为灌浆压力的80%，若大于1Mpa时，采用1Mpa；压水20min，每5min测一次流量，取最后的稳定流量作为计算流量，其成果用透水率表示。
（7）压水试验采用“简易压水”、“单点法”及“五点法”进行压水试验。
4、固结灌浆压力控制及水灰比
（1）灌浆压力按施工图纸要求或经监理人的要求确定。
灌浆时，尽快达到设计压力，注入率大的孔段分段升压。
在升压过程中防止砼面及钢管变形。
安装百分表并安排有责任心的人进行观察。
（2）固结灌浆水灰比按监理人批准的水灰比进行，或按施工技术规范分别采用5：
1、3：
1、2：
1、1：
1、0.8：
1、0.6：
1、0.5：
1（重量比）七个比级的水灰比。
（3）固结灌浆时，当灌浆压力保持不变，吸浆量均匀减少时，或当吸浆量不变，压力均匀升高时，灌浆工作持续下去，不得改变水灰比。
（4）固结灌浆中，当某一级水灰比浆液的灌入量已达到300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，改浓一级灌注。
（5）固结灌浆，当注入率大于30L/min时，可根据具体情况适当越级变浓。
（6）固结灌浆时，当改变浆液后，如灌浆压力突增或吸浆量突减，立即查明原因，进行处理。
5、固结灌浆特殊情况的处理
（1）有地下水的固结孔，测定涌水压力，灌浆时可适当增加灌浆压力，所增加压力须报请有关监理人批准后方可使用。
（2）钻孔过程中注意回水颜色及地层的变化，遇有断层、破碎带、地下涌水及其它异常现象，及时向监理人汇报，由业主、监理、设计和施工单位共同商定处理办法。
（3）灌浆中每个灌浆孔的灌浆工作必须连续进行。
若因故中断，必须尽早恢复灌浆，中断超过30min时，进行冲洗，如冲洗无效时，扫孔重灌，重灌时从开始灌浆时的水灰比开始。
（4）灌浆过程中，如冒浆、串浆、浆液变浓等情况，处理方法按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）的有关规定执行。
并详细记录，同时将采取的处理措施、结果通知有关监理人。
（5）有地下水涌出的灌浆孔，灌浆工作结束后，做屏浆措施。
屏浆时间不少于1小时，然后可用机械封孔法继续灌注，灌注结束后关闭孔口闸阀，待凝4-8h，直至该孔合格时为止。
（6）在已完成或正在灌浆的地区，其附近30m以内不得进行爆破作业。
6、固结灌浆结束标准
（1）固结灌浆在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min，继续灌注30min，灌浆即可结束。
（2）特殊情况长时间达不到结束标准后，报请监理人共同研究处理措施。
固结灌浆应在该部位的回填灌浆结束7天后进行。
5.6.7高压旋喷灌浆
5.6.7.1施工工艺
通过把带有特殊喷嘴的注浆管钻入预定深度后,再用高压喷射流冲击破碎周围土体并喷射水泥浆与其混和的同时,不断向上旋转和提升注浆管,待混和物凝结固化后,就形成一定厚度的圆柱状固结体。
详见高喷工艺示意图。
5.6.7.2施工方法
本工程高压旋喷孔深22m，采用潜孔钻机造孔并跟入套管，强风清孔，终孔验收合格后注入泥浆护壁起拔套管，并列三联管法自上而下喷射成墙。
三重管法施工机具布置见图2。
1、主要施工参数
（1）压缩空气：
气压0.7MPa、排量0.4～1.8m3/min；
（2）浆压：
18～22Mpa；
（3、浆液配比：
水灰比1:
1～1.5:
1；
（4）进浆比重：
1.37～1.5g/cm3、排量60～160L/min；
（5）回浆比重应小于：
1.2～1.3g/cm3；
（6）提升速度：
8～18cm/min；
（7）旋转速度：
7～10r/min；
（8）分次卸管注浆，搭接厚度≥30cm。
以上参数可在施工开始阶段，结合施工现场生产性试验及实际情况确定后，选择合理的技术参数进行施工。
2、墙的连接
采用切割式连接，即先喷孔形成的固结体强度尚不高时，后期喷射流可以将它冲切开，形成插入式连接。
连接处最小厚度不小于0.6m。
3、孔距
旋喷每根桩都要互相紧密接触才能达到防渗目的，因此在布孔时要使其在底部仍能互相接触而不会错开成“裤衩”状，故考虑布置成单排孔，孔距1.2m，分三序施工,先施工Ⅰ序孔,后施工Ⅱ序孔,最后施工Ⅲ序孔,相邻次序孔施工时间间隔不少于48小时。
4、主要浆液材料
水泥：
425#普通硅酸盐水泥
粘土：
200目钙基膨润土
水:
安宁河河水
纯碱:
工业用纯碱
外加剂:
AC（速凝、早强、高效减水剂）
水玻璃：
波美度40°Be′，模数3.1～3.4
5.6.7.3施工程序
高压旋喷施工程序详见施工流程图和旋喷注浆施工程序图。
1、钻机就位
将钻机安放到选定的孔位，使钻头对准孔位中心；对钻机进行水平校正并加以固定。
2、钻孔
本工程坝基覆盖层为砂卵石层，采用潜孔钻机造孔并跟入套管，钻孔直径ф110～140mm，孔深18m，钻孔终孔后采用浮标式测斜仪测量钻孔孔斜率。
3、钻孔护壁
终孔验收合格后注入泥浆护壁,起拔套管。
护壁泥浆性能指标详见表5-2。
表5-3护壁泥浆性能指标
项目
比重（g/cm3）
粘度（S）
含砂量（%）
胶体率（%）
PH值
指标
1.1-1.2
18-25
≤5
≥96
7-9
4、下喷具
将旋喷喷具下入到孔内，并确保喷具下入到设计深度；下喷具前应在地面上进行低压射水试验，检查喷嘴是否畅通。
5、高喷作业
下入喷具后，先通浆后通风、水，边喷边旋转提升，自下而上喷射。
此时应注意检测浆液压力和流量、旋转和提升速度等参数是否符合设计要求，并要做好施工记录。
6、冲洗
当喷管提升到预定高程（通常高出设计高程0.3～1.0m）后,高喷即告结束；此时应把灌浆管等机具冲洗干净，管内机内不得残留水泥浆液。
通常的做法是以水换浆，在地面上喷射以便把灌浆泵和输浆软管内的水泥浆全部排出。
7、回填及封孔
由于旋转喷射的离心作用，有时会在旋叶固结体顶部出现空洞（凹穴），凹穴深度有时可达0.8～1.0m，这对地基的防渗堵水是不利的；在高喷结束后,由专人负责进行孔口静压回填注浆，直到液面不再下降为止。
5.6.7.4施工技术措施
1、高喷前应检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足设计要求；灌浆管内和喷嘴内不得有任何杂物，软管接头的密封必须良好。
2、垂直孔施工，钻孔偏斜率一般不得大于0.5%～1.5%。
3、在插管和高喷过程中，要注意防止喷嘴被堵，浆的压力和流量必须符合设计要求，否则要将喷管拔出清洗进行调整后，再行插管和高喷作业；使用双喷嘴时，若发现一个喷嘴被堵，则可重新下管再喷一次（复喷）。
4、喷管的旋转和提升必须连续不中断地进行；在拆卸或安装浆管时动作要快，继续高喷作业时，应使新旧固结体至少有0.1m的搭接。
5、深层高喷作业时，应先喷浆后旋转和提升，以免浆管被扭断。
6、搅拌水泥时，不得随意更改水灰比，在储存、输送和喷射过程中应防止水泥沉淀；禁止使用受潮或过期水泥。
7、高喷作业时，要做好压力、流量和冒浆量的量测工作，按要求做好各项记录。
5.6.8灌浆质量检查、灌浆竣工
1、回填灌浆质量检查
（1）宜在该部位灌浆结束七天后进行。
向监理人提交灌浆记录及有关资料,以便确定检查孔的孔位。
（2）检查孔的数量不少于灌浆孔总数的5%，其孔位确定由监理人、设计单位共同商定。
（3）合格标准：
在设计规定的压力下，在10min内往孔内注入水灰比为2:
1的浆液，不超过10L即合格。
（4）如注入量超过10L，可按正常回填方法灌注，若该孔总耗量不大于200L，并按回填方法正式结束，经监理人同意可视该孔为合格。
（5）检查孔深应深入基岩5cm。
2、固结灌浆质量检查
（1）检查孔可采用压水试验、岩体波速评定的方法。
压水试验的检查工作应在该部位灌浆结束3～7天后进行，压水检查孔标准根据技术规范和工程要求确定；岩体波速的检查工作应在该部位灌浆结束14天或28天后进行，对比灌前和灌后的岩体波速的变化情况。
（2）检查孔数量不少于灌浆孔总数的5%，孔段合格率应在80%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格。
其孔位确定由设计、监理人单位商定。
3、回填灌浆、固结灌浆单项工程完工后，应及时向监理人申请验收，并报送下列资料，以供验收时审查。
（1）原始记录
①钻孔、冲洗、压水、灌浆记录；
②变形观测记录。
（2）灌浆成果
①灌浆成果一览表；
②检查孔成果一览表；
③灌浆成果平面图、剖面图；
（3）事故记录及处理结果报告。
（4）每个单项工程竣工报告。
（5）根据验收要求提供有关资料，验收中提出问题可由监理人、设计和施工单位及时采取必要的处理措施，直到验收合格为止。
4、高喷质量检验和控制可分为施工过程中和完工后两个阶段来进行。
、施工过程中的质量控制和检验
（1）室内试验
进行浆液配比选择试验以及它们的物理力学和水力学试验以及耐久性试验等。
（2）现场试验
根据室内试验提供的有关数据，在施工现场选一适当地点，进行试验性高喷施工，并配合开挖、钻取岩芯等试验手段，来检验施工配合比和各项施工参数是否满足要求，经调整修正后作为施工时的技术参数。
（3）施工过程中的质量控制和检验
在施工过程中，应对钻孔和灌浆两道工序进行检验和控制，主要有以下几个方面：
A）钻孔：
要经常检查钻孔孔位有无偏差，及时予以纠正。
检查孔斜，一般要求钻孔孔斜小于0.5%～1.5%的孔深。
检测喷浆管的旋转和提升速度，通常旋转速度为8～10r/min，提升速度为8～10cm/min。
B）灌浆：
检查灌浆浆液的比重和流动度指标以及灌浆压力和流量等指标是否满足要求。
通过灌浆自动记录仪随时核算灌入浆液总量是否满足要求。
观察和检测冒浆。
在高喷施工过程中，往往有一定数量的土粒随着一部分浆液冒出地面。
通过对冒浆现象的观察，可以及时了解地层变化情况、喷射灌浆效果以及各项施工参数是否合理等，以便适当加以调整。
一般情况下，国内高喷工程的冒浆量少于灌浆量的20%为正常。
、质量检验
质量检验时间：
高喷工作结束后四周。
检查孔布置在轴线上，检查孔数量为成孔数量的2%～5%。
（1）检验的主要内容
A）固结体的整体性和均匀性。
B）固结体的几何特性，包括有效直径、深度和偏斜度。
C）固结体的力学和水力学特性，包括轴向压力和抗剪强度、变形模量、渗透系数和水力坡降等。
D）固结体的耐久性评价（溶蚀、抗冻、抗化学侵蚀等）。
（2）检验的主要部位
A）承受荷载大的部位
B）防渗帷幕中心线
C）施工中出现异常情况
D）地质情况复杂可能对高喷施工产生影响
（3）检验的主要方法
A）注水试验检查
旋喷施工完成14d后，在轴线上钻检查孔，孔径91mm，由监理人布设质量检查孔进行注水检查，透水率应满足规范规定≤3.0Lu。
B）开挖检查
旋喷施工完成后，在监理人指定部位开挖后，由业主、设计单位、监理、施工单位组成联检小组对开挖后质量进行评定。
C）强度检验
施工过程中，用10cm×10cm×10cm模具做成标准试块，做28d强度试验。
5.6.9灌浆主要设备配置
根据本工程的灌浆施工进度安排及施工强度，拟配备的钻灌设备如下：
1、制浆输浆设备
搅拌砂浆用JZ500混凝土拌合机，搅拌纯水泥浆用JJG高速搅浆机（1450prm）。
输送砂浆用100/15砂浆泵，输送水泥浆用SGB-100/100型灌浆泵。
2、钻孔设备
排水洞的固结灌浆采用手风钻造孔，回填灌浆孔采用预埋PVC灌浆管，施灌时采用手风钻扫孔，高喷施工设备采用地质钻机。
3、灌浆设备
回填灌浆用100/15砂浆泵；固结灌浆用杭州产SGB-100/100型灌浆机，高喷施工用旋喷台车、空压机、高压灌浆泵和水泵、搅拌机等。
灌浆塞采用膨胀橡胶塞或杭州产的充气膨胀栓塞。
以上设备均有足够的备用量。
各种灌浆用仪表按有关规程要求进行率定后，方可使用。
主要设备见表5-20。
表5-20钻孔、灌浆施工主要设备表
设备名称
型号规格
数量（台）
产地
混凝土搅拌机
JZ500
1
成都
高速搅拌机
GJ-A
5
成都
搅拌机
JJG
5
成都
灌浆泵
SGB-100/100
5
杭州
砂浆泵
100/15
5
绵竹
宣化轻型凿岩机
QZJ-100
2
国产
手风钻
YT28
9（把）
沈阳
声波仪
HTY-C
1
杭州
灌浆自动记录仪
GJY-2
5
上海
地质钻机
XY-2PC型
2
太原
高喷机
GBD-2
2
洛阳
高压清水泵
DJ8-1
2
上海
灌浆泵
BW200/40
2
洛阳
空压机
VHP700E
2
洛阳
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