塔什秋水库除险加固高压定喷灌浆施工技术措施.docx
《塔什秋水库除险加固高压定喷灌浆施工技术措施.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塔什秋水库除险加固高压定喷灌浆施工技术措施.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
塔什秋水库除险加固高压定喷灌浆施工技术措施
塔什秋水库除险加固高压定喷灌浆施工技术措施
1、概述
塔什秋水库位于青海省共各县境内，北距塘格木农场五大队约10公里，是一座以灌溉为主兼顾养殖的小
（1）型水库。
水库为注入式水库，通过引水渠从塔什秋河直亥灵沟引水入库，放水入塔什秋灌区干渠。
塔什秋水库由主坝、副坝、放水涵管、溢洪道、引水系统等组成。
主坝最大坝高12m，副坝最大坝高4.3m坝顶高程3330.25，正常蓄水位3329.75m，设计洪水位3329.80m校核洪水位3329.85m，总库容114.73万方。
主要建筑物级别为4级，次要建筑物和临时建筑物级别为5级。
由于种种原因，水库兴建时未做周密设计、未进行地质勘探、施工质量差，水库长期以来存在大坝基渗漏严重、坝坡不稳、防洪标准不够等诸多问题，已严重威胁到大坝的安全运行。
根据《青海省共和县塔什秋水库大坝安全鉴定报告》和《水库除险加固施工设计方案》设计对主坝采取土坝加高、坝基防渗处理，大坝加高高度为1.4m加宽后的坝顶宽度为4.0m坝体采用复合土工布、在上游坝脚采用高压定喷灌浆防渗墙作为坝基防渗措施，顶部与复合土工膜连接，墙底部嵌入基岩0.5m。
副坝最大坝高仅4.3m防渗采用在坝顶设置高压定喷灌浆防渗墙，解决坝体与坝基的防渗问题。
本措施仅针对坝基和坝体高压定喷灌浆施工。
2、施工难点及对策
（1）塔什秋水库除险加固工程工区属高原草原半干旱类型，干燥、寒冷、降水量少、日照长、昼夜温差大、无霜期短等高原大陆性气候，施工环境差，交通条件较差，气候恶劣，施工难度大，一年中能进行施工的时间短。
工程高喷轴线总长约770m，高喷灌浆施工强度高、工期紧。
施工中需坚定信心、合理安排、加大资源投入，确保施工进度。
（2）塔什秋水库除险加固工程地质条件复杂，上部为人工填筑坝体，厚0.50-12.0m岩性为粉质壤土；中部为洪积的粉质壤土，厚2.0m下部为洪积的碎石层厚0.0-15.0m，因此高压定喷施工造孔过程中塌孔、卡钻现象频繁，且孤石多，造孔困难，钻具消耗大。
所以施工中应优化施工程序，分序进行高喷施工。
3、施工布置
3.1高压定喷轴线布置
根据设计要求水库高压定喷采取单排布孔，孔距1.0m，主坝高压定喷轴线布置在坝脚上游距坝脚4.0m处，沿主坝轴线方向平行布置；副坝高压定喷轴线在坝顶沿坝轴线布置；为保证高压定喷施工质量，高压定喷底部与基岩相接，以利改善防渗效果，高压定喷施工孔深度确定为深入基岩0.5m，工程量以实际发生计。
3.2钻灌平台
高压定喷施工平台根据轴线走向布置。
主坝高喷钻灌平台用反铲配合人工修整清淤，清淤高程3322.30，清淤到设计高程后用20t振动碾压实场地，施工平台宽不小于6.0m外侧设排浆沟、沉淀池和施工用水蓄水池；副坝高喷钻灌平台用装载机进行削尖找平，平台宽度不小于6.0m,在副坝库区内用反铲挖设排浆沟、沉淀池和施工用水蓄水池。
3.4制浆、输浆系统布置
制浆制浆系统包括制浆平台，灰浆高速搅拌机、筛子、浆液输送泵和100t水泥存储平台，由于工区属干旱性气候降水量少所以水泥平台设在副坝左坝肩旁的小山坡上由装载机推平后铺设彩条布形成，灌浆浆液用灰浆高速搅拌机严格按设计的配合比拌制后，经筛网过滤，导入浆液输送泵，再输送到施工现场的高喷机内进行灌浆施工，灌浆机至高喷机用软管，压力表安装在灌浆机出浆管路上。
制浆系统的生产能力与灌浆机的排浆量相适应，以保证均匀连续地拌和浆液，确保灌浆工作的正常进行。
输浆管路沿山坡边布置至钻灌平台，再在钻灌平台内侧布置至高喷工作面。
3.5施工供水
施工供水用潜水泵从库区蓄水池内抽取。
为确保灌浆用水，库区蓄水池开挖至少为长4.0m*宽4.0m*深1.5m。
3.6施工供风
配置1台20m3/min中风压电动空压机、2台6m3/min低风压空压机，布置制浆站附近场地内，采用高压胶管送风至各工作面。
4、高压定喷灌浆施工
根据现场实际情况，整个高压定喷施工先进行副坝施工再进行主坝施工。
水库高压定喷采用三管法施工工艺，喷射角度为200。
三管法是指使用能输送水、气、浆的三个通道的喷射管，从喷嘴中射出超高压水流，水流周围环绕着从外喷嘴中射出的一般压力的圆管状气流，同时喷射的水流与气流冲击破坏土体。
由泥浆泵灌注水泥浆液进行充填置换。
喷嘴边喷射边提升，在地基中形成较大的负压区，携带同时压入的浆液进入被破坏的地层进行混合、充填，在地基中形成直径较大，强度较高的固结体，起到防渗作用。
4.1施工程序
（1）根据现场实际情况，高喷防渗墙施工拟从右至左分段作业、依次成墙的方式进行施工。
采取分序施工，折接成墙。
因地质条件差，相邻孔串浆严重，分二序施工。
将定喷孔编号划分为Ⅰ序孔和Ⅱ序孔，先完成Ⅰ序孔的造孔和灌浆后，再施工Ⅱ序孔。
高喷灌浆孔位布置及编号详见附图1。
（3）单孔喷灌的施工程序如下：
孔位放样→跟管造孔→下PVC套管→拔管→下喷射管→喷灌→提升→回灌→成桩→结束。
（4）工艺流程图见工艺流程框图。
单孔高喷灌浆施工工艺流程图
钻机就位
钻孔下PVC套管、拔管
下喷射管
制浆
试喷
喷射、提升
成桩
充填灌浆
冲洗
4.4钻孔
（1）相邻Ⅰ序、Ⅱ序孔间距为1.0m，孔深为伸入基岩0.5m。
（2）高喷灌浆孔拟分为n个高喷灌浆单元单独进行编号，即从右坝肩至左坝肩方向编号，为便于各段高喷编号的区分，主坝高喷单元从右坝肩至左坝肩依次为A1、A2……An;副坝高喷单元从右坝肩至左坝肩依次为B1、B2……Bn。
高喷灌浆孔位布置及编号详见附图1。
（3）防渗墙施工平台形成后，由测量人员按规划的高喷防渗轴线准确放样，并在适当位置布置控制点，进行施工期的检测校核。
（4）钻孔时首先把钻机对准孔位，用水平尺校准机身水平，并垫稳，控制孔位偏差不大于5cm，高喷钻孔角度为90°。
确保钻孔偏斜率控制在1%以内，钻孔的效深度应超过设计墙底深度0.3m。
（5）钻进工艺：
由于工程地质条件复杂，上部为人工堆积粉土层，下部洪积壤土石夹块、洪积碎石层厚度大，所以针对上部人工堆积土层先采用取土钻机进行取土钻进，孔径165mm~450mm,根据实际情况尽最大能力取土到最大深度；然后采用HD—70钻机跟管工艺造孔，孔径φ165mm，孔内下φ148mm钢套管（壁厚7mm无缝钢套管），钻至设计孔深后，在φ148mm钢套管内下入特制的φ130mmPVC管护壁至孔底，然后再起拔钢套管。
PVC管材要求壁厚1.0～1.5mm左右，脆性较好。
为减少孔内淤砂和管接头不脱节，PVC管孔底采用土工布包裹，接头套接后用塑料胶带密封。
在没有对该孔灌浆前对孔口进行保护，防止杂物掉入孔内。
钻进过程应准确判断入岩深度，做好施工记录报表，真实准确反映孔内的情况，以便为高喷灌浆提供第一手资料，并将钻孔过程中的异常情况记录在钻孔表格里面。
每个钻孔均按设计提供的地质资料并结合现场实际情况进行造孔。
（6）先导孔：
先导孔是测量放样后造墙的第一施工项目，目的是进一步了解地层，选定部分Ⅰ序孔作为先导孔，孔距16m，特殊部位根据监理要求加密，孔径φ165mm，并详细做好地质状况分层施工记录。
4.5灌浆
（1）根据灌浆规范技术要求，在高喷灌浆开始前选取一灌浆段进行高喷灌浆试验，以确定适合该地层的灌浆参数。
根据现场实际情况试验段选定在副坝FB0+00.00~FB0+20.00段，高喷灌浆孔位布置及编号详见附图1。
根据设计要求高喷灌浆试验采用三列管高压定喷套接法进行高喷试验。
根据规范要求初拟高喷灌浆施工参数见表4-1。
表4-1高压定喷施工参数表
项目
三列管定喷套接法施工参数
水
压力（MPa）
35～40
流量（L/min）
70～100
喷嘴（个）
2
喷嘴直径（mm）
1.7～1.9
压缩空气
压力（MPa）
0.6～0.8
流量（m3/min）
0.8～1.2
喷嘴（个）
2
喷嘴间隙（mm）
1.0～1.5
水泥浆
压力（MPa）
0.2～1.0
流量（L/min）
60～80
密度（g/cm3）
1.5～1.7
喷嘴（出浆口）（个）
2
喷嘴直径（mm）
6～12
孔口回浆密度（g/cm3）
≥1.2
提升速度cm/min
10~20（粉土层）
5～10（碎石层）
（2）高喷台车就位后，在地面孔口试喷，并检查高压定喷系统的完好性及设备的可靠性和压力，提升速度等，满足设计要求后方可下放喷管。
（3）下管时要轻、慢，防止刮塌孔壁，下放至设计深度后，校正孔深。
为防止喷嘴堵塞，可采用低压送水（浆）气的方法下管，也可用胶带缠封保护喷嘴。
（4）在统一指挥下，依次送水、浆、气，待各项参数达到设计值，一般情况下在孔底喷射1～3min，孔口返浆正常后开始提升。
为提高防渗效果，部分孔在定喷时，适当延长孔底净喷时间，造成孔底塌落，使上部孔壁位置粒径较大的漂卵石坍塌，以提高高喷效果。
（5）在提升过程中应随时检查浆液的流量、喷射压力、提升速度等参数，并做好施工记录，喷射到预定高程后依次停水、浆、停气，提出喷射管。
（6）当喷管提升接近桩顶时，从桩顶以下1.0m开始慢速提升至桩顶,并在桩顶停止提升喷浆数秒，以保证桩顶成型。
（7）喷射结束后，及时进行孔口静压回填灌浆，直至孔口浆液面不再下沉为止。
（8）当施工间歇时间超过半小时时应对管路进行清洗，防止堵塞。
4.6高喷操作过程中的注意事项
（1）高喷灌浆过程中应保证孔内浆液上返畅通。
（2）高喷灌浆过程中，因故障或换管等原因造成灌浆中断时，再恢复喷射时，必须将喷管下放0.3～0.5m进行复喷，以保证桩体连续性和可靠性。
（3）高喷灌浆过程中，出现压力突降或骤增，孔内回浆浓度或回浆量异常等情况时，停止提升。
查明原因，并及时处理，恢复正常后，方可重新提升并应下放0.3～0.5m进行复喷。
4.7高喷灌浆过程中异常情况的处理
（1）当地层中地下水流速过大时：
①在浆液中掺入适量速凝剂；②增大注浆量；③增加浆液浓度。
（2）若发生严重漏浆可采取以下措施：
①孔口不返浆时，应立即停止提升，孔口少量返浆时，应降低提升速度；②降低喷射压力、流量，原位灌浆；③在浆液中掺入速凝剂；④加大浆液浓度或灌注水泥砂浆；⑤向孔内填入砂、粘土等堵漏材料，直至返浆后再停止。
（3）冒浆量过大可采用如下措施解决：
①提高喷射压力；②提升速度适当加快等。
（4）高喷中断后的处理：
高喷过程中出现中断后，立即停止提升，并记录中断位置，并尽快恢复高喷。
（5）高喷报废孔的处理：
由于意外的原因造成高喷中断并报废。
在原孔位重新钻孔，一直钻到出现水泥浆液或水泥结石并再深入0.5m即可起钻，进行高喷。
（6）高喷过程中特殊处理措施联系四方现场确定，现场随机签证。
4.8高喷材料及要求
（1）高喷灌浆浆液采用水泥净浆，采用P.O32.5R水泥。
（2）其他掺合料：
根据需要，可在水泥浆液中加入速凝剂、河砂或粘土。
4.9灌浆浆液的制备
制浆材料称量误差小于5%，浆液配制采用高速搅拌机（1440r/min）拌制，纯水泥浆液的搅拌时间不少于30秒钟，浆液在使用前通过30目的筛网过滤，浆液温度应保持在5～40°C，从开始制备至用完时间不超过4小时。
4.10灌浆参数
4.10.1水灰比
根据施工规范，高喷灌浆浆液的水灰比1.5：
1～0.6∶1，本工程根据设计要求拟定为1：
1。
水泥浆液的配制由工程技术人员现场控制，严格按设计要求的配合比配制。
特殊情况时可在规范规定范围内对水灰比进行适当调整。
4.10.2灌浆压力
灌浆压力控制：
0.2-1.0Mpa。
在施灌过程中，孔口返浆量较大时，灌浆压力不变，并适当加快提升速度，孔口返浆量小或不返浆时，适当提高压力并减小提升速度或不提升，以增加进浆量，并认真做好灌浆记录。
4.10.3灌浆提升速度
高喷灌浆过程中，正常提速采用5-10cm/min，孔口不返浆时不得提速，返浆量小的情况下，提速降低到2-5cm/min。
4.10.4灌浆结束标准
在设计规定压力下，根据孔深及提升速度，在规定时间内灌至孔口即为灌浆结束。
4.11灌浆方法
高喷灌浆施工均采用从下而上逐步提升的灌浆方法。
4.12质量检查和验收
采用在墙体上钻孔进行注水试验同时取芯检查墙体质量，以及开挖检查，检查墙体的均匀性，可能存在的缺陷，透水率，钻孔检查的位置和深度等由监理工程师确定，其验收的主要内容如下：
（1）施工过程中做好对高喷灌浆的材料、浆液和各道工序的检查，并做好记录。
（2）高喷墙体质量检查的重点宜选择在可以从钻孔内直观检查和取样，并有代表性的部位，如地层复杂的部位、灌浆过程中漏浆严重的部位及可能存在地质缺陷的部位等。
（3）钻孔检查法应符合以下要求：
①数量为总孔数的2%布置检查孔；
②检查孔的孔位宜布置在墙体的中心线上，进行注水试验。
（4）检查孔宜在该部位高喷灌浆结束28天后施工。
（5）高喷墙整体效果的检查可在其下游侧布设测压管，观测和对比该测压管与上游水位差；亦可在坝下游安设量水堰观测和对比施工前、后渗水量，据此分折整体防渗效果。
（6）高喷防渗工程的质量结合分析施工资料和检查测试结果，综合进行评定。
（7）高喷灌浆工程应进行单孔验收，单元工程验收和分部工程（或竣工）验收。
5、施工进度计划
根据当前的实际情况，塔什秋水库除险加固工程高压定喷施工计划于2009年06月中旬施工完成。
6、资源配置
6.1主要施工设备配置计划
根据目前实际，为确保设备配置满足塔什秋水库除险加固高压定喷施工强度要求。
本工程的投入的机械设备见下表6-1。
表6-1高压定喷施工主要施工设备配置表
设备名称
型号及规格
数量
备注
高喷施工设备
跟管钻机
HD-70
2台
英格索兰空压机
中风压
1台
20m3
灌浆泵
HBw150-B
2台
中压
灰浆搅拌机
340L
1台
储浆槽
600L
2个
高喷机
XL-50
1台
高压灌浆泵
GNB-90-B
1台
排污泵
2PN
2台
15*2
抽排水设备
高压水泵
2台
75KW
潜水泵
4台
40KW
6.2人力资源配置
根据各工序间的衔接关系及施工总进度计划安排，合理配置人力资源。
塔什秋水库高压定喷灌浆施工劳动力计划见表6-2。
表6-2塔什秋水库高压定喷施工劳动力配备计划表
序号
工种
数量
备注
1
施工技术管理人员
4
2
造孔人员
18
3
钻工机长
4
4
高喷台车机长
2
5
高喷工
4
6
高压泵操作手
2
7
制浆工
10
8
电工
2
9
修理工
2
10
其它辅助人员
10
合计
人
58
7、质量控制措施
7.1强化质量意识，施工过程中，坚持“三检制”即班组初检，施工队复检，项目部终检。
7.2严格控制原材料质量。
7.3对施工人员组织规程规范学习，开工前组织相关人员技术、质量交底。
7.4每孔钻孔结束后，必须经值班质检员验收合格后，方可进行移位。
高喷灌浆前，必须经质检、监理验收合格，取得开灌证后，方可开喷。
7.5在施工过程中，质检员随机巡检，检查各项技术参数，发现问题及时纠正处理。
7.6作业过程中，遇到异常情况时及时上报质检员，当班质检员不能作出决定的，应立即上报有关部门和监理，会同解决问题，保证生产顺利进行。
7.7高喷作业前，应对各类机械设备、管路、仪表进行检查，保养，确保连续作业，杜绝作业中断。
8、安全文明施工及环境保护措施
8.1建立健全文明施工的各项规章制度，设文明施工专职负责人对全体工地人员进行定期的文明施工教育及文明施工交底，开展争创文明工地竞赛活动。
8.2作业现场保持清洁整齐，水泥浆在储灰罐中集中拌制，施工过程中要经常检查管道的损坏状况，避免漏浆；施工完毕后不可随意排放多余泥浆。
水泥使用完毕后剩余的水泥袋要回收存放，不可随意丢弃。
建筑垃圾不乱堆、乱放，存放到业主指定的地点，做到垃圾日产日清。
8.3对现场水泥进行集中堆放，运输和卸运时防止遗洒尘扬。
8.4搬运和搅拌水泥作业人员必须带好防尘罩。
8.5作业人员着装整齐，现场管理人员着统一制服。
附1灌浆现场记录表格。
附2高喷灌浆孔位布置及编号详见附图1
升级会员 