灌浆工程施工方案.doc

西藏昌都市丁青县当堆水电站
灌 浆 工 程

施工方案

四川安和水利水电工程有限公司
当堆水电站工程项目部
2023年 06 月 26 日

西藏昌都市丁青县当堆水电站灌浆工程施工方案

审查：

校核：

编写：

目录
一、工程概况 3
二、施工布置（浆、水、电系统） 4
三、资源配置 6
四、固结灌浆 8
五、帷幕钻孔及灌浆 9
六、成果资料 15
七、质量管理措施 17
八、 施工进度保证措施 17
九、安全文明施工及其它 18

当堆水电站灌浆工程施工方案
一、工程概况
1、工程概述
当堆水电站位于西藏自治区昌都地区丁青县尺牍镇境内，处在怒江左岸的一级支流–嘎曲中游河段。嘎曲流域位于东经94°34′～95°14′，北纬31°30′～32°10′之间，发源于海拔5200m的夏日阿坝山，河流流向自北向南，在嘎塔村附近，姜曲汇入后始称为嘎曲，在甘岩乡附近，有艾曲汇入，在尺犊镇日曲汇入。坝（厂）址距尺牍镇约14km，距丁青县所在地丁青镇78km，距昌都地区所在地昌都镇326km，距那曲地区所在地那曲镇439km，距拉萨市766km。丁青县地处西藏东北部、昌都地区西北部、唐古拉山余脉他念他翁山南麓，西与那曲地区巴青县、索县交界，北与青海省玉树州杂多县和囊谦县接壤，东与昌都地区类乌齐县倚山为邻，南与昌都地区边坝县隔怒江相望。拟建工程坝址位于东经95°04′，北纬31°30′，海拔3700m，坝址以上流域集水面积为3530km2。
当堆水电站为低水头坝后式电站，以发电为主，无其它综合运用规定。电站总装机容量3200kW（2×1600kW），水轮发电机额定水头18.50m，设计引用流量20.40m3/s。水库正常蓄水位3698.00m、设计洪水位3700.04m、校核洪水位3701.85m，水库总库容360.57万m3，调节库容57.58万m3。
2、重要项目及工程量
重要工程项目及工程量见表 1-1
表1-1
序号
项 目
单位
数量
备注
1
帷幕灌浆钻孔
M
2048.7

2
帷幕灌浆
M
2048.7

3
固结灌浆钻孔
M
1464.75

4
固结灌浆
M
1464.75

注：本工程量，最终以实际发生为准。
3、重要控制工期
工程控制性工期为3个月。
4、施工依据
《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL62-2023)；
《水利水电工程钻孔压水实验规程》(SL31-2023)；
《水利水电基本建设工程单元工程量质量等级评估标准》；
《通用硅酸盐水泥》(GB175-2023)；
《当堆水电站帷幕灌浆施工技术规定》；
《当堆水电站隧洞灌浆施工技术规定》。
二、施工布置（浆、水、电系统） 
本着易于控制施工质量、就近、方便、节省的原则，在保证施工需要和工程按期完毕的前提下，充足运用现场已有条件合理有效的布置供水、供电、通讯及排污、制浆系统。
1.施工用浆
在左岸搭设一个6米×8米的制浆平台；制浆用黑旋风高速搅拌机容量400L制成现场合需标准浆液，输送各双层搅拌桶内配浆。
2.施工用电
从500KW柴油发电机引接三相电源至工作面，作为动力主电源。所有用电设备安装漏电保护器。用电线路、设施、设备使用应符合规定，线路搭设整齐，并保证有足够照明。
3.施工用水
灌浆工程所用水重要为制浆、钻孔用水。采用泵送供水方式。在上游围堰内取水，设1台9.0KW的多极潜水泵将清水抽到左岸容积为10m3的储水箱内，通过供水管,管道上设立阀门和增压泵,运用自由落差及增压泵送水。
4.废水废浆排放
对于帷幕灌浆钻孔施工过程中产生的岩粉、岩芯、废渣等由施工机组收集在一起后，每班安排专人进行清理，装袋后弃于指定地点。产生的废水、弃浆通过排污泵抽排到的沉淀池后，再由沉淀池抽排到项目部指定位置。
5.钻灌平台布置 
坝底钻孔直接在已经浇筑好的混凝土盖板上，钻机需要垫高时运用枕木或木板，作为钻机平台；两岸边坡施工，根据边坡坡度采用Φ50mm钢管架搭设钻孔平台；施工部位满铺木板或钢模板并用铁丝绑扎牢固，每根立地架管打Φ22插筋）。
6.施工顺序及计划安排
先河床,再左坝肩灌浆平洞，然后左右坝肩斜坡段，右坝肩灌浆平洞段。
三、资源配置 
1.设备选择。本工程工期紧，根据灌浆吸浆量的递减规律，钻孔机械的配置要能充足满足施工强度规定，所以施工时高峰时配置 2台 XY-2型回转式钻机；3台SNS型灌浆泵；1台高速制浆机；1台灌浆自动记录仪。施工重要机械设备如下表：
序号
名 称
型 号
单位
数量
单机功率
备注
1
潜孔钻机
YT28
台
1
7.5KW

2
地质钻机
XY-2
台
2
22KW

3
高压灌浆泵
3SNS
台
3
18.5KW

4
高速搅拌机
ZJ-400
台
1
7.5KW

6
配浆搅拌机
JJS-2B
台
1
3.0KW

7
灌浆自动记录仪
WT-II
套
1
一拖二
成都沃泰
8
测斜仪
CQ-1
套
1

9
多级水泵
离心泵
台
2
9.0KW

10
抬动观测表
千分表
台
2

2.材料准备
①钻孔过程中应配备足够的钻头、钻杆、扩孔器、岩芯管等。
②压力表在压水、洗孔时使用小量程压力表，压力表标值在0～1.6Mpa。
③进浆管路及高压阀门之前回浆管采用高压钢丝编织胶管。
3.施工人员配备 
根据工程量及工期，以及帷幕灌浆的重要性与技术规定的严格性，选择具有丰富施工经验的管理人员和施工人员，实行动态管理，优化配置，配备计划如表3所示：              
施工人员配置表                   表3
职务
姓名
联系方式
职责
机长
杨军

班长
徐学

技术员
徐科伟

钻灌工
杨永洪

钻灌工
李忠华

钻灌工
杨安平

记录员
赵中波

记录员
徐万强

四、固结灌浆
1、孔位布置：固结孔孔距3.0m和排距为3.0m，固结灌浆孔深度按设计孔深一次性成孔。所有固结灌浆孔孔位、孔向、孔深应满足规定，其偏差在规范规定之内。
2、冲洗及压水实验：灌浆孔孔径不小于Φ38mm，；洗孔通过高压水对孔壁进行冲洗，把孔内沉碴冲洗干净，直至回水澄清方可结束。冲洗压力为灌浆压力的80%且不大于1MPa。选择具有代表性5%孔进行压水实验，压水实验采用单点法。
3、灌浆：
3.1灌浆方式：采用孔内循环法，本工程固结浆深度为入岩5.0m，采用全孔一次性钻灌。
3.2灌浆顺序：采用环间分序、环内加密的原则进行，环间分两个顺序进行。灌浆压力：建议Ⅰ序孔采用0.3Mpa；Ⅱ序孔采用0.5Mpa。
3.3 灌浆水灰比：灌浆遵循由稀到浓的原则，开灌水灰比为3:1、 2:1、1:1、0.8:1、0.5:1五个比级。
3.4水灰比改变原则：当灌浆压力保持不变，注入率连续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力连续升高时，不得改变水灰比；当某一比级注入量已达 300L以上，或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。
3.5结束标准：当注入率不大于1.0L/min时，继续灌注30min，灌浆即可结束。
3.6封孔：采用导管注浆封孔法。
4、质量检查
固结灌浆采用压水实验进行质量检查。压水实验检查孔的钻进在灌浆施工3天后进行。检查孔的数量应不少于灌浆孔总数的3%，设计规定透水率为5Lu，其孔段合格率应在85%以上，否则应进行补充固结灌浆；不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的 150%，且不集中，灌浆质量可认为合格。
五、帷幕钻孔及灌浆
1、施工条件：
⑴钻孔灌浆工作应在其帷幕垫层混凝土达成设计强度后方可进行。
⑵灌浆过程中安设抬动监测装置。灌浆过程中应经常观测和记录，严禁抬动值超过设计及规范规定。
根据帷幕灌浆防渗工程施工工序和规定，重要施工流程见图5-1.
2、钻灌施工顺序
帷幕灌浆采用“自上而下，孔口封闭，孔内循环分段钻灌法”。单排孔帷幕应分为三序灌浆。根据现场灌浆实验情况，对岩性完整的地层，帷幕灌浆可改用自下而上分段灌浆。

第二段钻孔、冲洗、压水

封孔

是否达成终孔标准

YES

NO

场地清理

钻机就位、定向

是否达成结束标准

YES

NO

灌浆

是否达成结束标准

YES

NO

灌浆

扫孔复灌

扫孔复灌

图5-1 帷幕灌浆工艺流程图

第一段钻孔、冲洗、压水

3、钻孔
(1)钻孔孔径
帷幕灌浆孔宜选用较小的孔径，但终孔孔径不得小于φ56mm；钻孔孔壁应平直完整。
(2)钻孔机具及钻进参数
帷幕灌浆钻孔、灌后检查孔钻孔均采用清水钻进，地质回转钻机钻孔，根据地层情况选用钻头钻进。
(3)钻孔控制
依据设计技术规定提供的坐标点、指定的参照物，项目部采用全站仪对孔位进行放样，现场施工人员采用钢卷尺对孔位进行校核。钻机就位后采用水准尺对钻机进行校正，灌浆孔孔位偏差严格控制在10cm以内。
帷幕灌浆的各类钻孔均应分段进行，孔斜测量垂直的或顶角不大于5°的钻孔孔底最大允许偏差值不大于下表。
孔深（米）
20
30
40
50
60
80
允许偏差
0.25
0.50
0.80
1.15
1.5
2.0
4、钻孔冲洗
在基岩段采用压力水进行孔壁冲洗直至回水清净时止，不大于20min，冲洗压力为灌浆压力的 80%，并不大于1.0Mpa。孔内沉积厚度不得超过20cm。
5、压水实验
（1）帷幕灌浆孔（除先导孔以外）在各灌浆段灌浆前要做简易压水实验。简易压水实验可结合裂隙冲洗进行，压力为灌浆压力的80%，并不大于1.0Mpa。
（2）帷幕灌浆实验孔、检查孔应按规定采用单点法进行压水实验。
（3）对遇水后性能易恶化的地层，可不进行裂隙冲洗和简易压水，也宜少做或不做压水实验。
6、灌浆
6.1本工程灌浆采用孔口封闭，孔内循环，自上而下的分段灌浆法，各灌浆段灌浆时必须下入射浆管，管口距段底不得大于50cm。
帷幕灌浆段长度为第一段入岩2m;以下各段为5m，特殊情况下可适当缩减或加长，但不得大于8m。岩体破碎孔壁不稳时，段长应缩短。
坝体混凝土盖板和基岩的接触段应先行单独灌浆并预埋孔口管待凝24h后扫孔进行下一段钻灌工作。
混凝土与基岩接触段应先行单独灌注并待凝，待凝时间不宜少于24h，其余灌浆段灌浆结束后可不待凝。灌浆前孔口涌水、灌浆后返浆或遇地质条件复杂等情况宜待凝，待凝时间应根据工程具体情况拟定。
帷幕灌浆孔各灌浆段，不管透水率大小均应按设计技术规定进行灌浆。
灌浆孔互相串浆时，可采用群孔并联灌注，孔数不宜多于3个，并应控制压力。
6.2灌浆压力
按照设计文献，帷幕灌浆解决深度以进一步q=5lu线以下5m控制，灌浆压力为0.5～3.0Mpa。
建议帷幕灌浆段长及压力
段次
段长（m）
Ⅰ序孔压力值
（MPa）
Ⅱ序孔压力值
（MPa）
Ⅲ序孔压力值
（MPa）
1
2
0.50
0.60
0.72
2
5
0.60
0.72
0.86
3
5
0.70
0.84
1.00
4
5
0.80
0.96
1.15
5
5
0.90
1.08
1.30
6
5
1.00
1.20
1.44
7
5
1.10
1.32
1.58
8
5
1.20
1.44
1.73
9
5
1.30
1.56
1.87
10
5
1.40
1.68
2.01
11
5
1.50
1.80
2.16

6.3灌浆浆液：
帷幕灌浆中浆液应由稀到浓逐级变换，帷幕灌浆普通水泥浆，水泥浆液水灰比（重量比）为5:1、3:1、2:1、1:1、0.5:1共5个比级，
6.4浆液变换原则：
当灌浆压力保持不变，注入率连续减少时，或当注入率不变而压力连续升高时，不得改变浆液浓度。当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，浆液浓度应改浓一级。当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。在灌浆过程中，当改变浆液水灰比后，如灌浆压力突增或注入率突减时，应立即查明因素，进行解决。
6.5灌浆结束标准：
在最大设计压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注30min；方可结束灌浆。当长期达不到结束标准时，应报请监理人共同研究解决措施。
6.6封孔
每个帷幕灌浆孔全孔灌浆结束后，采用水灰比0.5:1的浆液“置换和压力灌浆封孔法”封孔。封孔压力采用全孔段平均压力，封孔灌浆时间可为1h。
终孔段的透水率或单位注入量大于设计规定值时，灌浆孔应继续加深。
6.7特殊情况解决
灌浆全过程中，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解决。帷幕灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具有灌浆条件，可以同时进行灌浆，应一泵灌一孔。否则应将串浆孔用栓塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，再行扫开串浆孔，而后继续钻孔和灌浆。灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行解决：应及早恢复灌浆，否则应立即进行冲洗钻孔，然后恢复灌浆，若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前相近，即可改用中断前的水灰比继续灌注；如注入率与中断前相比减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。恢复灌浆后，如注入率与中断前相比减少很多时，且在短时间内停止吸浆，应采用补救措施。灌浆段注入量大，可选用下列措施解决：
①低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；
②浆液中掺加速凝剂；
③灌注膏状浆液或混合浆液。
灌浆过程中如回浆变浓，可采用如下措施进行解决：
①适当加大灌浆压力；
②采用分段阻塞循环式灌浆；
③换用相同水灰比的新鲜浆液进行灌注；
④加密灌浆孔；
⑤若采用上述措施不明显，改用细水泥浆或化学浆液灌注。
6.8灌浆质量检查
帷幕灌浆质量检查以分析检查孔压水实验成果为主，同时结合钻孔、取芯资料、灌浆记录和测试成果等综合评估。检查孔的数量不少于灌浆总孔数的10%，一个单元工程或一个基础盖板段内至少布置一个检查孔，检查孔应取岩芯，绘制钻孔柱状图，岩芯应所有拍照并长期保存，检查孔压水实验在该部位灌浆结束 14 天后进行。
检查孔钻孔采用XY-2型回转式地质钻机配φ75mm钻具、金刚石取芯钻头钻进。检查孔取芯，绘制钻孔柱状图，岩芯应所有拍照并长期保存。压水实验合格标准：混凝土与基岩接触段的合格率为 100%；其他各段的合格率应在 90%以上，不合格段的透水率值不超过设计规定值的150%，且不集中，则灌浆质量认为合格，否则，应由建设单位会同设计、监理、施工单位商定解决方案。
六、成果资料 
 1、竣工后应提交的成果资料有：施工记录、灌浆成果、检查测试记录等。 
2、施工记录涉及如下内容：        
1) 钻孔记录、钻孔测斜记录；         
2）抬动变形观测记录； 
 3) 钻孔冲洗及裂隙冲洗记录； 
 4) 简易压水记录； 
 5) 自动记录仪打印灌浆记录； 
3、灌浆成果资料涉及如下内容：         
1) 灌浆孔成果一览表； 
 2) 灌浆分序登记表； 
3) 灌浆综合登记表； 
 4) 灌浆工程完毕情况表； 
 5) 灌浆孔平面布置图和综合剖面图； 
6) 各顺序孔透水率频率曲线和频率累积曲线图；         
7) 各顺序孔单位耗灰量频率曲线和频率累积曲线图； 
4、检查测试资料涉及如下内容： 
1) 帷幕灌浆检查孔压水实验成果表；
 2) 岩芯实物、照片； 
3) 检查孔钻孔柱状图； 
4) 施工前后或施工过程中其它检查、实验和测试资料；
七、质量管理措施 
1、施工前按照项目部制定的《质量管理体系与措施》，对施工班组进行交底，在施工过程中应严格执行。 
2、压力表、千分表、流量计等计量器具在使用前必须通过率定且满足施工精度规定。 
3、灌浆过程中，施工人员应严格控制灌段长、灌浆压力及浆液水灰比，灌浆压力和灌浆水灰比要及时进行记录。
4、灌浆要连续进行，一般不允许中断，一旦发生中断，要尽快恢复灌浆。
5、施工机组在钻孔、灌浆过程中，应及时并具体作好各种记录，特别要具体记录好钻孔失水、塌孔、掉块、掉钻等特殊现象及具体位置。按技术规定控制好灌浆压力及浆液浓度并如实作好记录。任何报表都必须及时上交，任何人不得追记、补记、超前记录报表。
6、严格执行“三检制”，各道工序一方面经班组、技术人员自检、质检人员复检、最后由监理工程师进行终检，二检人员应对重点部位或关键工序进行重点检查和控制，并作好值班记录及各种检查验收记录，在现场及时发现和解决各种问题，消除质量隐患。
八、 施工进度保证措施 
1、根据本工程的特点和以往施工经验,按照“先紧后松”的原则安排，能提前安排的项目尽也许早安排，给后续施工留有足够的余地，以保证目的工期的实现。 
2、 配备高素质的管理人员和技术人员，成立强有力的管理机构，从人员的质和量上满足工程施工需要。 
3、天天分二班施工,每班设现场值班技术员负责本班的生产安排、协调和技术问题，发现问题及时解决。 
4、实行奖惩制,生产任务与机组及个人的经济挂钩,按月对机组进行考评,对未完毕生产任务的机组,进行经济处罚;对完毕和超额完毕任务的机组给予奖励。 
5、配备足够数量、完好限度较高的施工设备，并准备充足的备件。
九、安全文明施工及其它
1、安全措施
(1)灌浆施工认真贯彻“安全第一，防止为主”的方针，建立各级安全组织，经常进行安全教育、检查和解决施工中的不安全因素，严格执行各项操作规程，坚决杜绝人身事故，避免和减少设备和施工事故。
(3)遵守劳动纪律，服从领导和检查人员的指挥，增强文明施工意识，加强环境保护观念。
(4)施工现场应设防护设施，安全标志和警告牌。
(5)配电箱、电闸应坚固稳定，带有漏电保护，电缆、电线要挂在一定高度或覆盖保护。
(6)电焊机应单独设开关，把线和地线不能裸露，并有接地保护。
(7)作业前应检查设备完好情况，涉及钢丝线、离合器、制动器等，确认安全可靠后方准操作，对的使用设备的防护装置。
(8)非专业电工严禁私自拆掉一切用电设施。
(9)进入现场必须戴好安全帽、穿工作服、不得赤脚或穿拖鞋。
(10)做好安全防火工作。
(11)上班前不准喝酒。
(12)做好物质的安全保卫工作，特别是雨季和汛期，使各类物质不丢失，不损坏、不变质；严格执行物质管理的各项规章制度，切实做好器材物质的入库、保管、出库的管理工作。
2、文明施工
（1）浆液排放：打孔排出的浆液较多，除部分循环使用外，多余的浆液要用注浆泵排到监理人指定的地点。不得随意排放污染环境。
（2）施工机具摆放整齐，保持场地卫生。
3、其他
施工现场出现特殊情况，未尽事宜，现场拟定。