廣東水庫原管封堵充填灌漿試驗(yàn)施工方案

XX市XX水庫擴(kuò)建工程原管封堵充填灌漿試驗(yàn)施工方案工程名稱：XX市XX水庫擴(kuò)建工程工程地點(diǎn)：XX市大南山鎮(zhèn)三坑村施工單位：XX股份有限公司編制單位：XX股份有限公司XX市XX水庫擴(kuò)建工程項(xiàng)目經(jīng)理部編制人：編制日期：20審批負(fù)責(zé)人：審批日期：20目錄1.工程簡(jiǎn)況 22.充填灌漿試驗(yàn)方案 22.1充填灌漿試驗(yàn)技術(shù)要求 32.1.1施工順序 32.1.2鉆孔、沖冼 32.2灌漿 32.2.1灌漿材料 32.2.2漿液的試配實(shí)驗(yàn) 42.2.2灌漿方法及段長(zhǎng) 52.2.3灌漿方式及灌漿方法 52.2.4灌漿 62.2.5灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及封孔 62.2.6注水試驗(yàn)（檢查孔） 63.灌漿出現(xiàn)問題的處理 63.1裂縫處理 63.2冒漿處理 73.3串漿處理 73.4塌坑處理 73.5隆起處理 73.6機(jī)械故障處理 74.灌漿觀測(cè) 84.1目的和要求 84.2灌漿壓力和灌漿量觀測(cè) 85.灌漿質(zhì)量檢查和驗(yàn)收 95.1質(zhì)量檢查 95.2驗(yàn)收 96.充填灌漿施工設(shè)備配備 107.人員配備 101.工程簡(jiǎn)況XX水庫位于XX市大南山鎮(zhèn)白馬河上游的三坑河谷中三坑村附近，集雨面積25.31km2，總庫容1639萬m3。水庫1976年興建，1980年竣工蓄水。水庫樞紐包括大壩、溢洪道、引水隧洞、發(fā)電站廠房等水工建筑物。XX市XX水庫擴(kuò)建工程原管封堵充填灌漿包括原管封堵充填灌漿420m，壩體鉆孔（空鉆）3460m。由于大壩壩中原管封堵鋼管中的砼、漿砌石、回填灌漿充填體是后期管內(nèi)澆筑砼、砌筑漿砌石和回填灌漿，加重原管體重量，使管體沉陷而產(chǎn)生裂縫，為防止土壩壩壩體內(nèi)產(chǎn)生滲漏通道、軟弱層，進(jìn)而發(fā)生潤(rùn)濕現(xiàn)象或滲透破壞（管涌流土現(xiàn)象），消除土壩壩體隱患，提高壩體抗?jié)B性能和穩(wěn)定性，對(duì)大壩壩中原管封堵鋼管管周進(jìn)行充填灌漿加固處理。根據(jù)《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范》，充填灌漿施工前，應(yīng)選有代表性壩段，按灌漿設(shè)計(jì)進(jìn)行布孔、造孔、制漿、灌漿。觀測(cè)灌漿壓力、吃漿量及泥漿容量、壩體位移和裂縫等。試驗(yàn)孔不少于3個(gè)。試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)分析資料，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，修改參數(shù)，完善和熟練灌漿工藝，然后方可全面施工。本次充填灌漿試驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行單排孔試驗(yàn)孔5個(gè)（檢查孔2個(gè)）和雙排灌漿試驗(yàn)孔10個(gè)（檢查孔2個(gè)），本次試驗(yàn)的主要目的是：1、研究土壩壩中鋼管充填后鋼周的充填灌漿處理措施；2、驗(yàn)證壩中鋼管鋼周充填灌漿設(shè)計(jì)排數(shù)以及孔距、排距和灌漿段長(zhǎng)、灌漿壓力、漿液配合比等參數(shù)的合理性，以達(dá)到指導(dǎo)整個(gè)XX市XX水庫擴(kuò)建工程壩中鋼管鋼周充填灌漿施工的目的。2.充填灌漿試驗(yàn)方案本次充填灌漿試驗(yàn)共布置單排充填灌漿孔試驗(yàn)孔5個(gè)（檢查孔2個(gè)）和雙排充填灌漿孔10個(gè)（檢查孔2個(gè)）。單排孔孔距2.52.1充填灌漿試驗(yàn)技術(shù)要求2.1.1施工順序充填灌漿試驗(yàn)分三序施工，先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔，然后施工Ⅲ序孔，最后進(jìn)行檢查孔的施工。相鄰的兩個(gè)次序孔之間，在土壩壩體中鉆孔灌漿的間隔高差不小于5m。2.1.2鉆孔、沖冼造孔應(yīng)保證鉛直，偏斜不得大于孔深的2％。采用XY—1型回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆機(jī)鉆進(jìn)，鉆孔直徑為Φ56mm，土壩填筑體采用硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)，壩頂路面混凝土采用金鋼石鉆頭鉆進(jìn)，鉆穿混凝土層后，采用合金鉆頭鉆進(jìn)為保證壩中鋼管管周充填灌漿的質(zhì)量采用孔口封閉法進(jìn)行灌漿，鉆孔鉆至土壩填筑體頂部時(shí)，安設(shè)護(hù)口管Φ25PVC管。土層和混凝土面層安設(shè)完護(hù)口管后，待凝50~72h。土壩填筑體采用清水沖冼液進(jìn)行鉆進(jìn)。并采取如下措施：（1）清水沖冼液排量適當(dāng)，防止沖冼液過大沖壞井壁、過小發(fā)生燒鉆事故。（2）提升和降下鉆機(jī)要平穩(wěn)。（3）鉆孔過程中，按質(zhì)檢員或監(jiān)理工程師要求進(jìn)行抽查測(cè)斜。全孔鉆完后，做終孔測(cè)斜。（4）每段鉆進(jìn)結(jié)束后，用適量清水進(jìn)行鉆孔沖冼，孔底沉積厚度不得超過202.2灌漿2.2.1灌漿材料灌漿所用土料和漿液都應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)。土料試驗(yàn)包括：顆粒分析、有機(jī)質(zhì)含量及可容鹽含量等；漿液試驗(yàn)包括：容重、粘度、穩(wěn)定性、膠體率及失水量等。（1）水泥：塔牌425#水泥，細(xì)度為通過80μm方孔篩其篩余量不大于5%。（2）粘土：XX水庫取土場(chǎng)A區(qū)含砂低液限粘土，基本性質(zhì)具體如下：可溶鹽(%)有機(jī)質(zhì)(%)液限(%)塑限(%)塑性指數(shù)(%)粒徑大小(mm)60-1010-55-22.0-0.50.5-0.250.25-0.075＜0.0750.075-0.005＜0.005%%%%%%%%%7.31.840.025.015.00.00.01.78.74.34.480.937.543.4（3）水：灌漿用水符合JGJ63—89標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，拌漿用水最高溫度不超過40℃(4)土料和漿液的選定。土料是灌漿的主要原料，土料選擇是否適宜直接影響漿液的質(zhì)量和灌漿效果。粘粒少的土料成漿率低，穩(wěn)定性不好，防滲效果差；粘粒過多的土料難于制漿，泥漿粘度大，流動(dòng)性差，排水固結(jié)慢，固結(jié)后的漿體收縮也大。為此，結(jié)合工程實(shí)際，并參照《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范》，選用含砂低液限粘土。漿液濃度按規(guī)范要求控制在l5～17kN／m3之間，按照先稀后濃的灌漿要求，用浮子式比重計(jì)在制漿桶內(nèi)測(cè)量，用供水和供土的快慢調(diào)整泥漿濃度，為加快固結(jié)速度，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定,加土料重量25％的水泥。2.2.2漿液的試配實(shí)驗(yàn)為了取得較理想的漿液級(jí)配，選擇如表1的三組級(jí)配進(jìn)行試驗(yàn)：表1配合比(kg/100L)水泥:粘土水:(粘土+水泥)類似工程經(jīng)驗(yàn)外觀序號(hào)水泥(C)粘土(B)水(W)130120870.250.58稠度較后二種稀,可灌性好250200810.250.324稠度次之,可灌性好350200790.250.316稠度較濃,析水最小根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)，配制漿液時(shí)，漿液的流動(dòng)性、析水率與材料B、C、W混合的順序有較大的關(guān)系，為了取得較理想的漿液混合順序，選擇如表2的三組漿液配制順序進(jìn)行試驗(yàn)：表2配合比(kg/100L)流動(dòng)度(S)析水率(%)配制順序序號(hào)水泥(C)粘土(B)水(W)1301208746W→B→C3012087438W→C→B2502008144W→B→C5020081430W→C→B3502007961W→B→C5020079418W→C→B經(jīng)試驗(yàn)分析得出最優(yōu)漿液級(jí)配、最佳漿液混合順序結(jié)論。根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)，初步確定選用水泥(C)：粘土(B)：水(w)=30：120：87的級(jí)配，為了減少析水率，配制順序按W→B→C進(jìn)行。2.2.2灌漿方法及段長(zhǎng)灌漿方法為孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)法。灌漿段長(zhǎng)：第一段為2m，第二段以下為5m，最后一段最長(zhǎng)不超過7m。2.2.3灌漿方式及灌漿方法試驗(yàn)采用自上而下全段鉆孔、孔口封閉式灌漿法。自上而下分段灌漿，段長(zhǎng)一般為5～10m，灌漿塞阻塞在該灌漿段段頂0.5m處，防止地層外漏。各段灌漿結(jié)束后一般不需待凝，即可進(jìn)行下一段的鉆灌。灌漿開始先用稀漿，經(jīng)過3～5min后再加大泥漿稠度。若孔口壓力下降和注漿管出現(xiàn)負(fù)壓（壓力表讀數(shù)為0以下），應(yīng)再加大漿液稠度，漿液的容重應(yīng)按技術(shù)要求控制。在灌漿中，應(yīng)先灌第一序孔，待第一序孔灌漿結(jié)束后，再進(jìn)行第二序孔，第二序孔灌漿結(jié)束后，再進(jìn)行第三序孔。2.2.4灌漿充填灌漿施工自迎水面先灌上游排孔再灌背水坡下游排孔，再灌中間排孔，同一區(qū)段內(nèi)的同一序孔可全部或部分造空完成后再進(jìn)行灌漿，注漿按設(shè)計(jì)要求，初灌壓力為0.04MPa，間隔三天后復(fù)灌壓力為0.08MPa，間隔七天后復(fù)灌壓力為0.1MPa。其中迎水面壩底充填物高程▽140至▽150段，設(shè)計(jì)為全孔充填灌漿，灌漿壓力為0.05MPa，第一序孔灌漿結(jié)束后，再灌第二序孔，第二序孔結(jié)束后，再灌第三序孔，每次最大灌漿量應(yīng)按設(shè)計(jì)要求控制。2.2.5灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及封孔當(dāng)漿液升至孔口，經(jīng)連續(xù)復(fù)灌3次不再吃漿時(shí)，即可終止灌漿。充填式灌漿封孔。當(dāng)每孔灌完后，待孔周圍泥漿不再流動(dòng)時(shí)，將孔內(nèi)漿液取出，掃孔到底，用直徑2～3cm、含水量適中的粘土球分層回填搗實(shí)。2.2.6注水試驗(yàn)（檢查孔）同一區(qū)段內(nèi)的同一序孔造孔結(jié)束后由監(jiān)理和建設(shè)單位指定檢查孔做注水試驗(yàn)，記錄孔水下降時(shí)間和下降深度。3.灌漿出現(xiàn)問題的處理3.1裂縫處理一、當(dāng)壩面出現(xiàn)縱向裂縫后，應(yīng)分析發(fā)生原因，如果是濕陷縫，可以繼續(xù)灌漿，如果是劈裂縫，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，當(dāng)裂縫發(fā)展到控制寬度時(shí)，應(yīng)立即停灌，待裂縫基本閉合后再灌。二、當(dāng)壩面出現(xiàn)橫向裂縫時(shí)，應(yīng)立即停灌檢查。如果裂縫深度較淺，可以開挖用粘土回填夯實(shí)后繼續(xù)灌漿，如果裂縫較深，可用稠漿灌注裂縫，先灌上游，再灌下游，后灌中間。三、當(dāng)彎曲壩段出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)立即停灌。改在壩頂上游壩肩處沿裂縫布孔，按照多孔輪灌的方法灌注稠漿堵住裂縫。待處理好后再進(jìn)行灌漿。3.2冒漿處理一、壩頂和壩坡冒漿，應(yīng)立即停灌，挖開冒漿出口，用粘性土料回填夯實(shí)。鉆孔周圍冒漿，可采用壓砂處理，而后再繼續(xù)灌漿。二、白蟻洞冒漿，應(yīng)先在冒漿口壓砂堵塞洞口，再繼續(xù)灌漿。三、水下壩坡或土壩與其它建筑物接觸帶冒漿，可采用稠漿間歇灌注。3.3串漿處理一、當(dāng)?shù)谝恍蚩坠酀{時(shí)，發(fā)現(xiàn)相鄰孔串漿，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)、分析，如確認(rèn)對(duì)壩體安全無影響，灌漿孔和串漿孔可同時(shí)灌注，如不宜同時(shí)灌注，可用木塞堵住串漿孔，然后繼續(xù)灌漿。當(dāng)灌漿后期，相鄰孔串漿，說明已形成連續(xù)的泥墻，可減少1次灌漿量。二、如漿液串入測(cè)壓管或浸潤(rùn)線管，在灌漿結(jié)束后，再補(bǔ)設(shè)測(cè)壓管或浸潤(rùn)線管。3.4塌坑處理在塌坑部位挖出部分泥漿，回填粘性土料，分層夯實(shí)。3.5隆起處理發(fā)現(xiàn)壩坡隆起時(shí)，應(yīng)立即停灌，分析原因。如確認(rèn)不是與滑坡有關(guān)的隆起，待停灌5～10d后可繼續(xù)灌漿，并注意監(jiān)測(cè)。3.6機(jī)械故障處理一、縮孔卡鉆，應(yīng)以預(yù)防為主，改進(jìn)鉆具，將大鉆頭改為卡桿鉆頭。也可用倒鏈或打倒錘將鉆桿拔出。二、灌漿泵不吸漿，應(yīng)檢查泵和吸漿管是否漏氣和堵塞。前者應(yīng)更換易損件，后者應(yīng)疏通管道，嚴(yán)格泥漿過篩，提高漿液質(zhì)量。三、壓力表讀數(shù)增大不進(jìn)漿，說明輸漿管堵塞，應(yīng)先用水沖洗管路，同時(shí)嚴(yán)格泥漿過篩，保證漿液的合理指標(biāo)。四、應(yīng)采用有保護(hù)裝置的壓力表，以防失靈。發(fā)現(xiàn)壓力表失靈，應(yīng)立即更換。五、注漿管堵塞，應(yīng)將其提起，用稀漿沖開。4.灌漿觀測(cè)4.1目的和要求1.為保證土壩壩體灌漿質(zhì)量和壩體安全，檢驗(yàn)灌漿效果，在灌漿期間應(yīng)進(jìn)行觀測(cè)。2.灌漿觀測(cè)項(xiàng)目包括表面變形、內(nèi)部應(yīng)力及滲流觀測(cè)等3.在灌漿過程中，應(yīng)有專門觀測(cè)人員負(fù)責(zé)觀測(cè)工作，全面控制灌漿質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。4.灌漿觀測(cè)應(yīng)充分利用已有的觀測(cè)設(shè)備，必要時(shí)可增設(shè)永久的和臨時(shí)的觀測(cè)設(shè)備。5.灌漿觀測(cè)與灌漿控制應(yīng)密切配合，協(xié)調(diào)一致。相關(guān)的項(xiàng)目和標(biāo)點(diǎn)，宜同時(shí)觀測(cè)，以便于分析。觀測(cè)資料應(yīng)及時(shí)整理，隨時(shí)掌握灌漿期間壩體的情況。6.觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置及觀測(cè)方法等除本規(guī)范規(guī)定外，均可參照《水工建筑物觀測(cè)工作手冊(cè)》（水利電力部水利管理司，水利電力出版社，1978年）規(guī)定進(jìn)行。4.2灌漿壓力和灌漿量觀測(cè)1.灌漿壓力觀測(cè)。在注漿管上端安裝壓力表，壓力表精度0.1kgf/cm2，在灌漿過程中，應(yīng)隨時(shí)觀測(cè)壓力變化，并應(yīng)注意記錄瞬時(shí)最大壓力，對(duì)照壩體位移和裂縫張開寬度，合理控制灌漿壓力。2.土壩灌漿量一般采用泥漿泵流量進(jìn)行控制，重要工程的灌漿量觀測(cè)，可以使用流量計(jì)。每孔每次灌漿量及總灌漿量皆應(yīng)準(zhǔn)確記錄，每次灌漿量不得超過設(shè)計(jì)允許值，以便控制灌漿質(zhì)量。5.灌漿質(zhì)量檢查和驗(yàn)收5.1質(zhì)量檢查1.質(zhì)量檢查可以分為灌漿過程的中間檢查和灌漿結(jié)束后的最終檢查。前者是為灌漿質(zhì)量控制而進(jìn)行的階段性檢查，后者是為驗(yàn)收和鑒定提供依據(jù)。2.中間質(zhì)量檢查的主要內(nèi)容包括：按設(shè)計(jì)要求檢查布孔，造孔，工藝操作，漿液性能，綜合控制情況，各孔終止灌漿達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，灌漿中出現(xiàn)的問題和處理情況等。3.最終質(zhì)量檢查的主要內(nèi)容包括：壩體內(nèi)部的質(zhì)量（泥墻厚度、密度、連續(xù)性、均勻性