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1、xx航电枢纽工程左岸泄洪冲砂闸、挡水坝及船闸土建工程基础固结灌浆施工组织设计1.工程概况xxx航电工程位于xxx境内的xxx干流上，坝址距xxx约31km，是一个发电、航运等综合利用效益的工程。xx航电枢纽工程为河床式电站，枢纽建筑物从左到右由左岸接头坝段、船闸、二十孔冲砂泄洪闸坝段、厂闸连接坝段、厂房坝段及右岸接头坝段等组成。本标主要包含左岸13.5孔泄洪闸、左岸挡水坝段、船闸坝段、左岸接头坝段及左岸灌浆平洞。建筑物区出露地层主要为侏罗系上统遂宁组（J3S）和蓬莱镇组下段（J3P1）内陆河湖相沉积的粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及砂岩。其次为第四系全新统崩坡积、坡残积、冲积等松散堆积。地层产状平缓，
2、总体N3060E/NW13，微倾左岸偏上游。13.5孔泄洪闸闸布置于主河床及右岸漫滩，建基高程273.0280m；左岸挡水坝布置于主河床偏左岸，建基高程274.0277.2m。建基岩体以J3P1-1砂岩为主，部分地段为J3P1-2泥质粉砂岩夹薄层粉砂质泥岩，建基岩体较坚硬完整，岩体弱风化新鲜，软弱夹层不甚发育。船闸段建基岩体为J3P之泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩薄层、泥质粉砂岩、砂岩等，强风化带厚度14m，弱风化带厚度28m。工程区水文地质条件较为简单，主要为基岩裂隙水和第四系松散堆积层的孔隙水两类。基岩裂隙水主要赋存于砂岩中。据压水试验资料，风化岩体及新鲜砂岩大部分的透水率q=1075Lu，为中弱
3、透水，局部地段存在强透水层透镜体;河床岩体埋深3535M以下其透水率q5Lu。为提高基岩的整体性和弹性模量，减少基岩受力后的变形，提高基岩的抗压、抗剪强度，需对枢纽工程部分建筑物基础进行固结灌浆处理。1.1工程项目及工程量本阶段基础处理包括13.5孔泄洪闸、连接坝段、船闸等部位的钻孔与灌浆施工。具体工程项目及工程量见下表。基础处理工程项目及工程量表工程部位项目名称单位数量备注13.5孔泄洪闸固结灌浆m3665左岸挡水坝段固结灌浆m1650说明：左岸挡水坝段包括船闸部位的工程量。1.2施工工期据上表，固结灌浆总量为5315m，施工时段主要安排在2005年3月6日2005年5月30日，最高施工强度
4、月出现在2005年4月，因此，宜安排于2005年2月下旬进入施工现场进行临建准备工作。另外，为满足工程施工总进度要求，尽量避免固结灌浆与浇筑混凝土之间的矛盾，经过监理批准同意后，在泄洪冲砂闸7#-14#闸部位灌浆工作面高程抬高到291.60m进行固结灌浆，1#-6#闸部位固结灌浆压重调整为24m。固结灌浆施工进度安排日期项目2005年2月2005年3月2005年4月2005年5月临建设施泄 洪冲砂闸1#-6#7#-14#左岸挡水坝段2.施工布置2.1施工布置原则根据本工程特点，本着就近、方便、节省、易于控制的原则，以施工进度为目标，充分利用现有条件在确保工程按期完成的前提下，尽量减少临建工程量
5、。2.2施工道路该灌浆工程施工项目可利用现在的场内施工通道，施工机械设备利用泄洪冲砂闸砼进仓道路进场。2.3施工供电施工用电从左岸上游围堰附近的电源接口处下线至配电盘，再用电缆引线至各用电场面：施工场面内以碘钨灯及100W普通照明灯泡作照明设施；施工现场高压用电设备必需接好地线；铝芯电源线架空固定安装、中间无接头的铜芯电缆可置于地面。总用电负荷量约450KW。2.4 施工供水在一期上游围堰外侧建立水泵站，用三台多级离心泵集中供水（设备型号等见左岸泄洪冲砂闸、挡水坝及船闸基础固结灌浆机械设备一览表）。主水管采用75钢管，各分支管线使用50白铁管送水至各用水点。左岸泄洪冲砂闸、挡水坝及船闸基础固结
6、灌浆机械设备一览表 设备名称型号及规格单位数量备注钻机xy-2pc台4150型xy-2台8300型1-TD台3150型移动式空压机套2金刚石单管钻具75套20泥 浆 泵BW200台10两缸泵泥 浆 泵BW250台2三缸泵泥 浆 泵BW150台2两缸泵潜 水 泵QY1S-26-2.2台5交 流 电 焊 机BX6-169台1多 级 清 水 泵11/2GC5*6台3高 速 搅 拌 机GJ-400台2低 速 搅 拌 机DJ-200台7灌 浆 栓 塞75套1591套4千 分 表套6电 动 机22KW台715KW台197.5KW台122.5供浆在上游围堰内靠右岸端的平台上建立灰浆站，大小为410m。用高速
7、搅拌机集中制浆；制备好的浆液用BW-200型泥浆泵通过50PE塑料管输送至各灌浆工作面。（设备型号等见左岸泄洪冲砂闸、挡水坝及船闸基础固结灌浆机械设备一览表，平面布置见图左岸泄洪冲砂闸、挡水坝及船闸基础固结灌浆施工平面布置图）。图2-1 集中制浆站结构型式示意图2.6通讯系统施工对外通讯直接利用社会公众网；场内通讯采用8台对讲机及4部对讲电话机，以利于施工调度。2.7施工废水、废浆处理施工废水可利用排水沟排至发包人指定位置，灌浆期间的废浆派专人负责疏通清理至发包人指定位置。以上具体布置，见左岸泄洪冲砂闸、挡水坝及船闸基础固结灌浆施工平面布置图。3.施工方案及措施3.1施工依据3.1.1水工建筑
8、物水泥灌浆施工技术规范DL/T 5148-2001 和招标及合同文件土建标施工技术条款；3.1.2 设计图纸、通知；3.1.3四川嘉陵江金溪航电枢纽工程基岩固结、帷幕灌浆施工技术要求。3.2施工方案3.2.1施工程序施工程序为：施工布置测放孔位抬动观测孔造孔及装置安装序排孔钻灌序排孔钻灌质量检查验收单元施工结束进行下一单元施工。3.2.2抬动观测孔施工3.2.2.1钻孔拟在每一灌浆单元设置抬动观测孔12个，造孔采用回转式钻机（XY2PC）、潜孔锤冲击钻进，钻孔终孔孔径不小于75mm，钻孔孔深确定为伸入基岩8米。3.2.2.2抬动装置安装钻孔完成后，先插入直径为20mm的钢管(管口应高出地表30
9、50cm)，再从20钢管管内向孔内注入部分水泥砂浆（至孔底以上1m）；在20mm钢管的外侧套一直径为40mm的钢管（40钢管管口距地面510cm），在40mm钢管和20mm钢管的底部用黏土封隔，封隔高度不小于1米；20mm钢管与40mm钢管之间的间隙用棉纱封隔，以避免水泥浆液或其它杂物进入。见抬动测量装置安装示意图：3.2.3灌浆施工3.2.3.1灌浆材料固结灌浆灌浆材料采用普通硅酸盐水泥，所用水泥标号为P.0.42.5，细度要求通过80m方孔筛的筛余量不得大于5% 。灌浆用水泥应保持新鲜，受潮结块者不得使用，水泥从出厂到使用时间不得超过2个月。灌浆材料在制浆时必须称量，其误差不大于5% 。灌
10、浆用水应符合拌制水工混凝土用水要求。灌浆过程遇有特殊情况可选用下列外加剂： 速凝剂：水玻璃、氯化钙、三乙醇胺等； 减水剂：苇浆废液，铬木素等； 稳定剂：膨润土及其它高塑性粘土等。外加剂与水泥浆的配合比例，根据现场的实际情况通过试验确定。所有外加剂凡溶于水者，均应以水溶液状态加入。3.2.3.2制浆纯水泥浆液的搅拌时间，使用普通搅拌机时不得少于3min，使用高速搅拌时，一般不小于30s。水泥浆从制备至用完时间不得超过4h。集中制浆站宜制备水灰比0.5:1的水泥浆，输送浆液的流速宜为1.42.0m/s。各灌浆地点应测定来浆比重，调制后使用。制浆系统至输浆系统的送浆管路，每次送浆结束后在1小时内不输
11、浆时，应先用压缩空气将管道中的浆液排至储浆筒，再用水清洗干净，待用。3.2.3.3灌浆施工工艺流程抬动孔造孔抬动装置安装灌浆孔造孔洗孔及压水试验灌浆封孔检查孔压水试验检查孔取芯钻进灌浆封孔灌浆施工工艺流程如下：3.2.3.4钻孔砼内采用潜孔锤冲击钻进，孔口0.5m范围内则采用金钢石回转钻进，基岩采用金钢石或合金钻头回旋钻进造孔。孔位布置及分序基础固结灌浆孔位布置严格按设计图纸进行。所有钻孔统一编号，并注明施工次序。灌浆孔分序按逐渐加密的原则进行排间分两序进行施工，具体分序见左岸泄洪冲砂闸、挡水坝及船闸基础固结灌浆孔布置图。钻孔固结灌浆孔钻孔按分序加密的原则进行，钻孔孔径采用75mm；上部盖重混
12、凝土采用潜孔锤冲击钻进，孔口0.5m范围内则采用金钢石回转钻进；基岩部分采用回旋钻机（XY-2、XY2PC、GX1TD）配合金钻头钻进；钻孔为铅直孔，钻孔开口位置与设计孔位的偏差不得大于10cm。对于7#14#闸廊道内的灌浆孔，则在工作面灌浆完成后，进入廊道帷幕灌浆时先进行该部分孔的灌浆施工。对位于各闸墩部位内的灌浆孔，则采用在闸墩范围外采用倾斜钻孔进行造孔，即在原孔位沿坝轴线方向侧移2.50m，钻孔顶角约10左右，详见右图及图左岸泄洪冲砂闸、挡水坝及船闸基础固结灌浆孔布置图：3.2.3.5冲洗及压水试验灌浆孔在灌浆前进行钻孔裂隙冲洗，冲洗方法采用常规的压力水冲洗直至回水清净时持续冲洗10mi
13、n；冲洗压力在抬动变形允许采用设计灌浆压力的80%。压水试验:冲洗孔结束后，选择有代表性的孔段采用单点法进行压水试验。试验孔段为灌浆孔段总数的5%10%。压水压力值同洗孔压力取值，每3min测读一次压入流量，取连续4次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10时的最终值，或最大值与最小值之差小于1L/min时的最终值取作为计算流量，成果以透水率表示，计算方法： q=Q/PL 式中：q透水率（Lu）； Q压入流量（L/min）； P作用于试验段的全压力（以表压取值）； L试验段长（m）。抬动变形控制在洗孔及压水过程中随时观测和记录盖重混凝土的抬动变化值；其最大允许变形量为100m，若超过此值，应立
14、即降低压力。3.2.3.6灌浆施工（1）灌浆方法：灌浆施工中孔深小于等于6m实行全孔一次灌浆，孔深8m实行分段灌浆，第一段段长3m，第二段5m,自上而下灌浆。采用孔口封闭、孔内循环灌浆方法，整个灌浆过程采用手工记录；灌浆泵采用BW200灌浆泵，孔口利用机械栓塞加压封孔。（2）灌浆压力：固结灌浆压力全孔一次灌浆为0.15MPa0.25MPa；分段灌浆压力为：第一段0.100.20 MPa，第二段0.200.25 MPa(分段灌浆压力见施工技术要求)，施灌过程中可根据抬动情况调整灌浆压力；灌浆压力应尽快达到设计压力，但对于注入率较大或易于抬动的部位，宜分级升压。（3）灌浆浆液水灰比采用2:1、1:
15、1、0.8:1、0.5:1四个比级，浆液比级变换原则：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，改浓一级。当注入率大于30L/min时，根据具体情况越级变浓。3.2.3.7特殊情况处理a灌浆过程发生冒浆、漏浆时，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、间歇灌浆等方法处理。b灌浆过程发生串浆时，若串浆孔具备灌浆条件，则同时进行灌浆（灌浆采用一泵一孔灌注）；否则将串浆孔孔口用灌浆塞塞住，待灌浆结束后，串浆孔再继续钻进和灌浆。c灌浆工作必须连续进
16、行，若因故中断，按照下述原则进行处理：尽可能缩短中断时间，及早恢复灌浆；中断时间超过30min，立即进行钻孔冲洗，而后恢复灌浆；若无法冲洗或冲洗无效，则进行扫孔，而后恢复灌浆；恢复灌浆时，使用开灌比级的水泥浆进行灌注，若注入率与中断前相接近，即换成中断前同比级的水泥浆进行灌注，若注入率较中断减少较多，则浆液由开灌水灰比逐级加浓继续灌注；恢复灌注后，如注入率较中断减少较多，且在极短时间内停止吸浆，请设计、监理共同研究补救措施。d在孔口有涌水的灌浆孔段，在灌浆前应测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况采取下列措施：自上而下分段灌浆；短的段长；高的灌浆压力；浓浆结束；灌浆结束应有屏浆措施，屏浆时间不少于
17、1h；闭浆待凝时间不少于48h；必要时在浆液中掺加适量速凝剂。e大量耗浆孔段的处理；遇有大量耗浆孔段时，首先应降低灌浆压力，采用浓浆，减少并限制其注入率，并视耗浆量情况，采用浆液中掺速凝剂，待该段耗灰量超过2t/段，仍不见压力回升，地面又无漏浆的迹象，则应停止灌浆，待凝24小时后复灌；复灌时注入率逐渐减少，则应灌至正常结束；复灌时注入率仍很大，灌浆难于结束时，则采用掺中、细砂、水玻璃、水泥浆液和水玻璃双液法等方法，待耗灰量超过0.51t/m后，再待凝后复灌至正常结束；复灌时注入率较待凝前相差悬殊，且耗灰量很小，则应对该段扫孔后再灌浆，如扫孔后注入率仍很小，此孔即告结束。f灌浆过程中若回浆变浓，
18、应该稀释后继续灌注，若无效再改稀灌注，若回浆仍变浓，延续灌注30min，即可结束灌浆。3.2.3.8灌浆结束条件在设计压力下，当注入率小于1L/min时继续灌注30min，结束灌浆。3.2.3.9封孔灌浆结束后，采用0.5:1浆液置换孔内清浆，然后纯压灌注10 min，结束封孔。4. 质量检查及安全保证4.1质量检查4.1.1灌浆质量检查以检查孔压水试验成果为主，结合对施工记录、成果资料、测试成果的分析和检查孔岩心等综合评定。4.1.2固结灌浆检查孔的位置由监理工程师和设计代表确定。4.1.3固结灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆结束7d后进行，采用简易压水试验。4.1.4当固结灌浆检查孔的透水率不大于8Lu或透水率不大于8Lu的孔段达到85%以上、不合格试段的透水率不大于12Lu且分布不集中时，灌浆质量为合格；否则应由监理、设计、施工商量处理方案。4.1.5检查孔检查结束后，采用与灌浆孔相同的方法进行封孔。4.2安全保证4.2.1项目部设安全员，专人负责施工安全；4.2.2现场施工用电线路、电缆做到明线架空，做好防漏电措施；4.2.3在临空作业面，架设安全网，并在各安全重点部位设置相应安全警示标志。
