水库加高扩建工程大坝帷幕灌浆施工组织设计探究.doc

水库加高扩建工程大坝帷幕灌浆施工组织设计研究 　　摘 要：施工组织设计是水库除险加固加高培厚工程重要的施工指导依据，对确保工程施工质量具有非常重要的作用。根据水库工程特性和建设施工进度、质量等要求，编制符合大坝帷幕灌浆实际的技术经济管理型施工组织设计，可以为工程规划建设提供全面的决策和质量监控管理依据。文章以除险加固工程为例，详细介绍大坝帷幕灌浆施工组织设计相关内容，以期为类似工程建设提供借鉴 关键词：水库；除险加固；帷幕灌浆；施工组织 1 工程概况 某水库始建于1973年，1978年主体工程建成投运，历经1992和2003年的改扩建。随着城市人口的快速增加和工农业生产发展规模的快速扩大，水库运行至今，存在坝体、坝肩局部渗漏、供水能力不足等问题，需要对水库大坝进行除险加固加高培厚改扩建，即：在原浆砌石重力拱坝的基础上将大坝整体加高6.2m，并根据坝体结构计算，对大坝下游面进行加厚、溢洪道改造、坝基坝肩防渗处理等。除险加固加高培厚改扩建后，大坝建基面高程897.5，坝顶高程935.2m，最大坝高37.5m，坝顶弧线长274.55m，坝顶宽6m。正常蓄水位930.5m，水库总库容3175万m3，向县城供水1665万m3/a，灌溉约5.3万亩良田[1] 2 帷幕灌浆施工方法 水库除险加固加高培厚改扩建工程，帷幕灌浆总施工工程量为3924m 2.1 灌浆孔布置及施工工艺 大坝防渗帷幕根据设计图纸沿主坝、副坝轴线布置，分Ⅲ序孔布置，灌浆孔为单排孔，基本孔距2～3m。根据工程地质情况，基岩帷幕灌浆主要采用自上而下分段灌浆法[1]，段长严格控制在4～6米，施工时按先I序钻灌结束后，再进行Ⅱ序施工，最后进行Ⅲ序的施工方法。其主要施工方法及工艺流程如下[2]：施工准备→施工放样→钻孔→冲洗→压水试验→灌浆→结束封孔 2.2 钻孔 根据地质情况，工程坝区主要地层岩性为灰岩和砂岩，钻孔采用XY-100型回转式液压钻机，硬质合金钻头钻进，开孔孔径Φ110mm，终孔孔径Φ91mm或Φ75mm，帷幕钻孔为铅直孔。由于钻孔较多，为便于管理和质量评定，施工前根据现场实际情况将相邻的10-20个灌浆孔作为单元块，把所有灌浆孔划分为若干单元工程，报监理工程师审批后方进行施工。施工前必须严格按设计施工图纸测量布孔放样，先择部分I序孔作为先导孔首先施工。作灌浆试验，通过试验，确定合理的灌浆浓度、灌段长度，灌浆压力等技术参考数及灌浆工艺，以便后期灌浆施工[3]。钻进施工中采取埋设孔口管导向和较粗长钻具钻进，采用硬质合金清水回转钻进，钻进时保持压力均匀，并采取测斜控制手段，确保钻孔孔底的偏差不大于表1的规定值 2.3 钻孔冲洗 当基岩钻孔结束后，须做钻孔冲洗。先导孔基岩段应先自上而下分段进行冲洗，其它灌浆孔全孔进行一次钻孔冲洗，当钻孔达到灌浆分段裂隙冲洗，冲洗压力采用相应孔段灌浆压力的80%，若该值大于1Mpa时，采用1Mpa直到回水清净，孔内沉积厚度小于20cm时止 2.4 压水试验 按水利电力部颁布《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148-2012）的附录执行。其它各序次灌浆孔在灌浆前进行简易压水试验，压水试验压力为灌浆压力的80%，若该值大于1Mpa时，采用1Mpa，压水20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值为准 2.5 灌浆 （1）灌注浆液配合比及配制 坝基基岩采用纯水泥浆灌注，水泥浆的浓度按水灰比（重量比）控制，选定为5：1、3：1、2：1、1：1、0.6：1、0.5：1等七个比级，由稀稠逐级调配使用，升灌水灰比采用5：1、2：1、1：1、0.7：1主灌，浓浆主要用于特殊情况处理，遇大裂隙或溶洞，采用2：1或更浓的浆液升灌。在制浆房中制备水灰比为0.5：1的浆液，输送浆液流速控制在1.4～2.0m/s。浆液搅拌不小于3min，使用前浆液应过筛，从开始制浆到用完的时间应控制在4h以内 （2）灌浆长度及灌浆压力 灌浆段长度一般为4～6m，遇特殊情况，可适当缩短或加长，但不得大于10m；基岩段长小于6m时，可采用全孔一次灌浆，大于6m时必须采用分段灌浆 灌浆压力按设计施工图纸或监理工程师指示，并根据现场先导孔钻灌的有关数据分析确定。一般情况为0.20～0.50MPa，灌浆压力采用一次升压法，若耗浆量大时，采用分级升压 （3）灌浆结束控制比 在设计规定压力下，当灌浆注入量不大于0.4L/min时，继续灌注半小时或注入率不大于1L/min时，继续灌注1小时，灌浆即可结束 （4）封孔 采用“分段压力灌浆法”封孔，每孔分段自下而上进行封孔，上、下各段以1：1的进行压力灌浆封孔，压力为0.5MPa，达到结束标准时，应调至0.8：1浓