四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程1-8#、21-30#坝段固结灌浆施工组织设计.doc

1、四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程 1-8#、21-30# 坝段固结灌浆施工组织设计1.概述1.1 工程概况四川武都水库工程是涪江上具有防洪、灌溉、发电、供水、改善环境、旅游和水产养殖等综合利用效益的龙头水库，水库总库容 5.72 亿 m3，电站装机容量为 350MW，枢纽主要建筑物有碾压混凝土重力坝和坝后式厂房等。坝址位于涪江武都河段上游约 4km 的摸银洞，坝型为碾压混凝土重力坝，坝顶高程661.34m，坝顶长度 736.0m，最大坝高 120.34m。坝址位于龙门山前山断裂带的可溶岩地段，工程地质条件十分复杂，为泥盆系中统白石铺群观雾山组可溶盐岩地层，坝址岩溶发育，断层破碎

2、带及软弱结构面较多。地层岩性可分为非可溶岩与可溶岩，非可溶岩分布在坝线下游河床及两岸地段，由石英岩状砂岩、石英砂岩夹薄层状泥质粉砂岩与粉砂质泥岩组成，石英岩状砂岩呈灰白色（风化后呈铁褐色），中厚层状，铁硅质胶结，致密坚硬较完整。泥质粉砂岩与粉砂质泥岩为薄层状，岩性较弱，强度低。可溶岩为白云石与灰岩、泥灰岩地层，构造及结构多样，颜色白灰黑。由于坝址地质条件复杂，裂隙、断层、溶蚀发育，坝基必须采取相应工程措施进行处理。为提高坝基岩层整体刚度，需对一定深度范围内整个坝基岩体进行固结灌浆，18#坝段坝基固结深度根据不同地质岩层 310m 不等, 2130#坝段坝基固结深度根据不同地质岩层 322m 不

3、等,18#,2130#坝段坝基固结灌浆以纯水泥浆液灌注为主，最大灌浆压力 2.0MPa，灌浆孔排距 33m。1.2 灌浆孔布置18#,2130#坝段坝基所有固结灌浆孔的间、排距为 3m，深入基岩的孔深分为3、5、8、10、 12、15、18、 22m 八种，采用梅花型布置。另外在 4#8#、21-25 坝段的下游坝段趾处、7#8#、21-26 坝段的上游坝踵处各布置有 2 排斜向固结灌浆孔（如图 1-14 示意），深入基岩 10 或 12m。局部因地质缺陷集中需要加密灌浆时，按相关的设计通知执行。固结灌浆孔遇结构缝时，孔位、间距可适当调整，灌浆孔距缝 30cm；固结灌浆孔遇廊道时，孔位、间距可

4、适当调整，灌浆孔距廊道 50cm.。固结灌浆孔布置详见附图。四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程 1-8#、21-30# 坝段固结灌浆施工组织设计1图 1-1 坝踵处斜孔固结灌浆示意图（21-26） 图 1-2 坝址处斜孔固结灌浆示意图（21-25）图 1-3 坝趾处斜孔固结灌浆示意图（4-8 ） 图 1-4 坝踵处斜孔固结灌浆示意图（7-8）1.3 灌浆工程量根据设计图中固结灌浆布置原则进行灌浆孔布置，布置时，位于廊道内且靠近廊道边线的孔移至廊道外距廊道边线 0.5m 位置施工，最大位移量 1.5m；布置时，位于廊道中心位置的孔取四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程

5、1-8#、21-30# 坝段固结灌浆施工组织设计2消；由于集水井上部采用钢筋混凝土结构进行了封闭，布置时，位于集水井中间孔取消，部分孔按照距集水井边线 0.5m 原则移至集水井外施工。根据设计图纸和以上布孔原则，18#和 2130#坝段固结灌浆布置灌浆孔 1575 个，其中垂直孔 1269 个（3m 深 90 个、5m 深 523 个、8m 深 268 个、10m 深 465 个、12m 深 132 个、15m 深 22 个、 18m 深 48 个、 22m 深 35 个），斜孔 306 个；基岩钻孔量 13237m（与设计量相当），其中垂直孔 10143m，斜孔 3094m；混凝土最少空钻孔

6、量 6300m(与设计量相当) ；灌浆 13237m（与设计量相当），其中垂直孔 10143m，斜孔 3094m；估计检查孔 84 个，检查孔基岩钻孔 706m，检查孔混凝土最少空钻孔量 336m，声波测试 706m。具体工程量情况见表 1-13。（说明：下表工程量统计混凝土按每孔 4m 统计，但实际随着开挖和混凝土浇筑影响，要远大于 4m,届时以实际混凝土厚度为准；灌浆孔数和灌浆总长在相应施工高程施工布孔时如有小量出入以实际施工布孔为准；）四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程 1-8#、21-30# 坝段固结灌浆施工组织设计3表 1-1 固结灌浆垂直孔工程量表孔数(入岩深度)坝段

7、号 3m mmmmm没m5m 8m 10m 12m 15m 18m 22m合计灌浆总长(m)基岩钻孔(m)混凝土钻(m)1 32 32 96 96 1282 14 21 35 147 147 1403 50 50 250 250 2004 71 71 355 355 2845 56 16 72 408 408 2886 44 32 76 476 476 3047 34 43 77 514 514 3088 8 34 46 88 772 772 352合计 46 284 125 46 491 3018 3018 196421 33 28 22 16 35 134 2054 2054 53622

8、62 36 32 130 1628 1628 52023 65 44 109 960 960 43624 27 59 86 806 806 34425 43 34 77 555 555 30826 61 61 305 305 24427 52 52 260 260 20828 45 45 225 225 18029 40 40 200 200 16030 44 44 132 132 176合计 44 241 92 232 64 22 48 35 778 7125 7125 3112总计 90 523 217 278 64 22 48 35 1269 10143 10143 5076四川武都水库

9、碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程 1-8#、21-30# 坝段固结灌浆施工组织设计4表 1-2 固结灌浆斜孔工程量表孔数（入岩深度）部位 坝段号8m 10m 12m 合计灌浆总长（m）基岩造孔 （m）混凝土造孔 （m）7 17 17 136 136 688 17 17 136 136 6821 17 17 204 204 6822 17 17 204 204 6823 17 17 170 170 6824 17 17 170 170 6825 17 17 170 170 6826 17 17 170 170 68坝踵小计 34 68 34 136 1360 1360 5444 17 17

10、136 136 685 17 17 170 170 686 17 17 170 170 687 17 17 170 170 688 17 17 170 170 6821 17 17 204 204 6822 17 17 204 204 6823 17 17 170 170 6824 17 17 170 170 6825 17 17 170 170 68坝址小计 17 119 34 170 1734 1734 680 合计 51 187 68 306 3094 1224四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程 1-8#、21-30# 坝段固结灌浆施工组织设计5表 1-3 固结灌浆预计检查

11、孔工程量表坝段号 孔数基岩造孔 (m)压水 长度（m）声波测试 (m)混凝土造孔（m）1 2 6m 6m 6m 8m2 2 8m 8m 8m 8m3 3 15m 15m 15m 12m4 5 28m 28m 5m 20m5 5 30m 30m 30m 20m6 5 36m 36m 36m 20m7 6 44m 44m 44m 24m8 6 54m 54m 54m 24m21 9 133m 133m 133m 36m22 9 114m 114m 114m 36m23 7 64m 64m 64m 28m24 6 58m 58m 58m 24m25 6 50m 50m 50m 24m26 4 25m

12、 25m 25m 16m27 3 15m 15m 15m 12m28 2 10m 10m 10m 8m29 2 10m 10m 10m 8m30 2 6m 6m 6m 8m合计 84 706m 706m 706m 336.00 1.4 主要施工特点（1）由于武都水库工程大坝坝高，地质条件相当复杂，固结灌浆孔深及压力均较大，灌浆采用自上而下分段以及分多次序进行，质量要求高，部分设计要求严于规范标准。（2）18#,2130#坝段固结灌浆工程量预计要超过 2 万 m，施工强度比较高，需投入相应的设备、人员、物资等资源。（3）由于大坝基础岩石裂隙与溶蚀发育，预计耗浆量较大，将会超过投标标准，施工成本将

13、会加大。（4）固结灌浆与混凝土浇筑相互干扰大，为了不影响工期，除需要合理安排进度计划外，部分地段盖重混凝土厚度将会加大，混凝土空钻量也会大大超过设计值。（5）根据目前基础混凝土浇筑情况，基岩面布置钢筋较多，处理裂缝布置钢筋多，加之埋设观测仪器多，钻孔要保持一定的孔斜，固结灌浆造孔难度比估计要大的多，需采用回转式地质四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程 1-8#、21-30# 坝段固结灌浆施工组织设计6钻机配金刚石钻头造孔，造孔难度大，功效低。（6）检查孔声波测试须在灌浆完成 14 天后进行，且采用有盖重灌浆，灌前混凝土等强需要一定时间，再加上地质条件复杂，灌浆时不可预料事情还可能发

14、生，譬如钻孔遇溶洞、大耗浆量难于结束等，需要时间进行处理，固结灌浆部位混凝土浇筑停歇时间长。1.5 施工依据（1）武都水库工程 18#,2130#坝段坝基固结灌浆施工图阶段设计图纸；（2）四川武都水库碾压混凝土大坝土建及金属结构安装工程（合同编号为：WD/ZT-）的施工招标文件；（3）水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（SL62-94、DL/T5148-2001）以及相关的规程规范；（4）武都水库工程设计通知武都水库大坝坝基固结灌浆施工技术要求川设武（坝（2007 ）10 号，川设武（坝 2009）06 号；(5)监理指示以及其他相关设计文件。2.施工程序和施工进度安排2.1 施工程序（1）岩体的

15、固结灌浆一般在有 4m 厚混凝土盖重（在施工过程中可以根据具体情况进行压重厚度的适当调整，但不得小于 3m）情况下进行，其钻孔和灌浆均在相应部位混凝土达到50设计强度后开始。（2）设计或监理要求设置抬动观测设备的灌区，待抬动观测仪器装置完毕，并完成灌浆前测试工作后，才进行灌浆作业。（3）在已完成或正在灌浆的地区，其附近 30m 以内不进行可能损害灌浆工程的爆破作业。（4）固结灌浆工程质量检查压水试验在该部固结灌浆完成 3 天后进行；岩体波速测试在该部位灌浆结束 14 天后进行。（5）在灌浆过程中出现灌浆中断、串孔、冒浆、漏浆、孔口涌水、吸浆量大等情况时，立即通知监理人，并将处理方案报送监理人审

16、批。（6）在排水孔周边 30m 范围内（或监理人指示范围内）的灌浆孔尚未灌浆之前不得钻进排水孔。2.2 施工进度安排（1） 工期要求四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程 1-8#、21-30# 坝段固结灌浆施工组织设计7固结灌浆施工时间一般是：混凝土等强 37 天，根据灌浆工程量大小，灌浆作业期应不少于 1020 天（根据施工强度定），灌浆检查孔压水试验等强 37 天，声波测试需在灌浆完成 14天后进行，检查孔作业期一般 23 天。（2） 加快进度施工措施由于固结灌浆占工程直线工期，根据固结工期要求，固结灌浆施工原则为：大坝混凝土分块浇筑必须考虑固结灌浆施工时机，总体上不影响大坝混

17、凝土浇筑，其混凝土浇筑间歇时间能满足固结灌浆施工基本要求时，尽量占用混凝土浇筑之间间歇时间，分多块多次进行固结灌浆施工；总体上影响到大坝混凝土浇筑，其混凝土浇筑间歇时间无法满足固结灌浆施工基本要求时，必须在一定高程集中进行固结灌浆施工，尽量减少混凝土间歇次数和时间。为保证固结灌浆质量，加快施工进度，固结灌浆主要施工措施包括：（1）对混凝土浇筑分块进行深入细致研究，以降低固结灌浆对混凝土浇筑影响。（2）选择先进、合理和高效的钻孔施工技术，提高钻孔效率。结合目前大坝实际情况，只能采用回转式地质钻机造孔；（3）及时跟踪混凝土浇筑情况，掌握各部位混凝土浇筑时间和间歇时间，合理组织固结灌浆施工。（4）加

18、大钻孔与灌浆设备投入，提高工人操作水平。（5）加强现场管理，合理组织施工与及时进行现场验收。3.施工布置3.1 施工用风、水、电（1）施工用水：采用专用管线自坝区总供水管网中接至各施工部位。（2）施工用电：采用专用线自总布置提供的接线点接至各施工部位，最大用电量500kVA。3.2 制浆系统（1）固结灌浆浆液由已经形成的左岸大坝上游集中制浆站供应（左岸施工区域）和右岸集中制浆站（还未形成）供应（右岸施工区域）施工部位设浆液中继站，中继站布置 1 台 1m3 储浆桶和 1 台 BW250/50 输浆泵，中继站至各灌浆部位铺设 50mm 循环输浆管路，并在各灌浆部位安装出浆阀门，各个灌浆施工机组用

19、浆从输浆管出浆阀取用。制浆站与中继站及中继站与灌浆机组之间采用电话或指示信号联系。3.3 废渣废水处理固结灌浆施工产生的废水、废浆和岩粉等通过地表排水沟引至集水坑，经沉淀后，排至监四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程 1-8#、21-30# 坝段固结灌浆施工组织设计8理人指定地方，废渣清理后运至指定堆渣场，同时为防止固结灌浆对其他工作面的污染，在工作面四周设置挡水堰。3.4 施工道路及设备转移由于坝体内现无大型垂直运输设备，固结灌浆施工时，必须留出设备运输通道，以方便设备进场和撤离。同一施工部位设备转移一般采用人工进行，人工无法进行时采用汽车配合吊车转移。4.灌浆材料4.1 水灌浆

20、用水应符合水工混凝土施工规范DL/T5144-2001 要求，水温不低于 5，不高于40 。4.2 水泥（1）根据施工招标文件要求，灌浆水泥由发包人供应。（2）灌浆水泥的质量应满足规法的要求。灌浆水泥的强度等级为.42.5；水泥细度要求通过 80m 方孔筛，其筛余量不大于 5%。（3）每批水泥附有出厂合格证和复检资料，对灌浆水泥进行抽样检查并报送资料给监理备案，不合格水泥不得用于工程施工。（4）水泥按品种、标号、出厂日期分批堆放，严防受潮和污染，凡结块、落地回收、牌号不明及性能不稳定的水泥均不能用于灌浆。4.3 外加剂（1）经监理人批准，可在水泥中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂以及监理人指示或批准

21、的其它外加剂。各种外加剂的质量应符合 SL62-94 第 2.1.7 规定，其最优掺加量应通过室内试验确定，试验成果报送监理人。所有能溶于水的外加剂应以水溶液状态加入。（2）外加剂的运输、储藏和拌和应符合生产厂家的说明。4.4 其它掺和料经监理人批准，可在水泥浆中掺入砂、粉煤灰和水玻璃等掺和料。各种掺和料质量应符合SL62-94 第 2.1.6 条规定，其掺入量应通过室内试验确定，试验成果应报送监理人。4.5 浆液试验灌浆浆液的室内试验内容包括如下内容：（1）浆液配制程序及拌制时间；（2）浆液密度测定；四川武都水库碾压砼大坝土建及金属结构设备安装工程 1-8#、21-30# 坝段固结灌浆施工组

22、织设计9（3）浆液的流动性能参数；（4）浆液的胶体率及浆液的沉淀稳定性；（5）浆液的凝结时间，包括初凝和终凝时间；（6）浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性能。灌浆施工过程中应定时测记浆液密度等数值，当发现浆液性能与室内试验指标差别较大时，应及时查明原因并进行处理。灌浆浆液的室内试验由具备资质的工地实验室进行，试验结果报监理。5.灌浆施工5.1 灌浆施工工艺流程固结灌浆施工工艺流程如图 5-1 所示。钻 孔 孔 冲 洗 压 水 试 验灌 浆 封 孔待 施 工 孔 周 边 前 次 序孔 灌 浆 完 成 后盖 重 混 凝 土 强 度 达 到设 计 值 50第二次序孔施工第一次序孔施工 封 孔灌 浆 压 水 试 验孔 冲 洗钻 孔 准 备 工 作 与 测 量 放 样灌 浆 孔 完 成 后 3天灌 浆 与 封 孔压 水 试 验孔 冲 洗钻 孔检查孔孔施工 钻 孔 孔 冲 洗 压 水 试 验灌 浆 封 孔待 施 工 孔 周 边 前 次 序孔 灌 浆 完 成 后 声 波 测 试 （ 灌 浆 完 成 14天 ）第三次序孔施工图 5-1 固结灌浆施工工艺流程图