无盖重固结灌浆施工方案

无盖重固结灌浆施工方案

1 工程概况

1.1概述

Xx

1.2主要工程量

溶洞无盖重固结灌浆主要工程量表表1 序号项目单位数量备注

1 固结灌浆m 20783 高抗硫酸盐硅酸盐水泥

2 固结灌浆钻孔Φ76，入岩5m m 585

3 高程930m~866m洞壁

3 固结灌浆钻孔Φ76，入岩8m m 14930 高程985m~930m洞壁

4 抬动观测套63

5 抬动观测钻孔m 549

注：具体产生工程量以现场实际发生计量

1.3施工依据

（1）《固结灌浆及接触灌浆布置图》图号：；

（2）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148；

（3）其他相关规范及技术要求。

2 施工布置

2.1风、水、电布置

根据设计图纸要求，溶洞无盖重固结灌浆施工紧随开挖支护逐步进行，最多滞后两层充填物的开挖，因此固结灌浆用风、水、电采用在当层开挖时形成的风、水、电系统接入。

施工排水主要由钻机造孔、灌浆废水等产生废水，在溶洞低洼处适当位置布置一小型集水坑，集水坑内设污水泵抽水水至指定排水系统。

2.2施工准备

在溶洞当层开挖高程不影响施工位置设置制浆站，制浆站采用Φ48mm脚手架钢管搭设储灰平台，存放水泥；采用ZJ-400型高速搅拌机制浆，J-600型搅拌机储浆，J2×200L立式双层搅拌机配浆，3SNS灌浆泵灌浆。

灌浆制浆站操作平台主要材料表 表2

序号 名称

型号 单位 数量 备注

1 储灰平台 钢管 立杆 Φ48 m 54 （6排*9列-4根）×1m

2

横杆

Φ48

m

158

8m ×4+8m ×7+5m ×

9+5m ×5

3 剪刀撑 Φ48 m 50 2.2m ×2×5列+2.2m ×3×4排

4 木板 5cm 厚

m 2 40 储灰平台

5

防雨布

/

m 2

120

3、施工方案

3.1 施工方案综述

根据现场实际情况，溶洞固结灌浆随溶洞充填物的开挖支护逐步进行，且在洞壁锚喷支护支护完成、喷射混凝土达到70%设计强度后进行，采用在混凝土喷层封闭条件下的无盖重灌浆，灌浆施工最多滞后2层充填物的开挖。溶洞固结灌浆平台采用Φ48脚手架钢管搭设，无盖重固结灌浆采用100B 潜孔钻进行造孔，3SNS 灌浆泵进行灌浆。

3.2施工范围及施工程序

根据《固结灌浆及接触灌浆布置图》相关要求，溶洞高程985m 以上不进行固结灌浆，高程930m~985m 固结灌浆钻孔入岩深度暂定为8m ，高程930m~866m 固结灌浆钻孔入岩深度暂定为5m ，具体入岩深度可根据先导孔揭露洞周围岩实际地质条件做适当调整。主要施工程序如下：

无盖重固结灌浆工艺流程图

洞内制浆站系统结构图

水泥

搅拌机 过滤筛

储浆筒

输浆泵

3.3固结灌浆施工方法

溶洞无盖重固结灌浆造孔孔径φ76mm，其中高程985m~930m钻孔入岩深度为8m，高程930m~866m钻孔入岩深度为5m，灌浆孔间排距2.5m×2.5m。固结灌浆采用孔内循环法施工，单孔灌注，采取分序加密的原则进行灌浆。灌浆材料采用高抗硫酸盐硅酸盐水泥。

灌浆在开挖边线垂直进行钻孔，采用100B潜孔钻造孔、孔径φ76mm，间排距为2.5m×2.5m，其中高程985m~930m钻孔入岩深度暂定为8m，高程930m~866m 钻孔入岩深度暂定为5m，具体钻孔深度可根据洞壁实际围岩条件进行调整。灌浆采取分序分段进行，孔深5m的固结灌浆孔采用全孔一次灌注，孔深8m的固结灌浆孔自上而下分两段进行灌注。固结灌浆钻孔先钻I序孔，I序孔灌浆完成后，进行II序孔的钻孔及灌浆。

灌浆出现串通孔灌浆，则采用2～3孔并联灌浆，但需控制最大灌浆压力。每30m 范围内布置物探测试孔，物探测试孔具体位置由参见孔位布置附图。灌前进行孔内电视检测，灌浆深度可根据孔内电视适当调整。所有测试孔需进行灌前、灌后声波波速测试工作。

固结灌浆前，以不超过40m为一段，在中心部位增加一个抬动监测孔，抬动监测孔孔深为超过周边灌浆孔2m，孔径φ91mm。抬动变形监测设置专人进行观测、记

录，当变形值上升较快时加密测读，并密切注意喷砼变形情况，及时调整灌浆压力。灌浆原则上要求在无抬动情况下进行，严格控制抬动变形累计值不大于200μm。

该层固结灌浆施工结束后方可进行洞壁排水孔的施工。

3.4无盖重固结灌浆工艺

3.4.1灌浆钻孔施工

由测量人员按照设计要求逐孔放点后，采用100B潜孔钻在排架上垂直岩面进行钻孔。

3.4.2 洗孔、冲孔

钻孔完成后，在灌浆前均采用压力水对孔壁进行冲洗，冲净孔内岩粉、泥渣。

（1）冲洗压力：冲洗压力可为灌浆压力的80%，但不得超过1.0Mpa。

（2）冲孔、洗孔结束标准:冲洗至回水清净为止,孔底岩粉沉淀不大于20cm。

（3）单孔裂隙冲洗工艺及结束标准：采用简易压水冲洗工艺，冲洗至回水清澈后10min为止。对自下而上灌浆工艺，在灌浆前对全孔进行一次裂隙冲洗。

（4）串通孔裂隙冲洗工艺及结束标准：可采用单孔冲洗工艺进行冲洗，效果不佳时，可改为脉动冲洗工艺，冲洗时应每次选1-2孔进水，其余串通孔排水，当达到单孔裂隙冲洗结束标准后，再改变进、排水孔顺序，按前述工艺及要求继续冲洗，待所有串通孔全部轮换冲洗达到单孔冲洗结束标准，且总的冲洗时间不少于1h后，方可结束冲洗作业。若回水仍难以清澈时，经请示监理工程师同意后方可结束冲洗。

（5）钻孔冲洗应注意事项

A当临近孔正在灌浆或灌浆结束不足24h时，不得进行裂隙冲洗。

B同一孔段的裂隙冲洗和灌浆作业宜连续进行，若因故中断时间超过24h时，该孔段应重新进行钻孔裂隙冲洗。

C断层破碎带或泥质充填物及遇水后性能易恶化的岩层中进行灌浆时，不采用压力水冲洗，可采用0.5Mpa高压风冲孔。

3.4.3 孔口保护

钻孔结束后灌浆前，均在孔口采取堵塞措施加以保护，以防孔内掉入杂物造成堵孔现象。

3.5 灌浆前物探检测与压水试验

3.5.1 I序孔灌前物探检测

利用固结I序孔在钻好后及灌浆前，按I、II序孔总孔数的5%在I序孔内做物探

检测。每段固结灌浆I孔钻好后，及时通知物探人员进行物探检测。

3.5.2 灌前压水试验方法

在完成钻孔及孔内冲洗干净后，选择不少于总孔数5%的固结灌浆孔做灌浆前简易压水试验。

3.5.3 压水试验压力

灌前压水试验压力（压力表控制压力）采用相应灌浆孔段灌浆压力的80%，但不得大于1.0MPa。

3.5.4 压水试验稳定标准

（1）简易压水试验稳定标准

在稳定压力下，压水20min，每5min测读一次压入流量，取最终值作为计算岩体透水率q值的计算值。

（2）压水试验成果计算

压水试验成果以透水率q表示，单位为吕荣（Lu），计算公式为：

q=Q/PL

式中：q─透水率（Lu）

Q─压水流量(L/min)

L─试段长度(m)

P─作用于试段内的全压力(MPa)

压水试验全压力计算公式为：

P=P1+P2

式中：P─作用于试段内的全压力(MPa)

P1─安装在回水管路上压力表的指示压力(MPa)

P2─压力表中心至压力起算零线的水柱压力(MPa)。

3.6 抬动变形观测

（1）设有抬动变形观测的部位，其观测孔临近10m~20m范围内的灌浆孔段在裂隙冲洗、压水试验及灌浆过程中均应进行观测，并将观测成果反应在灌浆综合成果表中。

（2）单段压水或灌浆抬动变形累计允许值暂定为0.2mm。

（3）抬动变形观测应采用具有变形自动记录及超值自动报警功能的观测装置，同时应委派专人进行连续观测记录，在裂隙冲洗、压水试验及灌浆过程中，当变形

值接近允许值或变形值上升速度较快时，应及时报告各工序操作人员采取降低压力措施，防止发生抬动破坏。如施工中发现超过规定的允许值，应立即停止施工，报告监理工程师研究处理措施。

（4）抬动变形观测使用的千分表应经常检查，确保其灵敏性和准确性。

（5）抬动变形观测过程中，应严格防止碰撞观测装置，保证在正常工作状态下观测，确保测试精度。

（6）灌浆工作结束后，抬动观测孔采用导管注浆法进行封孔。

3.7 无盖重固结灌浆施工

3.7.1 灌浆方式

溶洞所有固结灌浆均采用孔内循环方式灌注。采用100B型潜孔钻在排架上造孔，采用ZJ400高速搅拌机集中制浆，3SNS型灌浆泵循环式灌浆，灌浆管路要求可承受1.5倍最大灌浆压力，灌浆泵和灌浆孔安装的压力表使用前率定，并采用业主提供的灌浆自动记录仪记录灌浆量。

3.7.2 灌浆压力

（1）溶洞无盖重固结灌浆压力：孔深5m的固结灌浆采用全孔一次灌注，灌浆压力为0.5MPa。孔深8m的固结灌浆孔自上而下分2段进行灌注，孔底段长5m，灌浆压力为1MPa，孔口段长3m，灌浆压力为0.5MPa。灌浆压力可根据现场试验进行适当调整。

（2）由于采用循环式灌浆，压力表安装在孔口回浆管路上。压力值宜读取压力表指针摆动的中间值，指针摆动范围应小于灌浆压力的20%。采用自动灌浆记录仪应记录间隔时段内灌浆压力的平均值和最大值。

（3）灌浆压力应尽快达到设计压力，但基岩透水率大、注入率较大的孔段以及断层裂隙发育部位，可采取分级升压，即在裂隙冲洗或压水试验压力的基础上，按每级0.05MPa升压，每级压力的纯灌时间不少于15min。串通孔并联灌浆时，需分别控制压力，同时应加强抬动监测，防止混凝土发生抬动破坏。

3.7.3 灌浆水灰比及浆液变换原则

（1）水灰比

灌浆浆液应由稀至浓逐级变换。灌浆浆液水灰比可采用2：1、1：1、0.8：1、0.5：1（重量比）等四个比级，开灌水灰比一般为2：1。

（2）浆液变换原则

A、总原则是由稀至浓逐级变换。

B、灌浆压力保持不变，注入率持续减少，或当注入率不变而压力持续升高时不得改变水灰比。

C、当某级浆液注入量已达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，应改浓一级水灰比。

D、当注入率大于30L/min时，视现场具体情况可越级变换水灰比。

E、浆液水灰比改变后，如灌浆压力突增或注入率突减至原注入率的1/2以下时，立即稀释到原水灰比进行灌注，并查明原因。

3.7.4 灌浆结束标准

在设计灌浆压力下，当注入率单孔不大于1L/min，继续灌注30min，结束灌浆；灌浆过程中如发现回浆变浓，应改用回浓前的新浆进行灌注，若继续回浓，延续灌注30min结束灌浆，倒挂孔、返浆孔需进行闭浆。

3.7.5 封孔

全孔固结灌浆结束后应及时进行封孔。

（1）固结灌浆封孔方法采用压力灌浆封孔法，水灰比为0.5:1。

（2）采用置换和压力灌浆相结合封孔，终孔段灌浆结束后，利用孔内灌浆管注入水灰比为0.5 :1的新鲜浓浆，置换孔内稀浆或积水，待孔口返出近似0.5:1浆液后，慢速提升灌浆管至孔口，待孔内水泥浆液沉淀凝固后，清除孔内污水及浮浆。

3.7.6 生产性试验

在溶洞高程985m~980m及高程930m~925m（K0+000~K0+030段）进行灌浆生产性试验，试验先采用上述参数进行，灌浆结束后视灌浆质量进行可适当调整，以此指导后续施工。

3.8 固结钻孔、灌浆过程中特殊情况处理

3.8.1 钻孔特殊情况处理

（1）当钻孔穿过软弱破碎岩体发现塌孔和集中漏水时，应作为一段先进行灌浆，待8小时后再钻进，若再塌孔，则再次灌浆，如此循环，达到灌浆要求后再进行下一段造孔。

（2）当钻孔遇到断层、溶洞、涌水、塌孔、掉块时详细做好记录，及时通知质检人员、监理工程师，采用先行灌浆（浆液为0.5：1纯水泥浆液），待凝8小时后再扫孔钻进。

3.8.2 灌浆过程中特殊情况处理

（1）冒浆处理

灌浆过程中发现冒浆，应视具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇、待凝等方法进行处理。

（2）串浆处理

A、如被串孔正在钻孔，应立即停钻，并将孔口堵塞。

B、钻孔已终孔的孔被串浆，可采用一孔一泵对被串浆孔同时进行灌浆。也可采用互串孔单机并联灌注，但并联孔不宜多于3个。

C、若不具备对被串浆孔进行同时灌浆，则应塞住被串浆孔，待灌浆孔结束后，对被串浆孔进行重新扫孔、冲洗，而后继续钻进、灌浆。

（3）灌浆中断处理

A、灌浆作业必须连续进行，若因故中断，应尽快及时恢复灌注，若中断时间小于30min，可按中断前相关指标继续复灌。

B、若中断时间较长或超过30min，应立即设法冲洗，若冲洗无效，则应在重新灌浆前进行扫孔，再恢复灌浆。复灌开始时应使用该段中断前的开灌水灰比进行灌注。若注入率与中断前相近，即可采用中断前的水灰比继续灌注；如注入率较中断前减少较多时，应逐级加浓继续灌注；若注入率较中断前减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。

（4）注浆量大难以结束情况处理

A、采取低压、浓浆、限量、限流、间隔灌浆等。

B、掺加速凝剂等，灌注速凝浆液。

C、灌注水泥砂浆等混合浆液或膏状浆液。

（5）灌浆过程其他特殊情况处理，均按规范或设计要求并结合现场实际情况进行处理。

3.9 固结灌浆技术、质量要求

3.9.1 钻孔孔位、孔深，孔径要求

A、开孔孔位必须经测量放样，确保孔位偏差控制在±10cm之内。

B、孔深不得小于设计孔深，孔内经冲洗后孔底沉积物不得大于20cm。

3.9.2 灌浆原材料

（1）水泥

A、灌浆水泥设计为强度等级不低于42.5的中抗硫酸盐硅酸盐水泥，因目前暂无该材料。

B、水泥材料进场必须具备厂方出具的质量检验报告单等相关材质证明，且在进场经抽样检测合格后方可使用。

C、灌浆水泥应保持新鲜，尽可能避免使用出厂日期超过三个月的水泥。有受潮、结块等不符合质量要求的水泥不得用于灌浆。

D、水泥储存必须具备防雨、防潮、通风条件，不得堆放在地面上或露天场所，水泥入库必须堆放整齐。洞内水泥存放方式：集中上架堆放。

（2）灌浆用水

利用业主提供的甲供水为水源，水质应符合《混凝土拌用水标准》(JGJ63-89)的规范，不得使用含泥量超标的水。拌浆水的温度不得高于40℃。

（3）制浆要求

A、制浆应按规定配合比称量，称量误差小于5%。水泥使用整包水泥、不足整包用磅秤称量；制浆用水采用水表计量。

B、采用高速搅拌机制浆，搅拌时间应达30s，浆液自制毕至用完间隔时间不大于4h。

C、集中制浆站将统一制备0.5:1的纯水泥浆液，分别输送到各灌浆点双层搅拌桶上桶内，各点再根据需要配制成所需比级浆液。

D、灌浆浆液必须搅拌均匀，并测定浆液密度，使用普通搅拌机时，搅拌时间不少于3min。

E、灌浆浆液使用前应经筛过滤，普通纯水泥浆液的温度保持在5°～40°之间，超过规定温度者应予舍弃。

3.10 固结灌浆质量检查

3.10.1 检测方法

（1）物探检测

物探检查孔的数量应不小于灌浆孔总数的5%，物探孔布置在监理工程师指定的位置，使用地质钻机钻孔。灌前物探测试完成后应用细砂填实物探孔，待本单元或本部位固结灌浆全部完成14d后再进行原位原孔灌后物探检测。

根据目前揭露围岩地质条件，物探检测合格标准暂定为：灌后平均波速Vp≥4500m/s且小于4000m/s的不超过10%。具体合格标准根据施工中实际揭露围岩地质

条件，由监理和设计根据灌前灌后声波测试成果对比分析后确定。

（2）压水试验

压水试验在本单元或本部位固结灌浆全部完成3d后进行，压水检查孔压力为0.3Mp，孔数按不少于固结灌浆孔总孔数的5%布置检查孔，采取单点法进行压水试验。

固结灌浆工程质量检查的合格标准为：一般固结灌浆孔灌后基岩透水率q≤5Lu，单元灌区内压水检查的合格率应达85%以上，其余试段的基岩透水率最大值不超过7.5Lu，且分布不集中。

4 施工工期安排

根据无盖重固结灌浆施工强度分析，溶洞固结灌浆从2015年8月20日开始施工，至2015年3月11日结束，其中2015年8月20日~2016年4月20日完成高程985m~930m固结灌浆施工，

无盖重固结灌浆施工工期表表4 序号溶洞施工时间段工期备注

1 高程985m~930m 2015年8月20日~2016年4月30日263天

2 高程930m~866m 2016年5月20日~2016年11月30日183天

5 机械设备配置及劳动力组合

5.1机械设备配置

机械设备配置如下表所示：

钻孔和灌浆施工机械设备配置表表4 序号设备名称型号单位数量备注

1 自制排架架 1

2 潜孔钻机QZJ-100B 台 5

3 灌浆泵3SNS 台 1

4 高速制浆机NJ-400L 台 1

5 双层立式搅拌筒200L 台 1

6 储浆桶JJS-2B 台 2

7 自卸汽车20t 辆 2

8 灌浆自动记录仪中大华润台 1 业主提供5.2劳动力组合

劳动力组合如下表：

每灌浆区施工劳动力组合表表5 序号工种人数备注

1 队长 1

2 技术员 2 含记录员

3 安全员 1

4 质检员 1

5 钻工8

6 制浆工 6

7 灌浆工8

8 电工、维修工 2

9 普工 4

合计33

说明：上述人员为单班施工人员

6 施工质量、职业健康安全、环境及文明施工控制措施

（1）施工质量措施

①进点钻孔前需由监理工程师、质保技术人员签发开工证，在具备开灌条件后再由监理工程师、质保技术人员签发灌前综合验收证后开始灌浆。所有钻孔都需监理工程师、质保技术人员验孔后开始灌浆施工。

②由有经验的专业工程师负责本项目的施工，建立施工质量检查机构，每班均有技术员现场值班监督检查，执行“三检”制度，按设计要求、技术规范及监理工程师的指令进行施工，上道工序未完工，下道工序不得施工，使每道工序符合质量要求；

③开工前，作好技术交底与技术培训工作，不合格者不得上岗，按岗位职责各负其责；

④灌浆设备及器材的性能要充分满足灌浆的要求，并有足够的备用量，各种灌浆材料确认合格后，经工程监理批准后方可使用；

⑤灌浆工程属于隐蔽工程应对、施工全过程进行如实记录，资料及时整理上报监理、业主、设计，以便设计进行优化；

⑥施工中，若出现异常情况，应立即采取积极措施，及时报告监理工程师；

⑦当某灌浆单元工程结束后，立即向监理工程师提交全套灌浆资料，按工程监理指定的检查孔位置及检查方法进行检查。

⑧按科学化、标准化、程序化作业，实行定人、定点、定岗施工，各自负责其相应的责任。做到奖优罚劣，确保一次达标。对不按施工程序和设计标准施工的班组和个人追究责任，并予以经济惩罚。

⑨开展质量教育，增强职工质量服务意识和服务水平。开工前和施工过程中，对职工进行质量责任教育和质量管理意识教育，牢固树立“百年大计、质量第一”的观念，然后针对本工程的实际，加强对各级人员的培训工作，使职工具有保证作业质量的技术业务知识和能力。

（2）职业健康安全措施

①成立以工程队长为组长的安全生产领导小组，全面负责本项目的安全生产工作。并负责制定现场安全生产管理制度，检查安全执行情况，对职工进行安全教育，采取各种预防措施，防止事故的发生。

②落实各级管理人员和操作人员的安全生产负责制，全员承担安全生产责任，做到纵向到底，横向到边，一环不漏，人人做好本岗位的安全工作。

③按项目部要求每班开好“班前安全会”，并做好记录。

④实行逐级安全技术交底制，凡参加安全技术交底的人员要履行签字手续，并保存资料，工程队专职安全员对安全技术措施的执行情况进行监督检查，并作好记录。

⑤按要求配戴好个人劳保防护用品。

⑥加强施工现场安全教育，通过安全教育，增强职工安全意识，树立“以人为本、安全第一，预防为主”的方针，并提高职工遵守施工安全纪律的自觉性，认真执行安全检查操作规程做到：不违章操作，不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害，达到提高职工整体安全防护意识和自我防护能力。

⑦认真执行安全检查制度，工程队要保证安全检查制度的落实，规定定期检查日期、参加检查人员，队部每旬进行一次例行检查，作业班每天进行一次，作定期检查，队部还不定期进行检查。应视工程情况，如施工准备前、施工危险性大、采取新工艺、季节性变化、节假日前后等要进行检查。对检查中发现的安全问题，按照“三不放过”的原则立即制定整改措施，定人限期进行整改，保证“管生产必须管安全”的原则落实。

（3）环境及文明施工措施

①从工作面移交到进点、施工、退场，随时进行工作面的清理工作，保证工作

面的卫生。

②教育施工人员遵纪守法、爱护环境，以良好的精神风貌投入施工生产，与当地群众和友邻单位搞好关系。

③现场的材料、水泥等进行遮盖、砖垫、防雨淋等处理。

④施工环境派专人经常清扫，保持现场干净、整洁的施工条件。

⑤施工废水经沉淀后的固体废弃物等按要求装袋并运至指定的位置进行堆放。

⑥工程完工后，按要求及时拆除所有工地栏杆、安全防护设施和其他临时设施，并将工地及周围环境清理整洁，做到工完、料清、场地净。

⑦在施工中当水泥浆溅到砼面上，应及时用水把水泥浆液清洗干净。

⑧灌浆管路、风水管路按照规划布置，整齐有序地铺设，固定牢靠，源线路装设安全、整齐。