坝基及坝肩防渗施工方案

建始县木桥河水库工程第一标段

（木桥河大坝工程）

坝基及坝肩防渗施工工法

湖北大禹水利水电建设有限责任公司 建始木桥河水库工程一标项目部

目 录

1.1 概述 ............................................................................................................................................. 1 1.2 施工布置 ..................................................................................................................................... 1 1.2.1 风、水、电系统布置 ......................................................................................................... 1 1.2.2 制供浆系统布置 ................................................................................................................. 1 1.2.3 施工排污 ............................................................................................................................. 1 1.2.4 其它 ..................................................................................................................................... 2 1.3 施工程序 ..................................................................................................................................... 2 1.3.1 总体施工程序 ..................................................................................................................... 2 1.3.2 项目施工程序 ..................................................................................................................... 3 1.4 灌浆试验 ..................................................................................................................................... 3 1.4.1 灌浆材料 ............................................................................................................................. 3 1.4.2 灌浆试验项目及内容 ......................................................................................................... 4 1.4.3 灌浆试验实施 ..................................................................................................................... 4 1.4.4 试验成果整理 ..................................................................................................................... 5 1.5 固结灌浆施工工艺、方法与措施 .............................................................................................. 5 1.5.1 概述 ..................................................................................................................................... 5 1.5.2 施工工艺与方法 ................................................................................................................. 5 1.5.3 施工技术措施 ..................................................................................................................... 9 1.6 帷幕灌浆施工工艺、方法与措施 ............................................................................................ 11 1.6.1 概述 ................................................................................................................................... 11 1.6.2 施工工艺与方法 ............................................................................................................... 11 1.6.3 施工技术措施 ................................................................................................................... 16 1.7 灌浆平洞开挖 ........................................................................................................................... 16

坝基及坝肩防渗工程

1.1 概述

大坝坝基及坝肩防渗采用固结灌灌浆及帷幕灌浆。

1.2 施工布置

1.2.1 风、水、电系统布置

（1） 回填灌浆、固结灌浆等施工用风拟采用系统供风与移动供风相结合方式，风压大于0.6MPa。

（2） 回填灌浆、固结灌浆、帷幕灌浆施工用水采用施工供水系统。架设φ75mm水管，并相距50m开口焊接直径25mm闸阀，供水能力10m3/h，出口压力0.8MPa。

（3） 施工用电采用系统供电。动力线敷设至各灌浆作业区，相距100m设置1个600A空气开关。 1.2.2 制供浆系统布置

（1）集中制浆站

为满足面板堆石坝和溢洪道工程、导流、输水、放空洞工程灌浆施工，拟在以上各点各布置一座集中制浆站，使用袋装水泥，采用强制高速制浆法。系统主要设备配置有NJ-600高速制浆机、BW250输浆泵、1m3储浆桶，连续制浆能力为500L/min,等配套设施。 1.2.3 施工排污

施工废渣采用人工清理集中后用车运至指定弃渣场处理。为防止

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灌浆施工废水、污水流入坝体填筑区域，趾板灌浆施工时设置挡水埂，引到河床最低处的沉淀池内，用污水泵抽排到区域外，沉淀池设计为20m3，沉渣定期清理。 1.2.4 其它

（1） 为方便趾板斜坡段灌浆施工，拟加工制作安全方便的小型钢结构施工台车，并通过铺设轨道，用10t卷扬机和5t葫芦牵引移动或采用搭设钢管排架，其上敷设木板作为施工平台。

（2） 施工现场采用1套集装箱式值班室随施工部位转移。 （3） 通讯一般采用固定频率无线通讯，供浆系统采用专用有线通讯。

1.3 施工程序

1.3.1 总体施工程序

（1）同一地段的基岩灌浆必须在先完成固结灌浆，并经检查合格后才能进行帷幕灌浆。

（2）在需要从岩石表面进行灌浆的区域，在灌浆前应将漏浆或漏水的裂隙进行清理，并将松动岩石移走，以便堵漏。

（3）对设有抬动观测设备的灌区，须待抬动观测仪器装置完毕，并完成灌浆前测试工作后，方可进行灌浆作业。

（4）一个地段的基岩灌浆的基本施工程序为：

测量放样→抬动观测孔钻孔与埋设装置→声波孔钻孔及测试→固结灌浆施工→固结灌浆检查→灌后声波测试→帷幕灌浆施工→帷幕灌浆检查→清场验收。

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1.3.2 项目施工程序

（1） 固结灌浆施工程序

施工准备→测量放样→抬动孔钻孔及观测装置安装→I序孔钻孔、压水、灌浆及封孔→II序孔钻孔、压水、灌浆及封孔施工→检查孔施工→检查封孔。

（2） 帷幕灌浆施工程序

施工准备→测量放样→抬动孔钻孔及观测装置安装→先导孔钻孔、压水、灌浆及封孔→I序孔施工→II序孔施工→检查孔施工→检查封孔。

1.4 灌浆试验

现场生产性灌浆试验包括岩石固结灌浆、帷幕灌浆。

灌浆前，先作灌浆试验。包括浆液试验和现场灌浆试验，通过对不同水灰比、材料、施工程序和方法进行灌浆试验，检查灌浆效果，确定灌浆参数，指导灌浆施工，灌浆试验的参数按技术规范及监理人的批示执行。在试验前28天提出试验大纲，报送监理审批，试验成果经监理批准后方可实施灌浆施工。 1.4.1 灌浆材料

灌浆所用的材料如水泥、掺和剂、外加剂和水等均满足规范规定，灌浆试验所使用的设备与实际施工时准备使用的设备相同，使试验成果有可比性。

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1.4.2 灌浆试验项目及内容

⑴) 浆液试验：按监理指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目试验。

1）浆液配制程序及拌制时间； 2） 浆液密度或比重测定； 3）浆液流动性或流变参数； 4）浆液的沉淀稳定性；

5） 浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间； 6） 浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性； 7） 监理指示的其它试验内容。 ⑵ 现场生产性灌浆试验

1）选择与永久工程相似的地段作为灌浆试验区。

2）根据灌浆工程施工图纸的要求或按监理人指示选定试验孔布置方式、孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数。

3） 在每一生产性试验区内，按批准的生产性试验大纲拟定的施工程序和方法进行生产性试验，检查灌浆的效果，整理分析各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量等的试验资料，并将生产性试验成果和试验记录提交监理。 1.4.3 灌浆试验实施

⑴ 灌浆试验的时间和地点根据现场施工情况和监理工程师的指示选定，灌浆试验的项目及内容严格按照监理工程师批准的“灌浆试验大纲”进行。

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⑵ 灌浆试验的施工工艺严格按照招标文件技术要求、监理工程师指示及规范规定进行。 1.4.4 试验成果整理

⑴ 做好灌浆试验过程中的施工原始记录，包括制浆记录表、钻孔记录表、洗孔记录表、压水记录表、灌浆记录表、封孔记录表、抬动变形观测记录等。

⑵ 灌浆试验过程中和结束后，及时整理试验成果，报监理工程师批准后用于指导灌浆施工。这些成果包括：灌浆孔成果、灌浆分序统计表、各次序孔灌浆成果表、灌浆综合剖面图、灌浆工程检查孔压水试验成果、各次序孔透水率频率曲线和频率累计曲线、各次序孔单位注入率频率曲线和频率累计曲线、检查孔取芯资料（包括岩芯素描图、钻孔柱状图）、各项室内试验成果及分析报告等。

1.5 固结灌浆施工工艺、方法与措施

1.5.1 概述

大坝固结灌浆共设2排，排距1.6m,孔距3m,孔深8m。 1.5.2 施工工艺与方法

（1） 施工工艺流程

根据地形地质条件，拟采用有盖重固结灌浆方式，工艺流程见图1-1。

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测量放样 混凝土浇筑后

定位埋管 造 孔 冲 洗 压水试验 灌 浆 钻机定位

检查孔 验 收 图1-1 固结灌浆工艺流程图

（2） 固结灌浆施工方法 1） 单元划分

砼面板堆石坝有盖重固结灌浆施工时，按每一混凝土浇筑仓位划为一个灌浆单元，按分排分序加密的方法施工。

2） 孔段划分

基岩段长小于6m，采用全孔一次灌注；大于6m按灌浆试验成果进行分段，按自上而下分段，分段长度拟为：第一段3m、以下段5m。

3）施工机具

孔深小于6m的钻孔采用YTP-28气腿钻造孔，孔深大于6m的钻孔QZJ-100B潜孔钻机造孔。

灌浆机具采用3SNS型灌浆泵，JJS-2B搅拌桶，GTY-Ⅲ型灌浆自动记录仪配套使用。

4）混凝土埋管

在趾板混凝土部位采用预埋钢管，埋管直径按图纸要求，埋管管口至趾板混凝土表面。

5） 灌浆方法

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灌浆方法采用孔内循环灌浆法。灌浆孔的基岩段长小于6m时，可采用全孔一次灌浆法；大于6m时，按施工图纸、技术要求、现场试验或监理人指示选用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法。

（3） 固结灌浆施工工艺 1） 钻孔冲洗

各孔段钻孔完成后均进行了钻孔冲洗，冲洗采用孔口敞开式孔底导水法，即采用导管（钻杆）通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗，冲洗冲至回水澄清后10min结束；

裂隙冲洗冲采用压水法脉动式冲洗，且总的时间要求，单孔不少于30min，串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段，继续进行冲洗，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。

冲洗压力：冲洗水压采用80%的灌浆压力，冲洗风采用50%的灌浆压力。

2）压水试验

各孔段灌浆前均进行压水试验，压水试验采用“简易压水”试验；简易压水试验在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行；压力为灌浆压力的80%，压水20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。

检查孔压水试验采用“单点法”， 压力为灌浆压力的80％。 3） 灌浆原则

固结灌浆一般灌注水泥净浆，水泥强度等级不低于42.5。

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固结灌浆压力一般为0.2～0.5Mpa，施工时按施工图纸或监理人指示确定，接触段和注入率大的孔段分级升压。

固结灌浆原则上一泵灌一孔，当相互串浆时，采用群孔并联灌注，但并联孔数不宜多于2个，控制灌浆压力。

灌浆时先对第一序孔轮灌，采用“少灌多复”的方法，待第一孔灌浆结束后，再进行第二序孔灌浆。

4）浆液变换

a 按灌浆试验确定的或监理人批准的水灰比施灌，灌浆浆液由稀到浓逐级变换。当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。

b 当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，变换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。

5）结束与封孔

固结灌浆在规定压力下，当灌入率单孔不大于1L/min，群孔不大于0.8L/min，继续灌注30min，灌浆即结束。当长期达不到结束标准时，报请监理共同研究处理措施。

固结灌封孔采用“压力灌浆封孔法”。 6） 质量检查

a)采用测量岩体波速或静弹性模量，并结合分析灌浆孔和检查孔的钻孔取芯以及压水试验和灌浆试验成果为辅的方法进行综合评定。

b采用单点压水试验方法进行检查，其检查孔的数量不应少于灌

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浆孔总数的5%，检查结束后进行灌浆和封孔。

c采用压水试验、岩体波速、静弹性模量法进行质量检查，检查分别在灌浆结束后3-7天进行。检查和试验成果提交监理人，以便拟定检查孔的孔位。

d固结灌浆质量的压水试验检查，其孔段合格率在85%以上；不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格。若达不到上述合格标准的，按监理人批准的措施进行处理。

7记录

采用GJY-Ⅳ型灌浆自动记录仪。变形监测：采用LH02B型带自动报警的灌浆用智能位移观测装置。

8）灌浆实施技术参数，按设计图纸、技术要求和监理人批准的固结灌浆试验技术参数严格执行。其它按DL/TS148-2001灌浆规范有关规定和设计要求进行。 1.5.3 施工技术措施

（1）钻孔质量控制措施

1） 固结钻孔孔位按设计图纸测量放样，钻孔孔位与设计位置的偏差不得大于10cm。

2） 固结钻孔每段钻孔达到设计深度后，报请监理人进行孔深、孔径等验收，验收合格后方能进入下一道工序。

3）钻孔过程中出现寻常情况，及时报告设计及监理人，共同研究解决方案。

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（2）灌浆质量控制措施

1）灌浆所用水泥须有厂家质保书，且按规定复检合格，水泥要保持新鲜无结块，出厂期超过三个月的水泥不得使用。

2）孔壁冲洗和脉动裂缝冲洗工作直接影响灌浆质量，冲洗和脉动裂缝冲洗结束标准符合设计标准。

3）灌浆时要尽快达到设计压力，并专人控制灌浆压力，以免灌浆压力过大产生抬动造成事故或灌浆压力过小而影响灌浆质量。

4） 压水试验认真检查有无邻孔，特别是在钻进的孔段，如果发现串通，正在施工的钻孔停钻，冲洗、下管阻塞。

5）固结灌浆易产生外漏，压水灌浆过程中，发现冒浆（水）、漏浆（水），根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。必要时浆液中掺加速凝剂。

6）严格按照灌浆要求的水灰比进行，对水泥、水进行称量并测量浆液比重。

7）保持灌浆连续进行。若因故中断必须马上处理，尽早恢复灌浆。

8）灌浆各工序严格遵守有关技术条款和DL/T5148-2001灌浆规范要求和按监理指示，以确保灌浆质量。

9）遇到特殊情况时，及时将情况和处理措施与结果上报业主和监理。

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1.6 帷幕灌浆施工工艺、方法与措施

1.6.1 概述

大坝帷幕灌浆布置在趾板中部，帷幕深度宜深入相对不透水层5m。相对不透水层为压水试验小于5lu的岩层。帷幕灌浆后岩层透水率应小于或等于5lu。

大坝基础帷幕灌浆共布置一排，孔距1.5m,左岸延伸45m,右岸延伸40m,帷幕灌浆孔282个，帷幕底线深入3lu线以下3m。 1.6.2 施工工艺与方法 1.6.2.1 施工工艺流程

帷幕灌浆施工工艺流程见图1-2。 检查孔钻孔 终孔检测、灌浆 次段灌浆 „分段钻孔灌浆抬动变形观测 抬动变形观测 封孔 测放孔位 灌浆孔分序 抬动观测孔钻孔与安装 首段钻孔 首灌浆段裂隙冲洗 抬动变形观测 首段压水试验 抬动变形观测 次段压水试验 抬动变形观测 首段卡塞灌浆 抬动变形观测 次段钻孔 次灌浆段裂隙冲洗 抬动变形观测 卡塞器及射浆管安装 制浆 压水试验 检查孔封孔

图1-2 帷幕灌浆施工工艺流程图

1.6.2.2 施工方法

（1） 钻孔

1） 钻孔孔径常规帷幕钻孔孔径为φ76mm。

2） 先导孔径：孔口段为φ91mm，以下各段为φ76mm。

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3） 抬动观测孔、物探测试孔、质量检查孔为φ91mm （2） 钻孔机具

帷幕灌浆孔、检查孔均采用XY-2PC回转式钻机和金钢石钻头钻进。

（3）钻孔偏差

钻孔测斜采用KXP-1测斜仪分段进行测斜，灌浆孔位偏差不得大于10cm ，因故变更孔位，由设计确定。

（4） 钻孔岩芯

压水检查孔采用岩芯钻机钻孔取芯，并按要求装箱、编录、保存，一般灌浆孔无取芯。

（5）特殊事项

钻孔时尽可能地使用了较长钻具，以保证钻孔孔斜；钻孔前将钻机固定，保证钻机水平，立轴铅直；检查孔钻孔了单回次钻进长度不大于1.5m，以保证岩芯采取率。

（6）孔口管

帷幕采用孔口管时，灌浆孔当钻灌完第一段（2m）后镶嵌孔口管，孔口管采用73mm地质管，比以下段孔径大1～2级，有利于孔内事故的处理。孔口管的镶嵌采用水泥砂浆人工埋管法，其方向必须与钻孔垂直，其长度为深入基岩2m，并待凝72小时；孔口管管口采用了法兰盘结构，比丝扣结构更安全可靠。

（7）钻孔冲洗与压水试验 1）钻孔冲洗

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帷幕灌浆孔各孔段钻孔完成后均进行了钻孔冲洗，冲洗采用孔口敞开式孔底导水法，即采用导管（钻杆）通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗，冲洗冲至回水澄清后10min结束；

2）压水试验

帷幕灌浆孔各孔段灌浆前均进行压水试验，压水试验采用“简易压水” ，先导孔、帷幕常规检查孔压水试验采用“单点法”，压力为灌浆压力的80％，该值若大于1MPa时，采用1MPa；压水20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以吕容表示。

（8） 灌浆 1） 灌浆材料

a. 帷幕灌浆水泥选用灌浆用的水泥品种为普通硅酸盐水泥P.O 42.5，且水泥存放期不超过三个月，符合质量标准，不受潮结块；

b. 膨润土：采用膨润土作为浆液稳定剂，提高浆液的稳定性、触变性，降低析水性；

c. 砂：灌注大漏量孔段时，为避免浆液扩散、流失过大以及节约水泥用量，可在水泥浆液中掺入砂，砂为质地坚硬的机制砂，粒径不大于2mm，细度模数不大于2，SO3含量小于1%，含泥量不大于3%等；

d. 外加剂：根据现场灌浆需要，对于大漏量孔段掺入速凝剂-水玻璃或氯化钙，掺入量经试验确定，使用时以水溶液加入。

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水泥平台 4m 高速搅拌机 送浆泵 储浆筒 灌浆管 1.5m 输浆管 图1-3 制浆站示意图

1） 采用小口径钻孔，孔口封闭自上而下分段灌浆法。 2） 灌浆压力及段长，灌浆压力按施工图纸或监理工程师指示确定，灌浆段长根据地层情况选用，一般情况下，孔口管以下各段为2.0m，3.0m，以下各段为5-7m，遇大漏量及塌孔等情况可适当缩减段长。

3） 灌浆方法

帷幕灌浆拟采用自上而下分段钻灌法。施工中第一段采用常规阻塞孔内循环灌浆法；以下各段采用自上而下分段、小口径孔口封闭孔内循环灌浆法；压水、灌浆选用3SNS三缸高压灌浆机；射浆管采用φ50mm钻杆，距孔底距离≤50cm。

4）浆液变换

灌浆采用水泥浆液的水灰比(重量比)、开灌水灰比均按设计要求、灌浆试验或监理人批准的水灰比执行；

浆液变换为当满足：a、灌入量大于300L，且压力与灌入率变化不大时；b、灌注时间大于30min，且压力和灌入率变化不大时；可变浓一级水灰比灌注。改变水灰比后如压力突增或吸浆率突减，则回原级水灰比灌注；一般不进行越级变浆。

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5） 结束标准

帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时，在规定压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注60min，灌浆即可结束。采用自下而上分段灌注法时，继续灌注时间应减少为30min，灌浆即可结束。

（10） 孔斜控制

钻孔开孔前严格校正钻机立轴角度，保证开孔角度满足设计要求。孔口管埋设要求按设计角度采用角度尺和罗盘校验埋设。严格控制钻进参数，保证钻孔竖直。

（11）终孔验收与封孔

钻孔终孔后，必须进行验收；终孔验收后进行终孔段灌浆，灌浆结束后进行“全孔灌浆封孔法”封孔，封孔浆液配合比为0.5:1。

（12）记录

采用GJY-Ⅳ型灌浆自动记录仪。

变形监测：采用LH02B型带自动报警的灌浆用智能位移观测装置。

（13） 质量检查

1） 帷幕灌浆质量检查以分析检查孔压水试验成果为主，结合钻孔、取岩芯资料、灌浆记录和测试成果等评定其质量。

2） 按监理人指示布置检查孔。

3）帷幕灌浆检查孔的数量应为灌浆孔总数的10%，一个单元工程内至少布置一个检查孔。

4） 帷幕灌浆检查孔压水试验在该部位灌浆结束14天后进行，

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并在灌浆结束后7天或监理人指示的时间内，将有关资料提交监理人，以便拟定检查孔位置。

5） 帷幕灌浆检查孔应按技术要求的规定提取岩芯。 6）帷幕灌浆的封孔质量应逐孔进行检查。

7） 帷幕灌浆压水试验合格标准：河床及两岸趾板段设计防渗指标W≤0.030（L/min.m.m），各段的合格率应为90%以上；不合格段的透水率值不超过设计规定值的150%，且不集中，则灌浆质量可认为合格。否则，按监理人的指示或批准的措施进行处理。

8） 灌浆实施技术参数，按设计图纸、技术要求和监理人批准的帷幕灌浆试验技术参数严格执行。其它按灌浆规范有关规定和设计要求进行。

1.6.3 施工技术措施

（1）帷幕灌浆的常规技术措施参照固结灌浆技术措施。 （2）灌浆过程中发生串浆，采用一泵灌一孔，同时灌注。 （3）施工中必须采用一切措施防止灌浆中断，若中断，按以下办法处理：

尽快恢复灌浆，否则立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲洗，则扫孔后复灌。扫孔恢复灌浆后，使用开灌比级的水泥浆灌注，若注入率与中断前的相近，采用中断前的比级水泥浆灌注，反之则逐级加浓继续灌注。

1.7 灌浆平洞开挖

灌浆平洞开挖同导流洞开挖，在此不再赘述。

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