官地水电站大坝固结和接触灌浆工程
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施工组织设计
官地水电站中国水电四局水电十一局联营体
2009年7月25日
批准：
审核：
编制：
官地水电站大坝固结和接触灌浆工程
1、工程概况
官地水电站位于四川省凉山州西昌市和盐源县交界的打罗村境内，系雅砻江卡拉至江河口段水电规划五级开发方式的第三梯级电站。电站主要任务是发电，装机容量2400MW。坝顶高程1334.00m，最低建基面高程1166.00m,最大坝高168m，坝顶长度516.00m，水库正常蓄水位1330.00m，总库容7.6亿m3。
工程枢纽主要由挡水建筑物、泄洪消能建筑物、引水发电系统建筑物组成。其中拦河大坝为碾压混凝土重力坝，大坝基础采用固结灌浆和岸坡接触灌浆等。
2、地质条件
官地水电站坝址出露的主要地层为二叠系上统玄武岩和下叠系下统平川组灰岩和砂岩，第四纪覆盖层分布较为广泛。
枢纽区无区域性断裂，错动带十分发育，方向较为分散，陡、中、缓并存密度大，发育程度不均一，但构造强度一般多较小。岩石节理发育规律性差，方向较分散，以中、陡倾裂隙为主导优势，缓倾角裂隙数量相对较少，裂隙组在各部位分布差异较大。岩石风化主要沿节理裂隙、构造错动带及断层扩展，由表及里、风化由强变弱，风化夹层出现的机率减少。河床卸荷较弱，基本无强卸荷，两岸边坡越往上、卸荷深度越大，同级的卸荷深度一般大于风化深度。强卸荷裂隙都充填次生泥和次生泥加岩块岩屑。
2.1 河床坝基
河床坝基基岩为P2β15-2角砾集块熔岩，岩石坚硬，块状结构，单轴湿抗压强度平均值170MPa，弹性模量约80~100GPa，为高强度、高弹模岩石。
2.2 左岸坝基
左岸坝基谷坡地形陡峻，坡度40°~50°，局部段达50°~55°，基岩裸露，坝基岩体为P2β5-2角砾集块熔岩，岩石坚硬。F81断层从坝肩中上部通过。错动带发育程度不均匀，一般线发育率6~7条/100m，F8断层附近地带发育程度较高，为9~10条/100m.局部段存在强风化，其下限水平深度17.8m，弱风化上限20~29.3m，强风化下限约110m，全强风化下限水平深度26~33m，部分段无全强风化，弱风化上段下限45~82m，弱风化下段下限61~109m；谷坡上部强卸荷下限深度47~52.3m，弱卸荷下限87.5~101m。全强风化下限
水平深度33~52.3m，局部段无全强风化，弱风化上段下限36~64m，弱风化下段下限43~87.5m。
2.3 右岸坝基
右坝肩地形坡度一般35°~45°，局部段55°，覆盖层主要分布在1250~1350m高程，厚5~15m，坝肩岩性主要为P2β15-2角砾集块熔岩，上部涉及少量P2β12杏仁状玄武岩。
15-2构造错动带线发育率6~7条/100m。裂隙在不同岩性中发育情况有所差异，P2β
层中间距较大。谷坡下部强卸荷下限水平深度为6~10m，弱卸荷下限18~56m；无全强风化，弱风化上段下限深度0~6m，弱风化下段下限18~27m。谷坡中部强卸荷下限水平深度12~31m，弱风化上段下限15~61m，弱风化下段下限37.6~110m。谷坡上部强卸荷下限水平14~20m，弱风化上段下限38.3~45m，弱风化下段下限38.3~120m。
3、施工依据
3.1有关设计图纸、通知等；
3.2《官地水电站大坝基础固结灌浆施工技术要求》；
3.3《官地水电站大坝基础接触灌浆施工技术要求》；
3.4《官地电站大坝及溢洪道大坝及溢洪道工程合同文件》（技术文件）；
3.5《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）；
3.6《大坝基岩灌浆》
3.7《水利水电工程钻孔压水试验规程》
4、主要设计指标及技术要求
4.1大坝固结灌浆分为6m、8m、12m、15m、18m等。灌浆孔、排距3m。
4.2大坝接触灌浆采用预埋管灌浆法，灌浆压力采用0.35MPa。
5、施工布置
5.1 施工风、水、电
施工用风：空压机站布置在右岸大坝上游侧电站进水口前1290m平台，采用寿力20m3空压机供风，采用Ф159mm钢管沿大坝轴线铺设至工作面。各坝段预留出风口，供下线钻机连接用。
施工用水：从大坝系统供水各分口处引水至施工工作面。
施工用电：从坝基附近系统电源引下限至施工工作面。
5.2 集中制浆和灌浆系统
随着施工工作面的推进，拟在大坝上游1270m和1240m平台搭建集中制浆站，分别安设2台HB-80砂浆泵和一台2000L制浆机和250L立式制浆机一台用来制浆和输浆；另搭建30m2的简易房屋用来储藏水泥、外加剂和进行设备检修。
灌浆系统根据现场地形和场地情况进行布置，原则放置在施工作业面上或离施工作业面较近的位置。灌浆系统内，布置2台3SNS砂浆泵和业主指定的长科院GJY-Ⅳ型三参数记录仪1台。
5.3 施工通讯
工地联系采用4对对讲机联系，施工人员自备移动电话。
6、固结灌浆施工方法
6.1 施工工艺流程
测量定位→钻抬动观测孔→安装抬动装置→灌浆孔第一段钻孔→钻孔（裂隙）冲洗→灌前压水试验→灌浆→第二段钻孔→钻孔（裂隙）冲洗→灌前压水试验→灌浆??→最后一段→钻孔（裂隙）冲洗→灌前压水试验→灌浆封孔→移下一孔
6.2 开钻准备
钻孔经过测量定位，钻机就位开始钻孔之前由当班技术人员校核孔位，误差不超过±10cm。固结灌浆孔按自上游往下游编排、自左至右编孔号的编号原则，前面表示坝块，中间表示排号，后面表示孔号如24-1-1、24-1-2?24-2-1、24-2-2?，24-3-1、24-3-2?23-1-1、23-1-2?等。
6.3 钻孔及钻孔冲洗
6.3.1 钻孔时，应对孔内各种情况如混凝土、岩性变化、漏水、防水、漏风等进行详细记录。
6.3.2 抬动孔孔深应大于相应固结灌浆孔深度3m。抬动变形采用千分表观测，每隔10min测记一次千分表读数；抬动允许变形量为100μm,若超过此值，应立即降低灌浆压力，报告监理人，并按监理人指示采取处理措施。
6.3.3 取芯的各类灌浆孔、检查孔采用XY-2型地质钻机钻进，其余孔采用潜孔钻机或履带钻机钻进，孔径不小于φ56mm；钻孔全景图像孔孔径不小于φ70mm。钻孔完成后用
水进行钻孔冲洗，冲净孔内岩粉、杂质，孔底沉渣残留厚度不得大于20cm。
6.3.4对于采用无盖重固结灌浆的坝段，在垫层混凝土浇注完成后，对此范围内再钻孔灌一次接触段，以确保建基面段的固结灌浆质量。
6.4 裂隙冲洗
灌浆之前用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净为止。冲洗压力为灌浆压力的80%；对于断层破碎带、软弱夹层等部位采用压力水射流冲洗工艺，冲洗压力不大于1.0MPa。若用风压冲洗，采用灌浆压力的50%，并不大于0.5MPa。
6.5 压水试验和地下水位测试
6.5.1 压水试验
灌浆前在单数排Ⅰ序孔中选择灌浆孔数的5%的钻孔进行声波和简易压水试验。压水压力为灌浆压力的80%，并不大于1.0MPa。压水试验采用简易压水试验，即压水20min，每5分钟测读一次压入流量。取最后的流量值作为计算值，成果以透水率表示。
6.5.2 地下水位测试
灌浆开始前选择Ⅰ序孔的3~4个孔测定地下水位，作为该部位的地下水位资料。稳定标准为每5min测度一次，当水位呈连续下降或上升趋势，其连续三次读数之差小于5cm/min时可认为稳定，以最后一次观测值作为地下水位值。
6.6灌浆
6.6.1 灌浆方式
固结灌浆采用纯压式自上而下分段灌浆法；灌浆按分序加密的原则，灌浆孔排与排之间和同一排孔内孔与孔之间，分三序施工。
6.6.2灌浆段长划分
由固结灌浆布置图，固结灌浆孔孔深分为：6m、8m、12m、15m、18m等。
有盖重固结灌浆段长：当孔深为6m时，分两段灌注，段长为第一段2m，第二段4m；当孔深为8m的分两段灌注，段长为第一段3m，第二段5m；当孔深大于8m时，段长按2m、4m、以下各段按5m考虑，终孔段不大于6m。
无盖重固结灌浆段长：当孔深为6m时，分两段灌注，段长为第一段2m，第二段4m；当孔深为8m的分两段灌注，段长为第一段3m，第二段5m；当孔深大于8m时，段长按2m、3m、以下各段按5m考虑，终孔段不大于6m。
6.6.3 灌浆压力
灌浆压力应尽快达到设计压力，注入率较大时，宜分级升压。固结灌浆压力如下表所
示：
固结灌浆压力设计参考值
注：灌浆过程中应根据灌注情况及基础抬动情况适当调整灌浆压力，并报监理批准。
6.6.4 灌浆水灰比采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1四个比级，并以2:1作为开灌水灰比。 6.6.5 变浆原则
（1）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。
（2）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，应变浓一级灌注。
（3）当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓灌注。 6.6.6 结束标准
在规定的压力下,灌浆孔注入率不大于1.0L/min时，延续30min，即可结束灌浆。当长
期达不到结束标准时，应报请监理人研究处理措施。
6.6.7封孔
灌浆结束后采用“导管注浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”。待凝24小时清除孔口污水用干硬性水泥砂浆将孔口抹平。
6.6.8 特殊情况处理
(1) 灌浆过程中，发生冒浆、漏浆时，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。
（2）灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可同时进行灌浆，采用一泵一孔灌注，但并联孔数不宜多于3孔。否则应立即在串浆孔内串浆部位以上用灌浆塞塞住，待灌浆结束后，再对串浆孔进行扫孔、冲洗，而后继续钻机和关键。
（3）灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：
a. 尽可能缩短中断时间，及早恢复灌浆。
b. 中断时间超过30min，立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。
c. 恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率与中断前的减少较多，则浆液逐级加浓继续灌注。
d. 恢复灌浆后，如注入率中断减少很多，且在极短时间内停止吸浆，则认为该灌浆段不合格，应设法补救。
（4）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，具体措施应征得监理人批准。
a. 自上而下分段灌浆；
b．缩短段长；
c. 提高灌浆压力；进行纯压式灌浆；
d. 灌注浓浆；
e. 灌浆结束后应有屛浆措施，屛浆时间不少于1h；
f. 闭浆；
g. 待凝时间不少于48h；
h. 必要时在浆液中参加适量速凝剂。
（5）大量耗浆孔段的处理
a.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，采用浆液中掺加速凝剂，若该段耗灰量超过2t/m，仍不见压力回升，地面又无漏浆的迹象，则应停止灌浆，待凝24h后复灌。
b. 复灌时注入率逐渐减少，则应灌至正常结束。
c. 复灌时注入率仍很大，灌浆难于结束时，则采用掺砂、水玻璃、水泥浆液和水玻璃双液法等方法，待耗灰量超过0.5~1t/m后，再待凝后复灌至正常结束。
d. 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。
（6）灌浆过程中若回浆变浓，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。
6.6.9灌浆质量检查
固结灌浆质量检查应采用声波为主，钻孔变模和钻孔全景图像为辅，并结合钻孔压水试验、灌浆前物探成果、有关灌浆施工资料以及结合钻孔取芯资料综合评定。
检查孔位置和要求以设计要求和监理指示为准执行。
检查孔检查完后要求自下而上分段进行灌浆封孔。
7、接触灌浆施工方法
对于坝基开挖陡于1∶1的坝段基础均进行接触灌浆。岸坡接触灌浆采用预埋灌浆管法进行。
7.1 灌浆要求
7.1.1 接触灌浆系统要求
接触灌浆区内的进浆管路、回浆管路、通气槽及止浆片埋设等均应按施工图纸进行，进行接触灌浆之前，应对灌浆系统进行检查，要求灌区密实、管路畅通。
7.1.2 灌区面积
采用预埋管灌浆法，根据岸坡具体情况分成若干个封闭的灌区，灌区建基面应相对平整，面积不大于200m2。各灌区的灌浆系统应有进浆管、回浆管、回浆和排气设施。
7.1.3 岸坡建基面进行整修平整，要求不平整度不大于10cm。
7.1.4 混凝土温度要求
岸坡接触灌浆必须等待坝块混凝土的温度达到温控要求后方可进行灌浆。
7.1.5 混凝土龄期要求
接触灌浆区坝体混凝土龄期原则上不得小于120天。
7.2 灌浆材料
灌浆用材料采用普通硅酸盐水泥，P.O.42.5。当采用普通硅酸盐水泥浆液不能达到设计要求的部位，可采用认为具有更好灌注效果的细水泥浆液。
7.3 灌浆管路加工
7.3.1 灌浆管路和部件的加工和安装按施工图纸进行，加工完成后，逐件清点检查，合格后方可运送现场安装。。
7.3.2 进浆管、回浆管及排气管采用1.5”镀锌管，管路转弯处使用弯管机加工或采用弯管接头连接。进浆管回浆管与支管连接均应使用三通，严禁焊接。
7.3.3 止浆片采用1.2mm厚、宽30cm镀锌铁皮制作，埋入止浆堤内15cm；靠近坝基下平台部位止浆堤可省略，但坝基上、下游侧的止浆片伸入建基面以下50cm。其盖板、通气槽及其盖板的材质及加工、安装必须符合施工图纸的要求。
7.4灌浆系统维护
7.4.1 在坝体混凝土浇注前和浇注后，对灌浆系统进行认真检查，并做好各项灌浆设施的维护工作。
7.4.2 在浇注混凝土后对灌浆系统进行通水检查，通水压力为设计灌浆压力的80%。
7.4.3 整个灌区形成后，应再次对灌浆系统通水复查，不合格者，应及时处理，并将通水复查记录提交监理。
7.4.4 灌浆系统的外露管口进行严密封堵保护。
7.5 灌浆施工
7.5.1 水灰比采用2:1、1:1、0.5:1三个比级，并以2:1作为开灌水灰比。
7.5.2 灌浆压力采用0.35MPa。
7.5.3 接触灌浆施工前，准备“测温、测缝、测流量”等工作。
7.5.4 灌浆过程中，严格控制灌浆压力，密切观测坝体抬动情况，设计允许变形量为100μm。若超过抬动允许变形值，立即降低灌浆压力，上报监理，共同研究补救措施。
灌浆前必须先进行预灌性压水检查，压水压力等于灌浆压力，检查情况做好记录；合格后方可开始灌浆。
7.5.5 灌浆结束条件：
当排气管排浆达到或接近灌浆浆液浓度，注入率不大于0.4L/min，持续20min，灌浆即可结束。
7.5.6 灌浆结束时，先关闭各管口阀门后再停机，闭浆时间不少于8小时。
7.6特殊情况处理措施
7.6.1 灌浆过程中发现浆液外漏，先从外部进行堵漏。若无效再采用灌浆措施，如加浓浆液、降低压力等进行处理，不得采用间歇灌浆法。
7.6.2 灌浆过程中，当进浆和备用进浆管均发生堵塞，先打开所有管口放浆，然后在缝面增开度限制内尽量提高进浆压力，疏通进浆管路。若无效可再换用回浆管进行灌注或采用其他措施。
7.6.3 灌浆因故中断，立即用清水冲洗管路和灌区，保持灌浆系统畅通。恢复灌浆前，再做一次压水检查，若发现灌浆管路不畅通或排气管单开出水量明显减少，与监理共同研究补救措施。
7.7 灌浆质量检查
接触灌浆质量检查在灌区灌浆结束28天后进行。具体检查方法以设计要求为准。 孔检结束后，检查孔水泥砂浆回填密实。
8、原始记录
8.1 记录要求
钻孔、灌浆原始记录要求做到及时、准确、完整、真实。记录签名要齐全，记录由专业记录员填写。
8.2 递交程序
当班记录实行逐级把关制度。即记录员自检无误后，交班长检查，现场技术员把好现场记录最后一关。然后由技术员当班带回，交由内业资料员进行整理，内业资料员及时向现场反馈资料中存在的问题。
9、质量保证措施
9.1实行质检技术员跟班作业制度，负责各工序的施工技术指导和质量检查。
9.2严格按照合同文件、施工技术规范和部颁相关施工规范规程的规定要求组织施工，严格执行质量检查的程序和步骤，在施工全过程中认真接受监理工程师的监理和指导。
9.3建立施工班组初检，工段长复检，质量安全部终检的“三检制”。在施工全过程中，实行质量逐级交接，一票否决，层层把关，把影响质量的隐患消灭在萌芽状态。
9.4配备满足工程需要的检测设备、测试仪器和试验器具等，并按规定周期进行效验，
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发现不能满足计量精度要求时，及时调整或更换。该工程主要配备压力表、比重计等测试仪器。
9.5严格控制进场原材料的材质符合规范、合同文件要求，附有检测结果报告单，经检验合格后方可进场，必要时在使用前重新进行复检。
9.6开工前，编制钻孔灌浆施工技术要求和作业指导书，并对施工人员进行详细的技术交底或培训，特殊工种必须持证上岗。
9.7定期召开质量专题会议，提出有预见性、针对性的措施，防患于未然。 9.8认真做好各项原始记录，及时进行整理、统计和上报工作。
10、安全和环境保护措施
10.1坝肩施工场地，临空面采用脚手架搭设脚手架防护栏杆。确保施工机械和人员作业安全。脚手架及设备的安全必须保证，应每天检查其安全性和稳定性。
10.2施工安全问题主要是用电、机械搬迁、水泥运输等。为此要确保施工照明亮度，加强现场管理，设专职安全员，对关键施工环节制定详细安全技术措施。
10.3确保职工劳动用品的及时发放（如安全帽、手套、雨鞋、防尘口罩等）。 10.4 各项作业的废料、废渣等随时清除，对钻孔灌浆作业排放的污水、弃浆做沉渣处理；废
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