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灌漿施工關(guān)鍵技術(shù)課程

課程大綱：
第一章）（抽水蓄能電站）灌漿技術(shù)的定義、分類及作用
1）（抽水蓄能電站）灌漿技術(shù)：
2）定義:灌漿就是利用灌漿機械施加一定的壓力，將某種漿液通過預(yù)先設(shè)置的鉆孔或灌漿管，灌入巖石、土或建筑物中，使其膠結(jié)成堅固、密實不透水的整體。
按其作用的分類;帷幕灌漿、固結(jié)灌漿、隧洞回填灌漿、壓力鋼管接觸灌漿、斜井裸巖灌漿、回填灌漿、接縫灌漿等。
2.1）帷幕灌漿：帷幕灌漿（curtain grouting）是將漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成連續(xù)的阻水帷幕，以減小滲流量和降低滲透壓力的灌漿工程。
2.2）固結(jié)灌漿：
固結(jié)灌漿是利用鉆孔將高標(biāo)號的水泥漿液或化學(xué)漿液壓入巖體中,使之封閉裂隙，加強基巖的完整性，達(dá)到提高巖體強度和剛度的目的。
2.3）回填灌漿。為使隧洞頂拱巖面與襯砌的混凝土面，或壓力鋼管與底部混凝土接觸面結(jié)合密實進(jìn)行的灌漿。
2.4）隧洞灌漿主要是指用于水工隧洞、豎井、斜井和其它地下洞室的圍巖或混凝土(鋼襯)支護(hù)結(jié)構(gòu)加固、防滲的灌漿工程，較多使用的有回填灌漿、圍巖固結(jié)灌漿和接觸灌漿。在隧洞中還可能進(jìn)行其它用途的灌漿，如帷幕灌漿、深層巖體固結(jié)灌漿等。
3)常用灌漿材料和漿液的性能:
3.1）按灌漿材料分為兩大類:即溶液狀漿材(呈真溶液狀態(tài)，如化學(xué)漿材)和顆粒狀漿材(與水混合呈懸浮液狀態(tài)，如水泥漿、粘土漿、水泥粘土漿、或水泥沙漿等)。
3.2）水泥漿灌漿施工前，一般應(yīng)根據(jù)設(shè)計技術(shù)要求對水泥漿液進(jìn)行下列必要的試驗 比重、粘度、攪拌時間、穩(wěn)定性、流動性、凝結(jié)時間、吸水率、沉淀速度、結(jié)石強度和透水率(空隙率和容重)等。
4）灌漿工程竣工后應(yīng)整理出主要四種成果:灌漿成果表，灌漿成果統(tǒng)計分析表，檢查孔成果表，灌漿竣工圖。
4.1）灌漿檢查孔中的檢查項目:1)采取巖心，觀察巖石狀況，灌漿結(jié)石的充填及膠結(jié)情況。
4.2)以防滲為目的的灌漿試驗應(yīng)作正規(guī)壓水試驗，以加固為目的的灌漿試驗應(yīng)作彈模和聲波測試。

第二章）（抽水蓄能電站）灌漿施工工藝和具體應(yīng)用
1）灌漿工程量設(shè)計計算：灌漿的孔數(shù)、孔深取定及工程量計算：
1.1）帷幕灌漿的預(yù)算工程量計算：
1.2）固結(jié)灌漿的預(yù)算工程量計算：
1.3）壓水試驗工程量計算。
2）灌漿工程常用設(shè)備及工具;
（1)鉆頭和鉆機(氣動、內(nèi)燃機等)（ 2）鉆孔沖洗和壓水試驗設(shè)備 （3）灌漿泵 （4）漿液攪拌機 （5）流量計、壓力表、壓力軟管、供水管及閥門等備用品。（6）孔口封閉器或?qū)Ｓ酶邏汗酀{塞。7）集中制漿站機組等。
3）帷幕灌漿施工工藝--主要包括：測量放線--鉆孔--驗孔→鉆孔沖洗→壓水試驗→灌漿→封孔---質(zhì)量檢查--成果資料。
3.1）帷幕灌漿檢查孔的壓水試驗，可進(jìn)行如下壓水測試:防滲性能檢查，逐級進(jìn)行壓水試驗，耐久性能檢查，破壞性檢查等。
4）灌漿方式和灌漿方法：
4.1.灌漿方式：4.2.灌漿方法：
5）灌漿壓力和漿液變換：
5.1）灌漿壓力：5.2）漿液變換
6）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)和封孔方法。
7）特殊情況處理：
7.1）冒漿、漏漿：嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法。
7.2）串漿：①同時灌注;②先灌漿孔，再串漿孔灌注。
8）工程質(zhì)量檢查：灌漿質(zhì)量檢查應(yīng)以檢查孔壓水試驗成果為主。
9）帷幕灌漿一般性要求：
(1)同一地段的帷幕灌漿必須在先完成固結(jié)灌漿,并經(jīng)檢查合格后才能進(jìn)行帷幕灌漿。
(2)對設(shè)有抬動觀測設(shè)備的灌區(qū)，須待抬動觀測儀器裝置完畢，并完成灌漿前測試工作。，經(jīng)監(jiān)理檢查驗收合格后方可進(jìn)行灌漿作業(yè)。在進(jìn)行裂隙沖洗、壓水試驗和灌漿施工
（3）作業(yè)過程中均應(yīng)進(jìn)行抬動監(jiān)測。施工單位應(yīng)向監(jiān)理工程師提交觀測成果。抬動變形值超過設(shè)計值時應(yīng)立即停止施工，對此情況由監(jiān)理工程師須與設(shè)計共同研究處理措施。
(4)在已完成或正在灌漿的地區(qū)，附近 30m 以內(nèi)不得進(jìn)行爆破作業(yè)。
(5）帷幕灌漿均系隱蔽工程，對其施工情況必須采用統(tǒng)一的記錄表格，原始記錄應(yīng)如實、準(zhǔn)確、齊全。
（6）對在施工過程中出現(xiàn)的意外、事故及新發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)條件等特殊情況，應(yīng)及時向監(jiān)理部、設(shè)計方、業(yè)主報告研究處理，并根據(jù)具體情況及時調(diào)整鉆灌參數(shù)，保證灌漿質(zhì)量。

第三章）（抽水蓄能電站）隧洞回填灌漿施工
1）回填灌漿技術(shù)概述：
1.1）回填灌漿技術(shù)主要是指為了增強用巖或建筑結(jié)構(gòu)密實性，在混凝十和圍巖或是混凝十和鋼結(jié)構(gòu)收縮間產(chǎn)生的空隙中填充漿液。這種技術(shù)可以有效增強隧洞的防滲效果及控制圍巖壓力和變形的擴展，還能加大襯砌的強度，使圍巖和襯砌的混凝士成為一體。
1.2）回填灌漿施工工藝流程：
測量放線--布孔--預(yù)埋管--鉆孔--驗孔--灌漿質(zhì)量檢查--補灌驗收封孔。
1.3）隧洞灌漿定義：主要是指用于水工隧洞、豎井、斜井和其它地下洞室的圍巖或混凝土(鋼襯)支護(hù)結(jié)構(gòu)加固、防滲的灌漿工程，較多使用的有回填灌漿、圍巖固結(jié)灌漿和接觸灌漿。此外還有在隧洞掘進(jìn)過程中遇地下水豐富的地層或十分破碎的地層時，用于阻水和臨時支護(hù)的超前注漿;用于加強結(jié)構(gòu)、改善受力狀態(tài)的預(yù)應(yīng)力灌漿等。在隧洞中還可能進(jìn)行其它用途的灌漿，如帷幕灌漿、深層巖體固結(jié)灌漿等。
2）隧道回填灌漿的技術(shù)要求：
2.1）采用“先回填灌漿、再固結(jié)灌漿”的方式進(jìn)行隧洞混凝士襯砌段的灌漿，并且在襯砌混凝士達(dá)到設(shè)計強度70%，采用“先回填灌漿、再固結(jié)灌漿”的方式進(jìn)行隧洞混凝土襯砌段的灌漿，并且在襯砌混凝土達(dá)到設(shè)計強度70%后盡早進(jìn)行回填灌漿，固結(jié)灌漿則在該部分的回填灌漿結(jié)束7d后進(jìn)行。
2.2）如果隧洞工程中含有帷幕灌漿應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行回填灌漿，然后再依次進(jìn)行固結(jié)灌漿和帷幕灌漿的施工。灌漿結(jié)束后，應(yīng)封閉孔口返獎的灌漿孔等待凝固。
2.3）必須分區(qū)段進(jìn)行灌注，要分兩個次序進(jìn)行，從較高的一段開始堆進(jìn)，同一區(qū)段的同一次序孔可以在全部或者部分鉆孔后灌漿，也可單孔分序進(jìn)行灌漿。后序孔為頂孔，要先灌一序孔，再灌二序孔，施工時要從低段向高段堆進(jìn)。
2.4）施工時要在雙層鋼筋襯砌段、鋼板襯砌段和施工支洞封堵段預(yù)先埋設(shè)灌漿管?；靥罟酀{孔的位置不能與設(shè)計孔位相差超過20cm，并且孔深要鉆透空腔或者深入圍巖10cm。灌漿壓力要控制在設(shè)計規(guī)定的壓力下，且當(dāng)注漿孔不再吸漿，要立即結(jié)束回填灌漿。
2.5）不同隧洞回填灌漿處理方案：
2.6）灌漿檢測與效果評價
(1)檢查孔觀察法觀察檢查孔，察看檢查孔的成孔是否完整，是否有涌水、涌砂、涌泥的現(xiàn)象，看檢查孔是否出現(xiàn)坍孔，仔細(xì)觀察并評定灌漿效果。
 (2)檢查孔取芯法綜合分析檢查孔取芯率、巖芯的完整性以及巖芯強度試驗，判定灌漿效果。若是芯樣沒有空洞或是不密實的現(xiàn)象，或者空洞、不密實部位已經(jīng)被水泥密實填充，則說明灌漿的質(zhì)量合格。

第四章）（抽水蓄能電站）壓力鋼管接觸灌漿施工
1）（簡介）壓力鋼管灌漿工程特點、重點、難點及對策。
2）壓力鋼管灌漿工程的施工組織設(shè)計。
（2.1）開工許可證的申請程序：
工程承建單位應(yīng)在灌漿作業(yè)開工之前，根據(jù)設(shè)計文件和合同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合實際工程完成灌漿試驗，編制并提交灌漿工程施工措施方案，灌漿試驗部位、試驗大綱均應(yīng)事先報經(jīng)監(jiān)理部批準(zhǔn)。
(2.2)壓力鋼管灌漿工程的施工準(zhǔn)備：
編制壓力鋼管灌漿工程《施工措施方案》報送監(jiān)理部批準(zhǔn)。其內(nèi)容應(yīng)包括:
(1)工程概況(如灌漿工程部位、施工布置、鉆孔孔距、分序與編號等)。
(2)灌漿工序，工藝和壓力。
(3)灌漿材料及其品質(zhì)。
(4)施工進(jìn)度方案。
(5)機械設(shè)備配置與勞動力組織。
(6)質(zhì)量控制措施。
(7)灌漿計量設(shè)備與灌入量控制方法。
(8)作業(yè)原始記錄資料收集與整理。
(9)施工安全與環(huán)境保護(hù)措施。
3）壓力鋼管灌漿工程特點、重點及對策：
(1)工程量大，施工點分散 ;
(2)壓力鋼管段灌漿升壓及變形觀測的控制要求較高，
(3)各灌漿工作面與其它施工相互干擾多平行作業(yè)多。 
(3.1)鉆孔灌漿工程量大，施工機械設(shè)備多，廊道施工通道少，采用集中制漿，設(shè)中轉(zhuǎn)站輸漿，循環(huán)共漿的方法進(jìn)行漿液的輸送。
(3.2)按施工工作面要求配備足夠的施工人員及施工設(shè)備，并組織安排好施工人員及設(shè)備的調(diào)動，采用集中統(tǒng)一的管理方法
（3.3）完善現(xiàn)場施工布置和制漿系統(tǒng)，重點：灌漿壓力控制：
鋼襯段灌漿的壓力控制:采用電感千分表、千分表進(jìn)行監(jiān)測，安排專項責(zé)任人員看守壓力表。
4）施工現(xiàn)場布置：設(shè)置簡易施工作業(yè)平臺。 
（4.1）施工用：風(fēng)、水、電及排水、排污等系統(tǒng)：
洞內(nèi)風(fēng)、水、電、排污管道都靠邊布置。在引水隧洞出口設(shè)置臨時集水排污池，將工作面污水集中進(jìn)行凈化處理后排放。
（4.2） 通訊：水隧洞與支洞中鉆孔與灌漿施工通訊采用對講機或機。 (4.3)鉆灌設(shè)備和鉆孔設(shè)備：
根據(jù)不同部位鉆孔形式及其入巖深度、底板壓重鹼厚度、洞襯砌厚度等參數(shù)，回填灌漿選用 YT2腿式鑿巖機及阿特拉斯 D7 液壓鉆鉆孔，固結(jié)漿選用 YG40 導(dǎo)軌式巖機鉆孔，勘探孔及檢查孔用 XY-2PC 地質(zhì)鉆機鉆孔，接縫灌漿采用磁座電鉆鉆孔。 
 灌漿設(shè)備：固結(jié)及接觸灌漿采用 ZJ-400 高速攪拌機制漿，JS-2 型低速攪拌機配漿，BW-200 型灌漿泵輸和灌注，灌漿自動記錄儀實時跟蹤測記灌漿過程。 
（實例分享：清遠(yuǎn)抽水蓄能電站--壓力鋼管的灌漿施工）

第五章）（抽水蓄能電站）斜井裸巖灌漿施工
1）（簡介）一般性抽水蓄能的斜井施工特點和流程：
（1.1）按工序分為開挖施工、混凝土施工、灌漿施工，按部位分又分為斜井上彎段施工、斜井直線段施工和斜井下彎段施工；灌漿施工時首先進(jìn)行的是斜井直線段施工，最后進(jìn)行上下彎段施工。
（1.2）斜井支護(hù)。斜共擴挖時，應(yīng)對井壁咆括底拱)進(jìn)行系統(tǒng)錨噴支護(hù)。并壁有不利的節(jié)理裂組合時，應(yīng)及時加強支護(hù)。
（1.3）斜井鋼筋混凝土襯砌：經(jīng)過20多年的施工實踐，滑模已經(jīng)是陡傾角斜井混凝土襯砌施工成熟的技術(shù)。因此，傾角不小于45°的斜井鋼筋混凝土襯砌施工應(yīng)優(yōu)先采用滑模施工方式。
2）斜井灌漿工程承建單位應(yīng)在灌漿作業(yè)開工之前，根據(jù)設(shè)計文件和合同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合實際工程，選擇局部區(qū)域完成灌漿試驗，編制并提交斜井灌漿工程的施工措施方案，灌漿試驗部位、試驗大綱均應(yīng)事先報經(jīng)監(jiān)理部批準(zhǔn)。
3）（簡介）斜井裸巖灌漿：地下洞室開挖一般需要一次錨噴支護(hù)，在一次錨噴支護(hù)期間，經(jīng)常會遇到洞室圍巖滲水，尤其在富水地區(qū)，地下洞室圍巖滲水嚴(yán)重影響錨噴支護(hù)質(zhì)量，制約洞室施工進(jìn)度，同時增加地下洞室施工安全風(fēng)險。目前，國內(nèi)斜井圍巖裸巖地段常采用錨噴支護(hù)完成后系統(tǒng)固結(jié)灌漿，或滲水地段二次混凝土襯砌施工后再固結(jié)灌漿，固結(jié)灌漿以固結(jié)圍巖為目的。
4）（簡介）斜井裸巖灌漿施工工序流程：
（4.1）工序流程主要為:施工準(zhǔn)備一工作面場地平整及場地內(nèi)排污溝施工一施工平臺搭設(shè)監(jiān)測儀器埋設(shè)一固結(jié)灌漿鉆孔一固結(jié)灌漿施工一固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查一補灌(如需補灌)一補灌后檢查一完工清理場地.
（4.2）施工依據(jù)：（1）《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》-( DL/T 5148-2001 );(2)《水利水電工程鉆孔壓水試驗規(guī)程》(SL31-2003) (3）《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》等。
（4.3）灌漿試驗：
在灌漿作業(yè)開工前，需在施工現(xiàn)場進(jìn)行灌漿試驗，取得適用于本工程的施工工藝及參數(shù)，經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)后，方可進(jìn)行正式工程的灌漿作業(yè)。其具體步驟如下所述。
1、灌漿作業(yè)開工前，編制詳細(xì)的試驗大綱，報送監(jiān)理人審批。
2、漿液試驗
2.1）按監(jiān)理的指示對不同水灰比、不同摻和料和不同外加劑的漿液進(jìn)行下列項目試驗
2.1.1 ）漿液配制程序及攪拌時間;
2.1.2 ）漿液密度或比重測定;
21.3 ）漿液流動性或流變參數(shù);
2.1.4 ）漿液的沉淀穩(wěn)定性;
2.1.5 ）漿液的凝結(jié)時間，包括初凝或終凝時間;
2.1.6 ）漿液結(jié)石的容重、強度、彈性模量和滲透性;
2.1.7 ）監(jiān)理人指示的其它試驗內(nèi)容。
2.2）用于現(xiàn)場灌漿試驗的漿液水灰比以及摻合料、外加劑的品種及其摻量通過漿液試驗選擇后，將試驗成果報送監(jiān)理。
5） 灌漿施工存在的難點及對策：
(5.1)工期與工程量：通常灌漿檢查情況，工程量呈漸進(jìn)式增加，而隧洞原定充水工期不變。
(5.2)斜井洞段地質(zhì)情況極其復(fù)雜，巖石裂隙發(fā)育，有三條較大的斷層以及裂隙在該洞段交匯，在鉆進(jìn)過程中易發(fā)生卡鉆，部分灌漿孔流沙、涌泥形成塌孔。
(5.3)斜井洞段在開挖期間支護(hù)類型復(fù)雜，主要有工字鋼、連接筋、鋼筋網(wǎng)片、系統(tǒng)錨桿、超前錨桿、隨機錨桿、鎖腳錨桿及超前小導(dǎo)管等，在鉆進(jìn)過程中極易碰到鋼筋和錨桿等。
（5.4）斜井灌漿施工是斜井施工的最后一道工序，也是保障施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直線段灌漿施工安全風(fēng)險大，如何提高斜井直線段灌漿施工設(shè)備的安全性能及*限度的方便施工，提高施工質(zhì)量、加快施工速度與斜井直線段灌漿施工輔助設(shè)備的選擇與布置密切相關(guān)。一般而言，斜井直線段固結(jié)灌漿從井的下部逐漸向上推進(jìn)，分段、分序進(jìn)行，直線段灌漿設(shè)置鉆孔灌漿臺車進(jìn)行。
（5.5）斜井灌漿施工技術(shù)的發(fā)展：施工設(shè)備的逐步完善，提供一種合理的斜井灌漿提升設(shè)備及布置方式是保證斜井直線段灌漿的關(guān)鍵。斜井直線段灌漿施工提升系統(tǒng)包括灌漿臺車系統(tǒng)、灌漿運輸小車系統(tǒng)、彎段爬梯、直線段安全平臺等，灌漿臺車系統(tǒng)包括灌漿平臺車、液壓爬升提升系統(tǒng)、鋼纜及上井口鋼纜錨固裝置，灌漿小車系包括灌漿運輸小車、絞車及牽引鋼絲繩、井口平臺、轉(zhuǎn)向滑輪組等
6）多種灌漿質(zhì)量檢測方法相結(jié)合：
在斜井灌漿結(jié)束后，按規(guī)范要求進(jìn)行回填灌漿的壓漿試驗及固結(jié)灌漿的壓水試驗、聲波試驗、鉆孔取芯及彈模試驗，以獲得斜井巖體的抗?jié)B性能、彈性模量與變形模量。鉆孔變形試驗與地質(zhì)取芯、高壓壓水、水力劈裂試驗共用鉆孔。如果洞內(nèi)有塌方段，還進(jìn)行水泥化學(xué)灌漿，在化學(xué)灌漿后進(jìn)行鉆孔變形試驗等。
彈模檢測分兩個階段進(jìn)行檢查：階段Ⅰ(固結(jié)灌漿后)，階段Ⅱ(化學(xué)灌漿結(jié)束后28 d)。通過對比不同階段的檢測成果，對灌漿效果進(jìn)行分析。
聲波檢測分三個階段進(jìn)行檢查：階段Ⅰ(固結(jié)灌漿前)，階段Ⅱ(水泥灌漿結(jié)束后28 d)，階段III(化學(xué)灌漿結(jié)束后28 d)。通過對比不同階段的檢測成果，對灌漿效果進(jìn)行分析

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