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1、南天池（石灶水库）大坝除险加固工程坝体及坝基固结灌浆施工组织设计编 制： 审 核： 批 准： 广东水电二局股份有限公司2015年9月目 录1.灌浆施工方案11.1.工程概况11.2.编制依据11.3.工程地质情况11.4.灌浆材料和制浆及施工设备31.4.1灌浆材料31.4.2制浆31.4.3施工设备41.5.灌浆施工程序41.5.1.施工依据、原则41.5.2.施工工艺41.6.固结灌浆施工方法51.6.1. 布孔51.6.2. 钻孔71.6.3. 洗孔71.6.4. 注水试验与压水试验71.6.5. 灌浆91.6.6. 水灰比91.6.7.浆液变换91.6.8. 灌浆结束标准及封孔91.7
2、. 灌浆特殊情况的处理101.8.灌浆质量检验方法及标准101.9.施工质量保证措施111.10. 施工计划安排111.10.1.工期安排111.10.2. 设备及人员投入112.安全、文明施工保证措施122.1.安全方针与安全目标122.2.施工现场安全措施122.3.供电及照明安全措施132.4.生产生活区的安全和卫生措施132.5.事故发生的急救措施142.6.消防安全保证措施142.7.文明施工保证措施142.8.施工现场文明措施15南天池（石灶水库）大坝除险加固工程坝体及坝基固结灌浆施工组织设计16南天池（石灶水库）大坝除险加固工程坝体及坝基固结灌浆施工组织设计 1.灌浆施工方案1.
3、1.工程概况石灶水库位于广东省广州市从化石门国家森林公园园区内，是一座以防洪、景观蓄水、森林防火等功能为主的小（1）型水库。该大坝工程始建于1993年，完工于1994年，并于当年投入运行。枢纽建筑物主要由大坝、输水涵管、进库公路等。石灶水库大坝为浆砌石坝，大坝总长73.10m，两侧为非溢流坝段，左侧长37.60m，右侧长30.80m。坝顶高程为798.00m，坝顶宽2.00m，上游坡度为1:0.15，下游坡度为1:0.79。中间为溢流坝段，长4.70m，堰顶高程为795.50m，上游坡度为1:0.15，下游坡度为1:0.79。2014年，广州市石门国家森林公园管理处委托广东省水利水电科学院对石
4、灶水库进行安全鉴定，并出具了石灶水库大坝安全评价报告（下称报告）。大坝为砌石坝，上游迎水坝面为40cm厚的浆砌石+40cm厚的混凝土防渗墙+40cm厚的浆砌石，下游坝面为60cm厚的浆砌石，坝体中间均由干砌石砌筑而成，坝体进入弱风化岩层不少于1.00m。（详见图1-1，图1-2所示）虽大坝混凝土防渗墙结构完整，但其混凝土胶结较差，强度低，已经形成了渗流通道，存在有漏水现象。坝体内部砌石体石块之间空隙较大，存在较多且相互连通的漏水通道，防渗性能较差。为了提高大坝的防渗效果，同时也增强大坝的整体性，稳定性，本次灌浆设计是分别在坝顶布置两排灌浆孔进行加固，对整个坝体及坝基进行固结灌浆。灌浆孔总数为7
5、3孔，钻灌工程量为755.22m；灌后布置质量检查孔3孔，钻孔进尺为45.0m。1.2.编制依据本施工方案根据工程招标文件、合同文件、设计图纸(图号：SZ-JS-GJ)、设计变更及相关会议纪要、设计报告（证书编号：A244022060）、水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（DL/T5148-2012）等相关文件进行编制。根据大坝坝顶场地的实际情况，上下两排灌浆孔均向坝轴线平移0.25m，由原设计排距1.0m改为现在排距0.5m，其余布孔参数不变（祥见2015年9月10日相关会议纪要）。1.3.工程地质情况根据广东省水利科学研究院出具的石灶水库大坝安全评估报告和设计单位提供的南天池（石灶水库）大坝除
6、险加固工程设计报告资料显示：安全鉴定在坝顶布置两个钻孔，其中ZK1位于溢洪道右侧坝轴线处，钻孔深度为16.50m；ZK2位于右坝坝肩 图1-1 非溢流坝面断面图 图1-2 溢流坝段断面图处，靠上游侧，钻孔深度为5.10m。根据钻探孔揭露情况，ZK1钻孔0.00m12.20m为块体砌石体，呈浅灰色、灰白色，由块石堆砌而成，块石成分为中、微风化花岗岩，岩质硬，块石呈不规则状，大小不一，长度一般为10cm40cm，含量占80%，空隙率约为1015%，芯样以块状为主。其中0.00m1.60m、8.90m10.60m呈柱状，偶见少量水泥砂浆，水泥砂浆强度普遍较低，1.80m处砂浆手可掰断，钻进时偶见2c
7、m5cm砌石间隙，钻进不返水，为干砌石。ZK2号孔仅钻至5.10m，为块石砌石体，呈浅灰色、灰白色，主要由中、微风化花岗岩块石及水泥砂浆堆砌而成，块石岩质硬，大小不一，水泥砂浆与块石呈接触胶结或孔隙胶结，部分块石未见水泥砂浆胶结或胶结较差，芯样呈柱状。其中0.00m2.00m段为防渗墙，0.40m0.90m、1.40m1.70m段芯样石块块粒较小，水泥砂浆与石料胶结较差，钻进时不返水，在0.50m2.20m处见钻进循环水往水库方向渗漏。石灶水库大坝为砌石重力坝。大坝坝体离上游便面40cm混凝土防渗墙虽然结构完整，但其顶部混凝土胶结较差，强度较低，而且已经形成了渗流通道。坝体内部砌石体块石之间空
8、隙较大，存在较多相互连通的漏水通道，下游坝面浆砌石同样存在渗漏通道，防渗性能较差。1.4.灌浆材料和制浆及施工设备1.4.1灌浆材料本工程加固灌浆材料主要为水泥、砂。水泥采用从化市粤海水泥厂生产的“竹峰牌”，强度等级为32.5R复合普通硅酸盐水泥。到场的每批次水泥均应符合有关的材料质量标准，并附有厂家的出厂合格证及检验报告，每批材料入库前均按规定进行检验验收。水泥细度要求通过80m方孔筛，其筛余量不大于5%。不使用受潮结块和存放过久的水泥，不使用出厂超过三个月的水泥。砂采用干净的中粒河砂。灌浆用水从库区抽取清净水，灌浆用水应符合JGJ63-2006的规定，水温不高于40C。1.4.2制浆（1）
9、材料必须称量，称量误差小于5%，水泥等固相材料采用重量称量法。（2）水泥浆液搅拌时间：使用普通搅拌机时不少于3min，使用高速搅拌机时不小于30S。浆液在使用前用筛过滤。从制备至用完的时间宜小于4h。（3）拌制细水泥浆液和稳定浆液，应加入减水剂和采用高速搅拌机，高速搅拌机搅拌转速大于1200r/min（r为转动一周），搅拌时间通过试验确定。细水泥浆液的搅拌，从制备至用完的时间小于2h。（4）集中制浆站制备水灰比为0.5:1的纯水泥浆，输送浆液流速为1.42.0m/s，各灌浆点按来浆密度，根据各灌浆点的不同需要进行浓改稀后使用。（5）废浆废水的处理方法是：设置污水处理池，污水池内的沉淀物采用机械
10、或人工清除。1.4.3施工设备钻孔设备XY-100型回转式地质钻机，灌浆设备主要是压浆泵，其选用原则是：能满足灌浆压力的要求，一般为灌浆实际压力的1.2-1.5倍；压力稳定、能保证安全可靠地运转；机身轻便，结构简单，易于组装、拆卸、搬运。根据本工程的实际情况和特点，我们选择了如下的主要机械设备：1）、XY-100型地质钻机 2台2）、3SNS高压压浆泵 1台3）柴油发电机12台4）、砂浆泵1台5）、普通双层带滤网搅浆机2台。6）、注浆管200m，额定压力16Mpa。1.5.灌浆施工程序钻灌施工原则上按先施工下游排，后施工上游排。同一排孔从坝中央（最深孔）往两边的顺序分两序施工，逐序加密、分段施
11、工的原则进行，双号孔为序孔，单号孔序孔。在上、下游排中各选取两个序孔作为灌前先导孔，灌浆前坝基段做简易压水试验。1.5.1.施工依据、原则（1）灌浆属隐蔽性工程，施工严格按招标文件、合同文件、设计图纸及招标文件指定的施工技术规程、规范进行施工。（2）严格按照监理工程师的指令或设计修改通知单进行施工。（3）根据监理工程师批准的并由灌浆试验确定优化的灌浆参数、灌浆施工工艺进行施工。（4）精心组织施工，严格执行工艺措施，文明生产，确保工程质量和安全。1.5.2.施工工艺（1）施工工艺流程（见图1-3）水泥浆拌制废浆处理钻 孔 洗 孔压水试验灌 浆终 灌封 孔定 位图1-3 固结灌浆施工工艺流程图（2
12、）灌浆方式：坝体孔段灌浆采用孔口封闭法，纯压式灌注；坝基孔段灌浆采用孔口封闭法，孔内循环式灌注；1.6.固结灌浆施工方法1.6.1. 布孔严格按设计图纸布置孔位，逐孔定好孔位，并统一编号。钻孔位置偏差不得大于10cm。施工时，用钢卷尺重新校测，逐孔复核孔位。因故变更孔位事先征求监理或设计同意，并记录实际孔位。（见图1-4、图1-5、图1-6所示）图1-4 坝顶灌浆孔平面布置图图1-5 灌浆孔平面布置图图1-6 钻孔布置纵剖面图1.6.2. 钻孔钻孔设备采用XY-100型回转式地质钻机钻孔，开孔孔径为91mm，终孔孔径为76mm。钻孔前先对钻机定位，确保孔向铅直。（见图1-7,表1-1所示）钻孔
13、施工中，每作业班组应对本班工作情况，如钻进情况、材料消耗情况、出勤情况、孔内特殊情况（如钻孔涌水、塌孔、掉块、遇孔洞掉钻等）等做好详细的记录。钻进结束等待灌或灌浆结束等待钻进时，孔口均加木塞妥善保护，以防其他杂物和污水掉入孔内。图1-7 钻孔布置横剖面图1.6.3. 洗孔（1）灌浆孔段在灌浆前进行钻孔冲洗和裂隙冲洗，孔内残存的沉积物厚度小于20cm。裂隙冲洗采用压力水进行冲洗，直至回水清净时止。冲洗压力为0.24Mpa。（2）灌浆孔冲洗完后立即进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，在灌浆前重新进行冲洗。1.6.4. 注水试验与压水试验（1）为便于分析判断灌浆效果，先导孔在灌浆孔裂隙冲洗结
14、束后，坝体部分孔段做注表1-1 钻孔孔深表孔号孔深（m）孔号孔深（m）孔号孔深（m）孔号孔深（m）G11.45G22.04G32.63G43.22G53.81G64.39G74.98G85.58G96.17G106.77G117.37G127.97G138.57G149.17G159.77G1610.37G1710.97G1811.41G1911.75G2012.09G2112.44G2212.78G2313.13G2413.47G2513.82G2614.16G2714.51G2814.85G2915.20G3015.54G3115.89G3216.23G3316.50G3416.50G3516.50G3616.51G3716.54G3816.56G3914.064014.00G4113.94G4213.88G
