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灌漿(jiang)施工關鍵技術課程(cheng)

課程大綱：
第一章）（抽水蓄能電站）灌漿技術的定義、分類及作用
1）（抽水蓄能電站）灌漿技術：
2）定義:灌漿就是利用灌漿機械施加一定的壓力，將某種漿液通過預先設置的鉆孔或灌漿管，灌入巖石、土或建筑物中，使其膠結成堅固、密實不透水的整體。
按其作用的分類;帷幕灌漿、固結灌漿、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）固結灌漿：
固結灌漿是利用鉆孔將高標號的水泥漿液或化學漿液壓入巖體中,使之封閉裂隙，加強基巖的完整性，達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合密實進行的灌漿。
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)支護結構加固、防滲的灌漿工程，較多使用的有回填灌漿、圍巖固結灌漿和接觸灌漿。在隧洞中還可能進行其它用途的灌漿，如帷幕灌漿、深層巖體固結灌漿等。
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，如化學漿材)和顆粒狀漿材(與水混合呈懸浮液狀態，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，一般應根據設計技術要求對水泥漿液進行下列必要的試驗 比重、粘度、攪拌時間、穩定性、流動性、凝結時間、吸水率、沉淀速度、結石強度和透水率(空隙率和容重)等。
4）灌漿工程竣工后應整理出主要四種成果:灌漿成果表，灌漿成果統計分析表，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，灌漿結石的充填及膠結情況。
4.2)以防滲為(wei)目的(de)(de)的(de)(de)灌(guan)漿(jiang)(jiang)試驗(yan)應作正規壓水試驗(yan)，以加固為(wei)目的(de)(de)的(de)(de)灌(guan)漿(jiang)(jiang)試驗(yan)應作彈模和聲波測試。

第二章）（抽水蓄能電站）灌漿施工工藝和具體應用
1）灌漿工程量設計計算：灌漿的孔數、孔深取定及工程量計算：
1.1）帷幕灌漿的預算工程量計算：
1.2）固結灌漿的預算工程量計算：
1.3）壓水試驗工程量計算。
2）灌漿工程常用設備及工具;
（1)鉆頭和鉆機(氣動、內燃機等)（ 2）鉆孔沖洗和壓水試驗設備 （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）孔口封閉器或專用高壓灌漿塞。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---質量檢查--成果資料。
3.1）帷幕灌漿檢查孔的壓水試驗，可進行如下壓水測試:防滲性能檢查，逐級進行壓水試驗，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）灌漿結束標準和封孔方法。
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）工程質量檢查：灌漿質量檢查應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灌漿,并經檢查合格后才能進行帷幕灌漿。
(2)對設有抬動觀測設備的灌區，須待抬動觀測儀器裝置完畢，并完成灌漿前測試工作。，經監理檢查驗收合格后方可進行灌漿作業。在進行裂隙沖洗、壓水試驗和灌漿施工
（3）作業過程中均應進行抬動監測。施工單位應向監理工程師提交觀測成果。抬動變形值超過設計值時應立即停止施工，對此情況由監理工程師須與設計共同研究處理措施。
(4)在已完成或正在灌漿的地區，附近 30m 以內不得進行爆破作業。
(5）帷幕灌漿均系隱蔽工程，對其施工情況必須采用統一的記錄表格，原始記錄應如實、準確、齊全。
（6）對(dui)在施工過程中出(chu)現的(de)意外、事故及(ji)新發現的(de)地質條件等(deng)特殊情況，應及(ji)時向(xiang)監理(li)部(bu)、設計(ji)方(fang)、業主報告研究處理(li)，并(bing)根據(ju)具體(ti)情況及(ji)時調整(zheng)鉆(zhan)灌(guan)參數，保證灌(guan)漿(jiang)質量(liang)。

第三章）（抽水蓄能電站）隧洞回填灌漿施工
1）回填灌漿技術概述：
1.1）回填灌漿技術主要是指為了增強用巖或建筑結構密實性，在混凝十和圍巖或是混凝十和鋼結構收縮間產生的空隙中填充漿液。這種技術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--預埋管--鉆孔--驗孔--灌漿質量檢查--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)支護結構加固、防滲的灌漿工程，較多使用的有回填灌漿、圍巖固結灌漿和接觸灌漿。此外還有在隧洞掘進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的超前注漿;用于加強結構、改善受力狀態的預應力灌漿等。在隧洞中還可能進行其它用途的灌漿，如帷幕灌漿、深層巖體固結灌漿等。
2）隧道回填灌漿的技術要求：
2.1）采用“先回填灌漿、再固結灌漿”的方式進行隧洞混凝士襯砌段的灌漿，并且在襯砌混凝士達到設計強度70%，采用“先回填灌漿、再固結灌漿”的方式進行隧洞混凝土襯砌段的灌漿，并且在襯砌混凝土達到設計強度70%后盡早進行回填灌漿，固結灌漿則在該部分的回填灌漿結束7d后進行。
2.2）如果隧洞工程中含有帷幕灌漿應當先進行回填灌漿，然后再依次進行固結灌漿和帷幕灌漿的施工。灌漿結束后，應封閉孔口返獎的灌漿孔等待凝固。
2.3）必須分區段進行灌注，要分兩個次序進行，從較高的一段開始堆進，同一區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。
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先埋設灌漿管。回填灌漿孔的位置不能與設計孔位相差超過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計規定的壓力下，且當注漿孔不再吸漿，要立即結束回填灌漿。
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、涌泥的現象，看檢查孔是否出現坍孔，仔細觀察并評定灌漿效果。
 (2)檢(jian)查(cha)孔(kong)取(qu)芯(xin)(xin)(xin)法綜合(he)分(fen)析(xi)檢(jian)查(cha)孔(kong)取(qu)芯(xin)(xin)(xin)率、巖芯(xin)(xin)(xin)的(de)完整性(xing)以及巖芯(xin)(xin)(xin)強度試驗，判定灌漿效果。若是芯(xin)(xin)(xin)樣(yang)沒有(you)空(kong)(kong)洞或(huo)是不(bu)密實(shi)的(de)現象，或(huo)者空(kong)(kong)洞、不(bu)密實(shi)部位已經(jing)被水泥(ni)密實(shi)填充，則說明(ming)灌漿的(de)質量合(he)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計。
（2.1）開工許可證的申請程序：
工程承建單位應在灌漿作業開工之前，根據設計文件和合同技術標準要求，結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、試驗大綱均應事先報經監理部批準。
(2.2)壓力鋼管灌漿工程的施工準備：
編制壓力鋼管灌漿工程《施工措施方案》報送監理部批準。其內容應包括:
(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。
(4)施工進度方案。
(5)機械設備配置與勞動力組織。
(6)質量控制措施。
(7)灌漿計量設備與灌入量控制方法。
(8)作業原始記錄資料收集與整理。
(9)施工安全與環境保護措施。
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多。 
(3.1)鉆孔灌漿工程量大，施工機械設備多，廊道施工通道少，采用集中制漿，設中轉站輸漿，循環共漿的方法進行漿液的輸送。
(3.2)按施工工作面要求配備足夠的施工人員及施工設備，并組織安排好施工人員及設備的調動，采用集中統一的管理方法
（3.3）完善現場施工布置和制漿系統，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、千分表進行監測，安排專項責任人員看守壓力表。
4）施工現場布置：設置簡易施工作業平臺。 
（4.1）施工用：風、水、電及排水、排污等系統：
洞內風、水、電、排污管道都靠邊布置。在引水隧洞出口設置臨時集水排污池，將工作面污水集中進行凈化處理后排放。
（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)鉆灌設備和鉆孔設備：
根據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，回填灌漿選用 YT2腿式鑿巖機及阿特拉斯 D7 液壓鉆鉆孔，固結漿選用 YG40 導軌式巖機鉆孔，勘探孔及檢查孔用 XY-2PC 地質鉆機鉆孔，接縫灌漿采用磁座電鉆鉆孔。 
 灌漿設備：固結及接觸灌漿采用 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(li)分(fen)享：清(qing)遠抽水蓄能(neng)電站--壓力(li)鋼(gang)管(guan)的灌漿施工(gong)）

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；灌漿施工時首先進行的是斜井直線段施工，最后進行上下彎段施工。
（1.2）斜井支護。斜共擴挖時，應對井壁咆括底拱)進行系統錨噴支護。并壁有不利的節理裂組合時，應及時加強支護。
（1.3）斜井鋼筋混凝土襯砌：經過20多年的施工實踐，滑模已經是陡傾角斜井混凝土襯砌施工成熟的技術。因此，傾角不小于45°的斜井鋼筋混凝土襯砌施工應優先采用滑模施工方式。
2）斜井灌漿工程承建單位應在灌漿作業開工之前，根據設計文件和合同技術標準要求，結合實際工程，選擇局部區域完成灌漿試驗，編制并提交斜井灌漿工程的施工措施方案，灌漿試驗部位、試驗大綱均應事先報經監理部批準。
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，在一次錨噴支護期間，經常會遇到洞室圍巖滲水，尤其在富水地區，地下洞室圍巖滲水嚴重影響錨噴支護質量，制約洞室施工進度，同時增加地下洞室施工安全風險。目前，國內斜井圍巖裸巖地段常采用錨噴支護完成后系統固結灌漿，或滲水地段二次混凝土襯砌施工后再固結灌漿，固結灌漿以固結圍巖為目的。
4）（簡介）斜井裸巖灌漿施工工序流程：
（4.1）工序流程主要為:施工準備一工作面場地平整及場地內排污溝施工一施工平臺搭設監測儀器埋設一固結灌漿鉆孔一固結灌漿施工一固結灌漿質量檢查一補灌(如需補灌)一補灌后檢查一完工清理場地.
（4.2）施工依據：（1）《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》-( DL/T 5148-2001 );(2)《水利水電工程鉆孔壓水試驗規程》(SL31-2003) (3）《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》等。
（4.3）灌漿試驗：
在灌漿作業開工前，需在施工現場進行灌漿試驗，取得適用于本工程的施工工藝及參數，經監理工程師確認后，方可進行正式工程的灌漿作業。其具體步驟如下所述。
1、灌漿作業開工前，編制詳細的試驗大綱，報送監理人審批。
2、漿液試驗
2.1）按監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;
2.1.4 ）漿液的沉淀穩定性;
2.1.5 ）漿液的凝結時間，包括初凝或終凝時間;
2.1.6 ）漿液結石的容重、強度、彈性模量和滲透性;
2.1.7 ）監理人指示的其它試驗內容。
2.2）用于現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，工程量呈漸進式增加，而隧洞原定充水工期不變。
(5.2)斜井洞段地質情況極其復雜，巖石裂隙發育，有三條較大的斷層以及裂隙在該洞段交匯，在鉆進過程中易發生卡鉆，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類型復雜，主要有工字鋼、連接筋、鋼筋網片、系統錨桿、超前錨桿、隨機錨桿、鎖腳錨桿及超前小導管等，在鉆進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，也是保障施工質量的關鍵環節，直線段灌漿施工安全風險大，如何提高斜井直線段灌漿施工設備的安全性能及*限度的方便施工，提高施工質量、加快施工速度與斜井直線段灌漿施工輔助設備的選擇與布置密切相關。一般而言，斜井直線段固結灌漿從井的下部逐漸向上推進，分段、分序進行，直線段灌漿設置鉆孔灌漿臺車進行。
（5.5）斜井灌漿施工技術的發展：施工設備的逐步完善，提供一種合理的斜井灌漿提升設備及布置方式是保證斜井直線段灌漿的關鍵。斜井直線段灌漿施工提升系統包括灌漿臺車系統、灌漿運輸小車系統、彎段爬梯、直線段安全平臺等，灌漿臺車系統包括灌漿平臺車、液壓爬升提升系統、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、轉向滑輪組等
6）多種灌漿質量檢測方法相結合：
在斜井灌漿結束后，按規范要求進行回填灌漿的壓漿試驗及固結灌漿的壓水試驗、聲波試驗、鉆孔取芯及彈模試驗，以獲得斜井巖體的抗滲性能、彈性模量與變形模量。鉆孔變形試驗與地質取芯、高壓壓水、水力劈裂試驗共用鉆孔。如果洞內有塌方段，還進行水泥化學灌漿，在化學灌漿后進行鉆孔變形試驗等。
彈模檢測分兩個階段進行檢查：階段Ⅰ(固結灌漿后)，階段Ⅱ(化學灌漿結束后28 d)。通過對比不同階段的檢測成果，對灌漿效果進行分析。
聲(sheng)波檢(jian)測分三(san)個階(jie)段(duan)進行檢(jian)查：階(jie)段(duan)Ⅰ(固結灌(guan)漿前)，階(jie)段(duan)Ⅱ(水泥灌(guan)漿結束后28 d)，階(jie)段(duan)III(化(hua)學灌(guan)漿結束后28 d)。通過對(dui)比不同階(jie)段(duan)的(de)檢(jian)測成果(guo)，對(dui)灌(guan)漿效果(guo)進行分析

灌漿施工(gong)關(guan)鍵技術(shu)課程(cheng)