湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称：水利水电工程施工技术 200 年至200 年第 学期第 19 次课 授课班级： 03级水工 编制日期： 年 月 日 课题（章节）： 第六章 灌浆工程 6.3 灌浆施工  6.4 灌浆施工安全技术  传授主要知识点：  回填灌浆、 接缝灌浆及灌浆施工安全技术  传授主要技能点：   掌握回填灌浆、 接缝灌浆的施工方法  熟悉灌浆施工安全技术及注意事项  教学步骤安排： 1、复习上节课内容  2、讲述回填灌浆、接缝灌浆的方法  3、讲述灌浆施工的安全技术  4、小结本次课内容  授课方式： 1、课堂讲授  2、多媒体演示   3、介绍典型的施工实例  教学手段：  板书、多媒体、相关施工图片  作业布置情况：  利用课后习题进行练习，巩固知识，补充习题。    课后分析与小结：           三、回填灌浆 回填灌浆主要是填充混凝土与周围岩石之间空隙，使混凝土与周围岩石之间紧密接触形成整体。回填灌浆一般仅灌注空隙和0.5～1.0m厚的岩石范围。 (一)灌浆孔布置 回填灌浆孔孔距一般为1.5～3.Om,一般衬砌隧洞时，在灌浆部位预留灌浆孔或预埋灌浆管，其内径应大于5Omm。对预留的孔或灌浆管要妥善保护，管口要用管帽拧好，防止损坏丝扣和进入污物堵塞灌浆孔。当开始灌浆时，全部管帽要拧开。当灌浆过程中，灌浆管冒浆时，再用管帽将该管口堵好。 (二)灌浆施工 1、灌浆施工次序 回填灌浆施工时，一般是将隧洞按一定距离划分为若干个灌浆区。在一个灌浆区内，隧洞的两侧壁从底部开始至拱顶布成排孔，两侧同时自下排向上排对称进行灌浆，最后灌拱顶。每排孔必须按分序加密原则进行，一般分为两个次序施工，各次序灌浆的间歇时间应在48h以上。当隧洞轴线具有10。以上的纵度，灌浆应先从低的一端开始。 2、灌浆方法 回填灌浆，一般采用孔口封闭压入式灌浆法。在衬砌混凝土与围岩之间的空隙大的地方，第一次序孔可用水泥砂浆采取填压式灌浆法灌浆，第二次序孔采用纯水泥浆进行压入灌浆。空隙小的地方直接用纯水泥浆进行静压注浆。 3、灌浆配比 纯水泥浆水灰比一般为1:1、0.8:1、0.6：1、0.5：1四个比级。开始时采用1：1的浆液进行灌注，根据进浆量的情况可逐级或越级加浓。 在空隙大的地方灌注砂浆时，掺砂量不宜大于水泥重量的2倍。砂粒粒径应根据空隙的大小而定，但不宜大于2.5mm，以利于泵送。如需灌注不收缩的浆液，可在水泥浆中加入水泥重量0.3%左右的铝粉。 4、灌浆压力 回填灌浆的灌浆压力取决于岩石特性以及隧洞衬砌的结构强度。施工开始时，灌浆压力应在灌浆试验区内试验确定，以免压力过高引起衬砌的破坏。 5、灌浆结束与封孔 回填灌浆，在设计规定压力下，灌孔停止吸浆，灌浆孔停止吸浆，延续灌注5min，即可结束。群孔灌浆时，要让相联结的孔都灌好为止。隧洞拱顶倒孔灌浆结束后，应先将孔口闸阀关闭后再停机，待孔口无返浆时才可拆除孔口闸阀。 灌浆结束后，清除孔内积水和污物，采用机械封孔并将表面抹平。 (三)质量检查 回填灌浆质量检查，宜在该部位回填灌浆结束7d后进行。检查孔的数量应不少于灌浆孔总数的5%。回填灌浆检查孔合格标准:在设计规定的压力下，在开始1Omin内，孔内注入水灰比2:1的浆液不超过10min,即可认为合格。回填灌浆质量检查可采用钻孔注浆法，即向孔内注入水灰比2：1的浆液，在规定的压力下，初始1Omin内注入量不超过1OL，认为合格。灌浆孔灌浆和检查孔检查结束后，应使用水泥砂浆将钻孔封填密实，孔口压抹齐平。 四、接缝灌浆 混凝土坝用纵缝分块进行浇筑，有利于坝体温度控制和浇筑块分别上升，但为了恢复大坝的整体性，必须对纵缝进行接缝灌浆，纵缝属于临时施工缝。坝体横缝是否进行灌浆，因坝型和设计要求而异。重力坝的横缝一般为永久温度(沉陷)缝，拱坝和重力拱坝的横缝，都属于临时施工缝。临时施工横缝要进行接缝灌浆。 蓄水前应完成蓄水初期最低库水位以下各灌区的接缝灌浆及其验收工作。蓄水后，各灌区的接缝灌浆应在库水位低于灌区底部高程时进行。 混凝土坝接缝灌浆的施工顺序应遵守下列原则： (1)接缝灌浆应按高程自下而上分层进行。 (2)拱坝横缝灌浆宜从大坝中部向两岸推进。重力坝的纵缝灌浆宜从下游向上游推进，或先灌上游第一道纵缝后，再从下游向上游顺次灌浆。当既有横缝灌浆又有纵缝灌浆时，施工顺序应按工程具体情况确定。 (3)处于陡坡基岩上的坝段，施工顺序可另行规定。 各灌区需符合下列条件，方可进行灌浆： (1)灌区两侧坝块混凝土的温度必须达到设计规定值。 (2)灌区两侧坝块混凝土龄期应多于6个月。在采取有效措施情况下，也不得少于4个月。 (3)除顶层外，灌区上部宜有9m厚混凝土压重，其温度应达到设计规定值。 (4)接缝的张开度不宜小于0.5mm。 (5)灌区应密封，管路和缝面畅通。 在混凝土坝体内应根据接缝灌浆的需要埋设一定数量的测温计和测缝计。 同一高程的纵缝(或横缝)灌区，一个灌区灌浆结束，间歇3d后，其相邻的纵缝(或横缝)灌区方可开始灌浆。若相邻的灌区已具备灌浆条件，可采用同时灌浆方式，也可采用逐区连续灌浆方式。连续灌浆应在前，灌区灌浆结束后，8h内开始后一灌区的灌浆，否则仍应间歇3d后进行灌浆。 同一坝缝，下一层灌区灌浆结束，间歇14d后，上一层灌区才可开始灌浆。若上、下层灌区均已具备灌浆条件，可采用连续灌浆方式，但上、下层灌区灌浆间隔时间不得超过4h，否则仍应间歇14d后进行。 为了方便施工、处理事故以及灌浆质量取样检查，宜在坝体适当部位设置廊道和预留平台。 (一)灌浆系统布置 接缝灌浆系统应分区布置，每个灌区的高度以9～12m为宜，面积以200～3OOm为宜。灌浆系统布置原则： (1)浆液应能自下而上均匀地灌注到整个缝面。 (2)灌浆管路和出浆设施与缝面应畅通。 (3)灌浆管路应顺直、畅通、少设弯头。 每个灌区的灌浆系统，一般包括止浆片、排气槽、排气管、进(回)浆管、进浆支管和出浆盒，如图6-11。其中灌浆管路可采用埋管和拔管两种方法。  1、止浆片：常用塑料止浆带，安装时，两翼用铁丝和模板拉直固定，混凝土浇筑时，止浆片周边混凝土宜采用软管人工振捣，同时防止止浆片浇空或浇翻。 2、排气槽、管：包括排气槽、盖板和排气管，排气槽位置可设在缝面上，也可设在键槽上，排气管安装在加大的接头木块上，排气槽一般用三角或半圆木条或梯形木条埋入先浇块内，形成排气槽。接头木块置于排气槽一端，后浇块浇筑时拆除木条或木块，其结构如图6-12所示。然后用设计规定厚度的镀锌铁板加工盖板或采用塑料定型盖板。安装时，利用先浇块预埋的铁钉固定盖板，在四周处涂塞水泥浆，以防浇筑混凝土时进浆堵塞。  3、出浆盒：用铁皮、圆锥木或塑料在先浇块内预埋，同时其周边预埋4根铁丝，后浇块浇筑时加盖板(用砂浆预制、铁皮加工或定型塑料盖板均可)，并用铁丝固定，在其周边涂塞水泥浆。 4、进(回)浆管和灌浆支管：进(回)浆管多采用直径33mm钢管或硬塑料管，支管用直径25mm钢管，为防止管路堵塞，除管口每次接高后加盖外，在进(回)浆管底部50～80cm以上设一水平连通管，支管水平布置较垂直好。 (二)灌浆系统预埋施工 1、灌浆支管预埋施工 (1)在先浇块的模板上在升浆管的部位先贴上直径3Omm的半圆木条，使之先浇块成半圆槽，预埋槽一定要光滑、铅直；圆木两边沿高程每50cm预埋圆钉。 (2)灌区开始层，后浇块浇筑前，拆除半圆木条，形成半圆槽，安装好进、回浆管后，把塑料软管的封头插入进浆管的三通内，插入之前，先放掉所存的空气，然后顺次把塑料软管由低到高放入半圆槽内，理直并用预埋圆钉及铅丝固定好。塑料软管埋设完毕，于混凝土浇筑前再打气加压膨胀，加压不小于0.3～0.5MPa，使软管外径从直径25mm扩大到28mm左右。混凝土浇完1d后，把气放掉，拔出塑料软管。 (3)灌区中间层，把塑料软管的封头插入下层直径25mm连接塑料硬管内，插入深度10～30cm，其工序与灌区开始层相同；灌区结束层，工序与灌浆中间层基本相同，但距排气槽8.5cm时，需把半圆槽内埋设的塑料软管倾斜，使管口离缝面0.5m拔出，并用木塞把孔口封死。 (4)塑料拔管与气门嘴连接要牢固，软(硬)管的接头均采用焊接。低温时，塑料拔管可在温度不大于50℃的温水中浸泡。 (5)每个浇筑层安装拔管前，对软管应进行充气检查，每加高一层，必须对已埋或形成的管孔通水检查。 2、排气槽、管安装 (1)先浇块分缝模板上钉水平半圆木条(直径30mm)两条(坝块两端各留100cm不钉)，拆模后形成槽子。 (2)后浇块浇筑前在先浇块上顶留槽内安装塑料软管，充气、理直。 (3)后浇块收仓后，待混凝土有一定强度，即可放气拔出塑料管，及时加塞保护孔口。 3、预埋施工中的预防堵塞 (1)各接头部位包括软管与进浆连接处、灌区中间层软管封头与下层塑料硬管连接处等处要焊封严密，以防浇筑时水泥浆、水泥砂浆流入管内，发生管路不畅或堵塞事故。 (2)各层(灌区中间层、结束层)的软管拔起后塑料硬管及孔口必须及时用木塞、棉花封堵好，防止仓面污水、水泥浆、小石等异物进入管内。 (3)为避免起拔困难和防止拔断，半圆槽应平顺、光滑，无凸凹陡坎。 (4)软管充气安装完毕至拔管前，要注意对其保护，避免人踩、机械压。浇筑过程中经常观察有无漏气现象，一旦发现，应及时处理。 (5)开仓前，必须对软管、进回浆管进行检查，合格后方可开仓。 整个灌区形成后，应再次对灌浆系统通水复查，发现问题，及时处理，直至合格。通水复查应做记录。任何时期灌浆系统的外露管口和拔管孔口均应堵盖严密，妥善保护。 (三)接缝灌浆施工 灌浆前必须先进行预灌压水检查，压水压力等于灌浆压力。对检查情况应作记录。经检查确认合格后应签发准灌证，否则应按检查意见进行处理。灌浆前还应对缝面充水浸泡24h。然后放净或用风吹净缝内积水，即可开始灌浆。 灌区相互串通时，应待其均具备灌浆条件后，同时进行灌浆。 接缝灌浆的整个施工程序是：缝面冲洗、压水检查、灌浆区事故处理、灌浆、迸浆结束。 灌浆过程中，必须严格控制灌浆压力和缝面增开度。灌浆压力应达到设计要求。若灌浆压力尚未达到设计要求，而缝面张开度已达到设计规定值时，则应以缝面张开度为准，控制灌浆压力。灌浆压力采用与排气槽同一高程处的排气管管口的压力。排气管引至廊道，则廊道内排气管管口的灌浆压力值应通过换算确定。排气管堵塞，应以回浆管管口相应压力控制。 在纵缝(或横缝)灌区灌浆过程中，可观测同一高程未灌浆的相邻纵缝(或横缝)灌区的变形。如需要通水平压，应按设计规定执行。 浆液水灰比变换可采用3：1(或2：1)、1：1、0.6：1(或0.5：1)三个比级。一般情况下，开始可灌注3：1(或2：1)浆液，待排气管出浆后，即改用1：1浆液灌注。当排气管出浆浓度接近1：1浆液浓度或当1：1浆液灌入量约等于缝面容积时，即改用最浓比级0.6：1(或0.5：1)浆液灌注，直至结束。当缝面张开度大，管路畅通，两个排气管单开出水量均大于30L/min时，开始就可灌注1：1或0.6：1浆液。 为尽快使浓浆充填缝面，开灌时，排气管处的阀门应全打开放浆，其它管口应间断放浆。当排气管排出最浓一级浆液时，再调节阀门控制压力，直至结束。所有管口放浆时，均应测定浆液的密度，记录弃浆量。 当排气管出浆达到或接近最浓比级浆液，排气管口压力或缝面张开度达到设计规定值，注入率不大于0.4L/min时，持续20min，灌浆即可结束。当排气管出浆不畅或被堵塞时，应在缝面张开度限值内，尽量提高进浆压力，力争达到规定的结束标准。若无效，则在顺灌结束后，应立即从两个排气管中进行倒灌。倒灌时应使用最浓比级浆液，在设计规定的压力下，缝面停止吸浆，持续10min即可结束。 灌浆结束时，应先关闭各管口阀门后再停机，闭浆时间不宜少于8h。 同一高程的灌区相互串通采用同时灌浆方式时，应一区一泵进行灌浆。在灌浆过程中，必须保持各灌区的灌浆压力基本一致，并应协调各灌区浆液的变换。 同一坝缝的上、下层灌区相互串通，采用同时灌浆方式时，应先灌下层灌区，待上层灌区发现有浆串出时，再开始用另一泵进行上层灌区的灌浆。灌浆过程中，以控制上层灌区灌浆压力为主，调整下层灌区的灌浆压力。下层灌区灌浆宜待上层灌区开始灌注最浓比级浆液后结束。在灌浆的邻缝灌区宜通水平压。 有三个或三个以上的灌区相互串通时，灌浆前必须摸清情况，研究分析，制定切实可行的方案后，慎重施工。 (四)工程质量检验 各灌区的接缝灌浆质量，应以分析灌浆资料为主，结合钻孔取芯、槽检等质检成果，并从以下几个方面，进行综合评定：1)灌浆时坝块混凝土的温度；2)灌浆管路通畅、缝面通畅以及灌区密封情况；3)灌浆施工情况；4)灌浆结束时排气管的出浆密度和压力；5)灌浆过程中有无中断、串浆、漏浆和管路堵塞等情况；6)灌浆前后接缝张开度的大小及变化；7)灌浆材料的性能；8)缝面注入水泥量；9)钻孔取芯、缝面槽检和压水检查成果以及孔内探缝、孔内电视等测试成果。 根据灌浆资料分析，当灌区两侧坝块混凝土的温度达到设计规定，两个排气管均排出浆且有压力，排浆密度均达1.5g/cm3以上，其中有一个排气管处压力已达设计压力的50%以上，而其它方面也基本符合有关要求时，灌区灌浆质量可以认为合格。 接缝灌浆质量检查工作应在灌区灌浆结束28d后进行。 钻孔取芯、压水检查和槽检工作，应选择有代表性的灌区进行。孔检、槽检结束后应回填密实。 第五节 灌浆施工安全技术 一、施工准备 1、根据现场情况和规程的要求制定安全措施。 2、组织施工人员学习安全操作规程和有关安全规定。 3、技术负责人、地质值班员向施工人员进行安全技术交底。 二、一般要求 1、钻机、泥浆搅拌机不准单人开机操作，每班工作必须做到分工明确，各负其责。 2、机械运转中不得进行修理。停电时必须将开关拉下。 3、在得到有6级以上的大风报告后，必须做好以下几项工作：(1)卸下钻架苫布，检查钻架，做好加固；(2)停止工作时，必须切断电源，盖好设备，做好各种器材的保管，精密仪器撒离工作现场，(3)熄灭一切火源。 4、在汛期工作或洪水威胁施工现场应加强警戒。并随时掌握水文及气象资料，做好应急措施。 三、设备安装与拆卸 1、拆、建钻架时分工明确，要有专人指挥，上下协调，互相配合，不得各行其事。 2、安装钻架前应严格检查架腿、滑轮、钢丝绳等是否合乎要求，不符合要求的，不准使用。现场人员要戴好安全帽，上架时不准穿容易滑跌的硬底鞋，要系好安全带，工具、螺丝等要放在工具袋中。 3、拆、建钻架时，严禁架上、架下同时作业，钻架及所有机械设备的各部位螺丝必须上紧，铁线、绳子必须捆绑结实。 4、若使用灌浆钻探平台需做到以下几点：(1)平台需在道轨上行走，必须打铆钉将道轨底下的方木固定住，道轨用道钉钉在方木上，做到平直、牢固；(2)平台移动时采用电动卷扬机，电动卷扬机固定在混凝土底座上，在混凝土中埋设固定螺杆与之固定在一起，选用卷扬机必须安全可靠；(3)在斜坡段施工时，平台的四周要有防护拦杆，用于升降副平台的链式起重机应安全可靠，钻架要设有四根绷绳，以防出现意外事故。 5、在5级风以上、雷雨、雪雾天气时不宜进行拆卸安装工作。 6、机械传动的皮带或链条必须有防护罩。 7、钻架若整体移动时，用人抬起钻架离地面应不超过3Ocm，移动前要清除移动范围内的障碍物，要做到同起同落。 四、开钻前准备工作 1、操作人员开钻前，必须对钻场的安全设施及一切设备进行全面细致检查。要做到：(1)安全设施处于完好状态；(2)润滑部位应有足够的润滑油；(3)各部机械螺丝不能松动；(4)操作手柄灵活可靠，开关性能良好；(5)液压、动力传动系统正常，线路绝缘良好。 2、清除钻场内障碍物。 五、钻进 1、开动钻机时应确认机器转动部位无人靠近时方可开机。 2、操作离合器要平稳，禁止离合器似离不离状态。 3、钻机需要变速时，要先拉开离合器，切断动力可变速。 4、机械转动时不许拆装零件，不许触摸和擦洗运转着的部位。 5、钻场照明要保证光线充足，照明光度不够时不能勉强工作。 6、对机械各部要经常检查，发现异常现象要及时采取措施处理。 7、为了保证孔内安全，要严格执行钻探规程各条款。 六、升降钻具、栓 1、每班应检查钢丝绳的情况，凡lm长度以内，销丝绳折断数超过10%，不能使用。 2、升降钻具过程中，必须遵守下列规定：(1)升降钻具过程中，操作人员要精力集中注意天车、卷扬和孔口部位；(2)提升最大高度，提引器距天车不得小于5Ocm，遇到特殊情况超出规定，要采取安全措施；(3)操纵卷扬机不得猛刹猛放，升降中禁止用手去拉钢丝绳，如缠绕不规则时，可用木棒拨动；(4)孔口操作人员，必须站在钻具起落范围以外，摘挂提引器要注意回绳碰打；(5)放倒或拉起钻具时，提引器开口必须朝下；(6)起放各种钻具，手指不得伸入管内提拉，不得用手去试探岩芯或用眼睛去看岩芯管内岩芯，应用一根足够拉力的麻绳将钻具拉开，(7)孔口人员抽插垫叉时，禁止手扶垫叉底面，跑钻时严禁抢插垫叉；(8)遇坍塌掉块孔段或通过套管管靴时，应减慢升降速度。 3、使用液压拧管机必须遵守下列规定：(1)液压马达在初次启动前，应向壳体内注满机油；(2)液压马达的启动或停车，应在卸荷状况下进行；(3)经常保持油液的清洁干净，防止灰尘和水分混入，定期更换油液，定期清洗过滤器；(4)经常检查油路系统各环节是否正常和管接头是否松动，防止空气进入油路系统。 4、灌浆栓塞下入孔，若遇阻滞现象，必须起出后进行扫孔，不得强行下入。 七、灌浆阶段 1、灌浆前，必须对搅拌机和管路、栓塞等进行认真检查，以保证灌浆的连续性，中途不得停顿。 2、搅拌机安置要平稳牢固，传动部分的防护罩要完善可靠。 3、水泥浆搅拌人员要做好防尘设施和正确穿戴防尘保护用品。 4、水泥灌浆搅浆时，必须先加水，等正常开动后再加水泥。 5、运转时不准用手或其它物件伸入搅浆筒中清除杂物，需要掏灰必须停机清理。 6、灌浆中需有专人看压力表，防止压力突升突降。 7、在运转中，安全阀必须无故障，运转前应进行校正，校正后不随意转动。 8、高压灌浆对高压调节阀应设置防护装置，调压人员应配戴防护镜。 9、浆液必须在浆液凝固期限内灌完，灌后立即清洗机具。