第8.4章 钻孔和灌浆工程施工(改后)

8.4 钻孔和灌浆工程施工

8.4.1 概述

8.4.1.1 工程范围

本工程钻孔和灌浆的工作内容包括：

（1）钻孔：包括勘测孔、灌浆孔、检查孔、观测孔和排水孔的钻孔，以及钻孔和灌浆所需进行的钻取岩芯和试验、钻孔冲洗、压水试验、灌浆前孔口加塞保护等全部钻孔作业。

（2）灌浆：固结灌浆、回填灌浆、化学灌浆。 8.4.1.2 工程量

灌浆主要工程量见表8.4-1。

灌浆工程量表 表8.4-1

序号 项目名称 类别 固结灌浆孔 1 交通洞工程 固结灌浆 回填灌浆 排水孔 固结灌浆孔 2 通风洞工程 固结灌浆 回填灌浆 排水孔 固结灌浆孔 固结灌浆 3 1#施工支洞 回填灌浆 灌浆管 排水孔 排水管 单位 m m m2 m m m m2 m m m m2 m m m 工程量 260 130 3600 8600 200 100 1900 9700 422 422 799 46 10 10 备注 8.4.1.3 引用标准

（1）GB175-2007《通用硅酸盐水泥》；

（2）DL/T5010-2005《水电水利工程物探规程》； （3）DL/T5100-1999《水工混凝土外加剂技术规程》；

（4）DL/T5125-2001《水电水利岩土工程施工及岩体测试造孔规程》；

（5）DL/T5144-2001《水工混凝土施工规范》；

（6）DL/T5148-2001《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》； （7）DL/T5150-2001《水工混凝土试验规程》；

（8）DL/T5331-2005《水电水利工程钻孔压水试验规程》； （9）DL/T5368-2007《水电水利工程岩石试验规程》； （10）DL/T 5406-209《水工建筑物化学灌浆施工范》； （11）JGJ63-2006《混凝土拌和用水标准》。

8.4.2 施工布置

8.4.2.1 施工风、水、电

钻孔和灌浆施工的风、水、电管线利用开挖和混凝土施工的风、水、电系统有规律的布设，洞内的管线固定在不影响施工的侧壁上。 8.4.2.2 施工排水、排污

钻孔施工时会产生大量废水，施工时必须精心布置排污系统，妥善解决钻孔及灌浆产生的污水、废浆，实施文明施工，满足环保要求。

制浆站和灌浆期间的废水、废浆集中排放，不得影响地下洞室的混凝土浇筑。排污采用临时排污池，临时排污池布置在较低的位置，排污池采用砖砌筑，排污池中间两道隔墙，分为沉淀池、过滤池、清水池。

在混凝土面上进行灌浆时，在施工场地的周围修筑挡水埂，废水、废浆集中在一个地方，由专用管道统一引排至污水处理系统。

（1）移动式制浆站布置

本工程钻孔和灌浆施工，由于工作面较多，采取布置移动式制浆站的方式，供应浆液。

制浆站由占地面积40m2的木结构水泥堆放平台、ZJ-400型高速制浆机、低速搅拌机和BW250/50输浆泵组成。

本标段主要设3个移动式制浆站。 1#制浆站负责供应交通洞工程； 2#制浆站负责供应通风洞工程； 3#制浆站负责供应1#施工支洞工程。

局部洞段的超前注浆及阻水灌浆，可设立临时洞内制浆站应急，施工结束后及时撤除。

（2）浆液输送

本标段由移动式制浆系统进行灌浆供浆。主要采用50mm胶管输送浆液至各灌浆部位。各个灌浆部位内主要机械设备有JJS-2B型双层搅拌桶及HB80/10型灌浆泵。输送浆液流速为1.4～2.0m/s。

（3）通讯联络

制、供浆站与施工作业部位安装无线对讲系统，以方便施工用浆工作面与后方制浆站供浆及时联系。 8.4.4.3 钻孔和灌浆台车布置

隧洞顶拱回填灌浆、围岩固结灌浆等主要在洞室内完成，须根据不同的洞室断面结构尺寸和所处位置制作专门的钻孔和灌浆台车和搭设施工平台，才能满足钻孔和灌浆作业的需要。排水孔施工时可利用灌浆时所使用的施工平台。

8.4.3 灌浆材料及制浆

8.4.3.1 灌浆材料

除合同另有约定外，承包人负责采购、运输、储存、保管钻孔和灌浆所需的全部材料。每批到达现场的水泥、外加剂、掺合料和化学灌浆材料等，均符合技术条款规定的材料质量标准，并附有生产厂家的质量证明书。每批材料入库前会同监理人进行验收，并将验收清单提交监理人。

（1）水泥

① 用于灌浆的水泥强度等级和细度应遵守DL/T5148-2001第5.1.2条的规定。施工过程中，按监理人指示采用磨细水泥。

② 灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的水泥；水泥不应存放过久，不使用出厂期超过三个月的水泥。

（2）水

灌浆用水应遵守JGJ63-2006的规定，拌浆水的温度不得高于40℃，接触灌浆拌浆水的温度不得高于20℃。

（3）掺合料

经监理人批准，可在水泥浆液中掺入砂、黏性土等掺合料。各种掺合料质量符合规定，其掺入量应通过试验确定，试验成果应报送监理人批准后施行。

砂应为质地坚硬的天然砂或机制砂，其中不得含有土团、硫化物和有机物。粒径不大于2.5mm，细度模数不大于2.0，能保证泵送。

（4）外加剂

经监理人批准，可在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂以及监理人指示或批准的其它外加剂。各种外加剂的质量符合SL62-1994第2.1.7条规定，其最优掺加量通过室内试验和现场灌浆试验确定，试验成果应报送监理人。所有能溶于水的外加剂以水溶液状态加入。各种外加剂均应无毒性，并作水泥相容性试验。 8.4.3.2 制浆

（1）制浆材料必须按规定的浆液配比计量，称量误差小于5%，水泥等固相材料采用重量称量法。

（2）各类浆液必须搅拌均匀，测定浆液密度和粘度等参数，并作好记录。 （3）纯水泥浆液搅拌时间：使用普通搅拌机时不得少于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小于4h。

（4）拌制超细水泥浆液和稳定浆液，加入减水剂和掺和料并采用高速搅拌机，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。

（5）移动式制浆系统制备的水泥浆为0.5:1（水灰比）的纯水泥浆，输送浆液流速为1.4～2.0m/s，各灌浆点测定来浆密度，根据各灌浆点的不同需要进行调整后使用。

（6）寒冷季节施工好机房和灌浆管路的防寒保暖工作，炎热季节施工采取防晒和降温措施；浆液温度保持在5~40ºC，若用热水制浆，水温不得超过40ºC。

8.4.4 灌浆试验

8.4.4.1 试验目的

生产、验证性灌浆试验，目的是验证设计提出的各项目灌浆施工技术参数，确定各项目灌浆工程的施工工艺。 8.4.4.2 试验场地及钻孔布置

依据有关地质资料，施工现场开挖揭示情况，选择地质条件有代表性的区域为灌浆试验区，报监理人审批后尽早进行灌浆试验。

各项目灌浆试验工程量按设计图纸要求或监理人指示执行。

根据灌浆工程施工图纸的要求或按监理人指示选定试验孔布置方式、孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数。 8.4.4.3 试验内容

（1）试验室试验：按监理人指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验：

① 浆液配制程序及拌制时间； ② 浆液密度或比重测定； ③ 浆液流动性或流变参数； ④ 浆液的沉淀稳定性；

⑤ 浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间； ⑥ 浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性； ⑦ 监理人指示的其它试验内容。

（2）用于现场灌浆试验的浆液水灰比以及掺合料、外加剂等的品种及其掺量通过浆液试验选择，并将试验成果报送监理人。 8.4.4.4 其它说明

（1）各项灌浆作业开工前28天，编制详细的试验大纲，报送监理人审批。 （2）灌浆试验结束后，对试验成果进行分析，提出推荐的灌浆方法、施工工艺、浆液配比、性能及各项灌浆参数，报送监理人批准。

8.4.5 回填灌浆

8.4.5.1 灌浆部位

地下洞室的回填灌浆施工部位为交通洞、通风洞及1#施工支洞等部位的衬砌段顶拱。

8.4.5.2 回填灌浆的顺序

（1）回填灌浆在衬砌混凝土达到70％设计强度后进行施工。

（2）回填灌浆按划分的灌浆区段分序加密进行，分序序数和分序方法根据施工图纸要求确定，并报送监理人审批。 8.4.5.3 工艺流程

在素混凝土衬砌中的回填灌浆孔，可采用直接钻孔的方法；在钢筋混凝土衬砌中的回填灌浆孔采用在预埋管及预留孔中钻孔的方法，孔深应深入岩石10cm，并测记混凝土厚度和空腔尺寸。回填灌浆工艺流程见框图8.4-1。

回填灌浆工艺流程框图（框图8.4-1）

8.4.5.4 主要施工方法及措施

（1）钻孔

① 回填灌浆钻孔在衬砌混凝土达到70%的设计强度后进行。

② 在混凝土浇筑时预埋PVC管时作为回填灌浆导向管，并采用YT-28手风钻在预埋管中钻孔。

③ 灌浆孔的开孔孔位符合施工图要求，因故变更孔位征得监理人同意，并记录实际孔位。

④ 孔深应深入岩石10cm，并测记混凝土厚度和空腔尺寸。

⑤ 超挖大的洞段，在混凝土浇筑前采用预埋灌浆管、排气管的方法，并将排气管埋于超挖最大的地方，灌浆管次之。

（2）钻孔冲洗

灌浆钻孔结束后，采用高压风或水进行钻孔冲洗，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。对灌浆孔进行妥善保护，防止流进污水和落入异物，直到验收合格为止。

（3）灌浆

① 钻孔法回填灌浆施工自较低一端开始，向较高一端推进，同一区段内的同一次序孔全部或部分钻出后，再进行灌浆。也可单孔分序钻进和灌浆，钻孔法回填灌浆的区段长度不大于50m。预埋灌浆管路系统的灌浆区灌浆时从灌浆区段里端开始，逐渐向外端后退，外端封堵严密。

② 隧洞回填灌浆施工按两个次序进行，同一灌浆区先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序

测量放孔位（导向管预埋） 钻孔（沿预埋管钻孔） 灌 浆 No 结束标准 封 孔 Yes

孔，各序孔灌浆时间间隔不小于48h，Ⅰ、Ⅱ序孔分类编号。Ⅰ序孔灌注水灰比0.6（或0.5）：1的水泥浆，Ⅱ序孔灌注0.6（或0.5）：1和1：1两个比级的水泥浆。空隙大的部位灌注水泥砂浆，但掺砂量不大于水泥重量的200％。

③ 灌浆压力控制

灌浆压力和浆液水灰比按施工图纸的要求或监理人的指示确定。 （4）回填灌浆结束标准及封孔

① 回填灌浆在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，并继续灌注10min即可结束。 ② 回填灌浆结束后，排除钻孔内积水和污物，采用硬性水泥砂浆将全孔封填密实，孔口抹平，露出衬砌混凝土表面的埋管割除。

（5）回填灌浆特殊情况处理

① 空腔较大部位、超挖大的部位、塌方段，预埋灌浆管，预埋管不少于2组（每组2根；其中1根为排气管；另1根为灌浆管，排气管埋在最高处，进浆管次之）。

② 对钢结构衬砌段超挖较大部位，回填灌浆时预埋PVC管，预埋管引入预留的固结灌浆孔口外，在本灌浆区内最后采用预埋灌浆管进行补灌。

③ 灌浆过程中如发现漏浆，根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、加浓浆液、降低压力、间歇灌浆等方法处理。但处理方法报监理人审批或遵照监理人的指令进行。

④ 灌浆过程中发生与其它孔串浆，等被串孔排出浓浆时将其堵塞，一次序孔串浆可不必重灌，二次序孔串浆扫孔重灌。

⑤ 因故中断，尽早恢复灌浆，如中断时间较长（大于30min），则设法清洗至原孔深后进行复灌。

（5）质量检查

① 回填灌浆质量检查在该部位灌浆结束7天后进行。灌浆结束后，将灌浆记录和有关资料提交监理人，以便确定检查孔孔位，检查孔布置在顶拱中心线、脱空较大、串浆孔集中及灌浆情况异常的部位，孔深穿透衬砌深入围岩10cm。每10m~15m隧洞长度至少布置一个检查孔。

② 采用钻孔注浆法进行回填灌浆质量检查，向孔内注入水灰比2：1的浆液，在规定压力下，初始10min内注入量不超过10L，即为合格。否则，按监理人指示或批准的措施进行处理。

8.4.6 固结灌浆

8.4.6.1 灌浆部位

本标段固结灌浆施工部位为交通洞、通风洞及1#施工支洞顶拱及洞壁等部位。 8.4.6.2 固结灌浆的顺序

在回填灌浆完成后采用YT-28手风钻钻孔，进行地下洞室固结灌浆。固结灌浆按划分的灌浆区段分序加密进行，分序序数和分序方法根据施工图纸要求确定，并报送监理人审批。对水工隧洞的固结灌浆应按环间分序、环内加密的原则进行，遇有地质条件不良地段，可增为三序，但需经监理人批准。 8.4.6.3 工艺流程

在素混凝土衬砌中的固结灌浆孔，可采用直接钻孔的方法；在钢筋混凝土衬砌中的固结灌浆孔采用在预埋管及预留孔中钻孔的方法。固结灌浆工艺流程见框图8.4-2。

固结灌浆工艺流程框图（框图8.4-2）

8.4.6.4 主要施工方法及措施

（1） 钻孔

① 固结灌浆钻孔在该部位的回填灌浆结束7d后进行。

② 在混凝土浇筑时预埋PVC管时作为灌浆导向管，并采用YT-28手风钻在预埋管中钻孔。

③ 灌浆孔的开孔孔位符合施工图要求，因故变更孔位征得监理人同意，并记录实际孔位。

④ 灌浆孔的施钻应按灌浆程序，分序分段进行。进行钻孔作业时，所有钻孔应统一编号，并注明各孔的施工次序。

（2）钻孔冲洗

测量放孔位 钻孔 灌 浆 No 结束标准 Yes 封 孔

灌浆钻孔结束后，采用高压风或水进行钻孔冲洗，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。对灌浆孔进行妥善保护，防止流进污水和落入异物，直到验收合格为止。

（3）灌浆

① 固结灌浆采用纯压灌浆法，孔口安装孔口封闭器。

② 灌浆采用分序加密的原则进行。分序序数和分序方法根据地质情况确定，并报送监理人审批。

③ 灌浆压力和浆液水灰比应根据灌浆试验确定。最大灌浆压力不超过1.5MPa。建议浆液的水灰比可采用3:1、2:1、1:1、0.5:1（重量比）四个比级。每段灌注的水泥浆初始浓度宜为3:1。浆液变换的原则遵照SL62-94规范有关规定执行。灌浆浆液按由稀到浓的原则，逐级改变。当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无显著变化时，换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，可越级变浓。在改变浆液浓度后，灌浆压力突然增加或注入率突然减少，应马上查找原因，并将浆液浓度变回到前的浓度继续灌注，详细记录。灌浆过程

④ 如遇有溶洞、围岩涌水、注浆量较大或因故中断等特殊情况时，制定特殊灌浆措施，报送监理人审批。

⑤ 固结灌浆全孔一次灌浆。灌浆优先采用单孔灌浆，吸浆量小时可采用两孔并联灌注。发生串浆时，也可采用多孔并联灌浆， 但孔数不应多于3孔。

⑥ 在规定压力下，灌浆段的吸浆量不大于1L/min，持续灌注30min，灌浆即可结束。

⑦ 固结灌浆结束后封孔。 （4）质量检查

① 固结灌浆质量根据压水试验检查成果和岩体声波检测成果进行综合评价。灌浆结束后，将灌浆记录和有关资料提交给监理人，以便拟定检查孔的孔位。

② 压水试验在灌浆结束7天后进行，检查孔的数量不应少于灌浆孔总数的5%，压水试验检查合格标准：钢筋混凝土衬砌洞段单位吸水率小于0.5Lu，裸岩固结灌浆洞段单位吸水率小于1.0Lu。

③ 岩体声波检测在灌浆前和灌浆结束14天后进行，检测孔的数量不少于灌浆孔总数的5%，声波检测合格标准：灌浆前后声速提高5%以上，岩体最低声速不小于规定值的85%，低于控制标准的声速值的比例不超过3%，且不集中分布。

8.4.7 排水孔施工

8.4.7.1 工艺流程

排水孔施工工艺流程见框图8.4-3。

排水孔施工工艺流程框图（框图8.4-3）

8.4.7.2 施工方法

（1）测放孔位，安置固定钻机，精确调整钻孔角度和方向。 （2）钻孔：

① 排水孔孔径Ф56mm，采用潜孔钻进行钻孔。

② 钻孔时注意回水颜色及钻进压力、钻进速度等变化，如果发现异常孔段，做好记录，并观测钻孔穿过的断层及破碎带的宽度、性状、结构面部位。钻孔过程中严格控制钻进压力和转速，确保孔底偏差达到设计标准。

③ 排水钻孔过程中，如遇有断层破碎带或软弱岩体等特殊情况，及时通知监理人，按监理人指示处理，若排水孔遭堵塞，按监理人指示重钻。

（3）孔内冲洗及孔口保护：钻孔结束后，必须进行冲洗，确保孔内沉淀物不超

测量放线 制作保护装置材料 不合格 钻机就位 固定钻机、对孔 材料检验和验收 钻孔 孔深、孔斜测量 组装保护装置 验孔 安装孔内、孔口保护装置 验收 布孔

过20cm，冲洗结束后，均妥善保护好孔口，以防孔内落入异物导致堵孔。

（4）孔斜测量：钻孔测斜采用KXP-1型测斜仪监测，及时指导施工。 （5）孔内、孔口保护装置安装：在钻孔结束前按照施工图纸或监理人指示做好孔口、孔内保护装置，所有保护装置的材料经验收合格后，方可使用，孔口、孔内等保护装置严格按照图纸或监理人的指示进行加工安装。所有排水孔施工完成后均应妥善保护，直到验收合格移交为止。

8.4.8 质量和安全保证措施

8.4.8.1 质量管理机构

钻孔与灌浆施工属于隐蔽性工程，为严格控制施工质量，将在项目经理（或总工）领导下，组织专业施工人员完成本项作业任务。项目经理（或总工）负责灌浆施工全面工作；工程部、质量部人员跟班负责现场技术、施工、质量监控和安全生产；机台、班组长对工程实行自检，与工程部和质量部密切协作，把好质量关。 8.4.8.2 质量保证措施

（1）健全质量管理机构，实行全员全过程质量管理。开工之前，组织全体施工人员学习施工组织设计、施工技术细则、设备使用说明、操作规程、岗位职责、安全规程，明确员工各岗位的工作任务和质量要求，使每个员工树立质量第一的观念。

（2）编制完善的质量管理文件，包括施工措施计划、质量与效益挂钩和质量奖罚管理办法、施工技术规程等，按章管理。

（3）灌浆所用水泥新鲜且稳定性好，在使用前均进行水泥性质检验，保证原材料合格。

（4）为提高浆体的可灌性，可采用高速搅拌和掺入高效分散剂等制浆技术。 （5）投入完好的施工设备仪器，定期检查维修，保证设备正常运转，对不合格和损坏的仪表、仪器不使用。

（6）对不符合要求的钻孔及灌浆孔一律报废，重新开钻。

（7）控制好灌浆过程中各个工艺环节，用灌浆自动记录仪监控压水、灌浆全过程，确保施工质量。

（8）实行现场24小时技术人员值班，值班人员检查落实按照技术规程施工，随时解决施工过程中的技术、质量问题，配合监理等有关人员进行经常性工序质量检查。

（9）加强现场施工资料的管理。真实、准确进行现场记录和内业资料及时收集、整理、分析、归档，以便及时掌握施工质量动态和提交备查成果资料、验收资料。

（10）坚持质量“三检”制，对复检和终检中出现的质量问题，坚决责成返工处理，并依照管理办法坚决处罚，及时兑现并坚持如一。

（11）抓好安全生产和文明生产管理工作。钻灌作业平台设好安全防护，加强用电管理，规范材料、机具堆放场，及时清除废弃物，保证作业面干净、整洁。 8.4.8.3 安全保证措施

（1）按照“安全第一、预防为主”的方针，建立健全安全生产组织机构，设专职安全员，定期对施工现场进行检查，发现问题及时处理。

（2）对从事钻孔、灌浆工作的人员进行岗位安全生产教育，做到操作人员经考核合格后，持证上岗。对从事钻孔、灌浆的施工人员发放各种必需的劳动保护用品。

（3）施工现场配备足够的灭火器材和工具，并定期检查，失效的及时更换。 （4）施工现场做到安全用电、配电盘，配电柜要有防护设置。 （5）所有施工机械设备的运转部位必须安装安全防护装置。 （6）灌浆工作面的安全施工措施 ① 工作面必须有充足的照明设施。

② 所有动力线、照明线要完整，没有破损漏线处，必须妥善架设维护，避免受潮。

③ 钻孔和灌浆的回水与弃浆必须及时排除，确保安全工作。 ④ 安设通风排尘设施。 ⑤ 钻孔灌浆工作平台牢固稳定

8.4.9 施工进度计划

钻孔和灌浆施工进度计划具体详见“第五章 《施工总进度计划》”。

8.4.10 施工设备配置

根据施工进度计划的安排，本工程灌浆施工采用的钻灌设备见表8.4-2。 主要钻灌设备配置表 表8.4-2

序号 1 2 3 4 5 设备名称 高速搅拌机 双层搅拌桶 运输泵 灌浆泵 潜孔钻 型号 ZJ400 JJS-2B BW-250/50 HB80/10 QZJ-100B 数量（台） 3 3 3 3 4 备注

6 灌浆台车 3 8.4.11 施工人员配置

按单班制作业计，单班劳动力组合如表8.4-3所示。

单班单泵劳动力组合表 表8.4-3

工种 人数 工长 1 记录 2 灌浆工 2 钻工 2 普工 4 合计 11