本发明涉及一种灌浆造孔施工方法，具体地说是一种大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法，属于灌浆造孔施工方法领域。
背景技术：
修建大坝，拦水造库，这是人们征服大自然和改造自然，使其为人类造福的一个重要措施。建造大坝一定要确保大坝安全，否则大坝一旦失事，将会导致巨大的灾害。为了使大坝能够长期地，安全的正常运行，自勘测阶段起经过设计,施工值自大坝竣工后的管理和运行，均需全面的慎重的考虑，认真的做好工作。当开始修建大坝时,首先应做好坝基处理工作。实践经验证明，基础处理好后，大坝的兴建就比较容易了。大坝的安全也就有了保证。反之，基础处理好后，才允许正常运行，我国是有这样的实例的。作为大坝基础，不论是岩石或砂砾石层，均需具有可靠的防渗性，足够的耐压性和一定程度的均质性，但一般天然岩石或砂砾石层很少具备这些条件，所以常常需要进行处理，改善他的各项性能。如果遇到软弱，破碎多裂隙，节理发育，渗透性大等地质条件较差的大坝基础岩石，则更需要进行处理，使之适应筑坝工程的需要。
近几十年来，各国在坝基处理方面，广泛的采用了灌浆方法，其主要优点是：适用性较大，施工比较简单，也比较经济。灌浆施工技术，最早是应用在修建闸和船坞工程中的，即使是压力作用下将黏土一类的浆液灌入到闸基或船坞边墙和地板的空隙内。以后再修建矿井隧洞和大坝等工程中使用范围比较广泛。在地质条件复杂地区修建大坝，其基础灌浆的规模常常很大施工比较艰巨，工艺技术也比较复杂。如有的大坝其基础处理灌浆所用的水泥几乎与浇筑坝体所用的水泥量相等。难度高，劳动量大，成本高。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明设计了一种大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法，将传统的地质回旋造孔改为风动能冲击造孔安全可靠工序连续稳定，大量节省劳力和施工机械，施工成本明显低于传统工艺，效益显著。
本发明的技术方案为：
大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法，包括以下步骤：
1、抬动观测孔钻孔
（1）在灌浆平洞内计划布置6组抬动观测孔，为了更好的进行抬动观测，观测孔应尽量布置在每个单元中间或砼分缝位置；
（2）抬动观测孔为垂直孔，浅层抬动装置固定端埋入第1段内50cm，深层抬动装置埋入最后段深度以下2m；
（3）抬动观测孔采用地质钻机钻孔，金刚石钻头开孔，孔径为φ75mm；钻孔结束后经验收孔深后及时按技术要求安装抬动观测装置，内管采用φ25mm钢管，外管采用φ50mm作为护管，所有钢管的连接全部采用丝扣连接；
（4）抬动观测装置在灌浆作业前完成安装、调试工作；
（5）设有抬动观测装置的部位，对其周边10.0m范围内的灌浆孔段在裂隙冲洗、压水试验及灌浆工程中均进行观测，并记录观测结果；抬动变形观测采用千分表进行观测，抬动变形观测允许值△≤0.2mm，所用千分表须经计量部门鉴定合格，在使用过程中经常检查，确保了其灵敏性和准确性，在使用和存放期间，对千分表进行了有效的防护，避免出现碰撞、震动现象，影响测试精度；
（6）抬动变形观测由专人负责，每10min测记一次读数，变形值上升较快时加密测读次数，并通知压力控制人员注意控制灌浆压力，保障灌浆压力不再上升，当变形值接近允许值0.2mm时，采取降压措施，防止发生抬动变形破坏，对施工中发生抬动变形超出允许值的情况，采取立即停止施工的措施，并上报监理、设计单位研究处理措施；
2、先导孔钻孔
（1）先导孔布置在帷幕灌浆主帷幕中心线上，从ⅰ序孔中选取，每单元1个；
（2）先导孔孔深比相应位置主帷幕孔深10.0m，孔径为φ91mm；
3、帷幕灌浆孔钻孔
（1）帷幕灌浆钻孔采用地质钻机造孔，金刚石钻头钻进，开孔孔径为φ91mm，终孔孔径不小于46mm；
（2）第1段钻孔结束、压水试验、灌浆结束后需埋设孔口管，孔口管伸入岩层2m，并外露混凝土面10cm；孔口管必须镶铸牢实，确保外侧不冒水、冒浆；
（3）为确保钻孔孔向准确，在钻机就位时，用枕木或木板将钻机垫平，并用水平尺将钻机座找平，并确保稳固，使钻机立轴和孔口管的方向与设计孔向一致；
（4）帷幕灌浆孔孔距为2.0m，孔位必须通过测量放点，孔位偏差不得大于10cm；钻孔深度与设计孔深误差不大于20cm；
（5）每个帷幕灌浆孔进行孔斜和方位角测量，尤其上部20m范围内的偏斜和方位角的控制；岩层条件好、下浆量小的孔全孔钻孔结束后自下而上测斜检查，每10m一个测点；
4、钻孔冲洗、裂隙冲洗
钻机钻进时，根据土层类别、孔径大小、钻孔速度及供浆量来确定相应的钻进速度，钻速应符合下列规定：
（1）在淤泥和淤泥质土层中，根据泥浆补给情况，严格控制钻进速度，一般不大于1m/min；在松散砂层中，钻进速度不超过3m/h；
（2）在硬土层中或在岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准；
（3）开始钻基岩时低锤密击或间断冲击，以免偏斜；如发现钻孔偏斜，应立即封孔待凝12小时后重新钻进；
5、灌浆前压水试验
帷幕灌浆孔灌浆前作简易压水试验，压水试验应结合裂隙冲洗进行，压水压力为灌浆压力的80%，若该值大于1mpa时，则采用1mpa，压水时间为20min，每5min测读一次压入流量，取最终值计算透水率；
6、帷幕灌浆
（1）灌浆方法：帷幕灌浆覆盖层段采用孔口封闭循环钻灌法；基岩段采用孔口封闭孔内循环自上而下分段灌浆法，射浆管距离孔底不得大于50cm；同一排上相邻的两个次序孔之间，在岩层中钻孔灌浆的间隔高差不得小于15m；
（2）浆液浓度：帷幕灌浆浆液水灰比纯水泥浆采用质量比5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1五个比级，开灌比为5:1；
（3）浆液变换：帷幕灌浆浆液浓度应由稀变浓，逐级变换，浆液变换按以下原则执行：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液的注入量已达300l以上或灌注时间已达30min而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级；当注入率大于30l/min时，可根据具体情况越级变浓；
（4）结束标准：帷幕灌浆各灌浆段在最大设计压力下，当注入率不大于1l/min时，继续灌注60min，可结束灌浆；
7、封孔
帷幕灌浆封孔采用全孔灌浆封孔法：全孔灌完后，先用导管注浆法将孔内余浆置换成质量比0.5:1的浓浆，而后将灌浆塞塞在孔口，进行纯压式灌浆封孔；封孔压力为最大灌浆压力，封孔灌浆时间为60min。
最后，进行帷幕灌浆质量检查，包括以下方面的内容：
（1）根据试验要求，质量检查及取芯可在主、副帷幕结束后在该部位进行；
（2）质量检查以压水试验为主，结合施工记录、成果资料、钻孔取芯等综合分析评定，检查时间在灌浆结束后14天进行；
（3）检查孔数量为灌浆孔总数的10%；一个单元至少布置一个检查孔，检查孔孔深比该部位灌浆孔深5m，检查孔应分段进行单点法压水试验，单段透水率合格标准为q≤5lu；
（4）检查孔孔位布置由设计、监理及施工三方共同商定，应布置在帷幕中心线上，同时考虑在断层、裂隙发育等地质条件复杂，注入量大的孔段附近或灌浆过程不正常经分析资料可能对质量有影响的部位；
（5）评定标准为：经检查孔压水检查，混凝土与基岩接触段及其下一段的透水率合格率为100%，以下各段的合格率应在90%以上，3lu~5lu在10%以下，不合格孔段的透水率不超过设计规定值的150%，且不得集中，灌浆质量可评为合格；
（6）检查孔钻孔采用地质钻机，孔径为76mm；
（7）检查孔进行取芯，孔数为总灌浆孔数的2%，岩芯采取率不小于95%，获得率rqd值不小于80%，混凝土与岩石结合面胶结良好；岩芯应进行拍照、编录、描述、绘制钻孔柱状图，并妥善保留；
（8）检查孔结束后，按技术要求进行灌浆和封孔，封孔方法同帷幕灌浆孔的封孔方法。
本发明的优点在于：采用风钻两次成孔，第一段2m灌封待凝24小时，再用风钻一次钻进至底高程，自下而上分段灌浆，第一段（2m）用地质回旋钻为后续再次钻进做导向孔，把孔斜控制在规范要求的范围以内，使用风动冲击潜孔器进行岩石以及右坝肩的湿陷性黏土覆盖层钻进，取得了很好的效果，速度快、效率高，钻进较硬的岩层进尺较快，提高工作效率，降低了操作难度，成本低。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
大坝帷幕灌浆冲击造孔施工
施工顺序为：抬动观测孔钻孔→抬动观测装置安装→帷幕先导孔→主帷幕灌浆孔→副帷幕灌浆孔→连接帷幕（下连接排）灌浆孔→连接帷幕（上连接排）灌浆孔→质量检查孔（取芯）。
其中，帷幕灌浆采用分序、分段方式：帷幕灌浆分三个次序施工，段长划分为：第1段：2.0m，第2段：5m，第3段及以下各段为5.0m，终孔段段长不超过7.0m，灌浆压力第一段0.2mpa，灌浆压力按每米0.15mp，遇有断层、地质不良地段，段长不超过5.0m；钻孔穿过软弱破碎岩体发现塌孔和集中漏水，不能继续下钻时，作为一段；帷幕孔在同一区段内相邻的两个次序孔之间，钻孔灌浆的高差不得小于15m；第一段（2m）用地质回旋钻为开孔偏差不得大于5cm，做导向孔把孔斜控制在规范要求的范围以内；体钻后改换冲击器，高压水管改为风管后再次钻进至孔底高程。
帷幕灌浆的帷幕孔施工顺序为：先导孔→ⅰ序孔→ⅱ序孔→iii序孔；帷幕灌浆各孔施工流程为：测量放孔→钻机就位→开孔钻进第一段→钻孔冲洗及压水→灌浆→第二段钻孔直至终孔、压水、灌浆→封孔→迁移钻机。
1、抬动观测孔钻孔
（1）在灌浆平洞内计划布置6组抬动观测孔，为了更好的进行抬动观测，观测孔应尽量布置在每个单元中间或砼分缝位置；
（2）抬动观测孔为垂直孔，浅层抬动装置固定端埋入第1段内50cm，深层抬动装置埋入最后段深度以下2m；
（3）抬动观测孔采用地质钻机钻孔，金刚石钻头开孔，孔径为φ75mm；钻孔结束后经验收孔深后及时按技术要求安装抬动观测装置，内管采用φ25mm钢管，外管采用φ50mm作为护管，所有钢管的连接全部采用丝扣连接；
（4）抬动观测装置在灌浆作业前完成安装、调试工作；
（5）设有抬动观测装置的部位，对其周边10.0m范围内的灌浆孔段在裂隙冲洗、压水试验及灌浆工程中均进行观测，并记录观测结果；抬动变形观测采用千分表进行观测，抬动变形观测允许值△≤0.2mm，所用千分表须经计量部门鉴定合格，在使用过程中经常检查，确保了其灵敏性和准确性，在使用和存放期间，对千分表进行了有效的防护，避免出现碰撞、震动现象，影响测试精度；
（6）抬动变形观测由专人负责，每10min测记一次读数，变形值上升较快时加密测读次数，并通知压力控制人员注意控制灌浆压力，保障灌浆压力不再上升，当变形值接近允许值0.2mm时，采取降压措施，防止发生抬动变形破坏，对施工中发生抬动变形超出允许值的情况，采取立即停止施工的措施，并上报监理、设计单位研究处理措施；
2、先导孔钻孔
（1）先导孔布置在帷幕灌浆主帷幕中心线上，从ⅰ序孔中选取，每单元1个；
（2）先导孔孔深比相应位置主帷幕孔深10.0m，孔径为φ91mm；
3、帷幕灌浆孔钻孔
（1）帷幕灌浆钻孔采用xy-2pc型号地质钻机造孔，金刚石钻头钻进，开孔孔径为φ91mm，终孔孔径不小于46mm；
（2）第1段钻孔结束、压水试验、灌浆结束后需埋设孔口管，孔口管伸入岩层2m，并外露混凝土面10cm；孔口管必须镶铸牢实，确保外侧不冒水、冒浆；
（3）为确保钻孔孔向准确，在钻机就位时，用枕木或木板将钻机垫平，并用水平尺将钻机座找平，并确保稳固，使钻机立轴和孔口管的方向与设计孔向一致；
（4）帷幕灌浆孔孔距为2.0m，孔位必须通过测量放点，孔位偏差不得大于10cm；钻孔深度与设计孔深误差不大于20cm；
（5）每个帷幕灌浆孔进行孔斜和方位角测量，尤其上部20m范围内的偏斜和方位角的控制；岩层条件好、下浆量小的孔全孔钻孔结束后自下而上测斜检查，每10m一个测点；
4、钻孔冲洗、裂隙冲洗
钻机钻进时，根据土层类别、孔径大小、钻孔速度及供浆量来确定相应的钻进速度，钻速应符合下列规定：
（1）在淤泥和淤泥质土层中，根据泥浆补给情况，严格控制钻进速度，一般不大于1m/min；在松散砂层中，钻进速度不超过3m/h；
（2）在硬土层中或在岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准；
（3）开始钻基岩时低锤密击或间断冲击，以免偏斜；如发现钻孔偏斜，应立即封孔待凝12小时后重新钻进；
5、灌浆前压水试验
帷幕灌浆孔灌浆前作简易压水试验，压水试验应结合裂隙冲洗进行，压水压力为灌浆压力的80%，若该值大于1mpa时，则采用1mpa，压水时间为20min，每5min测读一次压入流量，取最终值计算透水率；
6、帷幕灌浆
（1）灌浆方法：帷幕灌浆覆盖层段采用孔口封闭循环钻灌法；基岩段采用孔口封闭孔内循环自上而下分段灌浆法，射浆管距离孔底不得大于50cm；同一排上相邻的两个次序孔之间，在岩层中钻孔灌浆的间隔高差不得小于15m；
（2）浆液浓度：帷幕灌浆浆液水灰比纯水泥浆采用质量比5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1五个比级，开灌比为5:1；
（3）浆液变换：帷幕灌浆浆液浓度应由稀变浓，逐级变换，浆液变换按以下原则执行：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液的注入量已达300l以上或灌注时间已达30min而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级；当注入率大于30l/min时，可根据具体情况越级变浓；
（4）结束标准：帷幕灌浆各灌浆段在最大设计压力下，当注入率不大于1l/min时，继续灌注60min，可结束灌浆；
7、封孔
帷幕灌浆封孔采用全孔灌浆封孔法：全孔灌完后，先用导管注浆法将孔内余浆置换成质量比0.5:1的浓浆，而后将灌浆塞塞在孔口，进行纯压式灌浆封孔；封孔压力为最大灌浆压力，封孔灌浆时间为60min；
8、帷幕灌浆质量检查
（1）根据试验要求，质量检查及取芯可在主、副帷幕结束后在该部位进行；
（2）质量检查以压水试验为主，结合施工记录、成果资料、钻孔取芯等综合分析评定，检查时间在灌浆结束后14天进行；
（3）检查孔数量为灌浆孔总数的10%；一个单元至少布置一个检查孔，检查孔孔深比该部位灌浆孔深5m，检查孔应分段进行单点法压水试验，单段透水率合格标准为q≤5lu；
（4）检查孔孔位布置由设计、监理及施工三方共同商定，应布置在帷幕中心线上，同时考虑在断层、裂隙发育等地质条件复杂，注入量大的孔段附近或灌浆过程不正常经分析资料可能对质量有影响的部位；
（5）评定标准为：经检查孔压水检查，混凝土与基岩接触段及其下一段的透水率合格率为100%，以下各段的合格率应在90%以上，3lu~5lu在10%以下，不合格孔段的透水率不超过设计规定值的150%，且不得集中，灌浆质量可评为合格；
（6）检查孔钻孔采用地质钻机，孔径为76㎜；
（7）检查孔进行取芯，孔数为总灌浆孔数的2%，岩芯采取率不小于95%，获得率rqd值不小于80%，混凝土与岩石结合面胶结良好；岩芯应进行拍照、编录、描述、绘制钻孔柱状图，并妥善保留；
（8）检查孔结束后，按技术要求进行灌浆和封孔，封孔方法同帷幕灌浆孔的封孔方法。
实例一
农九师167团别理其水库工程，工程规模为小（1）型，工程等别为四等，主要建筑物为四级，泄水建筑物为4级；设计洪水重现期为30年至50年，校核洪水标准为1000年一遇。相应洪峰流量50.3m³/s.水库正常蓄水1057.8m,最大坝高47.5m，坝顶长240m.总库容471万立方米。工程规模为小（1）型，工程等级为ⅳ级。永久性主要建筑物级别为4级，永久性次要建筑物和临时建筑物级别为5级。
别里其水库枢纽工程主要建筑物包括拦河坝、溢洪道和导流、放水隧洞。
挡水建筑物位于别里其渠首0.13千米的上游河谷，为粘土心墙砂砾石坝。坝轴线垂直河道布置。坝顶高程1059.5m，坝长240m。防浪墙顶高程1060.5m，墙高2.2m,墙顶高出坝面1.0m，上游坝坡为1:2.0,下游坝坡1:1.75，下游坝坡布置3级之字形上坝道路，道路宽6m，坡度为1：10，采用沥青路面。上游围堰与坝体结合，堰顶高程1027.5m。粘土心墙高程1058.3m，坝顶水平宽度3m，心墙底部坐落与强风化下部，心墙上下游铺筑反滤层，反滤层宽度为1m,过滤层宽2m。心墙两侧上下游岩石开挖临时边坡1:0.3，覆盖层开挖临时边坡1:1.0.。上下游坝壳部位对表层0.5m进行清废处理，两岸松散全新统坡积碎石土，凡是在坝体范围内的均全部清除。心墙底部浇筑0.5m厚盖板座，并对心墙盖板进行固结灌浆，灌浆深度5m孔，排距均为3m。帷幕灌浆为设计一排间排距为2m坝长240m两端各25米延长线共计3807.6m
泄水导流洞布置在坝体的左岸山体内,0-075.81~0+002为有压洞，0+002-0+164为无压洞，总长239.81m,由进口段、有压洞身段、工作闸室段、无压洞身段、消能段组成。2014年4月1日施工至今，总造价8761.34万元的山区水库。坝体结构是黏土心墙坝由大坝，溢洪道，导流洞三大部分组成。基础处理灌浆采用冲击造孔，降低成本近40余万元，工期提前20以上天。（需要详细介绍本工程具体情况）
实例二
农九师164团哈姆斯沟水库工程，哈姆斯沟水库是以灌溉为主的拦诃式水库工程，水库主要由引水工程（卡拉克特河引水渠首和水库引水管道）和水库枢纽建筑物（大坝、放水涵洞、溢洪道）组成。水库正常蓄水位797.51m，最大坝高36m，坝顶长440m。总库容940万m3，控制灌溉面积5.58万亩。水库按50年一遇洪水设计，相应洪峰流量50.0m3/s，1000年一遇洪水校核，相应洪峰流量81m3/s。
根据水库库容，工程规模为小(1)型，等别为ⅳ等，永久性主要建筑物级别为4级，永久性次要建筑物级别为5级，临时建筑物级别为5级，从而确定水库引水渠首、引水管道、大坝、溢洪道、导流放水涵洞按4级设计，围堰为5级建筑物，临时建筑物均按5级设计。
经调节计算，拦洪库容为39.5万m3，调洪库容为70.0万m3，总库容为940.0万m3。
2013年4月30日开工至今。总造价1.2亿元的山区水库。坝体结构是均质黏土坝，由溢洪道，导流洞三大部分组成基础处理灌浆采用冲击造孔，降低成本近100余万元，工期提前25以上天。
本发明中所采用的各种设备，均为本领域生产工艺中使用的常规设备，且各设备的操作、参数等均按照常规操作进行，并无特别之处。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。