帷幕灌浆试验大纲.docx

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帷幕灌浆试验大纲

云南省石林县

团结水库加固扩建工程第二标段：

新建副坝及帷幕灌浆新建输水隧洞

（合同编号SLTJ—JGKJ—SG—02）

帷幕灌浆试验段施工方案

云南缘达建工集团有限公司

石林团结水库加固扩建工程项目部

二○○八年十二月二十八日

目录

1.1灌浆试验的任务3

1.2灌浆试验区的划分3

1.3施工工序4

1.3.1孔位布置及施工方法4

1.3.1.1施工放线4

1.3.1.2施工顺序4

1.3.1.3施工方法4

1.3.2施工钻进5

1.3.2.1钻进过程控制5

1.3.2.2钻孔偏斜控制6

1.3.3钻孔冲洗及压水试验9

1.3.4灌浆9

1.3.4.1灌浆材料9

1.3.4.2浆液浓度的试验10

1.3.4.3灌浆段长12

1.3.4.4灌浆压力的试验12

1.3.4.5灌浆结束标准12

1.3.4.6待凝13

1.3.4.7灌浆过程控制13

1.3.5特殊情况的处理14

1.3.6封孔18

1.3.7灌浆质量检测18

1.3.8试验结束提交图件及成果表19

1.3.8灌浆试验成果20

根据石林团结水库帷幕灌浆施工技术要求，帷幕灌浆开展前，需进行生产性灌浆试验，验证灌浆设计，并提交灌浆试验成果供监理单位审批。

1.1灌浆试验的任务

灌浆试验的任务为：

1.验证灌浆设计的布孔形式、孔距的合理性。

2.通过试验提出合理可行的灌浆工艺及施工方法，应当采用的灌浆压力、灌浆材料、浆液稠度、浆液变换、最优水灰比等技术参数。

3.研究破碎带、裂隙及溶蚀带应采取的一些特别处理措施及钻灌参数。

4.提供地层耗材资料，估算灌浆用料数量，选定合理的劳动组合。

1.2灌浆试验区的划分

本工程试验区，根据施工图纸《帷幕灌浆轴线及试验区布置图》，（图号：

X113/J-04帷幕1）,第二标段帷幕灌浆共布置两个试验区。

在副坝左岸山体及右岸山体处布置各布置1个试验区，右岸坡试验区布置于0+250.7~0+257.7，孔距为2.0m、1.5m，孔号为sk1、sk2、sk3、sk4、sk5、sk6、sk7、sk8、sk9，排拒为1.0m；左岸坡试验区布置于0+768.52～775.52，孔距为2.0m、1.5m，孔号为sk10、sk11、sk12、sk13、sk14。

1.3施工工序

1.3.1孔位布置及施工方法

1.3.1.1施工放线

1、《帷幕灌浆轴线及试验区布置图》，（图号：

X113/J-04帷幕1）,用GTS-100N全站仪测定灌浆试验孔位并测定孔口高程。

2、根据设计灌浆段长、孔口高程及起灌高程，计算实际钻孔深度，并提交设计、监理复核认可。

1.3.1.2施工顺序

帷幕灌浆：

同排孔按照“先I序孔，后II序孔，再III序孔”，的施工顺序，循序渐进，逐序加密的原则施工；双排孔按照先下后上的施工顺序进行。

1.3.1.3施工方法

采用逐渐加密的原则，先灌I序孔，了解坝基地质情况和压水灌浆情况，施工过程中及时整理孔段成果资料，分析成果，总结合理的技术参数和施工措施，以验证灌浆设计和指导后序孔施工。

本工程根据设计要求基岩优先采用“自上而下、分段造孔、分段灌浆、循环式灌浆”法，如遇孔内无反水、或灌浆无回浆时可采用纯压式灌浆法，详见《钻孔灌浆工艺流程图》或《灌浆工艺流程图》。

1.3.2施工钻进

1.3.2.1钻进过程控制

1.开钻前，钻机定位必须准确，必须用水平尺校平钻机，保证钻机平稳、牢固、立轴铅直，并定期校对，确保钻孔垂直。

2.钻机定位后，根据设计要求定开孔孔径，一般开孔直径为φ130~110mm，终孔直径不小于φ56mm。

3.根据设计孔深及孔内情况，钻孔须下护壁套管隔离非灌段，以防止孔壁坍塌，提高施工进度，实时施工控制和保证造孔安全。

4.坝土部分采用合金钻头无泵钻进，钻进结束后，及时下入护壁套管，防止孔壁坍塌破坏坝体的整体性。

基岩采用硬质合金钻头或金刚石钻头钻进。

破碎带及夹泥层严格控制送水量，避免孔壁坍塌填埋灌段，影响钻进速度和灌浆质量。

5.钻进过程中，开钻时，采用慢速低压钻进，随着钻进深度的增加，及时更换较长、较粗钻具，以保证钻孔铅直。

6.地下水位测量，在I序孔施工过程中，当钻孔钻到一定深度，停歇数小时便可测量地下水位。

稳定标准：

每5min测读一次孔内水位，当两次水位上升、下降速度均小于5cm/min时，认为稳定，以最后的观测值作为地下水位值。

7.对孔内岩层、岩性及孔内各种情况进行详细记录。

灌浆孔岩芯，进行岩芯鉴定、描述记录；检查孔岩芯进行地质编录并拍照，并根据岩层顺序摆放正规的岩芯牌。

8.钻孔结束等待灌浆或灌浆结束等待钻进时，孔口均应堵盖，妥善保护。

1.3.2.2钻孔偏斜控制

为保证试验孔铅直，防止试验孔偏斜或使帷幕造成开窗，施工中采用如下方法控制。

1、试验孔的开孔孔位严格吻合施工图纸要求，试验孔的开孔孔位与设计位置的偏差不得大于10cm。

因故变更孔位应征得监理工程师的同意，并记录实际孔位。

2、钻机安装必须平整、牢固，立轴用水平尺校铅直。

3、开孔时宜低压慢速钻进，钻孔达到一定深度后应加长岩心管长度。

4、孔口管的埋置应保证铅直、稳固。

5、钻孔偏斜值不得大于设计规定，设计规定见下表（表中孔深值不包括坝体非灌段长度）。

施工过程中应定期对立轴进行校正，发现偏斜应予及时纠正。

终孔时必须测斜，并记录于钻孔偏斜测量记录表中，最终计算整理成册，并绘制出钻孔偏斜平面投影图。

帷幕孔孔底偏差值

孔深（m）

20

30

40

50

60

备注

最大允许偏差值（m）

0.25

0.50

0.8

1.15

1.5

附：

钻孔灌浆施工工艺流程图

钻孔灌浆工艺流程图

1.3.3钻孔冲洗及压（注）水试验

一、基岩

试验孔（段）在灌浆前均采用单孔法、压力水冲洗，冲洗直至回水清净为止，且孔内沉积厚度不得超过20cm，总的冲洗时间不小于15min。

冲洗压力为灌浆压力的80％，若该值大于1Mpa，采用1Mpa。

压水试验三级压力五点法压水，试验应在裂隙冲洗后进行，压水最大压力为灌浆压力的80%，该值如超过1.0Mpa采用1.0Mpa。

压入流量的稳定标准：

在稳定的压力下，每2min计读一次流量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，试验即可结束，取最终值作为计算值。

计算结果以透水率（Lu）表示。

I、II、III序孔灌浆前均应作压（注）水试验，以了解坝体、基岩透水性，以便选择合理的起始水灰比或预测水泥用量，灌后1、2、3段须作灌后压水试验，进行灌浆效果分析。

1.3.4灌浆

1.3.4.1灌浆材料

1、每批采购的水泥、外加剂等，均应符合有关的材料质量标准及设计技术要求，并附有生产厂商的质量证明书或出厂化验报告。

每批材料入库前均应按规定进行检查验收，并将检验结果及时报告监理工程师。

2、灌浆试验：

采用纯水泥浆进行灌注，如遇大耗段时可采用水泥砂浆或加入粉煤灰、水玻璃等外加剂进行灌注。

3、水泥质量应符合国家最新标准，即GB175-1999《硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥》。

水泥采用42.5以上等级的普通硅酸盐水泥，试验所用水泥的细度要求通过80μm筛，其筛余量不大于5%。

水泥要保持新鲜，不应存放过久，做到先进库先用，受潮结块的不得使用，出厂超过3个月的水泥禁止使用。

水泥的细度是否满足要求，通过灌浆试验确定。

4、灌浆用水抽取库水供给，水质符合拌制水工混凝土的要求，温度不超过40℃。

5、如灌浆过程中需采用掺和料，则各种掺和料质量应符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）的规定，其掺入量通过试验确定，并上报监理工程师批准执行。

1.3.4.2浆液浓度的试验

1、浆液浓度

根据施工技术要求，水泥浆水灰比初步采用5:

1、3:

1、2:

1、1:

1、0.8:

1、0.6:

1、0.5:

1等七个比级。

在灌浆试验过程中，逐步摸索并确定最优水灰比。

2、浆液变换原则

浆液变换遵循以下原则：

1）、当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。

2）、当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无明显变化时，应变浓一级水灰比灌注。

3）、当注入率大于30L/min时，根据具体情况，可越级变浓。

4）、当越级变浓后，注入率突然减少，应立即变回原来比级的浆液浓度再继续灌注。

5）、遇冒浆、吃浆量大等特殊情况时，可视施工具体情况，采用由稠到稀的变浆原则灌注，即采用较稠浆液堵住冒浆或大的裂隙通道后，再用稀浆正常灌至结束。

3、浆液的配制

水泥浆的配制详见《灌浆工艺流程图》。

1）、水利用流量表进行计量。

2）、水泥、粘土均采用以包（50kg）计量或称量投放，称量误差小于5%。

3）、浆液搅拌均匀，测定浆液比重等参数，记录于灌浆表格中。

4）、纯水泥浆的搅拌时间应不小于3min，从开始制备至使用完的时间小于4h。

4、灌浆过程控制：

通过灌浆技术员现场分析其压水情况、观察灌浆压力、注入量、浆液变换、地表态东情况

1.3.4.3灌浆段长

灌浆段段长根据设计要求确定，灌浆段长一般为5～6m，施工中严格按要求进行分段。

如遇断层、破碎带、岩石较软弱、塌孔、串浆及孔内无反水情况时可适当缩短灌浆段长施灌。

1.3.4.4灌浆压力的试验

1．灌浆压力的初步确定：

根据施工技术要求，灌浆压力初步确定如下：

P=P0+MD计算，m值取0.025～0.05Mpa，P0值取0.1Mpa。

2、灌浆压力的调整：

在灌浆过程中，对按上述公式计算的压力进行灌浆，然后根据岩层的吸浆情况，以及对地表及坝体位移、沉陷、裂缝进行观察，视有无冒浆，劈裂裂缝、位移、沉陷变形是否符合规范及设计要求，再做试验性的压力调整，最终确定灌浆压力。

1）、试验区抬动变形观测

通过在灌浆孔附近埋设变形位移观测桩，在灌浆时随灌浆压力的逐渐增大，用水平仪或全站仪仔细观测观测桩的有无变化，可满足要求。

1.3.4.5灌浆结束标准

遵循DL/T5148-2001规范：

采用循环式灌浆：

在规定的压力下，当注入率不大于1L/min，继续灌注60min，灌浆即可结束。

采用纯压式灌浆：

在规定压力下，单注入率不大于1L/min，继续灌注30min，灌浆即可结束。

1.3.4.6待凝

遇大耗段时待凝6～8h，具体应根据灌浆试验情况确定，一般情况下可不待凝。

1.3.4.7灌浆过程控制

灌浆试验工艺详见《灌浆工艺流程图》。

灌浆试验质量好坏直接取决于灌浆设备的性能、灌浆施工人员的经验和素质、浆液的配制与使用、灌浆压力的控制、灌浆结束的标准、各道工序的紧密衔接与严谨及各种仪表的完好与灵敏。

一、基岩灌浆控制

1、非特殊情况，应保持灌浆进程连续不中断地灌注。

浆液调配与使用应按规定的原则执行。

2、不合格或已损坏的压力表严禁使用。

压力表和管路之间应设有隔浆装置（油提或隔膜）。

3、灌浆栓塞应具有良好膨胀性和耐压性能。

。

1.3.5特殊情况的处理

在灌浆施工中，坝体段经常遇到坝体冒浆、裂缝、塌陷、隆起和单孔吃浆量过大等现象，基岩段会出现大量耗浆、串浆、冒浆、或吸水不吸浆等特殊情况。

针对上述特殊情况，我方将采取以下相应处理措施：

1.3.5.1地表冒浆

在灌浆过程中发现地面冒浆时，应记录灌浆压力并降低压力使灌浆在无压状态下（保持浆液流动）灌注。

并认真观察冒浆情况，同时封堵冒浆点，防止浆液大量漏失。

冒浆不止时，应越级提高浆液浓度灌注或视情况直接采用浓浆缓慢灌注。

以上措施均不奏效时应采用“灌—停—灌—停”的间歇灌浆方式进行处理。

同时，每次停灌前应对冒浆点进行认真封堵，防止浆材漏失，保证漏浆通道或裂隙中充满浆液，发生冒浆时的压力可作为灌浆压力确定的参考。

1.3.5.2邻孔串浆

灌浆过程中若出现相邻孔串浆，则采用灌浆孔和串浆孔同时施灌，或用胶塞将串浆孔封堵，待灌浆孔结束灌浆后再对串浆孔进行扫孔施灌。

采用后一种方式时，为防止浆材在串浆孔非灌段中漏失，胶塞应隔离串浆孔非灌段，出现串浆时，应密切注意抬动变形观测。

1.3.5.3大量耗浆

在灌浆试验施工过程中，可能会遇到大的裂隙、构造等渗漏比较集中的大漏段，这种区段对试验耗材影响大，同时往往是整个帷幕成败的关键。

所以做好这种地段的灌浆工作就显得尤为重要。

采用以下措施进行处理：

（1）间歇灌浆。

每次灌浆量按1～2t/m控制，每次待凝12~24小时（也可根据水泥的初凝时间进行调整）如此反复直至试验压力并正常结束灌浆，同时经灌后压水检查该段合格方可最终结束该段施工。

（2）掺入外加剂。

当耗浆量较大，灌浆经历一段时间后注入量仍无明显递减同时孔口压力没有升高时，则采用以下措施进行处理：

①利用砂浆泵掺砂灌注。

砂选用合宜的级配。

掺砂量由少逐渐增多，待孔口压力回升后立即改用纯水泥浆灌注，直至结束。

②掺加水玻璃进行灌注，为加速水泥浆的凝固，避免浆材流失浪费。

当遇到管状裂隙时，为使浆液快速凝固，可采用双管双液法分别送入水玻璃和水泥浆在孔段内混合灌注。

1.3.5.4灌浆中断

除因冒浆、串浆、大量耗浆等以及其它情况下的间歇灌浆外，正常情况下灌浆进程不允许中断。

灌浆工作必须保持连续不间断地进行。

若因机械故障、停电、待料、孔内返浆等原因造成灌浆过程中断，则应采取以下措施处理：

（1）尽可能及早地恢复灌浆工作。

（2）若中断时间超过30min，则应立即冲洗钻孔。

而后恢复灌浆，若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆，恢复灌浆时应使用起灌比级的浆液进行灌注。

（3）恢复灌浆后，若注入率与中断前相近，则可改用中断前的比级进行灌注，直到正常灌浆结束。

若注入率比中断前减少很多且在短时间内拒绝吸浆，则应无条件扫孔复灌，复灌时的起灌水灰比采用最清浆液，而后正常施灌直至结束。

（4）灌浆中断即使采取补救措施后均应对其进行质量分析，经确认对该灌段质量无影响后方可进行下道工序施工，否则应无条件按技术要求重新施灌，以确保灌浆质量。

（5）钻孔过程中若遇到涌水，测定其涌水量、涌水压力并缩短段长，采用提高灌浆压力、屛浆、纯压式灌浆处理。

灌浆工艺流程图

1.3.6封孔

1.3.6.1灌浆试验孔基岩段封孔采用“分段压力灌浆封孔法”进行封孔，即：

终孔灌浆结束后，分段进行压力封孔，段长一般为15m，采用最浓比级浆液（一般为0.5:

1），按同高程灌浆压力进行灌浆封孔。

1.3.6.2试验孔结束后，应及时进行封孔，每孔限三天内封好，并做好孔口标记。

1.3.7灌浆质量检测

1.施工过程严格贯测“三检制”，质量检测工作贯穿于整个灌浆试验施工全过程。

2.灌浆试验检查孔施工实行“联检制”，即建设方、监理方、设计方、施工方四方联合对检查孔施工过程进行全检查，并现场签字认可，以准确的试验数据验证灌浆设计。

3.孔深、灌浆压力、浆液比重等施工参数每一灌浆段均作抽测，并如实记录于原始表格中。

4.值班技术人员实行“跟班制”，每一班的施工工作必须有施工技术人员现场进行监督控制。

5.建立完善的奖惩制度，每一施工机组长必须对其工作负完全责任。

其结算工程量按监理工程师或甲方技术代表认可的工程量进行结算。

6.施工过程中，密切配合建设方、监理工程师、设计代表对施工进行监督和检查，如遇特殊问题，及时上报上述三方，共同协商对问题进行解决，决不留施工隐患。

1.3.8试验结束提交图件及成果表

灌浆试验结束后，提交以下图件及成果表供审批：

1、灌浆试验平面布置图

2、灌浆试验综合剖面图

3、试验孔孔斜投影图

4、灌浆试验灌前和灌后渗透剖面图

5、灌浆试验段地质剖面图

6、检查孔岩心柱状图

7、各排、序透水率频率曲线及累计频率曲线图和各排序单位注入量频率曲线及累计频率曲线图。

8、检查孔压水P～Q曲线图等

9、钻孔、测斜、冲洗、压水试验及简易压水试验,灌浆原始记录。

10、抬动变形观测记录。

11、灌浆试验孔成果一览表。

12、检查孔成果一览表。

13、灌浆试验分序统计表。

14、各序孔灌浆成果表。

15、灌浆试验完成情况表。

16、灌浆材料检验、试验资料。

17、岩心照片和岩心实物

18、单元工程质量检查报告

1.3.8灌浆试验成果

灌浆试验结束后，及时整理试验资料，提交灌浆试验成果，阐述试验施工的全过程及分析灌浆试验,总结论述灌浆各项参数和工艺，上报监理单位供审批。