大坝灌浆施工说明.docx

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大坝灌浆施工说明

4大坝及坝肩灌浆

4.1帷幕灌浆设计要求

灌浆设计考虑在坝顶布置一排帷幕灌浆孔，灌浆孔间距2m，大坝及坝肩帷幕灌浆钻孔沿坝顶向两岸延伸。

整个灌浆布置单排帷幕灌浆孔，孔距2m，根据地质及地形可以适当调整灌浆孔距，帷幕伸入相对不透水层（＜5Lu）顶界以下3m。

（1）灌浆压力

灌浆压力一般根据孔深、帷幕设计水头和地质条件，通过灌浆试验确定。

也可按以下经验公式估算：

P=P0+mD+kγh/10

式中P——灌浆压力，kgf/cm2；

P0——岩基表层段的允许灌浆压力，kgf/cm2；

m——表层段以下每深入岩基1m可增加的压力，kgf/cm·m，由表查得；

D——灌浆段以上岩层的厚度，m。

H——灌浆孔以上压重的厚度，m。

γ——压重的容重，kg/m3。

g——重力加速度，m/s2。

k——系数。

Ⅱ、Ⅲ序孔的灌浆压力，可分别依次较Ⅰ序孔递增25%左右。

根据经验公式估算的灌浆压力，应在灌浆施工中进一步检验和调整。

（2）灌浆方法

本次灌浆采用循环钻灌法，灌浆顺序采用自上而下灌浆法，即自上而下，钻一段，灌一段，待凝固以后，再钻灌下一段，钻孔和灌浆交替进行，直到全深。

它可采用较高的灌浆压力，因而能获得较高的灌浆质量，并可减少施工中可能发生的事故。

4.2坝基、坝肩帷幕灌浆技术要求和施工工艺

3.2.1帷幕灌浆施工前准备工作

灌浆作业开工前，编制详细的试验大纲，报送监理人审批。

浆液试验应对不同水灰比，不同掺合料和不同外加剂的浆液进行试验，试验项目如下：

（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，包括初凝和终凝时间；

（6）浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；

现场灌浆试验根据工程的建筑物布置和地质条件，选择地质条件与实际灌浆区相似的地段作为灌浆试验区，根据工程施工图纸要求选定试验孔布置方式，孔深灌浆分段，灌浆压力等试验参数，并整理分析多序孔和检查孔的单位吸水率，单位耗灰量等的试验资料。

3.2.2帷幕灌浆施工工艺

帷幕灌浆施工程序为：

测量→布孔→设备安装→造孔→冲洗→压水试验→灌浆→封孔。

（1）施工测量

在施工前按监理部门提供的测量基准点、基准线及其基准资料和数据，与监理工程师共同校测基准点（线）的测量精度，并复核其资料和数据的准确性，根据提供的测量资料，对帷幕灌浆孔轴线进行实测。

（2）灌浆孔布置

按设计要求在防渗墙和西坝肩齿墙轴线上布置灌浆孔，分Ⅲ序，孔距2m，孔位轴向偏差不得超过10cm，孔深为为深入相对不透水层3.0m。

（3）钻孔

灌浆的质量与钻孔的质量密切相关，对于钻孔要求是：

确保孔深、孔向、孔位符合设计要求，力求孔径上下均一，孔壁平顺，这样才能使灌浆栓塞能够卡紧卡牢，灌浆时不致产生返浆。

（4）孔斜测量

每5m量测一次，不足5m的钻孔，终孔量测一次，根据量测结果决定是否对钻孔进行纠斜或封堵重钻。

（5）钻孔冲洗和压水试验

灌浆孔段在灌浆前采用压力水或压力风进行裂隙冲洗，直至回水清净（返风无灰）为止。

先导孔在Ⅰ序孔中采用五点法做压水试验，压力为0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.2MPa、0.1MPa，压水时间不少于20min，每3～5m测读一次压入流量，以最终流量表读数作为计算流量，稳定标准符合下列标准之一时，即可结束。

1）当流量大于5L/min，连续4次读数其最大值与最小值之差小于最终值的10%。

2）当流量小于5L/min，连续4次读数其最大值与最小值之差小于最终值的20%。

3）连续4次读数，流量均小于0.5L/min。

（6）灌浆方法

帷幕灌浆工程按分序加密的原则进行，分Ⅲ序，先进行Ⅰ序孔，Ⅱ序孔次之，最后进行Ⅲ序孔施工。

灌浆采用自上而下循环式分段灌浆法，灌浆段自上而下分为两段：

第一段（接触段）：

坝体0.5m、岩石1.5m共2m，第二段长均为4m。

灌浆采用自上而下分段卡塞法灌浆，为了避免浆液沉淀，堵塞裂隙，用0.6寸水管做射浆管，射浆管距离孔底不超过0.5m。

（7）灌浆材料

采用425普通硅酸盐水泥，细度要求为80μm的方孔筛的筛余量不大于5%，要求材质新鲜，不得使用过期、失效和散装水泥，每批水泥应做好水泥细度试验，并做好记录，每批水泥要求有产品出厂合格证、检验合格证，并抽样由监理部门指定的试验室做检验。

（8）制浆

灌浆材料必须称重，误差不大于5%，纯水泥浆液的搅拌时间不少于30s，浆液使用前应过筛，自制备到用完时间小于4h；浆液温度保持在5～40℃之间。

（9）灌浆压力

灌浆压力按设计要求，并根据生产性灌浆试验由设计进行调整。

灌浆开始后，在尽可能短的时间内达到设计压力，使整个灌浆过程尽可能地在规定压力下进行。

（10）浆液浓度

灌浆浆液浓度应由稀到浓，逐级变换。

水灰比采用5：

1、3：

1、2：

1、1：

1、0.8：

1、0.6：

1、0.5：

1七个比级，开灌水灰比采用5：

1。

（11）浆液变换

①当灌浆压力保持不变，注入率持续或减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；

②当某一比级的浆液注入量已达到300L以上或灌注时间又达1h，而灌浆压力和注入率无改变或改变不显著时，改浓一级；

③当注入率大于30L/min时，根据具体情况越级变浓；

④当灌浆压力或注入率突然改变较大时，立即查明原因，采取相应段处理措施。

（12）灌浆结束标准

在灌浆规定压力下注入率小于0.4L/min时，持续灌注60min或注入率小于1L/min，继续灌注1.5h，灌浆可以结束。

（13）封孔

灌浆结束后，采用分段压力灌浆封孔法封孔，用灌浆泵压入水灰比0.5：

1的浓水泥浆，浓封完毕后，待凝3天，孔口上部空余部分采用一级配水泥砂浆人工封孔。

（14）灌浆效果检查

帷幕灌浆结束14天后进行灌浆效果检查，检查孔的数量经设计、监理工程师共同商定检查孔的个数，每孔各段均要进行压水试验，对灌浆效果进行评定。

检查内容以压水试验为主，结合对竣工资料和测试成果的分析进行综合评定。

检查孔的布置原则为：

①帷幕中心轴线上；

②岩石破碎地段、断层影响带、大裂隙发育等地质条件复杂的部位；

③浆液注入量大的孔段；

④灌浆情况不正常以及经资料分析认为对帷幕灌浆质量有影响部位。

检查孔自上而下分段进行压水试验，全孔压水试验结束后，自下而上分段灌浆，灌浆结束后应按前述设计要求将检查孔封孔。

检查孔应对灌浆段岩芯计算采取率并加以描述。

灌浆段的合格率应在100%以上。

否则，由建设单位会同设计、施工单位商定处理方案，直到合格为止。

（15）灌浆资料的整理

灌浆施工过程中，我项目部按照规程、规范要求认真做好施工记录，包括钻孔位置、孔深、孔斜、钻孔冲洗、裂隙冲洗、压水试验、简易压水、灌浆记录及灌浆过程中所发生的各种情况，遇到的问题和处理措施等。

每单位灌浆结束后，及时将资料整理好，作出总结，并提出对帷幕灌浆质量的评价及处理办法。

4.3坝体劈裂灌浆技术要求和施工工艺

4.3.1劈裂灌浆设计要求

（1）劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，以提高坝体的防渗能力，同时通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重分布，提高坝体变形稳定性。

（2）泥墙的设计干容重，灌浆１年以后应为1.6t/m３。

（3）灌浆压力：

灌浆压力是保证灌浆质量的关键，压力过大会对大坝的稳定不利，过低则会降低灌浆效果，达不到预期目的。

设计灌浆压力0.15～0.6MPa，但在施工时，不把它作为控制性指标，而是以大坝劈裂冒浆为原则。

灌浆时压力由小逐渐加大。

（4）灌浆土料要求和浆液比重控制。

①灌浆土料要求:

土料就近取材，主要为粘性土，在没有粘性土时，可选用粉质壤土（粘粒含量约12％，粉粒含量约75％，砂粒含量≤13％）。

②浆液比重控制:

制浆采用机械拌制，水与干土重量比为1∶1～1∶1.6。

灌浆过程中根据吃浆量的大小变化，调节泥浆比重，吃浆量大时浓些，反之稀些。

每孔初灌时，为打开浆路，采用比重为1.53～1.55g/cm3的稀泥浆，随后逐渐增大泥浆稠度，一般控制在1.64～1.66g/cm3之间，封孔泥浆比重控制在1.70～1.74g/cm3之间，泥浆比重采用比重计测量。

（5）如有特殊要求，浆液中可掺入下列外加剂：

①为提高泥浆的流动性，可掺入少量的水玻璃，掺量可占干土重的0.5％～1.0％，最佳用量可通过试验确定。

②为加速浆液凝固和提高后期强度，可掺入适量水泥，水泥掺量可为15%左右，必要时应通过试验确定。

③为提高泥浆的稳定性和泥浆的后期强度，可掺入适量膨润土。

（6）每孔每次平均灌浆量，以孔深计每米孔深控制在0.5～1m３，每孔灌浆次数应在5次以上。

（7）为保证灌浆期坝坡安全，应适当延长各序各次灌浆间隔时间，改善浆液性质，增加稠度等。

3.3.2劈裂灌浆施工技术要求

（1）施工准备

①制浆和灌浆机械的布置，应考虑灌浆泵容量的大小，输浆距离的远近，扬程高低和料场位置等因素，尽量满足施工干扰少、搬迁次数少以及电源和交通方便等原则。

②灌浆施工前应确定好观测点位置，埋设好必要的观测设备。

并应准备好观测和试验仪器以及观测记录表和成果表。

③灌浆施工前应做灌浆试验。

选有代表性坝段，按灌浆设计进行布孔、造孔、制浆、灌浆。

观测灌浆压力、吃浆量及泥浆容量、坝体位移和裂缝等。

试验孔不少于3个。

试验结束后应分析资料，总结经验，修改参数，完善和熟练灌浆工艺，然后方可全面施工。

④灌浆所用土料和浆液都应进行试验。

土料试验包括：

颗粒分析、有机质含量及可容盐含量等；浆液试验包括：

容重、粘度、稳定性、胶体率及失水量等。

（2）造孔

①首先按设计要求布孔，然后按要求造孔。

造孔必须按序进行，要求Ⅲ序。

②造孔应保证铅直，偏斜不得大于孔深的2%。

应用干法造孔，不得用清水循环钻进。

③作好造孔的记录和描述，如发现特殊情况时，应详细记录并分析处理。

（3）制浆

①应采用专用机械制浆。

如灌浆量少时，也可以采用人工制浆，但土料应先在泥浆池内浸泡数小时，搅拌成浆，通过过滤筛清除大颗粒和杂物，灌浆前再通过35孔/cm２的过滤筛。

②浆液各项指标应按设计要求控制。

灌浆过程中浆液容重和输浆量应每小时测定１次并记录，浆液的稳定性和自由析水率10天测1次，如浆料发生变化，应随时加测。

（4）灌浆

①应先灌河槽段，后灌岸坡段和弯曲段。

并采用孔底注浆全孔灌注的方法。

②灌浆开始先用稀浆，经过3～5min后再加大泥浆稠度。

若孔口压力下降和注浆管出现负压（压力表读数为0以下），应再加大浆液稠度，浆液的容重应按技术要求控制。

③在灌浆中，应先对第一序孔轮灌，采用“少灌多复”的方法。

待第一序孔灌浆结束后，再进行第二序孔，第二序孔灌浆结束后，再进行第三序孔。

④每次最大灌浆量应按设计要求控制，每孔灌浆次数应通过试验确定，一般为5～10次。

⑤岸坡坝段或弯曲坝段的劈裂式灌浆，可采用加密孔距，减小灌浆压力和１次灌浆量，轮灌或几孔同时灌注，增加复灌次数的方法。

⑥作好灌浆记录，并绘制图表。

（5）灌浆综合控制

①灌浆综合控制是保证灌浆期间坝体安全和灌浆质量的重要措施。

综合控制包括：

灌浆量控制，灌浆压力控制，横向水平位移控制，裂缝开展宽度控制。

综合控制施行于灌浆过程的始终。

②灌浆时间间隔：

初灌与第一次复灌的时间间隔为24h，复灌1～2次、2～3次等以后的复灌间隔时间均为48h。

③孔口压力，应控制在设计最大允许灌浆压力以内。

④在灌浆时，坝顶上、下游两坝肩处横向水平位移的允许量应根据试验确定。

⑤劈裂式灌浆应尽量推迟和限制坝面出现裂缝，裂缝限制宽度应根据灌浆试验确定，一般控制在3cm以内，要求在停灌后坝体裂缝能基本闭合。