土坝坝体灌浆技术规范Word格式.docx
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水利管理司于1986年10月主持召开了第三次审稿会,对第三稿进行了认真的讨论、修改,1987年报部审批。
《土坝坝体灌浆技术规范》已经水利部批准,做为部颁标准,颁发各地按照执行。
第1.0.1条凡采用灌浆方法,以消除土坝坝体隐患、提高坝体防渗能力和稳定性的灌浆工程,均应遵守本规范。
第1.0.2条本规范适用于坝高50m以下的均质土坝和宽心墙坝,土堤可参照执行。
第1.0.3条土坝坝体灌浆可以处理以下问题:
一、土坝坝体碾压不实,密实度普遍较差。
二、土坝坝体内有渗漏通道、软弱层,坝后坡浸润线出逸点过高,发生洇湿现象或渗透破坏(管涌、流土)现象。
三、土坝坝体由于不均匀沉陷而产生的裂缝(不包括滑坡裂缝)。
四、土坝分段分层施工,质量差的结合部位容易产生水力劈裂的情况。
五、坝体和其它建筑物(如放水洞、闸墙)结合不好,存在空隙和接触冲刷。
六、坝体内存在生物洞穴,如蚁穴、鼠洞、獾洞及腐烂树根等。
第1.0.4条土坝坝体灌浆分为充填式灌浆和劈裂式灌浆。
充填式灌浆适用于处理性质和范围都已确定的局部隐患;
劈裂式灌浆适用于处理范围较大,问题性质和部位又都不能完全确定的隐患。
第1.0.5条土坝坝体灌浆必须勘探、设计、施工三方面密切配合,并根据土坝坝体的具体情况,因地制宜地选择灌浆方法和施工工艺,做到安全可靠,经济合理,保证质量。
第1.0.6条土坝坝体灌浆,一般应在水库低水位期进行,以加速泥浆固结,保证土坝安全。
第1.0.7条在灌浆前,应对参加灌浆的人员进行技术培训。
要求主要技术人员能全面了解灌浆设计和掌握施工技术规范,能及时发现和处理问题。
技术工人应熟练掌握操作规程,能及时排除机械故障。
第一节一般规定
第2.1.1条灌浆前应全面、仔细、及时做好各项准备工作,包括:
搜集资料,进行隐患探测和分析,做好灌浆设计,准备好灌浆材料、机具。
第2.1.2条土坝灌浆设计需要搜集的资料包括:
一、已建土坝的地质、设计和施工资料。
二、土坝历年的各种观测整编分析资料。
三、土坝施工和运行期间出现的问题,如:
塌坑、裂缝、洞穴、坝后坡渗透变形、湿润带及滑坡等。
第二节隐患勘探
第2.2.1条土坝坝体隐患勘探可分为普遍性勘探和针对性勘探。
从坝面上不能确定隐患的性质和范围时,应采用普遍性勘探;
从坝面上大致可以确定隐患的性质和范围时,可采用针对性勘探。
第2.2.2条勘探方法宜采用不损伤坝体的物探法。
包括:
电测深剖面法、电阻率法、自然电场法、激发极化法等。
上述几种方法一般是结合使用。
物探法采用的仪器和适用条件参考附录一。
第2.2.3条如有必要,勘探坝体隐患也可采用损伤坝体的钻探、井探、槽探等方法。
检查坝体的土质、密实度、含水量、软弱层时,可采用钻探方法。
如需直观检查坝体的裂缝、内部洞穴和坝体质量时,可采用井探法。
如较浅又较长时,也可采用槽探法。
钻孔、探井、探槽的位置和深度应经过认真论证和设计后方可进行勘探。
第2.2.4条在进行勘探时,应按要求及时记录、取样、描绘和照相。
待取得资料后,应处理好钻孔、探井、探槽,不得留下人为缺陷。
第2.2.5条土坝坝体隐患勘探不宜采用注水试验的方法。
如需掌握坝体灌浆压力和吃浆量,可作灌浆试验。
第三节灌浆物料、机具的准备
第2.3.1条土料是土坝坝体灌浆的主要材料,土料性质应满足灌浆设计要求和本规范的规定,料场储量应不少于需要量的2~3倍。
第2.3.2条其它灌浆材料的准备:
制浆用水一般为不含过量杂质的淡水。
如灌浆设计有特殊要求,还应备够其它材料如:
水泥、水玻璃、澎润土及化学药物等。
第2.3.3条灌浆机具选择,根据灌浆工程的规模、工程量、进度及操作人员的素质等条件综合考虑,应选择工作性能可靠、轻便耐用的灌浆机具。
第2.3.4条灌浆机具包括:
动力、运料、造孔、制浆、输浆、控制及量测等设备。
型号可参考附录二。
灌浆的关键设备及易损机具,如灌浆机(泥浆泵)、注浆管及输浆管等,应有备用。
灌浆所用的动力应有充分保证,必要时应有备用动力。
第3.1.1条灌浆设计必须在搜集资料和勘探隐患的基础上进行综合分析,提出灌浆处理方案,并论证灌浆方案的可行性、可靠性和经济合理性。
第3.1.2条灌浆设计一般包括以下内容:
基本资料分析,勘探试验报告,灌浆可行性、可靠性和经济合理性的论证,灌浆技术参数设计,灌浆设计平面布置图、纵剖面布置图、特殊部位设计图、观测设备布置图,概预算及经济效益分析,施工及管理问题说明等。
第3.1.3条土坝坝体灌浆施工概算可参考有关定额及实际灌浆工程定额。
因灌浆的不可预见性较大,概预算的不可预见费应略高于一般规定。
第二节劈裂式灌浆设计
第3.2.1条当坝体质量普遍不好,坝体外部有裂缝、塌陷、浸润线出逸点过高、坝后坡出现大面积湿润,坝体有明显渗漏或坝体内部有较多隐患,可按劈裂式灌浆设计。
第3.2.2条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。
第3.2.3条劈裂灌浆应按河槽段、岸坡段、弯曲段和其它特殊坝段的不同情况分别进行设计。
第3.2.4条在河槽段,一般沿坝轴线(或稍偏上游)单排布孔。
如果坝体普遍碾压不好时,可双排(或三排)布孔。
终孔距离:
在河槽段孔深大于15m时,可采用10m左右;
孔深小于15m时,可采用5m左右。
适宜孔距也可通过灌浆试验确定。
在岸坡段、弯曲坝段布孔,应适当缩小孔距,可参照充填式灌浆布孔,或通过试验确定。
第3.2.5条造孔深度应大于隐患深度2~3m。
如副排孔处无隐患,孔深约为相应主排孔深的1/3。
第3.2.6条泥墙设计厚度可采用5~20cm,应根据土坝土质、碾压质量、隐患性质和坝高等情况合理确定。
当坝体(或心墙)的渗透系数大于或等于10-4cm/s,或坝体存在上、下游贯通的水平砂层时,应专门计算泥墙的厚度,并进行渗透破坏验算和专门试验研究。
第3.2.7条泥墙的设计干容重,可根据不同的土坝,不同的灌浆方法和浆液中粘粒含量的多少提出要求,灌浆1年以后应为~m3(指重粉质壤土和粉质壤土)。
第3.2.8条灌浆压力系指注浆管上端孔口压力。
最大允许灌浆压力可在现场试验确定,也可用公式计算,计算公式见附录三。
第一节施工准备
第4.1.1条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。
第4.1.2条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。
可参见附录四、附录六。
第4.1.3条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。
第4.1.4条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。
试验用仪器设备见附录四。
第二节造孔
第4.2.1条首先按设计要求布孔,然后按要求造孔。
造孔必须按序进行,一般要求2~3序。
第4.2.2条造孔应保证铅直,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。
第4.2.3条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。
第三节制浆
第4.3.1条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。
第4.3.2条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。
第四节灌浆
第4.4.1条劈裂式灌浆应先灌河槽段,后灌岸坡段和弯曲段。
充填式灌浆应先灌上游排孔,再灌下游排孔,后灌中间排孔。
第4.4.2条劈裂式灌浆应采用孔底注浆全孔灌注的方法;
充填式灌浆应采用分段灌注方法,由下至上,下套管分段灌注,段长可为5~10m。
第4.4.3条灌浆开始先用稀浆,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。
第4.4.4条在灌浆中,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。
第4.4.5条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。
第4.4.6条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。
第4.4.7条作好灌浆记录,并绘制图表。
格式见附录六的表
(一)至表(四)。
第五节灌浆综合控制
第4.5.1条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。
第4.5.2条两次灌浆间隔时间不应少于5d。
第4.5.3条孔口压力,应控制在设计最大允许灌浆压力以内。
第4.5.4条在灌浆时,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,一般控制在3cm以内,要求在停灌后能基本复原。
第4.5.5条充填式灌浆应尽量避免坝面出现裂缝;
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。
第六节灌浆结束标准及封孔
第4.6.1条当浆液升至孔口,经连续复灌3次不再吃浆时,即可终止灌浆。
第4.6.2条劈裂式灌浆封孔。
当每孔灌完后,可将注浆管拔出,注满容重大于m3的稠浆,如果浆面下降,可继续灌注稠浆,直至浆面升至坝顶不再下降为止。
第4.6.3条充填式灌浆封孔。
当每孔灌完后,待孔周围泥浆不再流动时,将孔内浆液取出,扫孔到底,用直径2~3cm、含水量适中的粘土球分层回填捣实。
均质土坝可向孔内灌注稠浆或用含水量适中的制浆土料捣实。
第七节灌浆出现问题的处理
第4.7.1条裂缝处理
一、当坝面出现纵向裂缝后,应分析发生原因,如果是湿陷缝,可以继续灌浆,如果是劈裂缝,应加强观测,当裂缝发展到控制宽度时,应立即停灌,待裂缝基本闭合后再灌。
二、当坝面出现横向裂缝时,应立即停灌检查。
如果裂缝深度较浅,可以开挖用粘土回填夯实后继续灌浆,如果裂缝较深,可用稠浆灌注裂缝,先灌上游,再灌下游,后灌中间。
三、当弯曲坝段出现裂缝时,应立即停灌。
改在坝顶上游坝肩处沿裂缝布孔,按照多孔轮灌的方法灌注稠浆堵住裂缝。
待处理好后再接第4.4.6条的方法进行灌浆。
第4.7.2条冒浆处理
一、坝顶和坝坡冒浆,应立即停灌,挖开冒浆出口,用粘性土料回填夯实。
钻孔周围冒浆,可采用压砂处理,而后再继续灌浆。
二、白蚁洞冒浆,应先在冒浆口压砂堵塞洞口,再继续灌浆。
三、水下坝坡或土坝与其它建筑物接触带冒浆,可采用稠浆间歇灌注。
第4.7.3条串浆处理
一、当第一序孔灌浆时,发现相邻孔串浆,应加强观测、分析,如确认对坝体安全无影响,灌浆孔和串浆孔可同时灌注,如不宜同时灌注,可用木塞堵住串浆孔,然后继续灌浆。
当灌浆后期,相邻孔串浆,说明已形成连续的泥墙,可减少1次灌浆量。
二、如浆液串入测压管或浸润线管,在灌浆结束后,再补设测压管或浸润线管。
第4.7.4条塌坑处理。
在塌坑部位挖出部分泥浆,回填粘性土料,分层夯实。
第4.7.5条隆起处理。
发现坝坡隆起时,应立即停灌,分析原因。
如确认不是与滑坡有关的隆起,待停灌5~10d后可继续灌浆,并注意监测。
第4.7.6条机械故障处理
一、缩孔卡钻,应以预防为主,改进钻具,将大钻头改为卡杆钻头。
也可用倒链或打倒锤将钻杆拔出。
二、灌浆泵不吸浆,应检查泵和吸浆管是否漏气和堵塞。
前者应更换易损件,后者应疏通管道,严格泥浆过筛,提高浆液质量。
三、压力表读数增大不进浆,说明输浆管堵塞,应先用水冲洗管路,同时严格泥浆过筛,保证浆液的合理指标。
四、应采用有保护装置的压力表,以防失灵。
发现压力表失灵,应立即更换。
五、注浆管堵塞,应将其提起,用稀浆冲开。
第一节目的和要求
第5.1.1条为保证土坝坝体灌浆质量和坝体安全,检验灌浆效果,在灌浆期间应进行观测。
第5.1.2条灌浆观测项目包括常规项目和特殊项目。
常规项目有表面变形、内部应力及渗流观测等。
特殊项目有土坝坝体位移、灌浆压力、裂缝、冒浆及泥浆固结观测等。
第5.1.3条在灌浆过程中,应有专门观测人员负责观测工作,全面控制灌浆质量,及时发现和解决问题。
第5.1.4条灌浆观测应充分利用已有的观测设备,必要时可增设永久的和临时的观测设备。
第5.1.5条灌浆观测与灌浆控制应密切配合,协调一致。
相关的项目和标点,宜同时观测,以便于分析。
观测资料应及时整理,随时掌握灌浆期间坝体的情况。
第5.1.6条观测点的设置及观测方法等除本规范规定外,均可参照《水工建筑物观测工作手册》(水利电力部水利管理司,水利电力出版社,1978年)规定进行。
第二节坝体变形观测
第5.2.1条坝体变形观测分水平位移(横向、纵向)、竖向位移(沉陷)和坝面变形观测,具体观测项目应根据不同需要进行。
第5.2.2条横向水平位移观测。
可沿坝轴线方向每隔10~20m设一组观测标点,每组至少分别在坝顶上,下游坝肩处各设一个观测标点,标点可用木桩或混凝土桩。
在灌浆期间,每天观测1~2次,非灌浆期间,每5天观测1次。
第5.2.3条在土坝的岸坡段灌浆时,有可能发生纵向水平位移,必要时也应观测。
第5.2.4条竖向位移观测。
竖向位移桩应与水平位移桩结合,并同时进行观测,以便进行资料分析。
在灌浆前,至少应观测2次。
在灌浆期间,每天观测1~2次,非灌浆期间每5天观测1次。
第5.2.5条坝面变形观测。
为掌握灌浆对土坝断面的影响,可在河槽段和有严重隐患的坝段,参照第5.2.2条的规定进行坝面变形观测。
第三节渗流观测
第5.3.1条测压管和浸润线管观测。
在灌浆期间,应对灌浆孔附近的测压管和浸润线管,每隔1~2h观测1次,在灌浆结束1个月后,再按正常规定时间观测。
第5.3.2条应在灌浆前后和灌浆期间进行渗流量的对比观测,以检查灌浆效果。
第5.3.3条当坝下游坡存在湿润区时,应在灌浆前后和灌浆期间注意观测其部位、面积及含水量,记录并绘图,用以判断灌浆效果。
第四节灌浆压力和灌浆量观测
第5.4.1条灌浆压力观测。
在注浆管上端安装压力表,压力表精度cm2,在灌浆过程中,应随时观测压力变化,并应注意记录瞬时最大压力,对照坝体位移和裂缝张开宽度,合理控制灌浆压力。
第5.4.2条土坝灌浆量一般采用泥浆泵流量进行控制,重要工程的灌浆量观测,可以使用流量计。
每孔每次灌浆量及总灌浆量皆应准确记录,每次灌浆量不得超过设计允许值,以便控制灌浆质量。
第五节裂缝和冒浆观测
第5.5.1条裂缝观测内容包括:
裂缝位置、宽度、长度、走向、深度、错距和裂缝发生历时、开展速度等。
正在灌浆的坝段每天观测1~2次。
如裂缝发展较快,应加强观测。
非灌浆坝段每5天观测1次。
要做好观测记录,并绘制在平面图上。
第5.5.2条冒浆观测。
在灌浆期间要有专人经常巡视坝坡、坝面。
如发现冒浆,应及时处理,同时应记录和描述,并绘制在平面图上。
第六节其它观测
第5.6.1条在特殊情况下,应进行下列项目的观测:
一、用电测仪测定被灌入坝体的浆液液面,了解液面上升高度和速度,以便控制灌浆质量。
二、用测压管及孔隙水压力计,测定浆液的孔隙水压力及其消散过程,了解泥浆固结程度和对坝体稳定性的影响。
三、在坝体内部设置土压力计和孔隙水压力计,了解灌浆坝体应力和孔隙水压力的变化,分析灌浆的效果,指导灌浆施工。
并为提高土坝坝体灌浆技术积累科学数据。
第一节质量检查
第6.1.1条质量检查可以分为灌浆过程的中间检查和灌浆结束后的最终检查。
前者是为灌浆质量控制而进行的阶段性检查,后者是为验收和鉴定提供依据。
第6.1.2条中间质量检查的主要内容包括:
按设计要求检查布孔,造孔,工艺操作,浆液性能,综合控制情况,各孔终止灌浆达到的标准,灌浆中出现的问题和处理情况等。
第6.1.3条最终质量检查的主要内容包括:
坝体内部的质量(泥墙厚度、密度、连续性、均匀性),坝面裂缝,浸润线出逸点,渗流量变化情况等。
第6.1.4条最终质量检查方法,主要是分析资料和进行观测,并配合钻孔,探井取样测定。
钻探宜在灌浆结束1年后进行。
第6.1.5条质量检查应全面完整地搜集资料,及时准确地进行记录,作为工程验收的依据,并应归入技术档案。
第6.1.6条质量检查由灌浆施工单位负责进行。
施工单位应提出质量检查报告,并应接受工程管理部门和设计部门的监督和抽样检查。
第二节验收
第6.2.1条灌浆结束后,由施工单位作好准备,并向主管部门提出申请验收报告,由工程主管部门组织验收委员会(或小组)进行验收。
第6.2.2条验收委员会(小组)成员应由主管部门、工程管理、设计、施工及财务部门代表组成。
必要时邀请同行专家参加。
第6.2.3条劈裂灌浆的验收应在灌浆结束1年以后进行。
充填式灌浆或小型土坝灌浆验收时间,根据情况可以提前。
第6.2.4条验收时,设计、施工管理单位应提出下列文件资料:
灌浆工程竣工报告;
技术总结;
设计、施工文件及图纸;
施工决算;
物资设备消耗及移交清册;
施工、观测的原始资料及整理分析成果;
中间质量检查和最终质量检查报告;
由管理部门提出的灌浆效果和效益证明。
第6.2.5条土坝坝体灌浆的验收内容:
一、土坝灌浆是否达到设计效果。
二、灌浆设计及施工是否合理。
三、质量控制和质量检查是否满足要求。
四、经费使用是否得当。
五、是否有遗留问题和其它问题。
六、对移交和管理的意见。
在观测坝坡位移量时,测点远离轴线为正,反之为负。
(一)封面
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土坝坝体灌浆验收报告书编号)
工程名称:
工程主管单位:
灌浆施工单位:
组织验收单位:
验收时间及地点:
(二)正页
1.灌浆工程说明
(1)工程一般情况;
(2)工程存在问题处理方案,选择灌浆方案的理由;
(3)灌浆设计的简要说明和技术指标;
(4)施工情况说明。
(5)灌浆工程完成情况;
(6)批准单位和时间,施工单位和施工时间;
(7)预决算;
(8)其它。
2.灌浆工程的质量、效果、效益的意见;
3.对灌浆工程设计、施工和管理运用的意见;
4.灌浆工程遗留问题及处理意见;
5.对移交工作的意见;
6.灌浆工程有关附件;
7.灌浆工程验收委员会成员签字;
8.工程主管部门意见年月日;
9.组织鉴定单位意见年月日。