试验段灌浆试验报告文档格式.docx
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〔3〕现行施工规；
〔4〕监理部批复的?
柏岭寺水库大坝生产性帷幕灌浆试验方案?
。
3试验目的与技术要求
3.1本次帷幕灌浆试验按监理部批复的柏岭寺水库大坝生产性帷幕灌浆试验方案进展施工。
通过生产性帷幕灌浆试验，钻孔灌浆后的压水试验及监测，以试验所得成果为大坝根底帷幕灌浆设计提供依据。
〔1〕论证帷幕灌浆在技术上的可行性、合理性；
〔2〕通过检查孔压水试验，检验透水率是否满足设计防渗标准；
〔3〕提出孔深、孔距、排距、排数、灌浆压力、灌浆配比的技术参数；
〔4〕提供灌浆段单位注入水泥量。
3.2试验地区的选定
帷幕灌浆试验区选在大坝4＃溢流坝段〔桩号坝纵0+100.64～坝纵0+93.44〕段灌浆廊道进展单排生产性帷幕灌浆试验。
3.3试验方法
压水试验采用自上而下分段压水方法，灌浆采用自上而下分段灌浆方法。
3.4试验要求及程序
〔1〕灌浆试验要求
工程地质资料分析→试验方案及研究→试验区的选定与施工准备→钻孔、冲洗→压水试验→灌浆→质量检查孔→岩心描述→整理、分析灌浆成果资料→评价与建议。
〔2〕灌浆试验程序
钻机就位→钻孔第一段→冲洗→压水试验→钻第二段→重复钻孔至终孔→终孔验收→全孔冲洗→自下而上阻塞→灌浆→到达完毕标准→重复灌浆至混凝土与基岩接触段→阻塞灌浆→封孔。
3.5试验设计参数
〔1〕灌浆试验孔布置
灌浆试验孔依据设计图纸，采用了单排，针对地层地质特性，分四种不同孔距，分别为2.0m、1.6m、1.0m、0.8m，垂直孔。
帷幕试验灌浆孔布置见附图1。
〔2〕帷幕防渗标准及深度
大坝帷幕防渗要求Lu小于等于5。
试验帷幕深度〔包括混凝土〕30m。
〔3〕帷幕灌浆孔次序
帷幕灌浆孔分三序孔施工，先Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、后Ⅲ序孔。
〔4〕灌浆材料
灌浆材料采用乾县海螺生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥。
〔5〕灌浆压力
试验帷幕灌浆压力见表1。
表1灌浆压力〔Pma〕
孔序
第一段
第二段
第三段及以下段次
Ⅰ
0.5
1.0
1.5
Ⅱ
0.8
Ⅲ
柏岭寺水库大坝帷幕生产性灌浆试验自2021年12月6日开工，至2021年1月20日完成，历时45天，共完成灌浆进尺178.2m,完成工程量见表2。
4.1钻孔及孔斜测量
〔1〕帷幕灌浆孔采用GX-300型地质回转钻机，金刚石钻头清水钻进，孔径75mm；
帷幕检查孔孔径91mm，根据钻孔取芯要求及取芯体特性，检查孔选用双管单动钻具取芯。
要求钻孔偏斜率最大孔深不大于0.5%。
〔2〕钻孔测斜使用KXP-1型测斜仪，在钻进过程中下入孔进展测斜，随了解钻孔偏斜情况，超过偏斜率允许值那么对钻孔进展纠偏或重新开孔。
4.2钻孔分段及冲洗
砼与基岩接触段深入基岩2.0m，以下各段为5～6m。
冲洗以钻杆作导管，敞开孔口，用水流向孔外冲洗，至孔干净回清水10min，冲洗水压为灌浆压力的80%。
4.3压水试验
灌浆孔和检查作稳定压水，采用五点法，压力为0.3、0.6、1.0MPa，每3min～5min测读一次压入流量，连续4次读数，稳定标准为（Q大-Q小）／Q小≤10%。
4.4抬动监测
抬动变形监测在试验帷幕灌浆孔围布置一个。
抬动变形监测孔在混凝土与基岩接触段及第二段进展，最大抬动允许变形值为200um。
〔1〕抬动变形观测，采用GX-300型地质回转钻机进展钻孔，孔径为75mm。
一次钻进到底。
钻完后即安设抬动观测装置。
〔2〕在钻孔压水试验及灌浆过程中均进展观测，当变形值接近变形允许值或变形值上升速度较快时，及时降低压力，防止发生抬动破坏。
〔3〕抬动变形采用千分表观测，一般每隔10min测记一次千分表读数。
抬动变形监测装置见附图8。
4.5灌浆方式
帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆、孔循环灌浆法，射浆管距灌浆段底0.2～0.5m。
4.6灌浆设备
采用CPS气囊式阻塞器进展孔阻塞，灌浆设备采用TTB100／10A型灌浆泵、TTJ-300型双层搅拌桶及JT-Ⅰ灌浆自动记录仪配套施工。
4.7浆液水灰比
灌浆试验水灰比采用3:
1、2:
1、0.8:
1、0.6:
1〔或0.5:
1〕等五个比级〔重量比〕，开灌水灰比3:
1。
灌浆过程中，随时测量进浆和回浆比重，灌浆完毕时亦测定浆液比重。
4.8变浆标准
〔1〕浆液比级按由稀至浓，逐级变换。
在灌浆压力下注入率保持不变，注入率持续减小时，或当注入率不变压力持续升高时，不得改变水灰比。
〔2〕当某一级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注；
当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。
4.9回浆变浓
灌浆过程中，每隔15～30min测记一次浆液浓度。
当发生回浆失水变浓时，换用一样水灰比的新浆进展灌注，假设效果不明显，延续灌注30分钟后完毕。
4.10灌浆完毕标准与封孔
〔1〕帷幕灌浆完毕标准，灌浆孔段在设计压力下，最终吸浆率小于1L/min，继续灌注30min，即可完毕该段灌浆。
全孔灌浆完毕后，用0.5：
1浓浆置换，用最大灌浆压力进展回填。
〔2〕灌浆封孔待水泥浆液凝固后，灌浆孔上部空局部，大于3m时，采用机械压浆法继续封孔；
小于3m时，使用浓的水泥浆或水泥沙浆人工封填密实。
4.11涌水孔的灌浆
涌水孔的灌浆，在灌浆施工中采取了加大灌浆压力〔较设计压力大0.1MPa〕,灌浆到达完毕标准，继续灌注60～90min，灌浆式屏浆，孔口闭浆等措施。
4.12钻孔、灌浆过程分析
〔1〕钻孔情况
由于岩体裂隙性承压水及钻孔循环水的浸泡，砂岩软化，钻进中孔口返出大量泥砂，孔径变大，测量孔深时泥砂多达0.5～0.8m。
为满足帷幕灌浆孔深度，一般较设计孔深多钻约1.0m，灌浆前钻孔中用水泥浆〔水灰比3:
1〕代替水，较好的返出了钻孔泥砂，使帷幕灌浆得到较好灌浆效果。
（2）钻孔段压水试验情况
根据钻孔压水试验资料，坝址河床基岩透水性取决于裂隙的发育及开度，一般随深度增加，〔灌浆孔第5段透水率为〔5.24Lu～6.95Lu〕透水性减弱。
本次帷幕灌浆试验孔均采用分段五点法压水方式进展，试验孔在压水试验中有2〔5号、7号〕个孔，均有1段〔5号孔第1段、7号孔第3段〕在三级压力中最大压力1.0Mpa下不起压,说明了岩体的透水性及不均匀性。
〔3〕灌浆情况
帷幕灌浆开灌比级3:
1，在灌浆过程中未出现有大漏量孔段，有个别孔段吸浆率较大。
水灰比3:
1浆液灌注较多，随灌孔段吸浆率减小，灌浆浆液回浆失水变浓的孔段较多，说明岩石裂隙细微，亦反响了砂岩具有吸水量大、吸浆量小的特性。
〔4〕涌水孔的情况
试验帷幕灌浆孔均出现承压涌水的情况，涌水孔的涌水压力为0.01Mpa～0.04Mpa，最大涌水量〔1号孔〕为19.6L/min。
说明岩体存在裂隙性承压涌水。
（5）灌浆孔段绕塞渗漏、埋塞的情况
试验帷幕采用自上而下压水试验、采用自上而下的灌浆法。
在进展压水试验时，观察孔口看是否出现绕塞返水现象，假设有，那么再度压紧橡胶塞或向上移动橡胶塞的位置，以防止绕塞渗漏。
在灌浆时，发现绕塞返浆时，立即松开栓塞，并通过栓塞注水冲洗，直至冒出清水为止。
再重新阻塞、恢复灌浆。
由于多重原因，有时灌浆塞在规定的位置卡不住，卡塞后，在压水试验，灌浆过程中许多孔段出现绕塞渗漏、埋塞等异常情况，影响灌浆质量。
灌浆孔段在压水试验及灌浆完毕后，许多孔段起拔灌浆塞困难，有的孔段甚至出现埋塞现象，发现浆塞被埋塞后，措施主要采用立即通稀浆，甚至清水、大流量冲洗，用吊锤打或三吨葫芦拉，当打拉无效时，把孔浆灌管上部返出孔外，再下钻具扫孔处理。
在处理埋塞〔4号孔第3段〕事故时造成灌浆塞损坏。
分析绕塞渗漏、埋塞事故的异常原因，由于砂岩强度不高，为软岩，裂隙发育，有的孔段是在压水试验、灌浆过程中出现绕塞渗漏，或者是在压水试验及灌浆过程中出现孔壁砂、石掉落，灌浆浆液绕塞返浆造成埋塞事故。
（6）灌浆过程情况
试验帷幕许多灌浆孔段，出现灌浆压力突然升高的异常现象，经检查灌浆设备系统正常，且发现灌浆的回浆管道回浆不畅通。
灌浆孔段完毕灌浆后，清洗回浆管道，检查见管道接头处有小团状泥沙堵塞。
是由于灌浆过程中，在灌浆压力的水泥浆液冲击作用下灌浆段孔壁掉落的泥砂，泥砂随灌浆的浆液返回回浆管道,小团状泥砂堵塞回浆管道接头处，造成回浆管道回浆不畅通,出现灌浆压力突然升高的异常现象。
（7）灌浆压力的使用
由于坝基岩体裂隙主要临近水平层面裂隙为主，陡倾裂隙发育较少，岩石裂隙细微。
为了使灌浆孔段更快地注入较多的水泥浆液，灌浆施工要求灌浆孔段一开场尽快使用设计最大灌浆压力。
坝基岩层主要为砂岩，基岩透水性取决于裂隙的发育及开度，试验帷幕灌浆孔受承压涌水影响外，岩层的可灌性较好，这在试验帷幕灌浆成果表3反映比拟明显。
5.1透水率的递减规律
透水率统计见表4，可以看出单位透水率水随灌浆次序的递增而减小，Ⅰ序孔Q＜10Lu为60%，Ⅲ序孔上升为73%，随灌浆次序的递增而依次上升，说明帷幕灌浆效果随着灌浆次序的增加而逐次提高较为明显。
5.2单位注入量的递增规律
单位注入量见表3，试验帷幕灌浆中，单位注入量随灌浆次序的递增而减小的规律，反响较明显,Ⅰ序孔水泥单位注入量为79.6kg／m,Ⅱ序孔为64.69kg／m,Ⅲ序孔降为39.95kg／m。
单位注入量各区间的频率统计（表5）说明Ⅰ序孔单位注入量小于100kg/m孔段频率累计为60%，Ⅱ序孔为50%，至Ⅲ序孔时其频率减为20%。
说明帷幕灌浆效果较好。
5.3单位透水率与单位水泥注入量的关系
试验帷幕次序孔单位水泥注入量与单位透水率关系（表6）和变化情况可以看出，表中两者关系比拟密切，透水率大的序孔注入水泥量也大，透水率小的序孔注入水泥量也小。
表6单位水泥注入量与单位透水率的关系
次序
单位耗灰量平均值〔kg/m〕
单位透水率平均值（Lu）
79.60
15.39
64.69
12.72
39.95
15.10
注：
表中第Ⅲ次序平均透水率15.1Lu值偏大，因Ⅲ次序6#孔，第5段压水过程中出现绕塞，孔口返水，透水率偏大而影响合计平均透水率平均值。
5.4不同孔距单位透水率的关系
从表7中可以看出不同孔距单位透水率变化，透水率5.0～10.0Lu变化不大，透水率10～20Lu变化亦不大。
说明岩石透水性较好。
5.5不同孔距单位耗灰量的关系
从表8中可以看出不同单位耗灰量，孔距大的单位耗灰量大，孔距小的单位耗灰量小，说明了孔距加密灌浆效果比拟好。
5.6涌水量的统计
对孔口有涌水的孔，灌浆前测记涌水压力和涌水量。
各孔序涌水量统计表9，涌水量随孔序的增加而递减，各序孔的涌水量
大小也反响了这个规律。
表9涌水量统计表
孔数
涌水量（L/min）
2
53.27
50.25
3
47.15
合计
7
20.22
5.7钻孔测斜及抬动变形观测
〔1〕钻孔测斜统计说明，孔深20m～30m，偏斜率为0.1-0.3%，满足设计要求。
〔2〕抬动观测结果未发现混凝土与基岩抬动变形。
6帷幕灌浆试验的质量检查
帷幕灌浆质量检查孔针对不同孔距布置，检查孔布置4个，检查孔按自上而下分段压水试验，采用五点法，压力为0.3、0.6、1.0MPa，检查孔压水成果表见表10，检查孔压水20段,合格率为35%。
检查孔涌水量统计表见表11。
孔距为0.8m，透水率4.66Lu～6.66Lu,平均值5.578Lu，压水5段，不合格率为40%；
孔距为1.0m，透水率4.8Lu～7.23Lu,平均值6.05Lu，压水5段，不合格率为60%；
孔距为1.6m,透水率4.87Lu～11.5Lu,平均值8.374Lu，压水5段，不合格率为80%；
孔距为2.0m,透水率5.37Lu～9.97Lu,平均值7.374Lu，压水5段，不合格率为80%。
帷幕灌浆质量检查，四种不同孔距坝基岩体平均不合格率为65%。
检查孔中不合格率的试验段分布在连续或相邻的进展帷幕灌浆的孔段上，不能满足坝基帷幕的防渗要求。
灌浆试验区所进展生产性试验灌浆，经加密钻孔，仍有较多孔段不能满足防渗要求，不能作为将来正式帷幕灌浆的一个组成局部，试验区围需要加密孔排距，进展二次灌浆。
表10帷幕检查孔压水成果统计表
孔距〔m〕
孔号
压水试验段数
透水率〔Lu〕
设计标准〔Lu〕
大于设计标准的段数
备注
〈5
5-10
10-20
20-30
〉30
段数
%
2.0
J1
5
1
20
60
4
1.6
J2
J3
40
J4
35
11
55
10
14
表11检查孔涌水量统计表
孔距（m）
检1
8
检2
7.5
检3
检4
平均
6.1
7.评价与建议
柏岭寺水库工程大坝防渗帷幕灌浆试验，由于工程要求帷幕灌浆防渗为5Lu。
为了使灌浆孔更符合实际地质情况，试验帷幕灌浆选择了四种不同孔距，进展灌浆试验，目的是尽可能的准确掌握地质情况，这样所得的灌浆成果资料更符合实际地质条件，有针对性的选择灌浆参数。
防渗帷幕灌浆试验施工，按照施工技术规和设计技术要求，严格灌浆工艺，操作控制较好，从现场监测和试验所得的成果，作为验证大坝防渗帷幕施工图设计的根本依据。
本次试验帷幕灌浆工作较常规帷幕灌浆试验孔多、检查孔多、任务大，试验成果的价值重。
在业主，监理和设计支持配合下，预期顺利的完成任务。
7.1坝基岩体具有较好的可灌性，平均单位耗灰量58.33kg/m,各次序孔帷幕，反响了单位注灰量和单位透水率次序的递增而逐次减小的根本规律，灌浆较正常，效果较为明显。
7.2坝基岩体透水性较好，平均透水率q=14.40Lu。
四种不同孔距帷幕检查孔平均透水率q=6.79Lu，帷幕检查孔压水试验其中局部〔约占65%〕试段岩体的透水率等于或大于5Lu，未满足大坝帷幕防渗要求。
岩体的渗透性未得到较大的改善。
由于岩体裂隙贯穿性较差，连通率不高，岩体的不均匀性和透水性,针对坝基地质条件，为了满足坝基岩体帷幕防渗指标，需加密孔排距。
建议大坝根底防渗帷幕设置两排，排距0.6m，孔距0.8m。
7.3试验帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆方法，灌浆过程中，有的孔段出现绕塞，灌浆浆液从灌浆孔孔口冒浆，影响灌浆质量。
由于坝基岩体软弱，为了使灌浆施工工艺更符合实际地质条件，坝基帷幕灌浆需选用孔口封闭灌浆法，镶铸孔口管，使用孔口封闭器，射浆管利用钻杆来实施，自上而下分段钻孔和灌浆。
采用自上而下孔口封闭灌浆法，接触段待凝24h，其它段灌浆后一般不待凝。
此方法优点较多，如孔不需要下灌浆塞，防止孔阻塞困难的问题、解决灌浆过程中绕塞、埋塞的问题，有利于提高灌浆压力、上段灌浆完毕后，即开场下部孔段的灌浆，上部孔段可得到屡次重复灌浆，对提高灌浆质量有利。
7.4抬动监测及灌浆压力,灌浆试验抬动监测在混凝土与基岩接触段的第二段进展，根据监测结果，无抬动。
建议帷幕灌浆压力接触段压力为1.0Mpa，第二段为1.2Mpa,以下各段1.5Mpa。
灌浆压力根据生产性灌浆试验，灌浆孔段一开场灌浆压力应尽快到达设计值。
7.5主要施工措施
〔1〕帷幕灌浆孔承压涌水的钻灌工艺：
优先采用孔口封闭，全孔循环的灌浆方法，自上而下分段灌浆，提高灌浆压力、屏浆、闭浆、待凝等措施。
〔2〕适当减少施工工序：
针对地层强度弱的特点，施工中减少一般灌浆程序的冲孔、洗缝工作，用简易压水试验代替冲洗，减少施工用水对原有地层的扰动破坏。
SY-J1第一箱岩芯
SY-J1水泥结石
SY-J1第二箱岩芯
SY-J1第三箱岩芯
SY-J1第四箱岩芯
SY-J2第一箱岩芯
SY-J2第二箱岩芯
SY-J2第三箱岩芯
SY-J3第一箱岩芯
SY-J3水泥结石
SY-J3第二箱岩芯
SY-J3第三箱岩芯
SY-J3第四箱岩芯
SY-J3第五箱岩芯
SY-J4第一箱岩芯
SY-J4第二箱岩芯
SY-J4第三箱岩芯
SY-J4第四箱岩芯
SY-J4水泥结石
SY-J4第五箱岩芯
观测钻孔涌水量
观测钻孔涌水压力
现场钻孔测斜
安装卡塞气囊
灌浆记录仪
控制灌浆压力
现场抬动检测装置
水泥制浆站
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