金河电站帷幕灌浆试验报告.docx

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金河电站帷幕灌浆试验报告

西藏昌都地区金河水电站闸坝灌浆工程

帷幕灌浆试验报告

[合同号：

[2003]金河土建02号]

中国安能建设总公司西藏金河工程项目部

2003年7月

审查：

校核：

编写：

目录

1概况1

1.1工程概况1

1.2地质概况1

1.3主要完成工程量1

2灌浆试验2

2.1试验目的2

2.2试验区选择及灌浆孔布置2

2.3试验施工顺序3

3试验方法3

4试验施工3

4.1造孔3

4.2洗孔与压水4

4.3灌浆4

5试验质量控制6

5.1质量保证体系6

5.2技术交底6

5.3试验过程质量控制7

6灌浆效果分析7

6.1资料分析7

6.2灌浆工艺分析8

6.3效果检查9

7.结论及建议11

.7.1结论11

.7.2建议11

附表目录

1.灌浆成果一览表（附表一）

2.灌浆分序统计表（附表二）

附图目录

1.试区孔位平面布置图（图1）

2.单位注入量频率及累计频率曲线图（图2、图3）

3．灌浆综合剖面图

1概况

1.1工程概况

金河水电站位于西藏昌都地区。

首部枢纽主要建筑物由挡水坝、泄洪闸、冲砂闸、排污闸及取水闸组成。

为了改善大坝基础的强度和防渗性能，需要对大坝基础进行固结灌浆和帷幕灌浆。

本帷幕灌浆工程合计钻孔总进尺约6214.50m，灌浆总进尺约5880.0m；为了确保灌浆质量并指导灌浆工作顺利进行，拟在灌前进行灌浆试验，并依据以下文件及技术标准编制试验大纲。

《金河水电站首部枢纽基础固结灌浆、帷幕灌浆施工技术要求》；

《水利水电钻探规程》（DL5013-92）；

《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL25-92）；

《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94；DL/T5/48-2001）；

1.2地质概况

大坝基础岩性主要为上三迭统T3d1-6中~粗粒长石石英砂岩，岩石较破碎，为强～中等透水带，可灌性较好。

1.3主要完成工程量

工程量

试验位置

混凝土钻孔（m）

基岩钻孔（m）

基岩灌浆（m）

合计深度（m）

左岸灌浆平洞试区1排

1.0

223.1

223.1

224.1

左岸灌浆平洞试区2排

1.0

116.9

116.9

117.9

合计

2.0

340.0

340.0

342.0

2灌浆试验

2.1试验目的

通过灌浆试验确定以下参数，并为后续灌浆施工提供依据。

①确定灌浆压力；

②.确定一次灌入最大灌浆量；

③.确定浆液配比。

④.确定单位耗灰量。

⑤.确定最佳孔距。

2.2试验区选择及灌浆孔布置

根据施工场地特点经工程指挥部、监理部、设计代表同意，确定左岸灌浆平洞洞口10米段为帷幕灌浆试验区进行灌浆试验。

2.2.1试区选择

试验区位于左岸坝肩帷幕灌浆平洞洞口，此处位于引水遂洞与灌浆平洞交接处，地质条件较复杂，对本工程帷幕灌浆有指导意义。

2.2.2钻孔布置

按双排孔布置，孔距采用2m，排距采用0.9m。

钻孔布置情况详见图一。

2.3试验施工顺序

试验区分三序进行钻灌，一次序孔结束后进行二次序孔的施工，二次序孔结束后进行三次序孔的施工。

施工顺序如下：

测量放线→钻机就位安装→Ⅰ序孔孔口段钻进至第一试段→压水试验→灌浆→下一试段的钻孔→压水试验→灌浆→终孔段钻孔→压水试验→灌浆→封孔→Ⅱ序孔钻灌、封孔→Ⅲ序孔钻灌、封孔→检查孔施工

3试验方法

试验原则采用自上而下分段循环式灌浆。

为对各灌浆方法进行对比部分采用纯压式灌浆、自下而上分段灌浆。

4试验施工

4.1造孔

本工程采用XY-2PC型回转式地质钻机，按设计要求的深度、角度等造孔。

钻机安装平稳、牢固，并用水平尺校正，以确保钻孔铅直，孔位误差沿轴线不大于5cm，孔底允许残留不大于10cm，孔斜误差小于孔深的1%。

钻孔均为铅直孔。

开孔孔径为91mm，按设计要求进行分段钻进。

钻孔采用金刚石钻头钻进或冲击式钻进，钻进中严格控制压力、进尺等，从而使孔斜偏差符合设计要求。

试段长度：

试段长度严格按设计要求进行分段钻进。

第一段为高程3264.0m以下2m；

第二段为基岩面以下2~4m,段长2m；

第三段为基岩面以下4~7m,段长3m；

第四段为基岩面以下7~12m,段长5m；

以下每段5m为一段。

钻进中认真填写了钻孔班报表，如遇特殊情况（掉钻、坍孔、钻速变化、回水颜色、漏水等异常情况）都已详细记录、注明。

4.2洗孔与压水

4.2.1洗孔

基岩段灌浆前已先进行钻孔冲洗，裂隙冲洗方法为：

当用地质钻机钻进时每回次起钻时，将钻具提离孔底10cm，用钻进回水进行初步冲洗；然后用灌浆管下到位置后，用灌浆泵送清水进行冲洗，冲洗至回水变清澈方可结束。

当用风钻钻进时每回次起钻时，将钻具提离孔底来回冲洗。

4.2.2压水

每段灌前均需作压水试验，压水试验采用单点法压水。

压水试验压力采用该灌浆段灌浆压力的80%，且不大于１Mpa。

每5分钟测读一次压入流量，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，压水试验即可结束。

4.3灌浆

4.3.1灌浆材料

本工程灌浆材料主要为峨嵋牌425#水泥。

4.3.2浆液浓度及配比

坝基灌浆材料为纯水泥，浆液浓度为5：

1、3：

1、2：

1、1：

1、0.8：

1、0.6:

1、0.5：

1（重量比）等7个比级，开灌水灰比为5：

1。

4.3.3灌浆压力

灌浆压力严格按《金河水电站首部枢纽基础固结灌浆、帷幕灌浆施工技术要求》所规定的取值范围计算选用。

4.3.4变浆标准

⑴当灌浆压力保持不变，注入率持续减小时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。

⑵当某一比级浆液的注入量已达300Ｌ以上或灌注时间已达１小时，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，可改浓一级。

（3）遇到大耗浆的孔段，当注入率大于30L/min而灌浆压力又低于设计压力，水灰比大于1：

1时可越级变换。

4.3.5灌浆结束标准与封孔

4.3.5.1灌浆结束标准

灌浆结束标准为：

在规定的压力下，当注入率不大于0.4L/min时，持续灌注30min；或注入率不大于1L/min时，持续灌注60min，可以结束灌浆。

4.3.5.2封孔

每个灌浆孔全孔灌浆结束，经验收合格后方封孔。

封孔采用“全孔灌浆封孔法”封孔，以0.5：

1浆液进行压力灌浆封孔，配人工封孔。

4.3.6灌浆资料报表

灌浆过程中及时认真填写钻孔班报表、压水试验记录表和灌浆原始记录表等。

4.3.7检查孔施工

检查孔在灌浆结束后，根据工程指挥部、监理工程师和设计指定的位置施工。

检查孔每孔均取岩心鉴定，对应试验孔的灌浆段位进行压水试验，试验压力为灌浆压力的80%，并不大于1Mpa。

以最终读数作为计算透水率的数值。

压水试验稳定标准：

1）当漏水量小于5L/min时，连续4次读数的最大值与最小值差小于最终值的20%；

2）当漏水量大于5L/min时，连续4次读数的最大值与最小值差小于最终值的10%；

3）连续4次读数漏水量均小于5L/min，本阶段试验即可结束。

5试验质量控制

5.1质量保证体系

试验严格按GB/T19001-IS9001质量保证体系的要求进行，坚持“质量第一，用户至上”和“预防为主”的基本原则。

5.2技术交底

试验前组织施工人员学习专业规范和试验技术要求,充分领会设计意图，保证试验满足设计要求。

5.3试验过程质量控制

试验过程中，严格按照有关技术规范、技术要求和试验大纲操作，试验过程中，每班均有施工技术员跟班作业，及时纠正操作误差，并对出现的情况反馈给指挥部、设计和监理部门，切时按设计意图进行试验。

6灌浆效果分析

6.1资料分析

6.1.1灌前透水率（Lu）与孔序的关系

试区排序1灌前透水率，一序孔灌前平均透水率为10.3Lu，最大透水率为38.9Lu。

二序孔灌前平均透水率为5.13Lu，最大为18.8Lu。

三序孔灌前平均透水率为7.55Lu，最大为16.7Lu。

试区排序2灌前透水率，一序孔灌前平均透水率为152.03Lu，最大透水率为1号孔第二段为无压力注水。

二序孔灌前平均透水率为9.81u，最大为26.7Lu。

三序孔灌前平均透水率为3.3Lu，最大为12.5Lu。

可见一、二、三序孔灌后透水率降低较大。

经过一序孔灌浆后，对二、三序孔灌前透水率降低较大。

从分序统计表可以看出，透水率随灌浆孔的逐步加密而具明显减少趋势，尤其是大透水率段的减少非常明显，灌前、灌后透水率减小非常显著，符合灌浆的规律性。

6.1.2单位干料量与孔序的关系

从单位干料注入量频率曲线和累计频率曲线可以看出，随孔序的增加，各序孔的曲线与坐标轴所围的面积在依次减少。

试验区排序1单位干料注入量大于100kg/m的累计频率：

一序孔有19段占82.6%，二序孔有6段占54.5%，三序孔有5段占21.7%。

随孔序增加，较大注入量的段次减少较大（图2）。

试验区排序2单位干料注入量大于100kg/m的累计频率：

一序孔有7段占50%，二序孔有3段占42.8%，三序孔有2段占13.3%。

随孔序增加，较大注入量的段次减少较大（图3）。

本试验区的单位干料注入量为155.61Kg/m，大于原设计的45Kg/m。

6.2灌浆工艺分析

6.2.1浆液配比

本次试验的浆液是根据施工技术要求的指标进行严格控制的，为5：

1、3：

1、2：

1、1：

1、0.8:

1、0.6：

1、0.5:

1七个比级。

从资料上分析部分孔其灌前透水率不大但单位干料注入量为较大，这种现象从一个侧面反映出，压力的改变对灌浆的注入量有较大的影响。

6.2.2灌前压水试验

通过灌前压水试验，有利于了解坝基的基本裂隙情况，有针对性的选择开灌浆液比级和灌浆压力，宜达到最佳灌浆效果。

但灌前压水试验不宜进行时间过长、过多，如经压水试验后基岩裂隙中被水充满，灌浆压力在挤开空隙中的水后，才能把浆液压入空隙中，将使灌浆压力受损，影响灌浆效果。

6.2.3灌浆压力

根据钻孔灌浆资料分析，和检查孔压水检查效果来看，所采用的灌浆压力有利于保障帷幕灌浆效果。

6.3效果检查

6.3.1检查孔情况

检查孔共布置了二个，试验区二排各布置一个。

分别为SJ-1和SJ-2。

祥见试验孔平面布置图。

6.3.2检查孔压水结果

从检查孔压水资料来看，两个检查孔共18段，其中17段的压水吕容值小于1Lu，1段为1.09Lu。

都远小于设计要求的3Lu。

从检查孔效果看本试区灌浆效果很好，达到了设计要求。

检查孔压水结果一览表

注：

压水单位为Lu。

6.3.3检查孔岩芯

SJ-1#孔：

⑴0~0.25m为混凝土。

⑵0.25~11.7m为灰色长石石英砂岩，孔深约4.4~4.6m为粘土夹层。

⑶11.7~20.6m为灰色长石石英砂岩，岩性坚硬，裂隙较发育。

孔深约12.05m处见一条与芯轴线相交约50的裂隙，其上面附有厚约2mm的水泥浆结石。

⑷20.6~32.10m为灰色浅灰色长石石英砂岩，岩性坚硬完整，局部见纵向裂隙与芯轴线相交约60。

⑸32.1~45.45m为浅灰色长石石英砂岩，岩性坚硬完整，裂隙发育，纵向裂隙居多，孔深32.15m见一条纵向裂隙与芯轴线相交约20，缝宽约2~5mm，见水泥浆结石。

SJ-2#孔：

⑴0~0.25m为混凝土。

⑵0.25~12.1m为灰色长石石英砂岩，孔深约4.5~4.7m为粘土夹层。

⑶12.1~20.9m为浅灰色长石石英砂岩，岩性坚硬,纵向裂隙较发育。

⑷20.9~24.7m为灰色浅灰色长石石英砂岩，岩性坚硬完整。

从试区检查孔透水率都小于3Lu的设计要求分析，表明了本次试验所选用的灌浆基本参数，有利于浆液在坝基中的扩散和搭接以保证帷幕的形成。

从灌浆整体效果看来，通过灌浆试验后，使坝基基岩透水率在值上达到帷幕灌浆的防渗要求，说明本次灌浆效果是很显著的。

7.结论及建议

.7.1结论

7.1.1灌浆对大坝基础的防渗处理效果是明显的，直接表现在对大坝基础的透水率的大幅度降低。

7.1.2本次为帷幕灌浆，灌浆压力控制在0.3～2.0MPA之间和浆液级配较多，浆液的扩散较理想。

7.1.3对于在大坝基岩中灌浆，孔距与排距的布置是合理的。

7.1.4施工中采取试验工艺，并根据实际情况调整灌浆方法，分别采用自上而下和自下而上都能够保证质量。

对主体帷幕灌浆有指导意义。

.7.2建议

7.2.1施工中浆液比级可用5：

1、3：

1、1：

1、0.8:

1、0.5:

1五个比级。

7.2.2施工中可根据实际情况调整灌方法，分别采用自上而下和自下而上两种灌浆方法。

7.2.3施工中可把第二、第三段合并为一段段长5m，压力为0.6~0.8Mpa。

7.2.4施工中密切观察与灌浆有关的现象并及时处理。