帷幕灌浆实验报告.docx
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帷幕灌浆实验报告
弥勒市迎春水库等18座小型病险水库除险加固工程第三标段
合同编号：
MLCXJG-SG-03
帷幕灌浆生产性试验报告
云南保山宏勘建筑工程有限责任公司
二0一五年十一月一日
1、工程概况................................
2、灌浆试验的目的及内容....................
3、施工工艺................................
4、成果资料及分析..........................
5、灌浆试验综合分析评价....................
6、结论....................................
附件集目录：
附表1：
灌浆（试验）先导孔成果一览表
附表2：
灌浆（试验）先导孔成果分序表
附表3:
灌浆（试验）先导孔工程完成情况表
附表4：
灌后压（注）水检查成果一览表
附图1：
帷幕灌浆先导孔综合剖面图
一、工程概况
秧母塘水库位于弥勒市弥阳镇卫泸村委会，地理位置为：
东经103º32′47.6″之间，北纬24º32′8.7″之间。
秧母塘水库属珠江流域南盘江支流的甸溪河水系。
水库径流面积为0.51Km²。
秧母塘水库距弥勒市15km，有乡村公路直达水库，交通方便。
秧母塘水库是一座以农业灌溉为主，兼顾下游防洪的小
（2）型水库工程，总库容17.73万m³，灌溉农田500亩和烤烟1000亩。
二、灌浆试验的目的及内容
2.1.1试验目的
为帷幕灌浆施工提供合理参数，保证和提高帷幕灌浆质量，彻底消除大坝不安全隐患，确保大坝安全运行。
进行本次生产性灌浆试验，主要目的包括：
1、按初拟的施工工艺进行灌浆施工，检验施工工艺对本工程的适应性，寻找合适的灌浆方法。
2、获取实验区钻孔岩芯，了解地质情况。
3、获取单位注入量、灌前透水率（渗透系数）等参数。
4、检验在初拟的灌浆压力下灌浆情况，包括是否发生劈裂、能否灌入地层。
5、确定灌浆的现场配比。
6、检验孔距的合理性。
7、确定坝体灌浆次数及一次灌入量。
8、检查按初拟的灌浆参数、工艺与施工后的灌浆效果。
9、检验施工设备的适用性。
2.1.2试验内容
这次灌浆试验主要是大坝及左右坝肩部位，灌浆底界为进入基岩一个灌段。
（试验）先导孔分别为zk21、zk41、zk61、zk81、zk101、zk121、zk141、zk153，共8个Ⅰ序先导孔。
（试验）先导孔在坝轴线（即灌浆轴线）上布置。
采用单排孔，孔距为1.5米。
试验孔深统计表
试区
孔号
孔序
桩号
（m）
孔深（m）
坝体土（m）
强风化基岩（m）
弱风化基岩（m）
一
试
区
15
Ⅱ
0~021.06
18.020
11.465
0.00
3.901
16
Ⅲ
0~022.56
18.296
11.638
0.00
4.014
17
Ⅰ
0~024.06
18.572
11.811
0.00
4.127
18
Ⅲ
0~025.56
18.847
7.729
0.00
4.247
19
Ⅱ
0~027.06
19.123
12.081
0.00
4.429
合计
92.858
54.274
0.00
20.718
二
试
区
孔号
孔序
桩号
（m）
孔深（m）
坝体土（m）
强风化基岩（m）
弱风化基岩（m）
80
Ⅰ
0~120.00
28.191
15.927
5.878
4.377
81
Ⅲ
0~135.00
28.053
15.599
6.043
4.411
82
Ⅱ
0~150.00
27.916
15.273
6.208
4.446
83
Ⅲ
0~165.00
27.779
14.945
6.373
4.482
84
Ⅰ
0~180.00
27.641
14.618
6.538
4.516
合计
139.58
76.362
31.04
22.232
孔号
孔序
桩号
（m）
孔深（m）
坝体土（m）
强风化基岩（m）
弱风化基岩（m）
三
试
区
145
Ⅲ
0~096.00
17.967
2.690
9.514
4.110
146
Ⅱ
0~097.50
17.779
2.488
9.481
4.031
147
Ⅲ
0~099.00
17.601
2.591
9.448
3.938
148
Ⅰ
0~100.50
17.474
2.328
9.414
3.876
149
Ⅲ
0~102.00
17.446
2.260
9.551
3.796
合计
88.267
12.357
47.408
19.75
三、施工工艺
灌浆孔分三序施工，先进行Ⅰ序孔施工，后进行Ⅱ序孔施工，最后进行，最后进行Ⅲ序孔的施工。
其中，Ⅰ序孔中，先实施先导孔。
单个灌浆孔施工程序为；一次性成孔，自下而上分段孔，其中，坝体自上而下分段钻孔分段注水试验，基岩自下而上分段进行单点法压水试验。
四、灌浆材料
4.1.1水泥
灌浆使用的水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，自行采购。
细度要求通过80μm方孔筛，其筛余量不大于5%。
水泥要求保持新鲜，受潮结块不得使用。
水泥不能仔放过，出产期超过三个月的水泥不使用。
4.1.2水
从水库中抽取，须符合拌制水工混凝土的标准。
4.1.3粘土
灌浆使用的粘土从水库附近的料场采取，性能要求见表3.1.
4.1.4外加剂
在灌浆施工中，可适当添加速凝剂、减水剂或稳定剂，掺入量根据灌浆试验确定。
表3.1灌浆土料性能要求
项目
充值式灌浆
塑性指数（%）
10～25
粘粒含量（%）
20～45
粉粒含量（%）
30～70
砂粒含量（%）
0～30
有机质含量（%）
≤2
可溶盐含量（%）
≤38
4.1.5制浆
制浆采用集中制浆的方法，然后通过储浆池和输浆泵送到作业面配制成所需浓度的浆液用于灌注。
4.1.6灌浆设备
灌浆设备使用100型钻机两台、注浆泵两台、输浆泵一台、双层搅拌桶及其它灌浆施工配套设备。
4.1.7钻孔
先导孔开孔孔径Φ91㎜、终孔孔经Φ75㎜；坝土采用硬质合金钻头、基岩采用金刚石钻头,清水循环的钻进方法。
表3.2灌浆孔底允许最大偏差
孔深（m）
20
30
40
50
最大允许偏差值（m）
0.25
0.50
0.80
1.15
4.1.8钻孔冲洗
1、坝体段不进行钻孔冲洗。
2、基岩段钻孔完成后，如果岩石破碎或遇水易性能恶化，则不进行钻孔冲洗，如果岩石完整，可进行钻孔冲洗。
冲洗方法为：
用钻杆导入压力水流，使孔内钻渣随循环水流悬浮带出孔外，直至回水清净、肉眼观察无岩粉为止。
4.1.9灌浆方法
先导孔灌浆坝土段采用充填式灌浆方法；基岩段采自上而下，孔内循环灌浆的方法。
坝体段灌浆中，先对第Ⅰ序孔轮灌，采用“少灌多复”的方法。
待第Ⅰ序孔灌浆结束后，在进行第Ⅱ序孔的灌注，最后进行Ⅲ序孔的灌注。
每次灌注量以孔深计每米孔深控制在0.5m³～1m³。
灌浆程序为：
钻孔→（基岩灌段冲洗）→压（注）水试验→灌浆→待凝→复灌→结束（钻进下灌段），如此反复钻灌至试验深度。
4.2灌浆压力
根据设计要求并结合以往施工经验,使用公式P=Po+MD计算,公式中Po值取M=0.02～0.03MPa,D为孔段埋深（m）。
坝土:
第一段为0.20MPa、第二段为0.30MPa、第三段为0.40MPa;
结合部:
为0.50MPa;
基岩:
第一段为0.80MPa、第二段为1.0MPa。
4.3灌浆段长
孔口第1段及接触段每2～3m为一灌段，其它每5m一个灌段。
坝体内如遇到特殊情况，段长可适当缩减或加长，但不得大于8m。
基岩段特殊情况下可适当缩减或加长，但不得大于10m，小于5m时采用一段灌注。
需要调整段长时，应与现场设计人员和监理工程师研究确定后、再行调整。
4.4灌浆水灰比
试验使用的灌浆浆液水灰比级分别为:
坝土（水:
水泥:
粘土）：
5：
1:
3、3:
1:
3、2:
1:
3、1:
1:
3、0.8：
1:
3、0.6:
1:
3。
结合部（水:
水泥:
粘土）:
5：
1、3:
1、2:
1、1:
1、0.8：
1、0.6:
1
基岩（水:
水泥）:
5:
1、3:
1、2:
1、1:
1、0.8:
1、0.6:
1。
4.5灌浆结束标准
灌浆在规定的压力下,当注入率下大于0.4L/min时,持续60min；或不大于1L/min时,持续90min,灌浆即可结束。
4.6封孔
当终孔段灌浆结束后，全孔资料收集齐全，即可进行封孔。
全孔采用两次封孔方法，即用0.6:
1的水泥浆封基岩灌浆段之后,再用1:
1:
1混合浆封坝土段。
封孔压力为该封孔段的灌浆最大压力，当注入率小于1L/min时，延续30min结束。
五、试验成果的分析与评述
5.1.1单位注入率分析
对灌浆资料进行了综合整理，各灌浆先导孔的灌浆情况如下:
坝土:
总注入粘土量为11574.81㎏，平均单位注入量为196.52㎏/m。
其中注入量最大为333.61㎏/m,注入量最小为115.16㎏/m。
平均单位注入量大的灌段主要在结合部,其次为坝土第一段。
从单位注灰量分布区间看，在100～500㎏/m区间的孔段占100%,其它区间的孔段为零。
因为坝土密实不均匀,渗透性好,所以可灌性好。
基岩:
总注入水泥量为12870.53㎏,平均单位注入量为429.02㎏/m。
其中注入量最大为994.93㎏/m,注入量最小为242.64㎏/m。
从单位注灰量分布区间看，在100～500㎏/m区间的孔段占50%,大于500kg/m～1000kg/m区间的孔段占50%。
从灌浆成果看,基岩裂隙发育,其渗透性好,也是灌浆的重要部位之一。
6、灌浆试验效果检查
6.1灌前注水试验检查
各（试验）先导灌浆孔段在其灌浆前都逐段进行了注水试验，其注（压）水试验成果见表6-1压（注）水试验成果表。
先导孔灌前注（压）水试验成果表表6-1
孔号段次
1
2
3
4
5
平均值
cm/s
cm/s
cm/s
cm/s/Lu
cm/s/Lu
cm/s/Lu
GK17
3.57×10-4
5.46×10-4
22.98
16.46
4.52×10-4/19.73
GK25
4.93×10-4
2.16×10-4
1.21×10-4
3.27×10-4
21.42
2.91×10-4/21.42
GK33
1.1×10-3
2.36×10-4
1.11×10-4
4.5×10-4
13.88
6.83×10-4/13.88
GK41
4.45×10-4
5.96×10-4
33.9
11.0
5.21×10-4/22.45
上述表中显示，该大坝坝土、基岩均属中等透水层，可灌性好。
6.2灌后压（注）水检查试验成果
这次帷幕灌浆质量检查采用灌后检查的方法。
其灌后压（注）水成果见下表6-2灌后压（注）水成果表。
灌后压（注）水成果表表6-2
段次
孔号
1
2
3
4
5
平均值
cm/s/Lu
GK17
5.27×10-6
7.67×10-6
6.29
4.22
6.47×10-6/5.26
GK25
9.08×10-6
3.1×10-6
7.63×10-6
5.03×10-6
5.83
6.21×10-6/5.83
GK33
1.71×10-5
2.43×10-6
1.22×10-6
6.17×10-6
5.26
2.88×10-6/5.26
GK41
4.92×10-6
5.85×10-6
6.97
4.69
5.39×10-6/5.83
坝土灌前的平均渗透系数在10-4cm/s～10-3cm/s之间，属中等透水层。
坝土的密实度不均匀，大部分坝土属中等透水层。
灌后检查坝土平均渗透系数为10-6cm/s占92%,渗透系数为10-5cm/s占8%，其防渗性能满足坝土的要求。
基岩和结合部灌前平均透水率在13.88Lu～22.45Lu之间,属中等透水层。
该层岩石裂隙发育、且连通性好,灌浆效果明显。
灌后的平均透水率为5.55Lu，提高了大坝的防渗标准。
7、结语
通过对灌浆资料、检查孔资料的综合分析，提出以下建议：
7.1灌浆设备：
试验用的整套灌浆设备均能满足该工程帷幕灌浆施工。
7.2灌浆材料：
灌浆试验所用P.042.5水泥和粘土，可用于帷幕灌浆施工。
7.3灌浆方法：
坝土采用充填法；基岩采用自上而下，分段孔内循环的灌浆方法。
7.4灌浆段长：
坝土灌浆段长小于10m；结合部灌浆段长为2m；基岩灌浆段长为5.0m，最长不超过8m。
7.5灌浆孔距：
全坝段采用单排帷幕，孔距为2.0m。
7.6灌浆压力：
坝土第一段0.20MPa、第二段0.30MPa、第三段0.40MPa;结合部段0.50MPa;基岩第一段0.80MPa、第二段1.0MPa。
7.7水灰比：
坝土灌宜采用8:
1:
3、4:
1:
3、3:
1:
3、2:
1:
3的混合浆液。
结合部宜采用6:
1:
1、4:
1:
1、2:
1:
1、1:
1:
1的混合浆液。
基岩灌浆宜采用5:
1、3:
1、2:
1、1:
1、0.8:
1、0.5:
1的水泥浆液。
7.8灌浆帷幕:
帷幕深度宜进入弱透水层5.0m。
7.9其它按设计和规范要求执行。
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