引水隧洞固结灌浆试验报告.docx

1、引水隧洞固结灌浆试验报告洞松水电站引水隧洞C标固结灌浆生产性试验成果报告批准:审核:编写:中铁十八局集团有限公司洞松水电站项目部二0 一三年七月二-一日洞松水电站C标引水隧洞固结灌浆试验报告一、概述洞松水电站C标引水隧洞位于洞松电站末端， 起止桩号为S12+ 300S17+200，该洞段侧向埋深300-500m，垂直埋深300-350m , 隧洞围岩以软质岩及中硬岩为主， 岩层走向与洞轴线交角较小，地下水活动弱，围岩以 V 类及IV2类为主，次为皿类，少量V类。岩石 以炭质板岩和变质砂岩为主，岩性呈微弱风化层板岩，岩体破碎， 层理与劈理发育，特殊岩性及岩层受断裂及断层影响， 小断层和层间错动破

2、碎带发育。永久衬砌混凝土厚度为50cm62cm，衬砌后过流 直径为6.28m。固结灌浆钻孔深度按围岩类别分为IV1类孔深入岩6.0m , IV2 类孔深入岩7.0m , V类孔深入岩8.0m，排距3m , C标固结灌浆生 产性试验段选择在地质条件具有代表性的区域，桩号为S14+855.00-S14+831.00 （V 类围岩），S14+807.00 S14+783.00 （IV2 类围岩）进行，本试验区按设计提供的洞松水电站引水隧洞工程灌浆施工技术 要求分两段灌注，第一段均为2.0m,灌浆压力0.8Mpa;第二段为5.0 m或6.0m,灌浆压力1.2Mpa。每个试验区共8环孔，每环8个孔， 共

3、有64个孔，环间间距为3.0 m，环内8个孔均匀分布，灌浆次序 按先灌奇数环（I序排）I序孔、再灌奇数环（I序排）H序孔、再灌偶 数环（H序排）I序孔、最后灌偶数环（H序排）H序孔。二、 试验目的为验证和优化设计灌浆参数及灌浆效果，寻求合理的施工程序、施工工艺与方法，测试隧洞围岩灌浆相应透水率，确定岩石破碎带断 层等的可灌性及灌浆工艺及灌浆材料配合比，观测在灌浆作业下基岩 变形情况，提交有关的灌浆施工技术参数，检测现场灌浆设备性能等， 采用有效、可靠、经济、合理的灌浆方法。三、 试验依据1洞松水电站工程设计更改通知，文号：川设洞电改（2010）002 号；2水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（SL

4、/T5148-2001）；3水利水电工程钻孔压水试验规范（SL31-2003）；4四川省甘孜州乡城县洞松水电站引水隧洞工程（合同编号：SDS/D102-C ）招/投标文件；5其它相关设计图纸及文件；6洞松水电站引水隧洞工程灌浆施工技术要求；7洞松水电站C标生产性固结灌浆试验大纲及其批复。四、 完成情况1、本次固结灌浆生产性试验为两个区段， 于2013年06月11日 开始至2013年07月12日灌浆试验完成，共完成钻孔：砼177.38m, 基岩960.00m,共计钻孔1137.38m，灌浆段长960.00m，总耗灰量294.06T （含封孔及弃灰量），注入水泥 286.82 T ,平均单位注灰量

5、298.77kg/m，详情见附表1:单元号排序灌浆次序孔 数钻孔长度(m)灌浆 总长(m)水泥用量单位注入 量(kg/m)单位注灰量频率(区间段数/频率%)平均 透水率(Lu)透水率频率(区间段数/%)备注注灰(kg)封孔(kg)废弃(kg)总耗量(kg)总段数V5050 100100500500 10001000总段数V5510105050100100第02单 元I序排I16150.88128.0069029.3785.80.069815.1539.3321/31/316/507/227/22234.540/00/02/500/02/50n16154.38128.0042072.8883.3

6、0.042956.1328.7320/04/1318/569/281/3n序排I16152.77128.0029711.4885.40.030596.8232.1321/38/2519/593/101/3n16156.29128.0017531.8949.80.018481.6137.0325/1610/3116/501/30/012.940/02/502/500/00/0总计64614.32512.00158345.33504.30.0161849.6309.31287/523/1869/5420/169/7123.780/02/254/500/02/25单位工程名称：引水系统工程 工程部位

7、：6#洞 单元工程名称：固结灌浆第 04单元(S14+807.00-S14+793.00) 施工日期：20136 142013.7.12单元号排序灌浆次序孔 数钻孔长度(m)灌浆总长(m)水泥用量单位注入 量(kg/m)单位注灰量频率(区间段数/频率%)平均 透水率(Lu)透水率频率(区间段数/%)备 注注灰(kg)封孔(kg)弃灰(kg)总耗量(kg)总段数V5050 100100500500 10001000总段数V5510105050100100第04单 元I序排I16130.45112.0051736.6949.80.052686.4461.9320/01/318/568/255/16

8、55.1540/00/03/751/250/0n16132.71112.0029896.4949.20.030845.6266.9322/63/921/665/161/3n序排I16129.44112.0027559.2878.80.028438.0246.1321/35/1621/664/121/3n16130.46112.0019285.0955.00.020240.0172.2325/167/2219/591/30/017.9640/01/253/750/00/0总计64523.06448.00128477.23732.80.0132210.0286.81288/616/1379/621

9、8/147/536.5580/001/126/861/120/02、本次固结灌浆生产性试验两个区段于 2013年07月19日、20 日进行检查孔压水试验，共完成检查孔 6个，钻孔53.48m,压水12 段 45.00m。五、灌浆设备及人员配置灌浆试验主要设备配置见下表:序号设备名称型号数量产地备注1手风钻YT-283天水钻孔用2导轨式钻机YGZ-803重庆钻孔用3空压机4 m33台浙江钻孔用4灌浆泵3SNS6台宜昌灌浆用一5高速搅拌机ZJ-4002宜昌6低速搅拌机立式双层200L4台宜昌7自动记录仪GJY- W2套武汉劳力组合见下表:职 务人数职 责队 长1人全面主持灌浆队工作畐队长1人辅助队

10、长工作，工地值班技术主管1人负责技术工作及质保证技术员2人工地值班，资料整理，质量安全管理施工人员32人制浆、钻孔，灌浆检修人员1人钻孔、灌浆设备修理及材料加工电工2人负责电器的安装和维修综合2人负责材料发放、行政管理钻孔和灌浆分为两个班，每班14-18人，其中钻孔6人，灌浆10人。六、灌浆试验施工（一） 、施工程序在进行固结灌浆试验段施工前，先进行试验段的回填灌浆施工， 回填灌浆结束后7天进行压浆检查，合格后再对回填区域进行地质雷 达检测，经压浆检查及雷达检测合格后，方进入固结灌浆试验施工。施工准备-回填灌浆-回填灌浆压浆检查-回填地质雷达检测-固结灌浆钻孔（按先I序后II序顺序）-钻孔冲洗

11、-验收-裂隙冲洗 -简易压水试验（总孔数的5%）-固结灌浆（按先I序后II序顺序） 封孔固结灌浆质量检查单兀验收。（二） 、抬动变形观测1、 抬动观测孔孔径为 50mm ,采用YT-28钻机造孔，入岩6.0 7.0m ,固结灌浆试验区布设两套抬动观测装置，抬动观测所用千分表必须满足观测要求，同时在使用过程中经常检查，确保其灵敏性及 准确性。2、 在裂隙冲洗、压水试验及灌浆全过程中，派专人进行抬动变 形观测，每5min作一次读数并作记录（详见抬动观测统计表）。3、 灌浆全部结束后，对抬动观测孔按灌浆孔进行灌浆封孔。（三）、钻孔验收及压水1、钻孔采用YT-28手风钻造孔，从I序环奇数孔开始施工，孔

12、 位、孔向均按设计要求施作，孔径 40mm，孔位偏差不大于10cm。 钻孔时若遇岩层、岩性变化、发现孔内卡钻、遇钢筋、回水变色、失 水、涌水等情况，需做好记录并及时报告监理工程师。2、 冲洗每一灌浆孔钻孔结束后先进行钻孔冲洗， 待孔口回水澄清时即可 结束。灌浆前再采用压力水对孔壁进行冲洗，直至回水澄清后为止， 冲洗压力为该孔段最大灌浆压力的 80%,若该值大于I.OMpa，则采用 I.OMpa。3、 压水试验固结灌浆在灌前选择总孔数5%的孔进行压水试验，压水试验采 用单点法，压水孔布置在断层、裂隙较发育的位置，并具有代表性， 便于灌浆前、灌后资料对比，利于指导灌浆工作。压水可结合裂隙冲洗进行。

13、压水压力为灌浆压力的 80%，该值 若大于I.OMpa时，则采用I.OMpa。压水20min ,每5min测读一次 压入流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果仍以透水率表示。（四）、灌浆方法、结束标准及灌浆记录1、 灌浆方法：自上而下孔内循环的灌浆方法，灌浆时采用单孔 灌注。2、 灌浆压力：根据设计灌浆初拟压力（平均值）第一段采用0.8Mpa、第二段采用1.2Mpa控制。3、 灌浆水灰比：固结灌浆浆液水灰比初拟采用 2:1、1:1、0.8:1、 0.5:1四个比级进行，开灌水灰比为2:1，并遵照浆液由稀到浓逐级变 换的原则。4、 浆液变换：当灌浆压力保持不变吸浆量均匀减少时，或当吸浆量不变而

14、压力均匀升高时不得改变水灰比； 当某一级水灰比灌入量达300L以上或灌注时间已达30min而灌浆压力和吸浆量均无改变或 改变不显著时，应改注浓一级；当吸浆量大于30L/min时，根据施工 具体情况可越级变浓。5、 结束标准： 在规定压力下，当单孔注入率不大于 1.0L/Mi n, 群孔注入率不大于0.8L/Min时，继续灌注30min后，该段灌浆即可 结束。6、 封孔：固结灌浆结束后，封孔采用机械封孔 ，应排除孔内的 积水和污物，压力采用该孔段最大灌浆压力，水灰比采用 0.5:1的比 级，在设计规定压力下，停止吸浆持续灌浆 30min，该孔封孔即可结 束，再采取孔口闭浆待浆达到初凝，最后采用人

15、工封孔，用砂浆进行人工封孔，孔口抹平、光滑并与砼表面齐平。7、 质量检查：采用压水试验的方法进行，压水试验采用单点法 压水。检查孔数量不少于灌浆孔总数的 5%，检查孔压水的压力为灌 浆压力的80%。在稳定的压力下，每5min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1.0L/min时，本阶段试验即可结束，检查孔压水合格标准：在设 计规定压力下，透水率不超过 5Lu即为合格。8、 质量检查孔按灌浆孔的技术要求进行全孔一次灌浆及封孔。（五）、灌浆成果及质量检查在进行固结灌浆生产性试验前，试验区分别进行了回填灌浆压浆 检查及地质雷达检测，从检测

16、结果表明：试验段的回填灌浆均满足设 计及规范要求，固结灌浆是在回填灌浆合格后进行的，固结灌浆试验 严格按照设计要求及规范进行施工的。 灌浆遵循逐序分序，依序施工的顺序施工，所有孔均由旁站现场监理工程师验收后施作， 最终顺利 完成本工程固结灌浆生产性试验段的施工，灌浆成果均附于后七、灌浆成果分析1、灌前压水试验分析灌前压水试验统计表孔序压水试验段数透水率平均值(Lu)透水率(Lu)区间分布(段数/频率)100I序排I序8144.830/00/05/62.51/12.52/25.0U序排U序815.400/03/37.55/62.50/00/0总段数1680.110/03/18.810/62.51

17、/6.22/12.5钻孔结束进行灌前洗孔时第02单元5-7第一段洗孔无回水，灌 前压水透水率为745.00Lu，说明岩体内存在较大裂隙，有部分孔段 压水也无法达到设计压力，说明岩体内裂隙较发育。通过灌前压水试验统计表分析：I序排I序孔透水率在10Lu区 间的占0% , I序排I序孔透水率在0100Lu区间的为12.5% , I序排 I序孔压水透水率在100Lu以上的为25.0%; H序排H序孔透水率在5 10Lu区间的占37.5% ,透水率在1050Lu区间均为62.5% , H序排 H序孔透水率在50Lu以上的为0%。从以上灌前压水试验统计看出：本灌区围岩裂隙较为发育，但随 着灌浆次序的增加

18、透水率递减明显， 符合灌浆的一般规律，说明灌浆 效果良好。2、检查孔压水试验分析该灌区每单元布设3个检查孔，孔位见图，检查孔钻孔完毕后按灌浆孔进行验收，在监理工程师监督下进行压水试验， 透水率全部都 在合格标准5Lu以内。检查孔压水试验成果表第02单元：孔号段次压水段位(m)孔径(mm)压水压力(Mpa)稳疋流里(L/mi n)透水率(Lu)备 注自至段长GJ2-112.054.052.00500.652.51.9GJ2-211.123.122.00500.651.61.2GJ2-312.104.102.00500.653.62.7GJ2-124.0510.056.00500.9813.32.

19、2封孔GJ2-223.129.126.00500.9710.31.7封孔GJ2-324.1010.106.00500.9719.83.4封孔合 计24.00第04单元孔号段次压水段位(m)孔径(mm)压水压力(Mpa)稳定流量(L/mi n)透水率(Lu)备 注自至段长GJ4-111.163.162.00500.662.01.5GJ4-211.093.092.00500.673.42.5GJ4-310.962.962.00500.661.30.9GJ4-123.168.165.00500.9712.02.4封孔GJ4-223.098.095.00500.9815.33.1封孔GJ4-322.9

20、67.965.00500.9717.63.6封孔合 计21.00从以上检查孔压水试验成果可以看出： 各检查孔压水试验透水率均符合设计要求，最大透水率为 3.6Lu，最小透水率为0.9Lu，平均 透水率为2.3Lu，各孔透水率均小于设计值标准 5Lu，由此表明灌浆 效果良好。3、单位注灰量区间、频率分析单元号排序灌浆次 序单位注灰量频率（区间段数/频率%）总段数 1000第2单元I序排I321/31/316/507/227/22n320/04/1318/569/281/3H序排I321/38/2519/593/101/3n325/1610/3116/501/30/0总计1287/523/1869

21、/5420/169/7第2单元为V类围岩，从灌浆成果统计表中可看出：1序排I序孔单位注灰量区间在1000kg/m以上的频率占22% , I序排H序孔单位注灰量区间在1000kg/m以上的频率占3%，比I序孔降低了 19%,灌至H序排H序孔时单位注灰量区间在1000kg/m以上的频率占0%;而序排H序孔单位注灰量区间在 50kg/m以下比I序排I序孔孔增加了13.0%的频率。单元号排序灌浆次 序单位注灰量频率（区间段数/频率%）总段数 1000第4单元I序排I320/01/318/568/255/16n322/63/921/665/161/3n序排I321/35/1621/664/121/3n3

22、25/167/2219/591/30/0总计1288/616/1379/6218/147/5第4单元为IV2类围岩，从灌浆成果统计表中可看出：I序排I序孔单位注灰量区间在1000kg/m以上的频率占16% , I序排H序孔单位注灰量区间在1000kg/m以上的频率占3%，比I序孔降低了 13%, 灌至H序排H序孔时单位注灰量区间在1000kg/m以上的频率占0%;而H序排H序孔单位注灰量区间在50kg/m以下比I序排I序孔孔增加了16.0%的频率。从上述单位注灰量区间、频率表中可以看出随着灌浆次序的增加注灰量明显减少，灌浆效果良好。八、总结1、 此试验段为隧洞IV2类、V类围岩洞段，围岩节理裂

23、隙较为 发育。V类围岩I序排I序孔单位注入量为539.3kg/m ,1序排H序单位 注入量为328.7 kg/m, H序排I序孔单位注入量为232.1 kg/m, H序排H 序孔单位注入量为137.0 kg/m,平均单位注入量为309.3kg/m。IV2类围岩I序排I序孔单位注入量为461.9kg/m , I序排H序单位注 入量为266.9kg/m, H序排I序孔单位注入量为246.1 kg/m, H序排H序 孔单位注入量为172.2 kg/m，平均单位注入量为 286.8kg/m。由以上可看出注入量由灌浆次序的增加而明显减少， 符合各次序灌浆耗灰量变化规律，由此可看出本次固结灌浆生产性试验总

24、体上来 说是成功的。2、 试验各区均安装抬动监测装置，灌浆过程中每 5min读取一次千分表读数，自开灌至灌浆结束千分表读数均为 100um，抬动变形数值无变化，在允许值200um以内，根本没有抬动变形，因此建 议固结灌浆时只在隧洞塌方段、变形洞段及其它特殊洞段设抬动变形 观测。3、 以目前灌浆实践，本工程固结灌浆试验段所采用灌浆方式 （自 上而下分段灌浆），分段方法（第一段2.0m,第二段5.0m或6.0m ）、 灌浆次序采用环间分序、环内分序逐渐加密的原则，灌浆压力 （0.8 Mpa、1.2Mpa）等参数基本能满足本工程固结灌浆的要求，通过质量检查能够达到设计要求本次固结灌浆过程中出现了部分

25、吸浆量较大的孔段，基本都分布 在裂隙较为发育的地段，在灌浆过程中遇吸浆量较大的孔段， 如2单 元2-7号孔，4单元1-7号孔采取添加速凝剂进行灌注，效果比较明 显，均达到灌浆结束条件。通过试验成果分析，原灌浆设计参数是基本合理的。九、施工建议1、 在本次灌浆过程中，最大段长 6.0m，灌浆效果显著，建议以 后生产孔有部分孔深6.0m，可全孔一次性灌注；2、 本工程采用环间分序环内加密的原则，建议在生产孔灌浆时 在灌浆压力上适当加以调整，H序孔压力稍微略大于I序孔压力一点 点，使灌浆效果更加显著；3、 建议每序1个压水孔，更具有代表性，更能体现出灌浆效果 来；4、 在机械封孔时，由于要进行孔口闭浆，可以缩短封孔时间，建议为：在设计规定压力下，停止吸浆持续灌浆 10min，该孔封孔即可结束机械封孔，再采取孔口闭浆待浆达到初凝，最后采用砂浆进行 人工封孔。