灌漿試驗(yàn)方案

1、蘭陵縣惠民莊水庫工程2標(biāo)段壩基帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)方案蘭陵縣水利建筑安裝公司惠民莊水庫工程項(xiàng)目經(jīng)理部2019年2月1日蘭陵縣惠民莊水庫工程2標(biāo)段壩基帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)方案編制:審核:批準(zhǔn):蘭陵縣水利建筑安裝公司惠民莊水庫工程項(xiàng)目經(jīng)理部2019年2月1日蘭陵縣惠民莊水庫工程2標(biāo)段帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)方案第一章灌漿試驗(yàn)概況本工程主壩及延伸段帷幕灌漿，采用靜壓灌漿方式。1、地層巖性庫區(qū)出露基巖主要古生界寒武奧陶系地層他們組成庫區(qū)周圍的丘陵地貌；第四系松散層一般沿河谷呈帶狀分布在河床兩側(cè)。壩基處表層巖石較破碎，巖溶較發(fā)育，透水性較大，局部見無充填溶洞，特別在接近壩基處的巖溶，滲徑較短，存在滲透穩(wěn)定問題。該

2、區(qū)巖溶發(fā)育自上而下分為三個(gè)帶：第一裂隙巖溶發(fā)育帶，埋深在35-40米，巖溶形態(tài)主要為裂隙、溶洞等；第二裂隙巖溶發(fā)育帶，埋深在65-68米，巖溶形態(tài)主要有裂隙、溶洞、蜂窩狀溶洞等；第三裂隙巖溶發(fā)育帶，埋深在90-95米。巖溶形態(tài)主要為溶隙、蜂窩狀溶洞等。2、地質(zhì)構(gòu)造庫區(qū)地質(zhì)構(gòu)造主要為惠民莊斷裂。位于工程區(qū)附近，最近距離3千米，有礦坑斷裂和惠民莊斷裂等組成，二者并列展布，走向近南北，傾向西，傾角60度，斷裂長度17千米以上，寬20-50米。斷裂帶內(nèi)發(fā)育強(qiáng)烈擠壓形跡，沿?cái)嗔殉涮钶x綠巖，黃斑巖和閃長玢巖。兩斷裂在北部歸并，被牛田閃長玢巖充填掩蓋，時(shí)代為中生代印支期至燕山期。在灌漿工程正式施工之前進(jìn)行帷

3、幕灌漿試驗(yàn)。通過試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證大壩壩基的可灌性，了解通過灌漿能否起到截滲的效果，同時(shí)驗(yàn)證設(shè)計(jì)孔位布置方式的合理性，提供灌漿施工所需的漿液濃度、配比方式、灌漿壓力。根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)程和設(shè)計(jì)要求，結(jié)合以前的施工經(jīng)驗(yàn)，擬定本灌漿試驗(yàn)方案，以指導(dǎo)本次灌漿試驗(yàn)的順利開展。第二章帷幕灌漿試驗(yàn)一、試驗(yàn)程序及方法1、試驗(yàn)位置及孔位的選定帷幕灌漿試驗(yàn)段宜選地質(zhì)情況具有代表性的壩段。通過對地質(zhì)資料的分析及規(guī)范規(guī)定，本工程選取四處試驗(yàn)段分別位于主壩上游排K0+198至K0+204、下游排K0+410.75至K0+416.75、延伸段K0+102至K0+108、延伸段K0+504至K0+510，涉及20個(gè)鉆孔。試驗(yàn)結(jié)

4、束后，根據(jù)各段試驗(yàn)參數(shù)，在壩上全面施工。2、施工順序施工放樣一鉆機(jī)就位一鉆孔一鉆孔沖洗一壓水試驗(yàn)一灌漿一封孔。(1) 施工放樣施工放樣采用GPS定出灌漿軸線，鋼尺量距，按設(shè)計(jì)在相應(yīng)位置做出相應(yīng)的孔位標(biāo)記，并做好孔位編號(hào)。(2) 鉆機(jī)就位鉆機(jī)采用150型地質(zhì)鉆機(jī)，鉆機(jī)移至鉆孔位置，人工調(diào)整水平度，利用水平尺在各個(gè)方位測量，保證鉆機(jī)底座水平、鉆桿垂直；其次檢查孔位，就位后的鉆機(jī)，其吊點(diǎn)中心、鉆桿中心、孔位中心必須在同一垂線上。(3) 鉆孔在鉆機(jī)就位調(diào)平完畢，各項(xiàng)配套工作就緒后，進(jìn)行鉆孔。開孔鉆頭直徑e89mm，正常鉆進(jìn)鉆頭直徑975mm(配套巖芯管)，開孔鉆具長度30cm，正常鉆進(jìn)鉆具長度3.00

5、m，鉆進(jìn)過程中要適當(dāng)加壓，上部鉆進(jìn)少加壓，有一定深度后再逐漸加壓，鉆進(jìn)過程中用長水平尺經(jīng)常檢查鉆桿的垂直度、鉆機(jī)底座的水平度，并及時(shí)糾偏，鉆孔完成后用測斜儀檢查斜度。在鉆進(jìn)過程中，對鉆孔沖洗回水、鉆機(jī)壓力、芯樣特性及長度進(jìn)行監(jiān)測和記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理并做好記錄。每鉆進(jìn)510米，利用XJL42羅盤測斜儀測量孔斜度，根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行調(diào)整處理。鉆孔所取巖芯編號(hào)存放，并對巖芯進(jìn)行描述，做好記錄。(4) 鉆孔沖洗壓水試驗(yàn)壓水試驗(yàn)前對鉆孔進(jìn)行沖洗，利用灌漿泵進(jìn)行脈動(dòng)沖洗，壓力控制在本段灌漿設(shè)計(jì)壓力的80%之內(nèi)，當(dāng)孔內(nèi)回水清凈，繼續(xù)沖洗1020分鐘，但一#一總沖洗時(shí)間不少于30分鐘。對回水達(dá)不到澄清要求的

6、孔段，要繼續(xù)沖洗，孔內(nèi)殘存的沉積物厚度不超過20cm。對于鉆孔中發(fā)現(xiàn)復(fù)雜地層時(shí)，是否進(jìn)行沖洗及如何沖洗，及時(shí)報(bào)告監(jiān)理工程師，確定沖洗方案。沖孔完畢后對該孔段進(jìn)行壓水試驗(yàn)，簡易壓水試驗(yàn)結(jié)合孔段沖洗進(jìn)行，壓水試驗(yàn)方法采用單點(diǎn)法。壓水試驗(yàn)壓力為80%灌漿壓力，若大于IMPa時(shí)，采用IMPa。壓入流量穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：在穩(wěn)定的壓力下，每510min測讀一次壓入流量，連續(xù)四次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終值的10%,或最大值與最小值之差小于1L/min時(shí)，本階段試驗(yàn)即可結(jié)束，取最終值作為計(jì)算值。單點(diǎn)法壓水試驗(yàn)成果按公式q=Q/pL計(jì)算。式中：q-試段透水率，Lu：L/minmm；Q-壓入流重，L/min；p-

7、作用于試段內(nèi)的全壓力，MPa；L-試段長度，m。(5) 灌漿1) 灌漿壓力的初步確定灌漿壓力按經(jīng)驗(yàn)公式p=p+mD計(jì)算，再通過灌漿試驗(yàn)確定。式中：p-灌漿壓力，MPa；P-巖基表層段的允許灌漿壓力，MPa；Om-表層段以下每深入巖基1m可增加的壓力值,MPa；D-灌漿段以上巖層的厚度，m。其中0.1MPa=kgf/cm2根據(jù)巖性情況，取m=0.25Kgf/cm2m.po=0.5kgf/cm2灌段為5.0010.00m時(shí)，p=Po+mD=0.5+0.25X5=1.25kgf/cm2=0.125MPa取灌漿壓力p=0.2MPa；灌段為10.0015.00m時(shí)，p=Po+mD=0.5+0.25X10

8、=3kgf/cm2=0.3MPa取灌漿壓力p=0.3MPa；灌段為15.0020.00m時(shí)，p=Po+mD=0.5+0.25X15=4.25kgf/cm2=0.425MPa取灌漿壓力p=0.4MPa；灌段為20.00m以下時(shí)，p=Po+mD=0.5+0.25X20=5.5kgf/cm2=0.55MPa灌漿壓力p=0.5MPa。壩基為石灰?guī)r，防止壓力破壞，暫定起始壓力（全壓力）0.5MPa，現(xiàn)場可調(diào)壓力范圍控制在0.30.7MPa。2）灌漿材料灌漿水泥：采用42.5級普通硅酸鹽水泥。水泥細(xì)度要求通過80“m方篩孔，其篩余量不大于5%。3）灌漿方法自下而上，分段灌漿。第一段灌漿，灌漿橡膠球封于套管

9、與基巖接觸部位，其余灌段橡膠球封于已灌灌段以上0.5米，已防漏灌。一般情況下，灌漿結(jié)束后可不待凝，但在斷層、破碎帶等地質(zhì)條件復(fù)雜地段則宜待凝，待凝時(shí)間根據(jù)地質(zhì)條件和工程要求確定。灌漿長度：5米。灌漿漿液采用純水泥漿液，配比根據(jù)試驗(yàn)或監(jiān)理人批準(zhǔn)的水灰比施灌，漿液按水灰比擬分為六級，5：1、3：1、2：1、1：1、0.7:1、0.5:1，由稀到稠逐級變換。為保證漿液濃度符合設(shè)計(jì)要求，配料過程設(shè)專人計(jì)量，誤差控制不超過5%。水泥漿液利用雙桶攪拌機(jī)制備，攪拌時(shí)間不低于3分鐘。漿液濃度變換根據(jù)以下原則進(jìn)行：當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或當(dāng)注入率保持不變而灌漿壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比；當(dāng)某

10、一比級漿液注入量已達(dá)300L以上，或灌注時(shí)間已達(dá)30分鐘，而灌漿壓力和注入率均無顯著改變時(shí)，應(yīng)換濃一級水灰比漿液灌注；當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，根據(jù)施工具體情況，可越級變濃。為保證各灌段質(zhì)量，對灌漿壓力進(jìn)行嚴(yán)格控制。壓力表選用優(yōu)質(zhì)、滿足設(shè)計(jì)壓力標(biāo)準(zhǔn)并經(jīng)計(jì)量單位檢測合格的產(chǎn)品，分別安裝于灌漿泵和灌漿孔口。壓力控制利用設(shè)在回漿管上的閘閥，根據(jù)需要調(diào)整開啟度，保持壓力穩(wěn)定。要求壓力表的指針擺動(dòng)范圍小于關(guān)鍵壓力的20%，讀數(shù)時(shí)讀取壓力表指針擺動(dòng)范圍的中值。在正常情況下，自始至終按設(shè)計(jì)要求壓力灌漿，直至按標(biāo)準(zhǔn)結(jié)束。為保證灌漿安全，在灌漿管回路上安裝可調(diào)式壓力閥，待壓力升高至限定壓力時(shí)自動(dòng)打開閥門，并

11、保持安全壓力繼續(xù)灌漿。(4) 灌漿結(jié)束的標(biāo)志，規(guī)范規(guī)定：1. 當(dāng)灌漿段在最大設(shè)計(jì)壓力下，注入率不大于0.4L/min時(shí)，繼續(xù)灌注30min，灌漿可以結(jié)束。2. 當(dāng)長期達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)報(bào)請監(jiān)理人共同研究處理措施。(5) 特殊情況處理1. 灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿，應(yīng)根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇、待凝、復(fù)灌等方法進(jìn)行處理。2. 帷幕灌漿過程中發(fā)生串漿時(shí)，如串漿孔具備灌漿條件，可以同時(shí)進(jìn)行灌漿，應(yīng)一泵灌一孔。否則應(yīng)將串漿孔用塞塞住，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，串漿孔再行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進(jìn)和灌漿。3. 灌漿工作必須持續(xù)，如因故中斷，可按照下述原則進(jìn)行處理：(1) .

12、應(yīng)盡早恢復(fù)灌漿，否則應(yīng)立即沖洗鉆孔，而后恢復(fù)灌漿。若無法沖洗或沖洗無效，則應(yīng)進(jìn)行掃孔，而后恢復(fù)灌漿。(2) .恢復(fù)灌漿時(shí)，應(yīng)使用開灌比級的水泥漿進(jìn)行灌注。如注入率與中斷前的相近，則可改用中斷前比級的水泥漿液繼續(xù)灌注；如注入率較中斷前的減少較多，則漿液應(yīng)逐級加濃繼續(xù)灌注。(3) 恢復(fù)灌漿后，如注入率較中斷前的減少很多，且在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿,應(yīng)采取補(bǔ)救措施，如加大鄰孔鄰段灌漿壓力，直至補(bǔ)孔。4. 孔口有涌水的灌漿孔段，在灌漿前應(yīng)測記涌水壓力和涌水量，根據(jù)涌水情況，可選用如下措施綜合處理：(1) 、自上而下分段灌漿。(2) 、縮短灌漿段長。(3) 、提咼灌漿壓力。5. 灌漿段注入量大，灌漿難以結(jié)束時(shí)

13、，選用合理措施處理：低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿甚至充填級配料，該段經(jīng)處理后仍應(yīng)掃孔，重新依照技術(shù)要求進(jìn)行灌漿，直至結(jié)束。6. 灌漿過程中如回漿變濃，宜換用相同水灰比的新漿進(jìn)行灌注，若效果不明顯，延續(xù)灌注30min，即可停止灌注。7. 在巖溶地區(qū)的溶洞灌漿，應(yīng)先查明溶洞的充填類型和規(guī)模，而后采取相應(yīng)的措施處理。(1) .溶洞內(nèi)無充填物時(shí)，根據(jù)溶洞的大小，可采用投入碎石等級配料再灌注水泥砂漿、灌注混合漿液等措施。待凝后，掃孔，再灌水泥漿。(2) .溶洞內(nèi)有充填物時(shí)，根據(jù)充填物類型、性能以及充填程度，可采用咼壓灌漿等措施。灌漿注入量大，不能按基巖灌漿規(guī)范終孔時(shí)，可參照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行限量、限壓灌漿

14、。8. 級配料灌漿(1) .級配料灌漿是先通過鉆孔充填礫、砂、卵石級配料，堵塞漏水通道，減小水流速度，形成反濾條件，然后再進(jìn)行水泥灌漿形成防滲凝結(jié)體，封堵滲漏通道。(2) .巖溶發(fā)育帶充填級配料灌漿除遵守水泥灌漿規(guī)范的有關(guān)規(guī)定和要求外，在鉆孔、充填、灌注等方面尚有其特殊的要求，先按一般灌漿要求采用自上而下分段鉆孔孔口封閉灌漿法，每段鉆孔完成后，即將鉆具卸下，灌注時(shí)先按規(guī)定漿液由稀到稠，逐級定量灌注。當(dāng)漿液稠度達(dá)到水灰比1:1仍不能使壓力升高、耗漿量減少時(shí)，則可開始逐步向漿液中摻加砂料。當(dāng)灌注量超過200500L，仍未起壓時(shí)，則可視為有集中漏水通道，停止正常灌注，將鉆桿全部拔出孔外，按充填級配料

15、工藝要求進(jìn)行灌漿。若有的孔段發(fā)現(xiàn)確實(shí)存在強(qiáng)漏水通道時(shí)，則不變按上述正常灌注工藝要求，可直接實(shí)施充填級配料工藝。(3) .在充填過程中，應(yīng)根據(jù)注水量及水位變化，隨時(shí)調(diào)整充填速度，更改級配，直至認(rèn)為溶洞內(nèi)不再進(jìn)料為止。細(xì)一級級配料在不產(chǎn)生過多流失情9況下，盡量多充填。(4) .充填結(jié)束后，隨即可按帷幕灌漿要求，進(jìn)行水泥灌漿。灌漿由稀到稠，必要時(shí)可在漿液內(nèi)摻砂逐級灌注，直至達(dá)到帷幕灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，然后再鉆灌下一段或結(jié)束該孔灌注。6)圭寸孔灌漿結(jié)束即經(jīng)行封孔，封孔采用機(jī)械壓漿封孔法，將注漿管下到鉆孔底部，用灌漿(砂漿)泵向鉆孔內(nèi)泵送水泥砂漿，直至孔口冒出砂漿為止，在泵送砂漿過程中，隨砂漿在孔內(nèi)上升，可將注漿管徐徐上提，但應(yīng)保證管口保持在漿面以下。(1) 施工機(jī)械各試驗(yàn)段均配備以下機(jī)械：150型地質(zhì)鉆機(jī)6臺(tái)、BW-200灌漿泵3臺(tái)、180型灰漿攪拌機(jī)3臺(tái)。(2) 施工人員各試驗(yàn)段配備人員：鉆機(jī)灌漿人員20人、值班技術(shù)員6人、維修工1人、制漿工人6人、輔助工人5人。4、灌漿試驗(yàn)成果確定灌漿試驗(yàn)成果的確定以對灌漿試驗(yàn)資料的分析主，綜合確定。5、試驗(yàn)資料整理(1) 原始記錄在施工過程中，對各主要工序的施工方法和過程認(rèn)真記錄。原始記錄包括以下幾種：a. 鉆孔記錄b. 沖洗記錄c. 壓水試驗(yàn)記錄d. 灌漿記錄e. 水泥鑒定試驗(yàn)記錄或出廠合格證(2) 成果資料a. 灌漿成果表：每孔1張