帷幕灌漿試驗專項方案

大壩帷幕灌漿試驗方案1.工程概況核桃沖水庫在珠江水系南盤江流域龍珠河左岸一級支流矣那沖河中段，地處云南省玉溪市華寧縣寧州街道辦境內(nèi)。壩址坐標(biāo)東經(jīng)102°58′41″，北緯24°15′57″。壩址以上控制流域徑流面積8.05km2，多年平均徑流量317.98萬m3，壩址距離華寧縣城約18km，距玉溪市政府駐地71km，距省會昆明公路里程162km。水庫總庫容275.6萬m3，興利庫容206.6萬m3。壩高65.6m，工程規(guī)模為?。ㄒ唬┬?，工程等別為Ⅳ等。依據(jù)實際調(diào)查分析，確定核桃沖水庫工程開發(fā)關(guān)鍵任務(wù)是農(nóng)村人畜飲水和農(nóng)業(yè)澆灌。水庫建成后，每十二個月可供水289.8萬m3。其中下游農(nóng)業(yè)澆灌供水254.7萬m3，澆灌面積1.54萬畝，農(nóng)村人畜飲水35.1萬m3，可處理人口0.52萬人及牲蓄1.22萬頭飲水問題。核桃沖水庫由樞紐工程、引水工程及渠道工程三部分組成。樞紐工程由石碴料壩、溢洪道、輸水（兼導(dǎo)流）隧洞組成，引水工程由水庫壩址上游引水一區(qū)、引水二區(qū)、引水三區(qū)三部分組成，渠道工程由總干渠及左干渠組成。水庫樞紐工程關(guān)鍵建筑物攔河石碴料壩按4級建筑物設(shè)計，次要建筑物按5級建筑物設(shè)計。取水口關(guān)鍵建筑物取水壩按4級建筑物設(shè)計，渠道工程關(guān)鍵建筑物明渠、渡槽、倒虹吸等按5級建筑物設(shè)計，次要建筑物按5級設(shè)計。本工程建設(shè)內(nèi)容為新建核桃沖水庫,其中帷幕灌漿分為三個部分，左岸延長段0+000～0+060.12，長60.12m，壩體段0+000～0+236，長236m；右岸延長0+236～0+283，長47.0m，累計灌漿軸線長343.12m。帷幕灌漿單排孔部署，孔距1.5m,分I、Ⅱ、Ⅲ序施工。1.1地質(zhì)概況核桃沖水庫庫盆為狹長河谷地形，庫區(qū)四面全部有地形分水嶺圍繞，兩岸山體寬厚，右岸有核桃沖低鄰谷存在。1.1.1地層情況依據(jù)大壩基礎(chǔ)開挖揭露地層為泥盆系中統(tǒng)（D2）及下統(tǒng)（D1）地層，按基礎(chǔ)巖性組合及工程特征壩基巖性分為三層。D2：灰黃色中層泥灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r互層。D13：紫經(jīng)紅色中層泥質(zhì)粉砂巖夾泥灰?guī)r。D12：灰白色中層砂質(zhì)灰?guī)r，砂巖。斷層物質(zhì)：以斷層角礫為主。1.1.2地質(zhì)結(jié)構(gòu)褶皺：壩軸線下游發(fā)育有一傾伏背斜，其走向近東向西，和河道走向近垂直，右岸翹起，左岸下傾。右岸巖層產(chǎn)狀較陡。傾角300－500,左岸巖層產(chǎn)狀較緩，傾角10°-20°，核部地層為灰白色中層砂質(zhì)灰?guī)r、砂巖（D21）。兩翼地層為紫紅色中層泥質(zhì)粉砂巖夾泥灰?guī)r（D31）和灰黃色中層泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r互層（D2）。斷層：大壩右岸上游坡發(fā)育有一逆斷層（f1），斷層物質(zhì)以斷層角礫為主，下盤巖層產(chǎn)狀78°∠50°，上盤巖層產(chǎn)狀327°∠15°，斷層面有水滲出。其它結(jié)構(gòu)面關(guān)鍵以層面發(fā)育為主，受結(jié)構(gòu)及風(fēng)化等原因影響壩殼范圍強(qiáng)風(fēng)化巖體呈碎裂～碎裂鑲嵌結(jié)構(gòu)，斷層高程順延至壩軸1810.0左右。1.1.3水文地質(zhì)河床存在積水，左岸上游岸坡泥質(zhì)粉砂巖和泥灰?guī)r接觸面有線狀水流溢出，斷層f1下盤有滲水現(xiàn)象。壩肩部位巖體無水流溢出，巖體干燥。壩基巖體透水性中等，兩岸地下水位高于河床，向河床排泄。 1.2灌漿設(shè)計要求依據(jù)現(xiàn)場揭露地質(zhì)情況結(jié)合設(shè)計所提供前期勘察地質(zhì)情況，經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計、施工方共同研究決定在蓋板左岸0+000～0+015為第一試驗區(qū)，河床段0+104～0+118為第二試驗區(qū)，右岸0+156～0+168為第三試驗區(qū)。（1）帷幕灌漿施工前，應(yīng)依據(jù)地形、地質(zhì)條件選擇有代表性Ⅰ序孔作先導(dǎo)孔補(bǔ)充勘探并宜進(jìn)行灌前穩(wěn)定地下水位觀察，所選擇先導(dǎo)孔應(yīng)報監(jiān)理工程師同意，并立即匯報監(jiān)測結(jié)果。（2）灌漿材料采取P.O42.5一般硅酸鹽水泥；（3）灌漿必需同時含有以下條件才能施工：①蓋板混凝土應(yīng)達(dá)成50%設(shè)計強(qiáng)度后，方可開始鉆孔灌漿施工。②抬動變形觀察裝置安裝完成且能進(jìn)行正常觀察工作③先導(dǎo)孔取芯應(yīng)按相關(guān)取芯要求作業(yè)，確保巖芯取得率和采取率，并為地質(zhì)素描提供必需條件。2.試驗關(guān)鍵依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)⑴《通用硅酸鹽水泥》（GB175——）；⑵《水利水電工程鉆孔壓水試驗規(guī)程》（SL31——）⑶《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（SL62——）；⑷《水利水電工程施工質(zhì)量評定規(guī)程》（SL176-）；3.帷幕灌漿試驗方案3.1帷幕灌漿試驗?zāi)繕?biāo)為了使華寧縣核桃沖水庫大壩灌漿工程帷幕灌漿設(shè)計和施工更符合實際情況，部署更合理，在初步確定設(shè)計基礎(chǔ)上，經(jīng)過灌漿試驗，以試驗所得結(jié)果作為基礎(chǔ)灌漿,設(shè)計施工關(guān)鍵參考資料。3.2灌漿試驗任務(wù)⑴論證核桃沖水庫大壩灌漿工程帷幕灌漿在技術(shù)上可行性，效果上可靠性。⑵推薦合理施工程序，良好施工工藝，合宜灌漿材料和最優(yōu)漿液配合比。⑶提供相關(guān)灌漿技術(shù)參數(shù)，如孔距﹑孔深﹑選定灌漿壓力，初步確定灌漿材料耗用量，提出灌漿設(shè)備意見及編制基礎(chǔ)灌漿設(shè)計和施工技術(shù)要求文件依據(jù)。4.施工部署4.1制漿系統(tǒng)(1)依據(jù)現(xiàn)場地形條件，擬在大壩下游空地部署集中制漿站。集中制漿系統(tǒng)分別部署有水泥平臺約100m2（可存放200t）、ZJ-800高速攪拌機(jī)1臺、JJS-2攪拌機(jī)1臺、3SNS漿泵1臺；在河床1790高程平臺以設(shè)JJS-2攪拌機(jī)2臺，3SNS漿泵2臺(2)制漿站用Φ50mm架管搭設(shè)，上鋪5cm厚木板，四面圍彩條布，頂部蓋石棉瓦。（3）鉆孔、灌漿及排水施工通道采取各部位開挖施工時通道。（4）在岸0-005位置部署10t卷揚(yáng)機(jī)1臺，以確保鉆機(jī)在左壩坡安全上下。河床0+100（高程1790）位置部署10t卷揚(yáng)機(jī)1臺，以確保鉆機(jī)在右壩坡安全上下。4.2施工用風(fēng)、水、電施工用風(fēng)：采取電動移動式空壓機(jī)進(jìn)行供風(fēng)。施工用水：從河床靠上游挖集水坑抽引至各施工現(xiàn)場。施工用電：從配電箱低壓端接至工作面。4.3排水、排污立即清理灌漿施工產(chǎn)生廢水、廢漿液，保持工作面整齊。工作面設(shè)排污溝和集水坑（井）,淤積物用人工裝編織袋搬出，棄至1#渣場。在集中制漿站周圍和施工現(xiàn)場分別設(shè)置臨時集水排污池，將工作面污水集中進(jìn)行凈化處理后排放。4.4施工通訊鉆孔、灌漿施工過程中通訊采取對講機(jī)或手機(jī)。5.帷幕灌漿試驗本工程帷幕灌漿試驗采取XY-150地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)分段鉆進(jìn)成孔，灌漿設(shè)備采取3SNS灌漿泵，灌漿方法采取孔內(nèi)循環(huán)自上而下分段灌漿方法進(jìn)行施灌。5.1抬動變形觀察（1）抬動觀察孔孔徑為φ76mm，采取XY-150型地質(zhì)鉆機(jī)配金剛石鉆頭鉆孔，在灌漿試驗區(qū)內(nèi)部署1（2）在裂隙沖洗、壓水試驗及灌漿過程中，派專員進(jìn)行抬動變形觀察并作統(tǒng)計，抬動變形許可值根據(jù)200μm進(jìn)行控制。當(dāng)變形值靠近變形許可值或變形值上升速度較快時，立即采取降低壓力方法。（3）抬動變形觀察過程中，嚴(yán)格預(yù)防碰撞，確保在正常工作狀態(tài)下進(jìn)行觀察，確保測試精度。灌漿工作結(jié)束后，按帷幕灌漿要求進(jìn)行抬動觀察孔灌漿回填。5.2鉆孔工藝步驟現(xiàn)場作業(yè)準(zhǔn)備→孔位測量放樣→鉆機(jī)安裝定位→開孔→埋設(shè)孔口管→鉆進(jìn)→取芯沖洗→終孔驗收5.3鉆灌施工次序5.3.1各類鉆孔施工控制次序為：抬動觀察孔、先導(dǎo)孔、帷幕灌漿Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、5.3.2同一排相鄰兩個序孔之間，鉆孔灌漿間隔高差不得小于5.4鉆孔5.4采取XY-150地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)分段鉆進(jìn)成孔。5.4按《攔河壩帷幕灌漿部署圖》(HN-HTC-JS-SG-DB-23)設(shè)計圖紙施放孔位，并在實地注明各孔序號和孔號。放樣時應(yīng)進(jìn)行旁站監(jiān)理，以確保灌漿孔位正確性?？孜黄畈坏么笥?0cm，實際孔位、孔深應(yīng)有統(tǒng)計。5.4帷幕灌漿孔開口孔徑為91mm，先導(dǎo)孔孔徑76mm,終孔孔徑大于56mm,檢驗孔孔徑76mm,其它通常灌漿孔孔徑亦為76mm。5.4⑴達(dá)成設(shè)計圖紙或通知、文件要求底線高程。大于設(shè)計孔深（5m）。⑵大壩樞紐終孔段連續(xù)2段基巖透水率q≦5Lu，不然應(yīng)自動分段加深鉆灌至同時滿足上述兩標(biāo)準(zhǔn)為止。⑶終孔段遇性狀較差，或其它地質(zhì)結(jié)構(gòu)時，應(yīng)加深鉆孔至穿過該地質(zhì)結(jié)構(gòu)5m以上。5.4原設(shè)計為：宜采取“3、2、3”或“2、3、2”，本工程采取“2、3、2”，第四段及以下各段通常為5m。5.4⑴孔斜值應(yīng)控制在許可范圍內(nèi)。垂直孔或頂角小于5°鉆孔，其孔底偏差不得大于表5-1要求。頂角大于5°斜孔，其方位角偏差不得大于5°，孔底偏差不得大于表7-1要求控制。為確保孔向正確，應(yīng)埋設(shè)孔口管，孔口管方向必需符合設(shè)計要求。⑵鉆孔過程中應(yīng)每10m進(jìn)行一次孔斜測量，尤其應(yīng)控制上部20m范圍內(nèi)鉆孔偏差。當(dāng)發(fā)覺孔斜偏差值超出表5-1要求時，應(yīng)立即采取糾偏等補(bǔ)救方法進(jìn)行處理。處理無效時，應(yīng)立即匯報監(jiān)理及設(shè)計提出處理方法。鉆孔孔斜測量結(jié)果應(yīng)反應(yīng)在鉆孔綜合結(jié)果表中。表5-1鉆孔孔底最大許可偏差值孔深（m）2030405060大于60許可偏差值（m）0.250.50.81.151.5小于孔距5.4有取芯要求鉆孔必需采取巖芯。巖芯應(yīng)統(tǒng)一編號，立即填寫巖芯牌并裝箱，妥善保留。對巖芯要求進(jìn)行描述，并繪制鉆孔柱狀圖。特殊地段巖芯需攝影存檔，對有水泥結(jié)石檢驗孔和有特殊要求巖芯應(yīng)長久保留，完工驗收后移交業(yè)主。另外：先導(dǎo)孔每段灌漿前和檢驗孔每段壓水前采取孔內(nèi)電視輔助手段進(jìn)行巖層查看。5.4鉆孔穿過松軟巖層或遇有塌孔掉塊時，應(yīng)優(yōu)異行灌漿處理，然后再繼續(xù)鉆進(jìn)；假如發(fā)覺集中漏水，應(yīng)立即停鉆，查明漏水部位、原因，處理后再進(jìn)行鉆進(jìn)。5.4鉆孔過程中，當(dāng)碰到孔內(nèi)涌水、孔段漏水、卡鉆、鉆進(jìn)忽然加緊、巖性改變等情況時，應(yīng)做好具體統(tǒng)計，并立即向監(jiān)理工程師匯報商榷處理意見。監(jiān)理工程師對終孔檢驗驗收時，鉆孔指標(biāo)必需滿足設(shè)計要求，有完整鉆孔原始統(tǒng)計。對于取芯鉆孔（先導(dǎo)孔、檢驗孔），應(yīng)立即完成巖芯編寫和其它相關(guān)資料，在必需時出示保留完整巖芯影像資料。5.4鉆孔結(jié)束后，應(yīng)立即將孔沖洗潔凈，并做好孔口保護(hù)直至灌漿完成。5.5鉆孔沖洗質(zhì)量控制5.5.1灌漿前應(yīng)對孔進(jìn)行沖洗5.5.2鉆孔沖洗方法為：每段鉆孔結(jié)束后，應(yīng)立即用水將孔內(nèi)巖粉、石屑等物沖出，直至回水澄清10min后結(jié)束，鉆孔沖洗后孔底殘留物厚不得大于5.5⑴水壓：通常采取80%灌漿壓力，但若該值大于1MPa時，采取1MPa。5.5⑴裂隙沖洗要求至回水澄清后10min為止，且總沖洗時間要求單孔不少于30min，串通孔不少于2h。⑵對斷裂結(jié)構(gòu)、巖脈、裂隙發(fā)育等地質(zhì)缺點(diǎn)部位，裂隙沖洗回水難以澄清，沖洗時間達(dá)2h以上可結(jié)束沖洗。5.5⑴當(dāng)臨近灌漿孔正在灌漿或灌漿結(jié)束不足2h時，不得進(jìn)行裂隙沖洗。⑵巖溶、斷層、大型破碎帶、軟弱夾層等地質(zhì)條件復(fù)雜地域，一級設(shè)計有專門要求地段裂隙沖洗，應(yīng)按設(shè)計要求進(jìn)行或經(jīng)過現(xiàn)場試驗確定。對遇水后性能易惡化地層，可不進(jìn)行裂隙沖洗和簡易壓水，也宜少做或不做壓水試驗。5.6壓水試驗先導(dǎo)孔自上而下分段進(jìn)行壓水試驗。5.65.65.6.3壓水試驗壓力（壓力表控制壓力）按表5-表5-2帷幕灌漿壓水試驗采取壓力單位：MPa鉆孔類別第1、2、3、4段第5段及以下各段灌前壓水試驗壩高大于30m部位帷幕灌漿孔該段灌漿壓力80%且≦1.01.0灌后檢驗孔壓水試驗壩高大于70m部位帷幕灌漿孔該段灌漿壓力80%且≦1.01.0壓水試驗采取壓力可經(jīng)過和現(xiàn)場監(jiān)理工程師、業(yè)主及設(shè)計協(xié)商同意后方能實施。5.6⑴單點(diǎn)法及五點(diǎn)法壓水試驗。在穩(wěn)定壓力下，5min測讀一次壓入流量，連續(xù)四次讀數(shù)中最大值和最小值之差小于最終值10%，或最大值和最小值之差小于1L/min時，即可結(jié)束，取最終值作為計算透水率q值計算值。⑵簡易壓水試驗。在穩(wěn)定壓力下，壓水20min,每5min測讀一次壓入流量，取最終值作為計算巖體透水率q值計算值。5.6依據(jù)地形、地質(zhì)條件，宜選擇有代表性先導(dǎo)孔進(jìn)行灌前穩(wěn)定地下水位觀察，作為計算壓力起算零線依據(jù)。地下水位觀察穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每5min測讀一次地下水位，當(dāng)水位升降速度連續(xù)兩次均小于5cm/min時，可認(rèn)為穩(wěn)定，以最終觀察值作為地下水位值。5.7灌漿施工⑴灌漿過程中，灌漿壓力或注入量忽然改變較大時，應(yīng)立即查明原因，采取方法處理。⑵灌漿過程中，當(dāng)發(fā)覺回漿失水變濃（回濃一個比級）時，應(yīng)換用相同水灰比新漿進(jìn)行灌注，若效果不顯著，延續(xù)灌注30min,但總灌漿時間不少于120min可停止灌注。⑶灌漿過程中，如發(fā)覺冒漿、漏漿時，依據(jù)具體情況可采取嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌注等方法處理。依據(jù)各段壓水透水率值決定該孔段開灌水灰比，我方試驗段灌漿擬采取以下進(jìn)行灌漿：表5-5透水率和開灌水灰比關(guān)系表透水率（Lu）≥5025~5010~25﹤10開灌水灰比0.5:11:12:13:1若灌漿時出現(xiàn)冒漿、漏漿時，依據(jù)現(xiàn)場情況采取嵌縫（用棉紗加水玻璃）、表面封堵（水玻璃、速凝劑和干灰進(jìn)行攪拌）、低壓、濃漿、限流（為了預(yù)防抬動及漿液浪費(fèi)我方提議限流在中等注入率30L/min左右）、間歇、待凝等方法進(jìn)行處理。如采取相關(guān)方法后外漏顯著減小，灌漿壓力繼續(xù)上升，且上升顯著，按設(shè)計要求灌漿結(jié)束。若灌漿外漏較大且采取相關(guān)方法后外漏量仍無顯著減小時，灌漿量達(dá)成3.0T后（外漏點(diǎn)返濃漿）進(jìn)行待凝處理，待凝時間為8h-12h，（漿液試驗數(shù)據(jù)：0.5:1漿液凝固時間為4小時25分）。灌漿過程中出現(xiàn)串漿時，需將串漿孔阻塞，待灌漿孔灌漿結(jié)束后在進(jìn)行掃孔、沖洗，然后繼續(xù)鉆進(jìn)灌漿。若注入率不大，且串漿孔含有灌漿條件，可一泵一孔同時灌漿。灌漿過程中出現(xiàn)孔內(nèi)吸漿量大但無外漏時，我方提議:首先依據(jù)灌前壓水透水率采取適合開灌水灰比，在灌漿過