大柳树灌浆试验大纲0288

1、1 前言为研究大柳树坝基岩体的可灌性，以及采用灌浆处理的可行性。可行性研究期间根据岩体结构特征沿趾板线选择三个灌浆试验场地，即左岸倒转背斜转折端处卸荷岩体（一号区）、河床部位完整性较好的变质砂岩岩体（二号区），右岸结构面发育但挤压较紧密的变质砂岩夹板岩岩体（三号区）。但因经费等因素，1998年仅进行了一号区的灌浆试验。试验结果表明，坝基岩体可灌性很好，灌浆效果明显，通过灌浆完全可以大幅度减少工程开挖量和回填量。目前，中咨公司和工程院对黑山峡河段开发方式正在论证。为全面评价坝基岩体可灌性和基础处理方法，拟进行河床部位进行第二个区的灌浆试验。为此编制本工作大纲。2 试验目的与任务2.1 论证坝基岩

2、体采用水泥灌浆进行防渗处理和加固处理的必要性和可行性。2.2 推荐合理的灌浆施工程序、施工工艺，选择适宜的灌浆材料和浆液配合比。2.3 对施工灌浆所需的主要技术数据，如灌浆孔的孔距、排距、深度、灌浆压力等提出建议，为灌浆设计和施工技术要求提供依据。2.4 将一号区与二号区单位耗浆量进行比较，分析和估算大柳树整个坝基岩体单位耗浆量，为大柳树开发方案投资估算提供定量依据。3 灌浆试验设计与工作量3.1 在选择的试验区进行场地开挖，要求场地平整，可开展工作面积不小于20×20m2。试验场地之外，需要考虑机械摆放用地和临时库房（需防雨水，存放水泥、掺合料等）。3.2 场地编录后及时浇盖水泥砂

3、浆，以保护灌浆平台。之后浇筑混凝土盖板。设计盖板厚度1m，面积18×15m2，用模板建仓，分块浇筑。盖板材料采用425#普通硅酸盐水泥和砂砾料拌和而成。强度等级要求达到C20以上。3.3 布置灌浆孔、物探对穿测试孔和地表抬动观测孔。灌浆孔先进行孔口管埋设，孔口管进入基岩不小于0.5m，同时做好止水工作。灌浆试验孔按三个序次布置共计6个钻孔，试验区中心布置一个检查孔。灌浆孔和检查孔孔深均为60m。灌浆试验孔布置见插图1。3.4 在灌浆区埋设地面抬动变形观测装置，设计孔深65m。146mm套管和1寸管分别下入盖板底部和孔深65m处，127mm套管下入孔深5m处，且用水泥浆将套管与基岩或盖

4、板胶结。在1寸管与127mm套管间、1寸管与146mm套管间分别安装千分表，进行地面抬动观测。具体安装形式见插图2。3.5 在灌浆区两侧钻设物探地震波对穿测试孔，先用大口径钻至孔底，用水泥封孔，待凝后用小口径钻具同心钻开水泥柱，进行地震波测试。在灌浆前及每序孔灌浆结束后分别进行测试。要求测试方法、激发点和接受点位置在灌浆前后一致，以进行灌浆效果对比检查。激发点和接收点间距按2m考虑。3.6 灌浆试验按顺序进行：序孔序孔序孔检查孔。灌浆前后均进行声波测井和压水试验。插图1 灌浆试验孔布置图插图2 地面抬动观测装置安装结构图具体工作量详见表1。表1 计 划 工 作 量 表序号工作内容单位工作量备注

5、1钻探（1）灌浆孔（I序孔）m/孔360/6单孔深60m（2）检查孔m/孔60/1（3）物探孔m/孔80/2单孔深40m（4）地面抬动观测孔m/孔130/2单孔深65m（5）水泥重复钻进m/孔2100/6+2其中物探孔160m2试验（1）压水试验段162（2）灌浆段78（3）水泥及浆液性能测试组100（4）混凝盖板回弹测试点303物探（1）地震波测试对次2激发点与检波点间距均为2m（2）声波测井m/孔520/7测试孔深040m4平整场地m320005浇筑混凝土盖板m218x15厚1m6地表抬动变形观测点2灌浆期间随时观测7地质工日3000（1）技术准备（2）场地及周围地质测绘m240x40比例

6、1：100（3）试验场地地质编录m220x20比例1：50（4）灌浆试验及各项试验配合（5）钻孔值班与编录（6）成果资料分析整理8测量工日300（1）场地及周围地形图测量（2）碎部点测量4 灌浆材料和灌浆设备、机具及要求4.1 灌浆材料4.1.1 水泥(1) 水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥标号不低于425#。水泥细度要求为通过80m方孔筛的筛余量不大于5%。采购水泥时需同时索取水泥化验报告单和出厂合格证。(2) 不得使用过期、受潮结块等质量不合格水泥。4.1.2 水灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水要求。现场应保证灌浆时连续供水。4.1.3 制浆(1) 一般情况下，使用纯水泥浆液。在特殊情况下，可

7、在纯水泥浆液中加入适量掺合料。掺合料主要指速凝剂和稳定剂，灌浆试验开始前应有适量储备。(2) 制浆材料必须按所需浆液配比称重。称重误差应小于5。水泥初凝时间不小于3小时，终凝时间不大于10小时。浆液温度应保持在540°C之间。(3) 浆液必须充分搅拌。用普通搅拌机搅拌时间不少于3min。灌浆前及灌浆过程中应对不同浓度浆液进行取样，进行相关试验。(4) 浆液在使用之前应过筛，在灌浆过程中应不断搅拌，自制备至用完的时间宜小于4h。4.2 灌浆设备和机具(1) 搅拌机和灌浆泵必须保证连续、均匀工作，并满足拌制浆液要求。(2) 所有灌浆设备、器具、管路应能承受1.5倍最大灌浆压力。(3) 灌

8、浆泵和灌浆孔孔口均需安装合格压力表。压力表安装在回浆管上，使用压力宜在压力表最大标值1/43/4之间。(4) 所有灌浆设备、器具、管路应经常检查、维护保养，保证顺利工作。5 技术要求5.1 技术标准灌浆试验严格按水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（SL6294）执行。5.2 施工顺序灌浆试验按下列顺序进行施工：造孔洗孔压水试验声波测井灌浆待凝后重新钻开灌浆段洗孔后压水检查声波测井。5.3 钻孔(1) 所有钻孔必须采用金刚石钻头，双管钻具回转钻机施钻。孔位与测量放定孔位误差不大于10cm。孔位一经确定不得随意移动。(2) 钻孔终孔孔径不小于75mm，开孔孔径不限，孔口必须埋设孔口管，孔口管下入基岩0

9、.51.0m，必须与基岩结合牢固。(3) 钻孔均为垂直孔、钻进过程应精心操作，尽量保证钻孔不偏斜。(4) 应详细记录钻进过程中发生的一切情况，特别要详细记录大量漏水、岩芯破碎情况。(5) 岩芯按顺序编号装箱，并应作好编录、描述。试验结束后，入库保存。(6) 钻进过程中如果发生异常情况，通报有关方面商定处理后再行钻灌。5.4 钻孔冲洗(1) 每段钻进结束后均需认真冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80%，该值若大于1MPa时采用1MPa，直至孔口返水清澈为止。(2) 冲洗后孔内沉淀不得超过20cm，沉淀超过20cm时需打捞处理。5.5 压水试验(1) 压水试验按通用规程吕荣压水方法进行。采用3级压力、5

10、个阶段，即0.3、0.6、1、0.6、0.3MPa。（灌浆压力小于1 MPa时，为0.1、0.2、0.3、0.2、0.1MPa）(2) 每个孔段在卡塞之后需从内管中观测水位，每隔5min观测一次，连续观测两次，当水位下降速度两次均小于5cm/min，观测即可结束，用最后观测结果确定压力计算零线。(3) 压水流量稳定标准为每35min观测一次，当流量没有持续增大或减小趋势，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，本段压水即可结束，以最终值作为计算值。 5.6 灌浆5.6.1 灌浆方法和灌浆方式(1) 灌浆必须先序、后序、再序的顺序进行，为提高时

11、效，前一序次孔完成3段之后（累积段长不小于15m后），可进行下一序次孔的钻灌。(2) 采用自上而下分段灌浆法，第一和第二段长分别为2m和3m，以下段长均为5m，特殊情况另行确定。(3) 每段次灌浆结束后一般需待凝48h，再进行下一段次钻灌。遇特殊情况待凝时间另行确定。5.6.2 灌浆压力和浆液变换(1) I序孔第一段（02m）灌浆压力采用0.2MPa，以下每增加1m，压力增加0.05MPa，、序孔和检查孔分别在序孔基础上增加20%和50%，施工中依据具体情况进行调整。(2) 灌浆应连续进行，并在较短时间内达到设计压力。灌浆时，要监测地面有无抬动现象，基岩变形控制在0.2mm之内。(3) 浆液浓

12、度按由稀至浓的原则进行，逐步改变水灰比。水灰比采用：3:1、2:1、1:1、0.8：1、0.5:1五个比级。根据浆液消耗情况，浆液浓度和开灌水灰比可适当调整。(4) 当灌浆压力不变，注入量持续减少时，或当注入量不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。(5) 当某一比级浆液的注入量已达到300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入量均无改变或不显著时，应改浓一级。(6) 当注入量大于30Lmin时，可根据具体情况越级变浓。(7) 灌浆过程中灌浆压力或注入量突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应处理措施。5.6.3 灌浆结束标准和封孔方法(1) 在规定压力下，当注入量不大于0.4L/min时

13、，继续灌注60min，或不大于 1Lmin时，继续灌注 90min，灌浆可以结束。(2) 试验结束后，灌浆孔采用“分段压力灌浆封孔法”进行封孔。5.7 特殊情况处理(1) 灌浆过程如果发现冒浆、漏浆、串浆等情况均应及时处理。(2) 灌浆工作因故中断必须及时处理恢复灌浆，如果中断时间超过30min，必须扫孔、洗孔后方能恢复灌浆，恢复灌浆应从稀浆开始，注入量明显减少，应及时采取补救措施。(3) 注入量特别大的孔段可采用限制注入量、停停灌灌、加速凝剂等措施。5.8 地表抬动变形观测灌浆过程中应同时进行地表抬动变形观测，混凝土面抬动量不大于0.2mm。5.9 灌浆效果质量检查5.9.1 岩体波速检查每

14、序灌浆孔灌浆前、后钻孔均做声波测井，测段长0.2m。灌前及序孔灌后进行跨孔地震波测量，激发点与接收点点距均按2m考虑。弹性波测试在灌浆结束14d后进行。5.9.2 岩体渗透性检查灌浆孔和检查孔在灌浆前均进行压水试验，试段与灌浆段一致。灌浆质量压水试验检查在灌后37d进行。合格标准为透水率小于3Lu，合格率应在90%以上，不合格段不超过设计值的100%，且不集中。6 灌浆资料整理(1) 随灌浆施工，需及时整理灌浆资料，并绘制各类图表。发现问题及时纠正或采取补救措施。(2) 灌浆试验结束后，必须及时编写试验报告，报告应包括：文字、附表、附图及附件。文字应包括如下内容；灌浆试验目的与任务；完成工作量

15、；场地地质条件及已有勘探成果；灌浆试验设计与施工、灌浆效果质量及检查；试验成果分析和评述；结论等。7 各专业技术人员组成7.1 由水工、地质、物探、钻探和测量人员组成一个灌浆技术小组，全面负责灌浆试验工作和资料整理。7.2 灌浆试验工作小组根据现场造孔、压水、灌浆和测试等资料及时进行综合分析判断，对试验中出现的问题或偏差及时进行技术调整（如孔距、孔位、孔深、浆液浓度及灌浆压力等）。7.3 钻探和灌浆施工机组，按任务要求进行造孔、压水试验、灌浆和有关浆液测试及配合等工作，并填写有关工作表。7.4 物探等测试人员要坚守现场工作，及时整理有关测试资料，随时提供给灌浆技术小组使用，便于及时分析和整理。7.5 各专业人员应紧密配合试验工作，在灌浆技术小组领导下，及时提供各自的资料，便于及时进行分析和资料整理，发现问题及时进行调整。形成有力的现场动态管理，以取得试验数据和试验成果真实可靠。8 物资配备人员组成和物资配备见表2和表3。表3 主 要 设 备 配 置 一 览 表序号名称单位数量备注1钻机台22搅拌机（高速）台13灌浆泵（多缸柱塞）台124声波测井仪台15地震仪台16抬动观测装置套27经纬仪台18相机（摄象机）架19交通车9 提交成果及时间接到任务后4个月内完成现场工作，并于第5个月提交灌浆试验报告及相关图表。10 试验质量过程控制试验