帷幕灌浆工程实验大纲、技术方案、试验报告

1、帷幕灌浆工程实验大纲、 案、试验报告技术方XXXXXXXXXXXXXXXX 工程帷幕灌浆试验大纲（合同编号：XXXXXXXXXXXXXXX ）中国电建POWERCHINASIN乡HYDRO批准:审核:编写:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 项目经理部二O一四年三月1工程概况与工程地质概况 11.1 工程概况 11.2 工程地质概况 12试验概述 22.1 试验目的 22.2 试验依据 22.3 试验区平面布置 23主要施工方法 53.1 施工程序 53.2 钻孔灌浆施工 54质量检查 105主要资源配置 106质量保证 126.1 质量管理措施 126.2 原材料质量控制 126.3

2、 现场质量控制 127安全、文明施工及环境保护措施 137.1 安全保证措施 137.2 文明施工措施 137.3 环境保护措施 13xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx帷幕灌浆工程试验大纲1工程概况与工程地质概况1.1 工程概况万家寨水利枢纽位于黄河北干流上段托克托至龙口峡谷河段内，是黄河中游梯级开发的第一级。坝址左岸为山西省偏关县，右岸为内蒙古自治区准格尔旗。坝址控制流域面积39.5万km2,多年平均入库径流量 248亿m3 （河口镇19521986 年实测年径流系列），设计多年平均径流量192亿m3 （19191979年设计入库系列）。设计 多年平均入库沙量

3、1.49亿t,多年平均含沙量6.6kg/m3。水库总库容8.96亿m3,调节库 容4.45亿m3。拦河坝混凝土重力坝的最大坝高 105m,水库最高蓄水位980.00m,正常蓄 水位977.00m。水库采用“蓄清排浑”运用方式，排沙期运用水位 952.00957.00m。本项目防渗帷幕布置范围为 一独坝段，以及坝段左岸山体，全长146m共布 孔93个，总进尺帷幕钻孔34m左右，伸入岩石25m孔内灌注水泥浆，砂浆封孔。1.2 工程地质概况黄河在坝址区自北向南流，河谷呈" U'型，谷宽430余米，岸壁高110余米。河床 高程为897m大坝建基高程890894m厂房建基高程876m左

4、右。两岸边坡开挖至弱风 化下部。河床地层主要由寒武系中统张复组中厚、薄层灰岩、鲍状灰岩、薄层泥灰岩及页岩组 成。地层产状平缓，走向NE3360° ,彳K向NW倾角23° ,发育有规模不等的层问褶 皱、穹隆、裂隙及层间剪切带。河床坝基有上、下两层承压水含水层，即寒武系中统张复组第三层和第一层，下含水 层埋藏深度在基岩面以下65m,不直接与坝体相联系。与工程关系最为密切的是上含水层， 即张复组第三层。该层岩体厚度为 37m顶板埋深（指河床基岩内深度）25.454.7m （自 左向右），其上部隔水层为张复组第四层，厚十余米，再其上为张复组第五层。蓄水前， 承压水头略高于河水位，且

5、与黄河水位呈同步关系。蓄水后，上含水层承压水头也随之增 大，对其上覆岩体和坝基产生较大的附加扬压力作用。2试验概述2.1 试验目的寻求适合本工程地质条件的灌浆工艺、灌浆材料和浆液配比。确定合适的灌浆压力、段长、孔间排距及结束标准等技术参数。寻求灌浆压力与注入率较为合适的对应控制关系。初步探求大坝帷幕灌浆过程中的特殊情况处理方法。确定合适的钻孔及孔口管的长度。2.2 试验依据水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（DL/T5148-2001）。招标文件第三卷技术标准和要求（合同和技术条款）。4#10#坝段护坦下游新加帷幕布置设计图图号：802XH1-G-17。其它相关技术要求。2.3 试验区平面布置2.

6、3.1 试验区布置为了寻求适合于本工程地质条件的灌浆工艺、灌浆材料和岩帷幕灌浆孔的相关施工参数，确定先进行灌浆试验。根据本工程帷幕区分布，共布置 4试验区（相邻坝段为一个分 区），每个试验区中取一个I序孔做先导孔，钻孔伸入岩石 30ml15001500帷幕灌浆试验孔布置示意图图i表1试验区帷幕灌浆孔孔深表孔 号GA-1GA-2GA-3GA-4孔口高程902.67903.72902.67903.4孔底 高程864.0864.0864.0864.0孔深（m）38.6739.7238.6739.4位 置10#坝段8#坝段6#坝段4#坝段2.3.2施工供水钻孔用水采用水泵抽取黄河水，拌制浆液从 5#坝

7、段护坦内取水。2.3.3 施工供电使用施工现场已安装的1000KV尬压器接出90mrM缆输送至工作面。2.3.4 集中制浆从左岸集中制浆站，由输浆泵直接输浆至用浆点搅拌槽。制浆站内布置有：临时便道 外侧。2.3.5 灌浆平台施工平台采用钢管扣件式综合承重排架体系,平台承重结构均采用48 x 3.5mm钢管搭设，顶部满铺马道板，平台宽 5.1m。立杆由护坦内至挑坎侧壁外侧，分 4排立杆架设，平台由内至外（护坦至河道）排距分别为1.5m, 1.5m, 0.9m, 1.2m。立杆横距（单个架宽）0.8m,第一排立杆横杆步距1m地面设横向、纵向扫地杆，扫地杆延横向、纵向连续连接，纵向扫地杆采用直角扣件

8、固定在距底座10-20cm处立杆上，平台搭设在碎面板上，在坡面设有插筋，插筋均采用25螺纹钢筋，长度为0.4m,入碎深度0.2m,外露0.2m,目的为防止平台左右晃动，在导墙上设有插筋插筋插筋一侧插入导墙另一侧采用焊接的方式与平台焊接，插筋均采用砂浆封孔的方式进行锚固，为防止施工平台倾斜，在第一排立杆上设有斜撑，斜撑间距为8ml平台具体布置如下图：p喻 ，m =1那 二.gno , 国口 , 国0帷幕灌浆操作平台立面图图22.3.6施工排水帷幕灌浆的施工污水主要排出方式在作业区护坦侧布设沙袋围堰，高0.5m,待积蓄一 定深度后，采用污水泵抽取运送至堆渣场，钻孔的碎屑和水泥浆也一并收集运送至堆渣

9、场2.4本工程帷幕灌浆主要工程量表2帷幕灌浆工程量统计表厅P项目名称单位数量备注1护坦段钻孔1.1帷幕灌浆钻孔（混凝土）m930孔径90mm1.2帷幕灌浆钻孔（岩石）m2350孔径90mm2水泥灌浆2.1帷幕灌浆m2350孔径90mm3质量检查3.1检查钻孔（混凝土）m1053.2检查钻孔（岩石）m2893.3钻孔取芯m3944灌浆试验4.1灌浆试验项13主要施工方法3.1 施工程序试验区帷幕灌浆孔的施工顺序：抬动观测仪器安装一测量布孔-I序孔钻孔及灌浆一 n序孔钻孔及灌浆一 m序孔钻孔及灌浆一灌浆质量检查孔及压水检查。3.2 钻孔灌浆施工3.2.1 钻孔设备试验区帷幕灌浆孔主要采用 XY-2

10、型地质钻机，施工过程中可根据现场情况作适当调整，钻孔孔径及钻机型号见表 3。表3 钻孔孔径及钻机型号序号钻孑L孔径（mrm钻机型号备注1抬动观测孔75XY-2地质钻机无取芯要求的2帷幕灌浆孔90XY-2地质钻机无取芯要求的3质量检查扎90XY-2地质钻机有取芯要求3.2.2灌浆设备灌浆设备见主要施工设备表3.2.3 灌浆材料帷幕灌浆试验采用纯水泥浆液作为灌注浆材，水泥采用P.O42.5级普通硅盐水泥，根 据地层情况，可使用水玻璃等外加剂。3.2.4 灌浆孔施工工艺流程测量定孔位一钻孔口段一简易压水试验一灌孔口段一自上而下分段简易压水及循环 式灌浆一封孔。质量检查孔采用单点法，帷幕灌浆孔灌前采用

11、简易压水试验。3.2.5 压水试验灌前压力采用相应灌浆孔段压力的 80%但当该值大于1.2MPa时，采用1.2MP3稳定标准：简易压水试验，压水时间 20min,每5min测读一次压入流量。取最后的流量值作为计算流量；单点压水试验，在稳定压力下，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 1L/min时,即可结束，取最终值作为计算流量。3.2.6 灌浆方法帷幕灌浆采用自上而下分段充气塞压塞灌浆。深入基岩2m按第一段控制，3m为过渡段，然后从上至下依次5m一段进行注浆，最后 一次不超过8m直至灌满。3.2.7 灌浆段长及压力帷幕灌浆

12、采用分级升压方式逐级升压至目标灌浆压力。具体操作时，以相应灌浆孔段 的起始压力为基准，起始压力初步按 0.6MPa起步，按每0.1MPa为一级，每级压力的稳定 时间不应少于5min,当抬动变形异常时应分级减小灌浆压力，当抬动值很小时，尽快升至目标灌浆压力。帷幕灌浆试验各区段长划分及对应压力如表 4。表4试验区帷幕灌浆段长与压力控制表（MPa段次（段 长）I序孔n序孔田序孔起始 压力目标 压力起始 压力目标 压力起始 压力目标 压力第1段（W2n）0.60.70.60.70.60.7第2段 (3m)0.70.80.70.80.70.8第3段 （5。0.80.90.80.90.80.9第4段 （5

13、。0.91.00.91.00.91.0段次（段 长）I序孔n序孔田序孔起始 压力m标 压力起始 压力目标 压力起始 压力目标 压力第5段 (5n)1.01.11.01.11.01.1第6段 (5n)1.11.21.11.21.11.2注入率较大的孔段灌浆时，除应按分级升压法灌注，还必须协调灌浆压力与注入 率的关系。表5 注入率与最大灌浆压力关系表注入率(L/min )>4040 3030 20最大灌浆压力（MPa<0.50.5 11 1.23.2.8 浆液水灰比普通纯水泥浆液水灰比采用 3:1、2:1、1:1、0.8:1和0.5:1五个比级。3.2.9 浆液变换标准当灌浆压力保持不

14、变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不 得改变水灰比。当某一比级浆液的注入量已达 300L或30min以上，而灌浆压力和注入率均无改变 或改变不显著时，浆液变浓一级灌注。当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓灌注。当钻孔出现掉钻情况，或钻进失水情况，或者压水注入率大于30L/min时，可直接注入最浓一级浆液。3.2.10 灌浆结束标准在规定的压力下，灌浆孔注入率不大于1L/min,延续60 min ,即可结束灌浆。3.2.11 封孔全孔灌浆结束后，采用“全孔灌浆封孔法”进行封孔。3.2.12 抬动观测在每个试验区布置1个抬动观测孔，孔深20m抬动观测点周边10m

15、范围内的灌浆孔 在压水试验及灌浆过程中，均要连续地进行观测。抬动观测允许变形值最大为 0.2mm3.2.13 预防孔斜的措施钻机的安装要水平牢固，立轴中心与钻孔中心应在同一垂直线上，并按要求的孔向 对准孔位开孔，以使钻进中不摆不晃。孔口管必须牢固并满足要求，在开孔钻进与浅孔阶段钻进中，机杆不能太长；否则 钻进时摆动太大，致使立轴转动不稳，造成钻具摆动性增大。使用符合规格的各种钻孔器具，并随时检查，如发现有弯曲的钻具或有磨损较严重 的立轴导管时，应及时更换，在浅孔钻进阶段，一般情况下，使用的岩芯管长度较大一些 为宜。孔较深以后，即开始需要从地面减压钻进时，特别要注意钻压的调整。钻进中，当岩石换层

16、时，不论是由软变硬还是由硬变软，或者是由完整变破碎、破 碎变完整，均应减压减速钻进，对其进尺的速度和冲洗液的流量及压力也应加以适当的控 制。钻进中，应勤检查钻机有无移动，立轴钻进的方向有无变化，发现问题要及时纠正。为防止孔斜发生，必须熟悉所使用机械性能和钻孔方法的特点，经常研究，总结经 验。在深孔帷幕的钻孔中，应对孔斜及时测量，及时准确地掌握钻孔的偏斜情况，以利于 及时处理。3.3 特殊情况处理根据类似工程施工经验，初步拟定钻孔及灌浆过程中的特殊情况处理措施，在实际施工过程中，将根据现场情况随时调整。3.3.1 钻孔过程中的特殊情况处理掉钻钻孔遇到掉钻时，停止钻进，采用浓浆、水泥砂浆或掺加速凝

17、剂浆液进行灌注，灌浆 要求至不吸浆后待凝48h,再扫孔用纯水泥浆液复灌。不返水不掉钻但长时间不返水的孔段，及时停钻，然后进行灌注；对于注入量大、灌浆难以 结束时，则按“灌浆段注入量大，灌浆难以结束”处理，直至灌浆结束。塌孔若塌孔严重则按“掉钻”情况处理；若塌孔不严重，则停止钻进，压塞进行灌浆并待 凝2448h,然后扫孔并进行下段施工。3.3.2 灌浆过程中的特殊情况处理(1)灌浆段注入量大，灌浆难以结束一般采用低压浓浆、限流限量、间歇待凝、加速剂灌注法。当低压浓浆仍无法达到 结束标准时，再采用限流、限量灌注法。在采用“低压浓浆”、“限流限量”两种方法仍不能达到结束标准时，再采用间歇待凝、复灌或

18、掺加速凝剂的方法进行灌注，待凝后，再扫 孔复灌，直至达到灌浆结束标准。复灌、待凝控制的标准为：每次复灌注入浆材总量达2To在灌浆过程中，只有在灌注“浆材达到2T”后且“注入率没有明显减少、压力没有明显升高”时，才可考虑待凝措施； 在任一灌浆阶段，如果“注入率明显减少或压力明显升高”，均须持续灌注直至灌浆结束标准。为了保证帷幕厚度的有效形成、避免材料浪费，根据复灌吸浆量，采取以下措施：I .根据注入率和灌入量的具体情况，在浆液中加入适量的水玻璃。葭复灌时采用限流、间歇灌注等方法：限流灌注时，其注入率控制在30L/min左右; 在注入水泥量超过2T后间歇，时间为1030min。(2)灌浆中断一般情

19、况下，灌浆工作应连续进行，灌浆中断后，采取措施尽早恢复灌浆，缩短中断 时间，最大程度保证灌浆质量。若因故不能连续灌浆时，可按下述原则进行处理：应尽快恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，再恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则 应进行扫孔，再恢复灌浆；恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注，如注入率与中断前相近，即可采 用中断前水泥浆的比级继续灌注；如注入率较中断前减少较多，应逐级加浓浆液继续灌注。恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，则重新进行扫孔，而后恢复灌浆。(3)冒浆、漏浆灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，根据具体情况采用嵌缝，表面封堵，低压，浓浆，限 流，限量，间歇灌浆等方法进行处理。(4)用浆

20、正在钻进的孔用浆，立即停机起钻，防止因用浆而埋钻。并将用浆孔从孔口封堵， 待灌浆孔灌浆结束后，再对用浆孔进行扫孔、继续钻进和灌浆。具备灌浆条件的用浆孔，采用一孔一泵对灌浆孔和用浆孔同时灌注。(5)回浆变浓灌浆过程中，回浆变浓时，换用相同水灰比的新浆进行灌注，改用新浆灌注后回浆再 次变浓，则继续灌注30min后，结束该段灌浆。(6)孔口涌水灌浆过程中，遇到涌水孔段，采用浓浆结束，灌浆结束后屏浆、闭浆等措施综合处理。4质量检查在每个试验区各布置一个检查孔， 比帷幕灌浆孔深少0.5m。质量检查孔采用自上而下 分段阻塞进行单点法压水试验，质量检查孔采用周边帷幕灌浆孔相应段次最大灌浆压力的 80%但当该

21、值大于IMPaH,采用1MPa质量检查合格标准为灌后透水率 q<3Luo第1段(接触段)及其下一段的合格率应为100%以下各段合格率应达90犯上，不合格的孔段透水率q应不超过合格标准的50%（即不大于4.5Lu）,且不集中，可认为合格。质量检查孔全孔压水试验结束，达到合格标准后，进行封孔。5主要资源配置本次试验的主要设备及材料计划见表6、表7,主要人员配置见表8表6大坝帷幕灌浆试验主要施工设备配置序号设备名称型号规格单位数量备注1锚杆钻机MGJ-50台22地质钻机XY-2台43灌浆泵3SNS- 3.5A/150台24液（Z气）压灌浆塞ZSQ-42套85立式双桶搅拌机JJS-2B台26高速

22、制浆机ZJ-400A台27自动记录仪GJY-IV 型台28测斜仪KXP-1台1表7大坝帷幕灌浆试验主要材料厅P名称规格型号单位数量1水泥袋装 P - O42.5t402砂F=2.8t1表8大坝帷幕灌浆试验主要人员序号工种人数1钻探工82灌浆工83维修工24电工25普工10合计306质量保证6.1质量管理措施 施工前技术部门向施工作业队进行技术交底，详细讲解施工工艺、方法及施工中 的控制要点，要求施工人员和技术人员掌握施工方案和技术规范。 开工前各项准备工作必须完善，施工机具必须检修处于完好状态，必要时准备施 工辅助预案。 严格实行“三检制”，未经验收合格不得进入下一道工序的施工。6.2 原材料质量控制水泥：使用42.5级普通硅酸盐水泥进场前，按要求进行水泥品质检测，合格后方可 使用。6.3 现场质量控制孔位：所有孔位均由测量人员放点，由质检人员复查、监理工程师复核，确认无误 后方能施工；施工时严格按照测量的孔位就位钻机，切实有效地控制孔位的准确性；若确 实需要移动孔位时，须经监理工程师核实同意并做好记录。孔序：试验区域内钻灌施工按分排分序加密的原则进行，同时控制不同孔序的进尺 高差不小于15m终孔深度：钻至设计孔深后，经质检人员、监理工程师确认后，方可终孔。钻孔孔斜：终孔后由质检人员负责