固结灌浆试验大纲

1、固结灌浆试验大纲1概述1.1试验目的根据设计要求，需对导流洞固结灌浆进行生产性试验，以进一步验证固结灌浆拟定的相关参数、工艺的可行性、合理性，根据导流洞前期开挖揭示的地质情况及关键部位特性，本试验部位选择在1#导流洞堵头段桩号0+938.2650+957.015，先施工边排，后施工中间排加密排，遵循环间分序环内加密原则。 1.2灌浆试验主要工程量堵头段灌浆试验现场钻孔灌浆施工的主要工程量见表1-1。说明：工程量表中灌入干灰量为预估灌入量。1.3施工依据 （1）水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 DL/T51482001；（2）水利水电工程地质勘察规范 GB5028799；（3）水利水电工程钻孔压水

2、试验工程 SL2599；（4）1#、2#导流洞洞身灌浆施工技术要求；（5）1#、2#导流洞洞身结构布置图19/9（6）水利水电工程物探规程DL/T 5010-92；(7)水利水电工程钻探规程DL/T 5013-92；(8)通用硅酸盐水泥GB 175-2007；（9）本工程设计文件、业主和监理人指示等。2试验准备 2.1施工用风、水、电固结灌浆试验施工采用水管40mm供水；空压机主电缆采用3×901×35铠装铜芯电缆；钻机、灌浆泵及其他用电采用3×251×16铜芯电缆，从洞外引致试验施工部位。 2.2制浆系统（1）浆液供应采用集中制浆站供浆方式，采用ZJ4

3、00高速搅拌机拌制水灰比为0.5:1的标准浆液，然后通过输浆泵和专用管路（25mm）送至现场，现场根据灌浆需求，通过电话联系供浆，制浆站就近设置在堵头段靠上游端头。（2）制浆时，固相材料采用重量称量法，误差小于3。（3）采用高速搅拌机搅制普通浆液，搅拌时间不少于30s。输浆流速控制在1.42.0m/s，制浆站及灌浆点采用BZC-2.5型泥浆比重称测量浆液密度测量浆液密度，并根据灌浆试验需要配制水灰比。（4）浆液在使用前应过筛，从制备至用完的时间不大宜小于2h；拌制细水泥浆液和稳定浆液，采用高速搅拌机和掺入减水剂，浆液自制备至用完时间小于2h。浆液温度保持在540范围。2.3废渣废水处理在试验区

4、下部设一道水泥砂浆拦污埂，埂高1.0m，施工产生的废水、废浆和岩粉等通过地表拦污埂引至集水坑，经沉淀后，排至监理人指定地方，废渣清理后运至指定堆渣场。2.4嵌缝堵漏措施 固结灌浆开始前，先对试验区进行检查，清理裂隙，针对不同的裂隙形式研究不同的嵌缝堵漏措施，便于指导后期生产。在钻孔冲洗、压水试验、灌浆过程中，对地表冒水、漏浆部位应及时封堵，并在封堵后重新进行压水试验，作为压水试验值。必要时，可顺裂隙凿槽封堵。3灌浆材料及浆液试验3.1水泥（1）试验灌浆用水泥采用P.O42.5普硅水泥。（2） 灌浆水泥细度要求通过80m方孔筛的筛余量不超过5，性能须满足GB1751999标准的有关要求。（3）灌

5、浆时尽量使用同一品种、同一强度等级的水泥。同一灌浆孔不使用不同厂家、不同品种、不同强度等级的水泥。（4）灌浆用的水泥必须保持新鲜，不使用受潮结块的水泥，不使用出厂期超过三个月的水泥。3.2水灌浆用水符合拌制水工混凝土用水要求，并满足JGJ6389第条的规定，拌浆用水的温度不得高于40。3. 3掺合料经监理工程师批准，可在水泥浆液中掺入砂、粉煤灰和水玻璃等掺合料。各种掺合料质量应符合DL/T51482001第5.1.6条规定，其掺入量通过试验确定，试验成果报送监理工程师，经监理工程师批准后使用。3. 4外加剂各种外加剂（速凝剂、减水剂或其它外加剂）的质量应符合DL/T51482001第条规定，其

6、最优掺加量应通过室内试验和现场灌浆试验确定，试验成果应报送监理工程师，并经监理工程师批准后方可使用。所有能溶于水的外加剂应以水溶液状态加入。3.5浆液试验（1）按照监理工程师指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验：1）浆液配制程序及拌制时间：试验确定不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液加料顺序及搅拌时间。根据浆液配合比试验结果及技术经济分析，提出适用于本工程帷幕灌浆的浆液配比。初拟进行水泥净浆配比室内试验，浆液水灰比为2：1、1：1、0.8:1、0.5：1四个比级，掺合料和外加剂的掺量应在该产品最佳掺量范围内选取。2）浆液密度（比重）测定：在灌浆试验过程中，通过测

7、定浆液比重绘制比重与水灰比的关系曲线，以检验浆液的水灰比。3）浆液流动性或流变参数：浆液的粘度一般采用漏斗粘度计测定，确定浆液的水灰比与相应的流动性间的关系。4）浆液的沉淀稳定性；用标准的测量量杯，对不同水灰比的浆液进行试验。测定所析出水的体积（V1）与浆液体积（V）按照= （V1/V）×100%和结石率=1-计算出不同的析水率和结石率，并作出水泥浆的全析水时间与析水值关系图，从而掌握不同品种水泥，不同水灰比浆液的稳定性。5）浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间：由高速搅拌机配制0.5：1浆液，测试浆液的凝胶时间。采用GB175-1999规定的检验方法进行测定。6）浆液结石的容重、强度

8、、弹性模量和渗透性：由高速搅拌机配制0.5：1浆液，参照混凝土强度试验方法进行试验。按照配合比制成的浆液，盛于试模中进行养护，析水完成后，进行各龄期（3、7、28d等）的强度和弹性模量试验。7）掺合料和外加剂试验：在进行浆液性能试验的同时，对拟掺用的掺合料和外加剂配合水泥浆进行一些相关试验，确定掺量和适宜性。8）速凝堵漏材料试验：试验用于基岩表层快速封堵裂隙的堵漏材料，最好采用粉状材料。要求强度与水泥标号相适应，遇水35分钟凝固。（2）通过浆液试验选择用于现场灌浆试验的浆液水灰比及掺合料、外加剂等的品种和掺量。并将试验结果报送监理工程师。4抬动变形观测（1）抬动观测孔孔径为75mm，孔深为3.

9、0m，孔向为垂直建基面方向。采用XY-2PC型地质钻机配金刚石钻头钻孔或冲击钻孔，并安装抬动变形观测装置，在压水、冲洗、灌浆的升压过程中，监测基岩抬动变形情况，收集压力与抬动变形的对应关系和压力与注入量的关系，注入量与抬动变形的关系，以进一步验证灌浆压力和升压程序及灌浆注入量的控制方法。抬动观测装置结构见附图抬动观测装置示意图。（2）设有抬动变形观测部位，在观测孔临近2030m范围的灌浆孔段在裂隙冲洗、压水试验及灌浆过程中均进行观测，并将观测成果报监理人审查。（3）抬动变形允许值按照200m进行控制。（4）派专人进行抬动变形观测并作记录，在裂隙冲洗、压水试验及灌浆等作业过程中，当变形值接近变形

10、允许值或变形值上升速度较快时，及时采取降低压力措施。如施工中发现超过规定的允许值，立即停止施工，报告监理研究处理措施。（5）抬动变形观测使用的千分表，使用前经过率定，并经常检查，确保其灵敏性和准确性。（6）抬动变形观测过程中，严格防止碰撞，保证在正常工作状态下进行观测，确保测试精度。（7）灌浆工作结束后，按固结灌浆序孔要求进行抬动观测孔的灌浆回填。5固结灌浆试验施工5.1一般规定（1）固结灌浆开始前，会同设计、监理对试验区进行检查，灌浆前清理裂隙，用快速水泥封堵指定的基岩表面裂隙。（2）试验区30m范围以内不得进行爆破作业。（3）施工程序按照：抬动观测孔、物探测试孔钻孔与测试(含钻孔静弹模测试

11、)、固结灌浆、序孔分序钻孔、压水、灌浆、压水质量检查孔试验。（4）在试验区下部设一道水泥砂浆拦污埂，埂高1.0m；施工产生的废水、废浆和岩粉等通过拦污埂引至集水坑，经沉淀后，抽排至监理人指定地方，废渣清理后运至指定堆渣场。5.2钻孔（1）自上而下方法施工时第一段段长为2.0m，第二段为3.0m，第三段及以后各段不大于6m，小于6m孔段可一次灌注，钻孔的具体布置及设计孔深见附图。（2）固结灌浆所有钻孔采用风动钻机结合XY-2PC地质钻机钻进，钻孔的孔径为3876mm，质量检查孔孔径为56mm。（3）钻孔孔位严格按施工图纸的要求进行施工，开孔孔位偏差不大于10cm，孔底偏差不大于1/40孔深，钻孔

12、方向为垂直建基面方向，在钻孔过程中，应将钻具调整与接触面垂直，并将钻机稳定牢固。若发现孔斜超过允许值，及时纠偏。5.3 钻孔冲洗（1）钻孔冲洗：一般采用钻杆通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行钻孔冲洗。钻孔冲洗应冲至回水澄清后10min结束，串通孔及断层破碎带等裂隙冲洗如达不到回水澄清要求时，总时间不少于0.5h。经冲洗后，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。（2）固结灌浆前应进行钻孔冲洗、裂隙冲洗和压水试验，裂隙冲洗结合简易压水同时作。（3）灌浆孔(段)裂隙冲洗后，立即连续进行压水、灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，在灌浆前重新进行裂隙冲洗。5.4压水试验（1）灌前取总孔数的5

13、%做单点法压水试验，了解其透水率及岩性可灌性，压力为灌浆压力的80，该值若大于1.0MPa时，采用1.0MPa；压水20min，每35min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。单点法压水试验按DL/T51482001附录A执行。（2）在钻孔冲洗和压水试验时，若发现地表冒水，应及时进行嵌缝，并重新进行压水试验。（3）固结灌浆的检查孔按DL/T51482001附录A的规定进行压水试验，检查孔的压水试验压力为最后一序灌浆孔灌浆压力的80%计，且不超过1.0MPa。5.5灌浆施工（1）固结灌浆按环间分序环内加密的原则进行。（2）灌浆方法1)底板及边墙孔可采用一次造孔置底，

14、自下而上分段，孔内阻塞分段施灌。末段阻塞器应卡在孔口30cm以内，顶拱固结灌浆孔施工时为防止浆液发生绕渗将表层段裂隙封堵，造成质量事故，采用自孔口向孔内分段造孔灌浆方式施灌。2)灌浆方法采用三参数大循环方式，采用单孔灌注，当发生串孔且设备能满足施工要求时，采用并联灌注，且孔数不得多于3个，并控制灌浆压力。（3）灌浆分段自下而上施灌时第一段5m，孔口段2m，孔口以下不大于6m，终孔段可适当加长，但最大段长不大于6m；采用自上（孔口）而下（孔内）施灌时第一段入岩2m，第二段3m，第三段及以后各段不大于6m。（4）灌浆压力1)灌浆压力对应表见表51。 2)灌浆在不产生抬动的条件下尽快达到设计压力，但

15、对断裂构造发育、注入率较大的孔段采用分级升压方式逐级升至设计压力，按0.05Mpa分级，每级纯灌时间不少于10min，以防止发生有害抬动。具体操作时根据压力和注入率的关系（表5-2）进行控制。如在控制过程中发现无法对应控制，应及时报告监理工程师，并按监理的指示进行处理。3)串通孔（组）灌浆或多孔并联灌浆时，分别应控制灌浆压力。4)灌浆严禁超压，防止产生抬动变形，若发现抬动变形达到设计规定值，即立停止施工，及时通知监理工程师，并按监理工程师指令进行处理。（5）灌浆水灰比及浆液变换1) 灌浆浆液起始采用水灰比：一序孔1:1，0.8:1，0.5:1；二序孔2:1，1:1，0.8:1，0.5:1的纯水

16、泥浆灌注，按稀到浓逐级变换的原则进行浆液变换。2) 当灌浆压力保持不变而注入率持续减小时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不改变水灰比。3) 当某一比级的浆液注入量已达到300L以上，或灌浆时间已达到60min，而灌浆压力或注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况并报监理人批准，可越级变浓。4)当孔段漏水量大于80L/min时，先采用水泥砂浆灌注，起压后采用1：1纯水泥浆灌注。（6）灌浆结束标准在该灌浆段最大设计压力下，注入率不大于1L/min后，继续灌注30min，结束灌浆。（7）灌浆封孔1)固结灌浆孔全孔灌浆结束后，立即用水灰比为

17、0.5:1的浓浆进行封孔。仰孔采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”，封孔压力为该灌浆孔的第一段灌浆压力；俯孔及水平孔采用置换封孔法，浆液凝固后及时清除孔内浮浆和污水，用200#水泥砂浆回填密实。2)灌浆结束后，抬动观测孔、物探测试孔等要求按照固结灌浆孔的封孔方法处理。5.6特殊情况处理5.6.1冒浆处理在钻孔冲洗、压水、灌浆过程中如地表发生冒水(浆)现象时，采取麻丝嵌缝、速凝水泥浆对地表进行快速封堵。灌浆过程中发生冒水(浆)现象，可结合降压、加浓浆液、限流、间歇灌注等工艺方法处理。最后按正常灌浆压力灌注至结束。同时对建基面废浆及时冲洗，减少废水、废浆对建基成污染。5.6.2断层带处理钻孔

18、穿过断裂构造发育带，发生塌孔、掉块、黄泥、充砂或集中渗漏时，做好记录，应查明原因，研究处理措施。5.6.3串浆处理钻灌过程中如发现灌浆孔串通时，查明串通量和串通孔数、范围，并按下述方法处理：（1）如串通孔具备灌浆条件时，在满足设计压力和正常供浆的前提下，将串通孔并联灌注，并分别控制灌浆压力，防止抬动，同时并联孔数不超过3个。（2）如串通孔不具备灌浆条件时1)串浆量较小时，在被串孔内注入清水，使水泥浆液不致充填孔内。2)串浆量较大时，将阻塞器阻塞于被串孔串浆部位上方12m处，对灌浆孔继续进行灌浆，灌浆结束后立即将串通孔内的阻塞器取出，并扫孔、待凝后进行灌浆。（3）串通孔灌浆结束后，需待凝后，方可

19、进行下一段的钻灌作业。5.6.4灌浆中断处理灌浆工作须保持连续进行，因故中断应尽快恢复灌浆，恢复灌浆时使用开灌水灰比的浆液灌注，如注入率与中断前相近，改用中断前水灰比的浆液灌注，如恢复灌浆后，注入率较中断前减少很多，且在短时间内停止吸浆，报告监理人组织研究处理措施，并按监理人指示的措施进行处理。5.6.5大耗浆段处理（1）遇注入率大、灌浆难以正常结束的孔段时，暂停灌浆作业，对灌浆影响范围内的地下洞井、陡直边坡、结构分缝等进行彻底检查，如有串通，采取措施处理后再恢复灌浆，并采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆法进行灌注，必要时掺加适量速凝剂灌注，该段经处理未能达到设计标准的，待凝后，重新扫孔、补

20、灌，直至达到要求为止。（2） 经采用上述方法处理仍无明显效果的，可采用混合浆液灌注，但实施前应报告监理人，经监理人批准后方可实施；对注入量单耗大于500kg/m灌浆难以结束的孔段的孔段，及时报告监理人，共同研究处理措施，并按监理人的指示处理。5.6.6大型孔洞空腔处理（1）在钻孔灌浆施工中遇到空洞时，首先对灌浆区域内所遇空腔周围进行加孔，或采用电磁波CT扫描等技术，探明空腔走向、水平范围及顶底板高程、有无充填物及充填物类型，再根据实际状况，经监理人批准，采取适宜的处理办法。（2）有充填物的溶洞处理采用常规灌浆方法处理。当注入量很大，水泥干料达10t以上，尚不起压，待凝24h，扫孔复灌。如注入率

21、仍然很大，灌浆压力仍然很低，经监理人批准，采用混合浆液或掺加速凝剂进行处理。（3）无充填物的溶洞处理优先采用灌注高流态砼方法处理。根据施工的具体条件，采用人工在孔口下料法或砼泵下料法，下料孔径不小于150mm。或采用填筑骨料法（亦称骨料压浆法）处理。填筑骨料为粒径小于40mm的碎石，下料孔径不小于150mm，在填筑骨料前将1注浆花管下入到溶洞底，待骨料填满后从1注浆花管内送入有压力的水泥浆液或水泥砂浆，注入一定量后可上提一段注浆花管；若溶洞较大，为防止浆液扩散半径过大，可在浆液中掺加适量的速凝剂，初凝时间控制在1030min之间，并且间断性掺加速凝剂。（4）最终处理溶洞回填处理后，均需再次采用

22、常规灌浆方法灌注，直至达到灌浆结束标准。5.7质量检查和验收（1）固结灌浆试验质量检查采用分析灌浆孔和检查孔的钻孔取芯以及压水试验成果并结合岩体波速，静弹性模量的方法进行综合评定。（2）固结灌浆试验结束后，将施工资料和成果报告报送监理人，根据灌浆资料和成果报告情况，指定检查部位和检查方法；采用压水试验、岩体波速、静弹性模量法进行质量检查，分别在灌浆结束后37天、14天、28天进行。压水试验检查采用单点法进行，其检查孔的数量不应少于灌浆孔总数的10%，检查结束后按相应部位序孔第一段灌浆压力进行灌浆和封孔处理。检查孔的孔位由监理工程师根据钻孔灌浆情况布置，孔深及孔向、压水分段同灌浆孔，压水试验的压

23、力为相应部位序孔的灌浆压力的80%，并不大于1.0MPa。（3）固结灌浆试验合格标准为压水试验值q3Lu。固结灌浆质量的压水试验检查，第一段合格率在100%，其它段合格率不小于85%，其余试段底透水率不超过设计规定值的150%，且分布不集中，灌浆质量可认为合格。（4）固结灌浆试验完工后，将施工原始记录、质量检查检测资料和施工报告报监理人，申请验收，对验收中提出的问题，按监理人指示处理直至验收合格。6室内试验6.1结石抗压试验对检查孔中取出的芯样进行试验。6.2结石化学成分分析主要分析芯样中SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、K2O、Na2O、烧失量等，进行灌前、灌后成分分析。6.

24、3弹模测试取有代表性芯样进行室内弹模测试。7质量控制措施7.1制度控制建立严格的质量管理制度，施工前由技术质检部对施工操作人员进行技术交底，使施工操作人员充分领会设计意图及有关技术要求，关键岗位的人员须持证上岗，建立质量奖惩制度，奖优罚劣，避免偷工减料，盲目施工的现象。7.2施工材料控制施工材料经材均要符合质量标准，并附有生产厂家的质量证明。每批水泥入库前按有关规定进行检验验收；施工现场的水泥仓库作好防潮的设施建设，经检验不合格或受潮结块水泥坚决不用。7.3检测、计量设备控制所有施工用的检测、计量仪表、设备定期率定，合格后方可使用。7.4施工过程控制（1）为了保证工程质量，每个工程开工前，均将施工方案、施工工艺、施工程序和质量控制标准呈报给监理人，经批准后，按批准的文件执行，在施工过程中，质检人员的检查验收贯穿于整个过程，以质量检查程序和检测手段来保证工程质量。施工过程中加强施工工序之间的衔接，每道工序按照三检制的程序进行检查。在检查资料完备的前提下，经联营体三级检查合格后，报请业主、设计单位、监理人终检。（2）严格把好质量关。对施工中发生的质量事故，坚持“三不放过”原则，深入现场，认真分析，严肃处理。重大的质量事故立即报告项目经理和总质检师，并同建设单位、监理、设计单位共同研究专门的处理措施，经设计人员、监理工程师同意