土坝充填灌浆试验报告

1、报告编写:审核:批准:南阳市卧龙区打磨石岩除险加固工程大坝充填灌浆试验报告1工程概况1.1概述打磨石岩水库坝址位于南阳市西北35km处卧龙区安皋镇太清观村潦河东支上，属长江流域唐白河水系，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾水产养殖等综合利用的中型水利枢纽工程。水库控制流域面积52km2,坝址以上主干流长14.75km,河道平均比降1/161,最大坝高28米，灌浆段坝高最大24米，大坝坝体填筑材料以含少量砾粉质粘土为主，其次为重粉质壤土。水库下游有安皋、王村、潦河等乡镇，居民12万人，8万多亩耕地及南水北调中线工程、宁西铁路、焦枝铁路、岭南高速公路、312国道、龙升工业园区等重要设施，防洪任务十分繁重

2、。1.2目的与任务了解灌浆设计孔间的合理性，提出合理的灌浆压力，泥浆物理性质，一次吃浆量，提出每孔灌浆次数、间隔时间和工期以及观测项目积累资料，为灌浆设计、施工提供基础资料。1.3工作量充填式灌浆试验选取有代表性地段一处，位于桩号0+0630+072处，共布置灌浆试验孔10个，进尺48.5m,检查孔2个，进尺9.8m,土料试验6组，泥浆试验15组，布观测桩6个，工作基点2个详见灌浆试验孔平面布置图。2灌浆孔的设计及试验孔的布置2.1 灌浆孔的设计(1)充填灌浆处理范围及灌浆孔布置大坝桩号0+0150+11S0+4370+521段进行坝体充填灌浆，在坝顶沿坝轴线上下游各1.0m处布设一排灌浆孔。

3、(2)灌浆孔布置及分序坝体充填灌浆沿坝轴线上下各1m布孔，终孔间距2.0m,采用三序施工，一序孔间距8.0m,二序孔间隔8.0m,三序孔间隔4.0m.。(3)检查孔布置为保证灌浆质量，设置一定数量的检查孔。检查孔的孔数，按规范要求不少于5%,充填灌浆检查孔根据灌浆时坝体吃浆量情况选择检查孔位置。(4)灌浆试验在进行施工前，应先进行灌浆试验。在灌浆试验中进一步确定浆孔距、灌浆压力、浆液浓度等参数，以便使灌浆能够取得最佳效果。(5)灌浆压力根据土坝坝体灌沙技术规范SD266-88,主坝充填灌浆压力应不大于49kPa。(6)灌浆方法采用先灌上游排孔，后灌下游排孔，分段灌注，自下而上，下套管分段灌注。

4、(7)灌浆材料灌浆材料采用水泥粘土浆，含量占85%,选择粘土应选择料场，并通过试验确定本次灌浆要求的料场。土粒符合以下要求：粘粒含量20-45%;粉粒含量40-70%;砂粒含量小于10%;有机质含量小于2%。(8)灌浆孔封孔当浆液升至孔口，经连续复灌3次不再吃浆时，即可终止灌浆。每孔终灌后，注满容重大于15.0KN/m3,的稠浆自灌至少3次，即达封孔目的。2.2 试验孔的布置根据灌浆设计书及设计单位的意见，充填式灌浆试验选取有代表性地段一处，位于桩号0+0630+072处，共布置灌浆试验孔10个。2.3 灌浆试验原则根据南阳市卧龙区打磨石岩水库除险加固工程施工设计报告、土坝坝体灌浆技术规范SD

5、266-88,通过试验验证灌浆设计排距、孔距、孔序的合理性，提出合理的灌浆压力、泥浆物理性质、回弹比、一次吃浆量，确定灌浆次数，积累观测资料，为灌浆设计提供依据，以便指导工程施工。3灌浆试验3.1 造孔钻探使用钻探机具采用GXY-150a钻机，采用干钻法造孔，孔径采用110mm偏斜度不大于孔深2%3.2 灌浆材料及浆液试验(1)灌浆材料土料场选于水库施工现场，该土料岩性为低液限粘土，其物理力学指标为：比重2.738,塑性指数25.0,砂粒含量7.5%,粉粒含量59.5%,粘粒含量33.0%,有机物含量1.0%。各项指标满足设计要求。(2)浆液试验本次灌浆试验所用水泥粘土浆液容重为1.3-1.6

6、t/m3,粘度35-50S,稳定性0.020-0.05g/cm3,胶体率85-95%,失水量21-26cm3/30min。(3)裂缝试验通过各试验孔观察，裂缝宽度达到7.0mm时，彳？灌24小时后，裂缝宽为2mm其回弹比为71.4%,满足规范要求，建议灌浆施工时，裂缝宽度应控制在5mn«内。(4)灌浆压力试验通过灌浆试验，灌浆孔口压力0.01-0.03Mpa,增加至0.04Mpa后坝顶出现纵向裂缝且冒浆。建议浅孔充填灌浆压力采用0.01-0.03Mpa,深孔充填灌浆压力采用0.03-0.05Mpa。(5) 一次灌浆量试验一次灌浆量与灌浆压力，坝体水平位移及沉陷，泥浆固结，浆体强度、浆

7、坝互应的效果都有直接的关系，因此对一次灌浆量应严加控制，通过试验，一次灌浆量0.02-0.23m3,单位吸浆量0.001-0.048m3/m,因此建议充填式灌浆单位吸浆量0.0010.10m3/m。(6)灌浆间隔时间及灌浆次数充填式灌浆间隔时间为5d,每孔灌浆5次。(7)灌浆中特殊情况的处理充填式灌浆段尽量避免出现纵向裂缝，若出现纵向裂缝应采取灌灌停停的办法，纵缝宽度应控制在5mm以内，并开挖回填夯实待下次再灌。坝顶出现斜向、横向裂缝，立即停灌，开挖回填夯实，用稠浆少灌多复，直到灌好。钻孔周围冒浆，采取压砂处理。为相邻两孔用浆时，采取加盖帽或两孔同灌的办法进行处理。(8)终灌标准及封孔O终灌标

8、准：坝体灌浆时，当启动灌浆机后，坝顶表面裂缝即冒浆，或者当浆液升至孔口，连续复灌三次不再吃浆即可终灌。封孔：每孔终灌后，待孔内浆液不再流动，将孔内浆液取出，扫孔到底，注满容重大于1.5/m3的稠浆自灌至少3次，当孔口浆液不再下降时即达封孔目的。4灌浆观测为保证坝体灌浆质量和坝体安全，检查灌浆效果，在灌浆期间应进行观测工作。5.1 沉陷位移试验(1)观测点的埋设：根据土坝坝体灌浆技术规范SD266-88,在坝两端各埋设一个工作基点，在0+0630+072灌浆范围内，设一组观测标点，在坝顶、上下游坝坡处各设一个观测标点，标点可用木桩，灌浆期间，每天观测1次，非灌期间，5天观测1次。5.2 灌浆压力

9、和灌浆量观测灌浆过程中，随时观测压力变化，并记录瞬间最大压力，对照坝体位移和裂缝张开情况，合理控制灌浆压力，对灌浆量每10分钟测量一次。5.3 裂缝和冒浆观测灌浆期间，正在灌浆的坝段，每天观测1-2次，对坝顶裂缝的位置、长度、宽度及停灌后的闭合情况等进行观测。灌浆期间，派专人在坝坡、坝面巡视，发现冒浆，应及时处理，并应记录和描述。5灌浆试验效果5.4 灌浆量(1)桩号0+063-0+072坝段：上游排5孔，进尺24.5m,灌注25次，灌浆量1.895m3,平均单位注浆量0.077m3/m,折合干土重1.045t,单位干土重0.044t/m,详见附表2;下游排5孔，进尺24.0m,灌注25次，灌

10、浆量1.83m3,平均单位注浆量0.076m3/m,折合干土重1.031t,单位干土重0.042t/m,详见附表3.(2)各排灌浆量的比较与分析通过以上试验段进行灌浆可知，上游排的灌浆量大于下游排的灌浆量。(3)累计灌浆量总灌浆孔10个，灌浆量3.725m3,单位注浆量0.077m3/m,折合干土重2.076t,单位干土重0.043t/m05.5 灌浆效果检查灌浆结束后，在灌浆试验段上下游各布置一个检查孔，检查孔分别位于上游排桩号0+066,下游排桩号0+069处，由于周结时间短，粘土浆为糊状。检1(桩号0+066)钻孔深4.9m：S2注入粘土浆0.259m3,单位注入量0.053m3/m，折

11、合干土0.141t,单位干土重0.029t/m;S3注入粘土浆0.399m3,单位注入量0.081m3/m,折合干土0.217t/m,单位干土重0.044t/m;S7注入粘土浆0.33m3,单位注入量0.07m3/m,折合干土0.189t,单位干土重0.04t/m。但从检查孔取出的岩芯中可以看出，在坝体土裂缝中充填1-2mm的脉状泥浆呈糊状，根据钻孔注水试验，渗透系数K=5.79x10-6cm/s,属微透水，满足设计要求。检2(桩号0+069)钻孔深4.9m：S4注入粘土浆0.312m3,单位注入量0.064m3/m,折合干土0.17t,单位干土重0.035t/m;S9注入粘土浆0.228m3

12、,单位注入量0.046m3/m,折合干土0.13t/m,单位干土重0.026t/m;S8注入粘土浆0.425m3,单位注入量0.087m3/m,折合干土0.243t,单位干土重0.049t/m。但从检查孔取出的岩芯中可以看出，在坝体土裂缝中充填1-2mm的脉状泥浆呈糊状，根据钻孔注水试验，渗透系数K=4.80x10-6cm/s,属微透水，满足设计要求。钻孔注水试验成果表详见表5-1.充填灌浆检查孔统计表表5-1钻孔编号桩号孔深(项试验位置(m»试段长度(m高程(m渗透系数(cm/s)透水性评价浆脉充填情况检10+0664.90-4.94.9201.60-196.705.31x10-6

13、微透水在深度3.2m处充填1-2mm宽灰色浆脉检20+0694.90-4.94.9201.60-196.704.66x10-6微透水在深度2.7m处充填1-2mm宽灰色浆脉6结论及建议打磨石岩水库大坝进行灌浆试验，经检查表明：在坝体裂缝内充填粘土浆，充填灌浆形成了防渗泥墙，解决了坝体散浸问题，保证了大坝的安全，灌浆试验效果较好。综上所述，通过充填灌浆试验得出以下结论与建议：(1)灌浆设计排距2.0m及孔距2.0m是适宜的。(2)充填式灌浆方法采用下套管，分段灌注法是可行的。根据土坝坝体灌浆技术规范SD266-88第4.4.2条，充填式灌浆应采用分段灌注方法，由下而上，下套管分别灌注，段长可为5-10m(3)根据土坝坝体灌浆技术规范SD266-88第4.6.3条，均质土坝可向孔内灌注稠浆封孔。打磨石岩水库大坝灌浆工程灌注泥浆中掺有15%勺水泥，加之坝体干燥，浆液固结速度较快，根据土坝坝体灌4技术规范SD266-88编制说明4.5.2条之相关规定，灌浆间隔时间建议缩短为13天。(4)实验中证明下游排吸浆量明显小于上游排，二序吸浆量小于一序，三序吸浆量小于二序吸浆量。，根据土坝坝体灌浆技术规范SD266-88编制说明4.6.1条，在施工中达到设计灌浆压力吸浆量小于0.2-0.4L/min,并延续30分钟作为终孔标准。(5)坝体充填灌浆压力上部段采用0