充填灌浆试验施工成果报告材料(2)

1、目录1 工程概况22 试验目的、要求和工程量 23 试区选择与钻孑L布置 34 灌浆材料及浆液 35充填灌浆试验施工 46试验内容和方法 77施工质量控制 108灌浆效果的检查及分析 111 工程概况1.1 概况/ ？工程 . ，建设内容包括： 加高加固？ 堤段、？堤段、？堤段、？堤段，总长 16.52km；新建？水闸、？水闸穿堤 箱涵，拆除重建？水闸、？水闸、？水闸。本次工程范围为？段，堤防全长 2.57km,包括一座水闸（湖山？水闸），按设 计图纸要求进行充填灌浆。本工程灌浆孔布设沿旧堤与新填土方堤结合处，孔距为3m，造孔顺序先上游排，后下游排，分 2序跳跃式造孔，灌浆深度8m施工范围：桩

2、号？ 0+300? 1+602 和？ 2+140? 2+570 段总长 1732m 共布设 579 孔,进尺 4624m1.2 地层情况充填灌浆段地质为原旧堤回填土厚约 5m,往下为3-5m厚的粉砂土或粉质粘土层。 底部为卵石层。在施工85#孔（0+200n）时，孔深3.5m钻孔开始渗水，且进尺快，起钻后钻具带有少 许黑泥。通过注浆，浆液可自流孔内但孔内无残留， 孔内并伴有上窜气流， 初步断定与此段 堤身空隙较大且与处围相通。2 试验目的、要求和工程量2.1 试验目的堤身防渗处理沿灌浆钻孔施工轴线总长度732m （分两段），充填灌浆孔总进尺4624m,合同计划完工日期为 2016年？月？日。鉴

3、于本项目充填灌浆工程 具有一定的施工难度、工期紧的特点。裂隙发育多变，土体地质变化，为使充填 灌浆顺利施工，确保工程的质量和进度，在施工之前进行生产性试验，以了解灌 浆区的地质特性和可灌性。通过灌浆试验，优选灌浆材料、浆液配合比和施工工 艺，验证所采用的相应灌浆方法和技术参数的可行性，为充填灌浆施工提供依据，以确保基础充填灌浆方案的合理性和可靠性。变形有关的（孔口压力、泥浆容重、 一次单位灌浆量等）控制指标。2.2 试验要求（ 1 ）通过灌浆试验，求证施工中有利参数：排数、孔距、灌浆材料、浆液 配合比、灌浆压力及灌浆段长能否达到灌浆效果。（ 2）根据灌浆成果、压水试验结果和检查孔芯样的研究，分

4、析充填灌浆的 可靠性。2.3 施工依据土坝灌浆技术规范SL564-2014；水工建筑物土料灌浆施工技术规范 DL/T5148-2001 ；水电水利工程钻探规程 DL/T5013-2005；水电水利工程钻孔压水试验规程 DL/T5331-2005 ；堤防工程施工规范SL260-98设计施工图纸和相关文件。2.4 试验工程量本次充填灌浆试验从 20？年？月？、 日开工， 20？年？月？日将试验灌浆孔施工完毕。并汇总相关资料，至此灌浆试验施工结束。完成的主要工 作量见表2-1 0表2-1充填灌浆试验主要工作量表序号项目单位工程量备注1试验孔钻孔m/孔24m8/33孔2试验孔灌浆m/孔24m8/3共灌

5、注粘土浆200kg5试验孔压水孔3采用单点法8资料统计与整理项1详见相关成果9各种试验与检验项1详见试验报告3试区选择与钻孔布置3.1试区选择试验区的选择十分重要，应当遵循以下原则：(1) 试区地质条件具有代表性。试区地层应包含有主要的处理地层，有条 件时应尽可能接近所处理的对象。(2) 便于施工。便于施工场地的布置，水、电、风、材料供应方便，交通 和安全条件较好。根据上述要求，经现场实地考察研究，试验段布置在桩号为H0+300H1+400H2+2OOH2+4O0勺位置。3.2钻孔布置考虑试验目的及试区地层条件，根据设计要求，具体布置形式见下图。图例：一序孔 二序孔试验孔布孔图4灌浆材料及浆液

6、4.1 土料灌浆材料及配合比4.1.1 土料灌浆材料制浆材料为土料和水，土料物理性质指标如下灌浆所用的浆液为土料，各地的经验认为重粉质壤土和轻粉质壤土比较好，所选择的土料必须符合下列要求：塑性指数1015%，粘粒含量2045%，粉粒含量4050%，砂粒含量V 10%，有机质含量小于 2%，可溶盐含量小于 8%。水质 要求一般为无杂质、无异味的清淡水4.1.2 土料浆液配合比根据现场地层条件，采用3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1 （重量比）等五个比级的普通土料浆液。土料浆液配合比见表4-1。表4-1 泥浆液配合比水土比3:12:11:10.8:10.5:1水（L）300300200

7、200150粘土（ Kg）100150200250300制浆量（L）332.26348.39264.52280.65246.77重(g/cm3)1.201.291.511.601.825充填灌浆试验施工5.1 施工程序与工艺流程首先组织相关人员熟悉审核图纸、技术规范查勘土料、报验人员设备进场 选择试验造孔桩位一布置临时设施一放线一开沟排水一钻孔一制浆一灌浆一复灌一 封孔1）施工程序本次充填灌浆试验中按分序施工，即将第一序施灌结束封孔后，再进行第二序钻 孔，加密的原则进行施工。并按先下游、后上游排，每排先I序孔，后u序孔的施工 顺序进行（分两序施工）。2）充填灌浆施工工艺流程定孔位验收合格钻孔验

8、收合格埋管验收合格制浆验收合格灌浆验收合 格封孔5.2钻孔按设计图纸提供的灌浆轴线，首先对钻孔轴线进行放线、定孔位，孔高程用DS3水平仪进行测量。施工前应对桩号、孔号、孔位进行校验，偏差严格控制孔位偏差在2cm范围内。校对钻孔编号、位置，然后将钻机对准孔号位置，用水平尺校正钻机的平稳及垂直度， 保持钻机垂直偏差度小于1度，钻孔孔斜不得大于孔深2%,开始造孔，开孔孔径 89mm，终孔孔径75mm钻至设计孔深后埋下直径1寸工作管，供灌浆使用。钻孔 孔斜测量采用上海地质仪器厂生产 KXP-1型轻便测斜仪，并加强孔侧斜校核工作， 终 孔进行全孔侧斜。造孔方式采用循环钻进干法造孔，不得用清水。要求做好造

9、孔的记录和描述，如 发现特殊情况时，应详细记录并分析处理。处于试验阶段，钻进时要根据地层情况随时调整钻压、转速、泵压和泵量 等技术参数，提高钻孔效率并保证钻孔质量。钻进过程中随时注意返水和地层情况，防止烧钻、塌孔等事故的发生。5.3 制浆 为满足灌浆的质量要求，必须对土料进行选择，将符合规范要求的粘土按不同的 水土比（重量比）把水和粘土送进泥浆搅拌机进行搅拌，搅拌均匀后经过滤筛（筛孔 5mm x 5mm）流入一级浆池（沉淀），后流入二级池（净浆池）。经拌和桶调剂成所需 的浆液容重供灌浆使用，并经常对净浆池的浆液进行物理性能的测试（现场测试） 为提高泥浆的流动性、 稳定性， 加速浆液凝固或提高后

10、期强度等目的可以掺入适量 的外加剂。5.4 灌浆 灌浆方法采用孔底注浆全孔灌注纯压方法进行，灌注纯粘土浆。注浆管下至距孔底0.5m处。 灌浆孔口压力 堤岸灌浆据不同孔深相应控制不同的孔口压力，灌浆控制压力按如下原则确定：充填灌浆过程中观测堤身的变形、 位移、以及裂缝是充填灌浆施工中的控制灌浆压力 的一个重要指标。 它一方面关系到堤岸在施工过程中的安全， 另一方面是对浆液能否 在堤岸中将空隙填满， 形成完整的防渗帷幕起着至关重要的作用。 施工过程中应派专 人对现场的压力表观测记录，压力值不得超过最大允许灌浆压力。1）灌浆方法 本次试验灌浆方法采用全孔灌浆封孔法灌浆。浆液拌制采用集中制浆方式，灌浆

11、采用自动记录仪记录。2）灌浆压力与注入力 各灌浆段的灌浆压力应结合注入率，灌浆过程中应根据实际情况及时进行调整。灌浆压力控制采用一次升压法，即尽快达到压力，但灌浆过程中注入率较大时，采用 分级升压法或间歇升压法，并使灌浆压力与注入率相适应。堤岸的裂缝、位移量大小，与泥浆孔口压力等因素密切相关、相互制约；因此在 施灌过程中对灌浆压力严格控制， 设专人进行监督并记录， 一旦出现异常现象或规范 不允许情况发生时，立即停灌并采取相应处理措施3 ）浆液配比和浆液变换浆液配比：正常孔段采用普通土料浆液， 水土比采用 3:1 、2:1 、1:1 、0 .8:1 、0.5:1 五个比级，开灌水土比采用 3:1

12、 。如遇吸浆量大、大的裂隙、泥夹砂层等特殊孔段则采 用了土料砂浆、土料水玻璃浆、土料氯化钙浆、土料粉煤土浆、混合浆液进行灌 注。各种浆液变换的主要原则是：浆液由稀至浓，逐级变换。具体原则如下： 在灌浆压力保持不变，注入率持续减小时，或当注入率不变压力持续升高时， 不得改变水土比。 当某一比级浆液的注入量达300L以上或灌注时间超过30min,而灌浆压力和注 入率均无改变或改变不显著时，改浓一级。 当注入率大于 30L/min 时，可根据情况越级变浓。 特殊浆液的变换主要是根据注入量及效果进行。 当变换浆液水土比后，当灌浆压力突增或吸浆量突减，立即查明原因，进行处理。 4)灌浆结束标准与封孔要求

13、在灌浆段最大设计压力下，注入率不大于 1L/min 时，延续灌注时间不少于 60min， 灌浆即可结束。封孔采用“全孔灌浆封孔法”。 稀浆结束则用 0.5：1 浓浆置换后，压力封孔； 0.8 ：1 以上浆液灌注结束可直接封孔；封孔压力采用最大灌浆压力，结束标准同灌浆结束标 准。5.5 封孔 当灌浆工作结束后，还要做好封孔工作，封孔的方法很多，大致可归纳为稠泥浆 封孔、泥球封孔、中砂封孔和混合土封孔四种；它们各有优缺点，经过比较，此次试 验时我们选用了稠泥浆封孔法。 即停灌抽出注浆管和套管后， 分多次向孔内灌注稠泥 浆；第一次采用高压注浆管将孔内泥浆注满后，经过 24 小时后，若发现孔内液面下

14、沉，就要及时补充，然后每隔 24 小时观察一次，只要灌注的泥浆出现沉降，就要即 时补充；直至浆面不再明显下沉为止， 再观察 35 天即可报告监理工程师按排复堤工 作。5.6 施工记录与资料整理 灌浆资料的记录与整理， 是灌浆施工的重要组成部分， 收集完整的试验数据资料， 是灌浆试验工作的主要目的之一。我公司历来十分重视灌浆记录资料整理和分析工 作，只有在不断地对灌浆效果进行回访、论证、分析、总结，才能更有效地发挥灌浆 施工对各种堤坝防渗处理的优越性； 更好地为工农业生产服务； 只有详细完整的第一 手资料，才能更准确地总结施工经验，为有关科研人员提供理论和实践数据。本次试验工作过程中，技术人员对

15、试验全过程进行记录，并整理造册，本次成果 报告只将部分资料整理附后(见附表) 。5.7 试验区内地层抬动的控制措施为了检验在设计灌浆压力下地层抬动情况， 在桩号 0+195m 处安装一台抬动观 测装置观测抬动变化，并在灌浆过程中采取了如下措施加以监测控制：(1) 在灌浆过程中安排专人严密监控了抬动情况。(2) 灌浆时，灌浆阀门要安排专人细心操作，灌浆过程中尽量避免出现过多、 过高的峰值压力；加强灌浆泵的检修及维护，保证压力表指针摆动幅度小于灌浆 压力的 20%。从实际施工结果看，在设计灌浆压力下，地层并未发生抬动。6 试验内容和方法6.1 沉陷位移试验1、观测桩布置在试验之前，试灌坝段应埋设沉

16、陷位移观测桩，埋设的平面位置和横断面位置如 图（a）、（b）所示，由于坝体上部在灌浆期水平位移量可能要大一些，所以桩距要小 一些，中部桩距可大些，下部未设观测桩，钉桩时尽量保证使桩号1和4、2和3的高程相等，便于观测资料的分析整理。2、观测方法和要求位移观测用视准线法，沉陷观测用水准仪测量；灌浆试验前先取定渠道上公路桥 南侧人行道边栏杆边取个参考点，再给每个测点测出起始高程和起始位移偏差。灌浆 试验期间要求每2小时观测1次，最少每天观测不得少于2次，目的是测出位移量的 峰值。停灌后测次可适当延长，以测出停灌后回弹过程，沉陷和位移同时观测，沉陷观测精度要求，误差Sv 1.4V N （N也测站数）

17、；位移观测重复两次，误差在1mm之内。（b）沉陷、位移桩和试验孔布置示意图（a）立面布置（b）平面布置O钻孔位置；沉陷、位移观测桩3、沉陷量和位移量的控制对高压缩性土和中压缩性土，灌浆期多用位移比来控制，位移比一般利用下列公 式进行计算，n =V/W v m式中n 灌浆期间位移比V灌浆期横向水平位移量，（mm）W灌浆期沉陷量，（mm）m被灌堤坝边坡比6.2裂缝开展宽度观测灌浆时，堤机两边的堤肩最大允许水平应控制在 3CM以内，并且在停灌后基本 恢复，否则应分析原因，采取措施，坝面应推迟和限制裂缝的出现，裂缝开展宽度心 须控制在3CM以内，并且尽量保证在停灌后能基本恢复。顺便指出，对于砂坝或砂壳

18、窄心墙坝劈裂灌浆后，坝顶产生的横向水平位移是很 难回弹复原的，因砂子是松散体，没有粘聚力，一量发生位移很难复原，所以应调整 灌浆工艺，对各项指标要合理控制。一般堤坝采用低压灌浆，不可避免的也有轻度劈裂，但位移量很小，难以测出， 停灌后短时间内，一般均能全部回弹。6.3 灌浆压力试验影响灌浆压力的因素很多，除坝体质量外，还有人为选用的灌浆泵、输浆系统等所以要选用合适的灌浆泵和输浆系统，尽量减少对灌浆压力的影响。1、灌浆压力试验装置试验灌浆孔口压力时，压力表必须安装在注浆管的上端，如下图所示1、注浆软管2、回浆阀门3、压力表4、阻塞器5、注浆管 6护壁管2、试验方法和步骤在灌浆压力试验时，试验孔灌

19、浆的整个过程，压力表只要有变化，都要随时记录， 并记下相应的观测时间，灌浆时由于压力指针来回摆动，应观测指针摆动的中间值。每个试验孔灌浆结束后，都要绘制灌浆压力过程线，并按上述方法和步骤去做， 全部试验孔灌浆结束后，将每个试验孔的灌浆压力过程线中的第一个峰值和以后的峰 值进行统计分析，其中第一个峰值即为钻孔的起裂压力Pb,以后的峰值即为裂缝的扩展压力Pc,同时还可以测出坝体小主应力（7 3。根据这些压力进行灌浆施工合理控 制。6.4 泥浆质量控制试验制作泥浆必须采用专用机械制浆，制浆时先通过过滤筛清除大颗粒和杂质，灌浆 前再通过35孔/cm2的过滤筛。泥浆的容重应在1.3-1.6g/cm2。灌

20、浆过程中浆液容重和 输浆量应每小时测定1次并记录，泥浆的容重、粘度和含砂量可采用专用仪器进行试 验。6.5 灌浆量的控制试验根据以往灌浆经验，堤坝灌浆时常遇到单孔进浆量过大，有的可多达数十、上百 立方米，若不加限制地连续施灌，往往导致灌浆孔附近坝顶沉陷量过大，发生横向裂 缝，灌浆孔附近边坡位移量过大，不安全，影响坝体回弹，使回弹比变小，还可能导 致浆缝一次劈宽过大，影响泥浆在坝体内排水固结速度，降低浆体强度。为了避免上 述缺点，对一次灌浆量应加控制。要想合理控制一次性灌浆量，除了认真参考以往施灌经验外，只有通过试验，求出每一个孔所需的灌浆量。再用一个孔的所需灌浆总量被需灌数次平均，就得出该孔一

21、次所需灌浆量。6.6 复灌次数的试验有些灌浆孔第一次灌浆压力过程线很低， 峰值也不明显， 但随着灌浆次数的增加， 灌浆压力过程线也会逐渐升高， 直至达到设计的灌浆压力， 达到设计灌浆压力的灌浆 次数，也就是该孔需要灌浆的复灌次数。简单的说，就是根据以往试验记录在案各本次试验出的泥浆固结时间等因素，大 致确定出每次灌浆的间隔时间， 在确定的间隔后， 进行复灌， 当复灌吃浆量逐渐减少， 直至最后一次吃浆量小于 0.050.1m3/m 时，或当注入率小于 0.4L/min 时，继续灌注 30min，或当注入率小于1.0L/min时，继续灌注60min，即可结束整个灌浆试验工作。6.7 复灌间隔时间的

22、确定每孔复灌时间的确定，一般可参考以往施工经验和试验成果，拟定初步计划，再 通过试验来确定。实践证明，灌浆后坝体内部孔隙水压力会迅速上升，停灌后坝体内孔隙水压力又 会迅速下降。由于每孔都是分次灌浆，所以坝体内的孔隙压力也在发生起伏变化。在 灌浆的过程中，如果将坝体内孔隙水压力的变化控制在一个允许的变化范围内， 就会 确保大坝灌浆施工期的安全， 有效控制坝体内部孔隙水压力的相邻两次灌浆的间隔时 间即为所需要确定复灌间隔的时间。通过试验，根据公司以往灌浆施工经验，参考相关的施工规范和资料，技术人员 经过认真的分析、总结、测算，最后得出结论：本段灌浆的次数确定为五次。7 施工质量控制7.1 技术交底

23、 首先根据设计下发的灌浆试验技术要求结合现场情况编制了上层平洞灌 浆试验大纲上报有关部门，经监理批准后实施。在施工前，召集技术、物资、 工长、机组相关人员对试验区施工进行技术交底，使施工人员明确试验的目的、 规程规范要求、施工重点难点、施工方法等，从技术和人的因素上保证试验的成 功。7.2 设备、仪器的控制 设备、仪器的控制主要在以下几个方面：一是投入的设备要满足试验施 工的要求，比如钻孔、灌浆设备等，要满足深孔钻灌和大口径钻孔的要求；二是 保证设备、仪器的完好率，确保施工顺利进行。在施工中经常对设备进行定期保 养、维护，对故障部件及时维修或更换是达到这一要求的必要手段；三是对于自 动数据采集

24、系统要不定期的进行校验，使仪器的准确度在允许的范围内。施工中 主要采取了自校和第三方（监理或业主）校准的方式，同是也经常采用手工记录 与自动记录同时进行的方式确保数据的准确。20m范围内加强孔斜控7.3 工序质量的控制 孔位：孔位经测量放点，再由监理、业主复查确认后开钻。 钻孔：严格按设计要求的孔径、段次和孔深执行，开孔制，钻进过程进行检测，终孔进行全孔测斜，保证孔斜偏差在设计允许范围内。 灌浆：严格按照灌浆试验大纲中规定的灌浆方式、方法进行，浆液配制、浆液 比重、灌浆压力、结束标准等均符合设计要求，现场技术值班和监理对每一段灌 浆始终进行了全程旁站监控，并给予了签字承认。封孔：每一个灌浆孔灌浆结束后，均按照规范要求对各孔进行了认真的封孔 工作。压力采用全孔最大灌压，灌液为 0.5:1 的浓浆。对于孔口空余部分进行了 二次封孔。7.4 原材料与半成品控制原材料 施工过程中加强对原材料的检测与控制，严格按规定的检测频率送检，不合 格的材料严禁用于工程。土料：按每 200T 送检一次，共送检 2 次，其各项指标均合格。7.5 资料质量控制资料控制主要包括施工中原始资料控制与成果资料整理。 在施工中严格按 灌 浆试验大纲要求进行施工，记录员均经技术交底和培训后上岗作业，原始记录 做到真实、准确、清晰、正确，每一道工序完成后，都