帷幕灌浆方案

1、1帷幕灌浆21.1施工组织及主要施工设备21.2施工顺序21.3各工序施工方法21.3.1施工测量21.3.2灌浆孔布置21.3.3钻孔21.3.4孔斜测量31.3.5钻孔冲洗和压水试验51.3.6灌浆51.3.7灌浆材料61.3.8灌浆设备和机具61.3.9制浆61.3.10浆液浓度61.3.11浆液变换61.3.12灌浆结束标准71.4特殊情况处理71.4.1钻孔常见事故的处理71.4.2灌浆常见事故的处理81.5质量检查111.5.1原则111.5.2检查孔施工121.5.3其它检验试验131.5.4合格标准141.6灌浆过程的数据记录系统141帷幕灌浆1.1施工组织及主要施工设备为保证

2、质量和工期，共组织投入两个钻灌机组。序号设备名称型号数量（台）备注1150型钻机sgzib811kw/台2灌浆泵sgz3b118.5kw/台3灌浆泵sgz型411kw/台4高速搅拌桶4.2型43kw/台5测斜仪kxp11上海产6卷扬机2t27.5kw/台7离心水泵218kw/台8潜水泵3 5kw/台1.2施工顺序施工顺序为：如下图 放样钻机就位钻孔测斜封孔灌浆压水制浆水泥水1.3各工序施工方法1.3.1施工测量在施工前按监理部门提供的测量基准点、基准线及其基准资料和数据，与监理工程师共同校测基准点（线）的测量精度，并复核其资料和数据的准确性，根据提供的测量资料，对帷幕灌浆孔轴线进行实测，并根据

3、施工设计图布置灌浆孔。1.3.2灌浆孔布置按设计要求在防渗墙轴线上布置灌浆孔，分序，孔距2m，孔位轴向偏差不得超过10cm，孔深为防渗墙砼底部2030m不等，均超过设计帷幕灌浆底线。1.3.3钻孔1、钻孔：灌浆深孔、取芯孔和检查孔选用150型型地质岩芯钻机，孔径91mm，硬质合金或金刚石钻头钻进，水做冲洗介质，每回次取岩芯，仔细量测钻杆、钻具、机上余尺长度，卡准每灌浆段长度。2、取芯：灌浆先导孔、检查孔以及监理工程师指示的其它钻孔，将予钻取岩芯，且保证岩芯采取率达80%以上，在破碎带或软弱岩体中钻进单管难以取芯时，采用双管钻进或控制回次进尺，以保证岩芯采取率，并按取芯次序统一编号，填牌装箱、拍

4、照，并绘制钻孔柱状图和进行详细地质编录。具体要求如下：l 芯样的最大长度应限制在3m以内，一旦发现芯样卡钻或被磨损，应立即取出。对于1m或大于lm的钻进循环，若芯样获得率小于80，否则下一次应减少循环深度50，以后依次减少50，直至50cm为止。如果芯样的回收率很低，应更换钻孔机具或改进钻进方法。l 在钻孔过程中，应对钻孔冲洗水、钻孔压力、芯样长度及其它能充分反映岩石特性的因素进行监测和记录。l 对钻取的岩芯进行试验。l 对每箱芯样拍两张彩色照片，并作好钻孔操作的详细记录。l 应予保存的岩芯，按指定的地点存放，防止散失和混装。3、报表和编录：各班要认真记好班报表，班报表要记录孔深、孔径、纯钻和

5、辅助时间，钻孔冲洗液、钻孔压力、岩芯长度、特殊现象（洞穴、大裂隙、塌孔、掉块、集中漏水、涌水等），下入套管规格、长度。岩芯要洗净后按序放置，并填好岩芯牌，地质人员要及时记录分层孔深、岩性描述、裂隙发育及充填情况，地下水位等资料。报表和编录要求字迹清晰、数字准确可靠，不能涂改，一孔结束后检查归档。对应予保存的岩芯，将按指定的地点存放，以防止散失和混装。1.3.4孔斜测量1、测量方法：采用jxy-2型电动测斜仪量测钻孔斜率，每5m量测一次，不足5m的钻孔，终孔量测一次，根据量测结果决定是否对钻孔进行纠斜或封堵重钻。2、允许偏差范围：垂直的或顶角小于5°的帷幕灌浆孔，孔底的偏差不得大于表2

6、-1的规定。发现钻孔偏斜值超过设计规定时，应及时纠正或采取补救措施。顶角大于5o的斜孔，孔底最大允许偏差值可根据实际情况按表2-1中的规定适当放宽，但方位角的偏差值不应大于5°。孔深大于60m时，孔底最大允许偏差值应根据工程实际情况确定，并不宜大于孔距。表2-1 帷幕灌浆孔孔底允许偏差孔深（m）2030405060允许偏差（m）单排孔0.250.450.701.001.30二或三排孔0.250.500.801.151.503、孔斜的预防及纠偏（1）预防孔斜要做好以下工作l 认真做好机械的就位安装和开孔工作，选用短的、直的机上钻杆，对中性能好的立轴卡盘，不使用立轴晃动的钻机开孔；l 开

7、孔的粗径钻具长度，要随钻孔延深而加长。开孔时要校正钻机，使立轴中心对准孔位。孔口管要下正，固牢；l 采用合理的钻进技术参数，减小孔壁间隙。钻粒钻进时应采用适宜的投砂方法和投砂量；l 不要轻易地换径。换径时应使用变径导向钻具，或采取其他导正定位措施；l 采用刚性好、长而直的岩芯管。基岩钻进时，常规钻具的岩芯管长度不短于3m；l 采用钻铤孔底加压等措施，增加钻具的稳定性；l 在钻进溶洞地层、软硬互层，要采用长岩芯管低转速、轻钻压钻进。（2）纠偏措施钻进过程中要按要求测量孔斜，并随时注意孔内情况，发现问题及时纠正，通常钻孔纠偏的措施如下：l 导向板纠偏。导向板挂在安装钩上，用钻杆将板顺纠斜方位送至纠

8、斜位置，检查无误后，压下钻杆，切断安装钩的下销钉，使安装钩脱出，回填水泥砂浆至导向板顶端，待凝固后钻进；l 孔底埋管纠偏。钻孔偏斜时，将小一级、长23m的套管底部用木塞封住，管内装入铁砂或细砂，上端拧好盖头，并用铅丝由盖头中心孔穿出，下至孔底需要纠偏孔段，将铅丝上端固定在孔口中心，然后以适量水泥灌注孔底套管与孔壁的间隙至2m左右。待凝后将铅丝拉断，使套管形成孔底中心导正器。再用无内出刃钻头，以埋定的套管为轴心钻进。l 调整钻机立轴方向。当孔深较浅、偏斜不大时，可将钻机的立轴方向适当向钻孔偏斜的相反方向偏转，可获得纠偏的效果。1.3.5钻孔冲洗和压水试验灌浆孔段在灌浆前采用压力水进行裂隙冲洗，直

9、至回水清净为止，冲洗压力为灌浆压力的80%，大于1mpa时采用1mpa。先导孔采用单点法做压水试验，压力为灌浆压力的80%。压水时间不少于20min，每35m测读一次压入流量，以最终流量表读数作为计算流量，稳定标准符合下列标准之一时，即可结束。a.当流量大于5l/min，连续4次读数其最大值与最小值之差小于最终值的10%。b.当流量小于5l/min，连续4次读数其最大值与最小值之差小于最终值的20%。c.连续4次读数，流量均小于0.5l/min。1.3.6灌浆1、施工顺序：帷幕灌浆工程按分序加密的原则进行，分序，先进行序孔，序孔次之，最后进行序孔施工。一序孔 二序孔 三序孔 检查孔2、方法及流

10、程：灌浆采用自上而下纯压式分段灌浆法，灌浆段自上而下分段：第一段（接触段）2m，以下每段长均为5m，段长可适当的进行调整。灌浆采用自上而下分段卡塞法灌浆，为了避免浆液沉淀，堵塞裂隙，用0.6寸水管做射浆管，射浆管距离孔底不超过0.5m。图1纯压式灌浆方式示意图1灌浆段；2灌浆塞；3阀门；4压力表；5灌浆泵；6供浆管；7储浆搅拌机；8进浆管；9回浆管；图2 自上而下灌浆法a第一段钻孔；b第一段灌浆；c第二段钻孔；d第二段灌浆；e第三段钻孔；f第三段灌浆；1、2、3施工顺序1.3.7灌浆材料采用42.5(r)普通硅酸盐水泥，细度要求为80m的方孔筛的筛余量不大于5%，要求材质新鲜，不得使用过期、失

11、效和散装水泥，每批水泥应做好水泥细度试验，并做好记录，每批水泥要求有产品出厂合格证、检验合格证，并抽样由监理部门指定的试验室做检验。1.3.8灌浆设备和机具制浆设备为自制的450l高速搅拌机（1500转/分），浆液搅拌完后通过过滤网，灌浆泵选用bw250/50型三缸往复式柱塞泵，输浆管路采用1.5寸高压胶管，胶管最大承受压力10mpa，灌浆泵和灌浆回浆管处均安装压力表，压力表定期检测，压力表与管路之间设有胶皮隔离装置，灌浆栓塞采用橡胶式和气馕式。1.3.9制浆灌浆材料必须称重，误差不大于5%，纯水泥浆液的搅拌时间不少于30s，浆液使用前应过筛，自制备到用完时间小于4h；浆液温度保持在540之间

12、。（10）灌浆压力。灌浆压力按设计要求，并根据生产性灌浆试验由设计进行调整。灌浆开始后，在尽可能短的时间内达到设计压力，使整个灌浆过程尽可能地在规定压力下进行。1.3.10浆液浓度灌浆浆液浓度应由稀到浓，逐级变换。水灰比采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1七个比级，开灌水灰比采用5：1。1.3.11浆液变换1、当灌浆压力保持不变，注入率持续或减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；2、当某一比级的浆液注入量已达到300l以上或灌注时间又达1h，而灌浆压力和注入率无改变或改变不显著时，改浓一级；3、当注入率大于30l/min时，根据具体情况越级变

13、浓；4、当灌浆压力或注入率突然改变较大时，立即查明原因，采取相应段处理措施。1.3.12灌浆结束标准在灌浆规定压力下注入率小于0.4l/min时，持续灌注60min或注入率小于1l/min，继续灌注1.0h，灌浆可以结束。1.3.13封孔灌浆结束后，采用分段压力灌浆封孔法封孔，用灌浆泵压入水灰比0.5：1的浓水泥浆，浓封完毕后，待凝3d，孔口上部空余部分采用粘土球扎实封孔。1.4特殊情况处理1.4.1钻孔常见事故的处理各种孔故发生后，首先应当勘查分析事故的性质、程度和准确部位，制定处理事故的方案，谨慎和稳妥实施，切忌匆忙和盲目行事，甚至造成事故套事故。常见钻孔事故的原因和主要处理措施见2-2表

14、2-2常见钻孔事故的原因和处理方法事故表现事故原因主要处理措施循环液漏失地层渗漏停止钻进，进行堵漏灌浆处理，岩芯脱落操作不当使用钻具套取小工具掉入孔内钻具套取或粘取钻杆折断、脱扣材料质量不好、操作不当丝锥（公锥、母锥）或捞管器打捞岩芯管、钻头脱扣材料质量不好、操作不当丝锥捞取，小钻头透孔卡钻孔壁坍塌、掉块，落入物件卡住吊锤冲打，千斤顶顶拔，消除卡塞物埋钻地层松散软弱，循环液使用不当加浓冲洗液，强力冲孔，吊锤冲打，千斤顶顶拔，扩孔套取，钻头磨灭糊钻地层粘性大，循环液使用不当基本同上烧钻冲洗液漏失或水量太小尽量上提钻头，反除上部钻杆，透孔、扩孔或磨灭塌孔地层破碎、松散，停止钻进，用浓浆进行灌浆处理

15、钻孔孔斜过大地层不匀，操作不当停止钻进，进行纠斜钻孔事故的处理很费时间，在施工中可以根据各个钻孔所在工程部位的要求，酌情实施。如有的钻孔孔斜稍大，就不一定非要纠斜不可，以后可以通过在其旁布置检查孔解决。有的钻孔事故严重，在原孔已经很难继续施工，这也可以放弃，之后在其旁重钻一孔，接着原孔失事的部位（搭接一段）往下施工，直至达到设计深度。1.4.2灌浆常见事故的处理灌浆施工过程中经常会遇到一些特殊情况，使得灌浆施工无法按正常的方法进行，这时必须针对不同的情况采取处理措施。1.4.2.1冒浆冒浆是指某一孔段灌浆时在其周围的地面或其它临空面，或结构物的裂缝冒出浆液来。轻微的冒浆，可让其自行凝固封闭；严

16、重者，可变浓浆液、降低灌浆压力或间歇中断待凝，必要时应采取堵漏措施，如用棉纱、麻刀、木楔等嵌填漏浆的缝隙。1.4.2.2串浆串浆是指正在灌浆的孔段与相邻的钻孔串通，浆液在邻孔中串漏出来。对这种情况，应争取将所有互串孔同时进行灌浆。如其总的注入率不大于泵的正常排浆能力，可用一台泵以并联法作群孔灌浆。否则应用多台泵分别灌浆。若因条件限制，不能采用多台泵灌浆时，可暂将被串孔塞住，待灌浆孔灌完后再将被串孔内的浆液清理出来进行补灌。应用一台泵或多台泵进行群孔灌浆时，应当密切注意防止地面抬动。1.4.2.3灌浆中断一个孔段的灌浆作业应连续进行直到结束，尽量避免中断。实际施工中发生的中断有两种情况：一是被迫

17、中断，如机械故障、停电、停水、器材问题等；二是有意中断，如实行间歇灌浆，制止串冒浆等。发生前一种中断情况，应立即采取措施排除故障，尽快恢复灌浆。恢复时一般应从稀浆开始。如注入率与中断前接近，则可尽快恢复到中断前的浆液稠度，否则应逐级变浓。若恢复后的注入率减少很多，且短时间内停止吸浆，这说明裂隙因中断被堵塞，应起出栓塞进行扫孔和冲洗后再灌。有意待凝后的中断，之后应先扫孔至原深度后再进行复灌。1.4.2.4绕塞渗漏绕塞渗漏是指浆液沿着孔壁或基岩裂隙绕过灌浆塞渗漏到孔口外面来。在进行自下而上分段灌浆时，由于灌浆孔孔壁不圆整、岩石陡倾角裂隙发育或灌浆塞阻塞封闭不严等原因，浆液绕流到灌浆塞上面，时间一长

18、，灌浆塞就会被凝固在孔里。为避免发生这种现象，在灌浆前进行压水试验时应当注意检查，看有无绕塞返水现象，如果发现压水时孔口返水，应再度压紧灌浆塞或移动位置重新安装灌浆塞。当灌浆时发现浆液绕过栓塞从孔口流出时，应立即松开栓塞，并通过栓塞注水冲洗，直至孔口返出清水为止。如果孔径较大，灌浆塞位置不深、绕流出的浆液流量不大时，也可以在孔中下入水管至灌浆塞的上面，通水冲洗，直至灌浆结束。从根本上预防绕塞返浆的措施是：（1）采用孔口封闭灌浆法；（2）采用自上而下分段灌浆法；（3）采用金刚石或合金钻头钻进灌浆孔；（4）采用膨胀量大、适应孔型好的灌浆塞。1.4.2.5孔口涌水灌浆孔孔口涌水有两个原因：一是钻孔与

19、地层中承压水穿透；二是灌浆孔孔口高程低于地下水或河水、库水水位。灌浆孔孔口涌水轻则影响灌浆效果，涌水压力大时甚至导致灌浆难以进行。第一种情况通常在钻孔时很容易发现，这时无论原计划是采用自上而下还是自下而上灌浆方法，无论已经钻进的孔段长度是否已经达到5 m或其它规定的长度，都应当停止钻进，先对本段进行灌浆处理。灌浆前可以使钻孔充分排水。有时承压水量不大，排水一段时间后，压力释放了，之后就可以按常规办法灌浆。有时承压水量很大，长时间排水也无济于事，这时应当测量承压水的压力和流量，有针对性地采取如下处理措施：（1）使用最浓级浆液灌注，必要时浆液中可加入速凝剂；（2）使用纯压式灌浆方式；（3）提高灌浆

20、压力；（4）进行屏浆、闭浆和待凝。有时候，一次处理不行还需要反复处理多次。直到能达到正常结束条件后再进行以下孔段的钻孔和灌浆。第二种情况较常遇见，当涌水压力和流量较大时也应按上述方法处理。当涌水压力和流量不大时，则在常规灌浆方法的基础上适当提高灌浆压力和增加闭浆待凝措施即可。所谓屏浆，是指灌浆段的灌浆达到结束条件后（压力、注入率、持续时间满足要求），再继续使用灌浆泵对灌浆孔段灌注稀浆，施加压力的措施。这实际上也是将结束条件中的“持续时间”延长。所谓闭浆，是指灌浆段的灌浆结束后，不卸除灌浆塞，继续保持灌浆孔段的封闭状态的措施。1.4.2.6浆液失水变浓在细微裂隙发育的岩层中灌浆，常常会遇到浆液失

21、水变浓的情况。通常可以采取的措施是：（1）将已经变浓的浆液弃除，换用新浆灌注。实践证明换用新浆以后还可以注入一部分浆液，原浆加水没有作用。（2）适当提高灌浆压力，进一步扩张裂隙，增大注入量。但应防止岩体抬动。（3）当大面积发生失水变浓现象时，说明灌浆材料不适用该地层，应当改换灌浆材料，如使用细水泥、超细水泥或湿磨水泥等。1.4.2.7岩体抬动灌浆工程中有时会发生地面隆起、岩体劈裂或建筑物抬升裂缝等现象，这种情况除了可以通过肉眼观察或仪器观测发现之外，还可以从灌注压力和注入率的异常发觉，如灌浆压力突降、注入率陡增等都是建筑物或岩体可能发生变形的征兆。这时应当立即降低灌浆压力或停灌待凝，同时调查变

22、形的部位及其可能造成的危害，复灌时要以低压浓浆小流量灌注。抬动变形通常限制在0.2mm以内，超过此限被认为是有害变形，必须防止。抬动一般是不可逆的，既要限制一次抬动量，也要限制累计抬动量。有的工程要求累计抬动值不超过2mm。1.4.2.8微渗漏孔段的灌浆有的灌浆段灌前压水试验透水率很低，已经低于设计要求的防渗标准（3lu、1lu或更低），对这种情况是否需要灌浆？水工建筑物水泥灌浆施工技术规范已经规定仍应当进行灌浆。这是因为灌前压水试验使用的压力通常较低，而灌浆压力较高，实践表明许多灌前透水率小的孔段实际灌浆时仍然注入了不少的浆液。二滩工程规定遇此情况时，可与下一个灌浆段合并灌浆，但不许超过两段

23、。1.4.2.9复灌即在灌浆段已经进行过灌浆的基础上，重复进行灌浆。一般情况下，复灌前应当进行扫孔，除非有明显迹象证明原灌浆孔畅通。复灌采用的压力、浆液水灰比等参数应视前一次灌浆的情况而定，有的可采用前次灌浆结束时的参数，有的应采用灌浆开始时的参数。复灌应当达到规定的结束条件，一次达不到结束条件时应当再次或多次复灌。1.5质量检查1.5.1原则 （1）检查项目：帷幕灌浆工程的质量应以检查孔压水试验成果为主，结合对施工记录、成果资料和检验测试资料的分析，进行综合评定。（2）检查孔的布置：帷幕灌浆检查孔应在分析施工资料的基础上布置在下述部位：帷幕中心线上；断层、岩体破碎、裂隙发育、强岩溶等地质条件

24、复杂的部位；末序孔注入量大的部位；钻孔偏斜过大、灌浆过程不正常等经分析资料认为可能对帷幕质量有影响的部位。总的来说，灌浆工程的检查孔布置不完全是“随机取样”的方法，而是有意选择在地质条件较差和灌浆质量有疑问的部位，因此其检查结果是偏于安全的。同时，这些检查孔还是补充灌浆孔，如果这些部位的灌浆质量尚不能完全满足设计要求，那么，经过检查孔补充灌浆以后，就起到了加强作用。如果检查孔的合格率低得很多，那就应当深入研究原因，加密布孔或调整工艺。这一原则也适用于固结灌浆和其它灌浆工程。（3）检查数量和时间：帷幕灌浆检查孔的数量规定为帷幕灌浆孔数的10%左右，重要和地质复杂的工程可多一点，有的地段检查孔数量

25、达到灌浆孔的15%20%，一般的和地质条件好的可少一点。但一个坝段或一个单元工程内，至少应布置一个检查孔。帷幕灌浆进行检查孔压水试验的时间应在该部位灌浆结束714d以后。在工程实践中由于工期紧迫也有提前一些时间的。1.5.2检查孔施工（1）施工程序检查孔施工可采取三种方法： 自上而下分段钻孔，采取岩芯，分段安装灌浆塞进行压水试验；一段完成以后再接着进行下一段钻进、取芯、压水直至终孔，然后由孔底自下而上分段灌浆，封孔。 与做法基本相同，但每段压水试验之后即进行灌浆，直至终孔。 一次钻进到孔底，然后使用双灌浆塞分段进行压水试验，最后自下而上分段灌浆。在实际工程中，、种方法均有应用，法使用较少。（2

26、）采取岩心岩心是地质资料的主要物质凭据，帷幕灌浆检查孔应当采取岩芯。施工单位应制定一套必要的、确保检查孔取心有最高采取率的技术措施。应使用双管单动取心钻具进行检查孔的取心，除原始地层较完整的情况外一般不应使用普通钻具对检查孔取心。操作人员应从岩心管中小心地取出岩心，并按正确的方位放置在岩心箱内。每个回次岩心的末端应用岩心牌作出标记，表明深度和采取岩心的长度、岩芯块数。岩心要做地质描述，绘制钻孔柱状图，尤其要把地质缺陷的位置、裂隙的产状和发育程度、水泥结石充填的情况详细记录下来。典型岩芯应当留有照片资料。岩芯至少应保存到工程验收以后。（3）压水试验检查孔压水试验在试段钻进完成，钻孔冲洗干净以后即

27、可进行。不要进行裂隙冲洗。试验按水工建筑物水泥灌浆施工技术规范附录a执行，本章第四节也有叙述。一般情况下可采用单点法。因为通常帷幕灌浆检查孔的透水率都很小，试验中水流处于层流状态，单点法与五点法的结果是一致的。压水试验使用的压力：对于中低坝，通常为1.0mpa并不大于该部位灌浆压力的80%；对于坝高大于100m的高坝，其河床部位帷幕检查孔的压水试验压力可为1.5h（h为帷幕所在部位的坝前水深）并不大于2.0mpa。压水试验的段长通常与灌浆施工保持一致，一般采用5m。孔口封闭法的孔口段也可以采用5m，即对应于3个灌浆段。由于检查孔是布置在帷幕的中心线上，所以这样检查得出的是半帷幕的防渗性能。（4

28、）封孔质量检查针对有些工程部分封孔质量不好的情况，水工建筑物水泥灌浆施工技术规范制定了应对灌浆孔封孔质量进行抽样检查的规定。检查方法为对已封孔的灌浆孔沿原孔钻孔取芯，取出的水泥结石芯样应当连续、密实或比较密实。取样的数量规范未作具体要求，应视施工情况而定，施工过程控制比较严格的工程可以少作。（5）灌浆与封孔帷幕幕体范围内的检查孔完成检查任务后应按（1）所述程序进行灌浆、封孔，帷幕线以外测试孔可直接封孔。1.5.3其它检验试验对于大型工程或复杂地层的灌浆试验来说，为了充分论证试验成果，常常还安排了多种试验检测手段：耐久性压水试验 选择一、二个检查孔，先进行常规压水试验，之后将试验压力提高到1.52倍水头，对全孔持续进行48h72h的压水试验；破坏性压水试验 在耐久性压水试验的基础上，分级提高试验压力，直至达到帷幕发生劈裂破坏（试验流量明显增