泄洪洞出口导墙帷幕灌浆试验方案

1、泄洪洞出口导墙及尾坎帷幕灌浆试验方案1、概述1.1工程概况泄洪洞出口导墙及尾坎从上游至下游编号为导导，导墙建基面设计高程779.0m832.0m，顶部设计高程851.5m，导墙内设有EL820m廊道、集水井和泵房结构，廊道断面为城门洞型，结构尺寸为3×3.5m。帷幕灌浆施工主要在导墙基础廊道内和尾坎顶面进行，根据设计技术要求，在灌浆全面施工前先进行帷幕灌浆生产性试验，以指导后期大范围的帷幕灌浆施工，根据本次灌浆试验成果及与监理、设计和业主共同明确的灌浆方式、方法、参数等展开后续帷幕灌浆施工。1.2工程地质工程区主要位于前震旦系会理群落雪组，设计建基面最低高程779.0m，横河向中部基

2、岩面较平缓，岸坡基岩面陡峻，建基面及以下岩体主要为灰色厚层夹中厚层灰岩、大理岩与厚层白云岩，基岩卸荷带一般垂直深 5m10m，卸荷带岩体质量以级为主，卸荷带以下基岩质量以级为主。断层不发育，主要构造为裂隙，横河向和铅直向线密度为 0.5 条/m1 条/m 左右，倾角约70°85°。裂隙面一般平直粗糙，多微张或闭合，少数张开裂隙宽度 2mm 左右，多为硬性结构面，充填方解石和钙质等，少数充泥钙质。1.3编制依据（1）乌东德水电站左岸导流隧洞工程合同文件（合同编号：WDD/0045）； （2）泄洪洞出口导墙防渗帷幕和排水布置图R1版（1/3）（3/3）（139E61-02-17

3、W-16R1）；（3）水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(DL/T5148-2012)；（4）水利水电工程钻孔压水试验规程DL/53312005。2、试验目的及试验工程量2.1 试验目的（1）通过灌浆试验施工，改善岩体的力学性能，恢复其整体性，提高地基的抗渗性能，降低地基扬压力和地下水位；（2）验证岩层的可灌性，确定合理的灌浆方法、灌浆段长、灌浆压力、浆液配比和变浆等灌浆施工技术参数。（3）测试岩体灌前、灌后相应透水率、波速变化，并检查灌浆效果，指导灌浆施工。2.2帷幕灌浆试验要求灌浆试验过程中抬动监测最大变形值（累计抬动）不超过200um，物探测试在帷幕灌浆结束14d后进行，声波检测合格标准为声

4、波平均值比灌浆前提高3%，压水检查在帷幕灌浆结束14d后进行，合格标准为灌后基岩透水率小于3Lu。 2.3帷幕灌浆试验工程量帷幕灌浆试验区选取在尾坎坝块XDW-135与XDW-157之间，尾坎顶部高程825.0m，帷幕试验共包含21个帷幕灌浆孔，2个帷幕灌浆先导孔，2个物探测试孔和1个抬动观测孔，具体孔位布置见泄洪洞出口导墙及尾坎帷幕灌浆试验孔位平面布置图（附图1）。物探测试孔孔径为76mm,孔深同相邻部位较浅帷幕灌浆孔深度；抬动观测孔孔径为91mm,孔深按入基岩20m控制，具体工程量详见表2-1所示。 表2-1 帷幕灌浆试验工程量项 目孔数（个）孔径（mm）工程量备 注单位数量帷幕灌浆先导孔

5、混凝土钻孔2110m36.71基岩钻孔、灌浆76m103.29镶铸孔口管83套2帷幕灌浆孔混凝土钻孔2191m541.07基岩钻孔、灌浆56m860.89镶铸孔口管73套21物探测试孔混凝土钻孔276m34.46基岩钻孔m95.54抬动观测孔混凝土钻孔191m28.5基岩钻孔m20抬动观测装置套1帷幕灌浆检查孔混凝土钻孔2376m待定基岩钻孔m3、施工布置3.1施工供水、供电（1）施工供水从尾水851m平台供水管接引，采用DN100钢管铺设供水管至工作面附近，由DN100钢管每隔10m开设供水阀门引至各施工作业面。（2）施工供电从尾水851m平台系统电接引。3.2制供浆系统在泄洪洞出口导墙坝块

6、顶部建立临时集中制浆站供浆，占地面积约50m2，采用10×10cm方木，上铺设5cm厚木板搭设水泥堆放平台，水泥需用帆布遮盖并完善防水、防潮措施。站内布置高速制浆机、1m³储浆桶、输浆泵各1台，成品浆液采用DN50供浆钢管输送至各灌浆作业面，管路架设时应避免泄洪洞开挖作业等损坏供浆管道。制浆站具体布置见附图2泄洪洞出口导墙及尾坎帷幕灌浆试验制浆站布置示意图。3.3排水排污系统制浆站和灌浆作业面排污主要采取砖砌三级沉淀池分区、分级沉淀，沉淀池长、宽、高分别为3m*3m*1.2m，沉淀池之间采用钢管连接；施工部位废水、废浆收集至沉淀池内分级沉淀后集中抽排至附近江内。施工期间派专

7、人定期对沉淀池进行清理、维护，以保证施工现场的文明整洁。施工废弃物经人工清理后集中用自卸车运至指定渣场处理。4、材料与制浆 4.1水泥帷幕灌浆试验采用业主单位指定的高抗硫酸盐水泥，强度等级不低于42.5Mpa。细度模数要求通过80µm方孔筛的筛余量不大于5%，水泥保存和使用必须符合灌浆质量标准。灌浆用水泥应保持新鲜，严防受潮并缩短存放时间，水泥从出厂到使用时间不得超过3个月。4.2拌合用水灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水要求。4.3掺和料一般采用纯水泥浆液，遇有特殊情况，为加速水泥浆液的凝结，可加入速凝剂和减水剂等外加剂。外加剂凡能溶于水的均应以水溶液状态加入，其最优掺量应通过试验确

8、定。4.4制浆 （1）各类浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度，纯水泥浆的搅拌时间，使用普通搅拌机时，应大于3min，使用高速搅拌机时，应大于30s。 （2）集中制浆站宜制备水灰比0.5:1的水泥浆，输送浆液的流速宜为1.42.0m/s。各灌浆地点应测定来浆比重，调制好后方可使用。 （3）浆液使用前应过筛，自制备至用完时间不超过4h，浆液温度需保持在540间，超过规定者予以舍弃。5、帷幕灌浆试验5.1 施工程序 （1）单元工程施工程序抬动观测孔钻孔、观测装置埋设物探测试孔钻孔、取芯、测试、保护先导孔钻孔、取芯、压水、灌浆、封孔I、II、III序孔分序分段钻孔、压水、灌浆、封孔质量检查孔分段钻孔、取芯

9、、压水、灌浆、封孔物探孔扫孔、灌后测试、封孔抬动观测孔封孔资料汇编、提交试验报告。 （2）单孔施工程序第一段钻孔冲孔洗缝简易压水试验灌浆埋设孔口管待凝48h第二段钻孔、洗缝、压水、灌浆以下各段依次分段钻孔、洗缝、压水、灌浆封孔人工补封。5.2钻孔 （1）帷幕灌浆试验布置为单排孔，孔距2.0m，先导孔深入防渗帷幕底线以下5m，帷幕灌浆孔遇断裂、溶蚀带等地质缺陷部位应根据实际情况按监理工程师指示加深或加密灌浆孔，特殊部位灌浆孔参数见泄洪洞出口导墙防渗帷幕和排水布置图R1版（1/3）（3/3）。 （2）帷幕灌浆试验孔的孔位应符合设计图纸要求，首先在灌浆试验部位根据孔位布置图，由测量队对孔位放出控制点

10、，试验过程中根据控制点用钢卷尺测放出孔位。灌浆孔位与设计孔位的偏差值不得大于10cm，施工前孔位需统一放样并进行标示。 （3）当帷幕灌浆孔与廊道进口房屋、结构边线、锚筋和监测仪器等相矛盾时，可适当调整孔位，并保证灌浆孔与结构缝间距不小于0.5m。 （4）所有钻孔应统一编号，并注明施工次序，按设计要求间距进行布置钻孔；帷幕灌浆所有钻孔分三序施工，钻孔和灌浆都必须按分序加密的原则进行；因故变更孔位时，应征得监理工程师和设计同意。 （5）帷幕灌浆钻孔均采用地质钻机结合金刚石钻头回转钻进，孔深需满足设计要求。 （6）开孔前应校核钻机方位，钻进时钻机必须安装平整稳固，确保钻孔角度和精度。 （7）钻孔时应

11、对孔内各种情况如混凝土、返水、失水、软弱夹层、断层、掉块等进行详细记录，作为分析钻孔及灌浆质量的依据。（8）先导孔和检查孔需保留岩芯，取芯按顺序进行编号、填牌、装箱、拍照，并进行岩芯描述和绘制钻孔柱状图。岩芯及重要事件的照片、影像资料等需妥善保存，直至移交业主单位。5.3钻孔冲洗和裂隙冲洗 （1）帷幕灌浆裂隙冲洗、压水试验、灌浆需采用灌浆自动记录仪记录。（2）钻孔冲洗：每段钻孔结束后应及时对孔内岩粉、沉渣进行冲洗，冲洗至孔口回清水时止。 （3）裂隙冲洗：采用压力水脉动冲洗，洗缝压力为相应灌浆段灌浆压力的80%，并不大于1MPa。裂隙冲洗至回水澄清时止，且不少于20min。 （4）钻孔（段）裂隙

12、冲洗后，该孔（段）应立即连续进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。5.4压水试验5.4.1压水试验是测定岩石渗透性最常用的一种渗透试验方法，压水试验目的： （1）了解岩石的渗透性，为灌浆作好材料准备。（2）根据渗透性和岩石的完整情况，选定不同的灌浆方法和灌浆段长。（3）对比透水率灌前、灌后变化情况，变化规律。（4）作为灌浆浆液水灰比选择以及灌后效果检查对比依据。（5）掌握单位注入量与岩层透水性的关系。5.4.2压水试验方式：帷幕灌浆孔各段作简易法压水试验；先导孔和检查孔各段作单点法压水试验。5.4.3压水试验方法：（1）简易法压水试验：压力为本段灌浆压力的80

13、，若该值大于1Mpa时，则采用1Mpa；压水20min，每5min测读一次压入流量，取最后的流量值作为计算流量；失水、破碎带不压水，只测计失水流量。（2）单点法压水试验：压力为本段灌浆压力的80，若该值大于1Mpa时，则采用1Mpa；压水试验结束标准：在设计稳定压力下，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1Lmin时，压水试验即可结束。5.5抬动观测钻孔及抬动装置安装（1）抬动观测孔施工程序：抬动观测孔钻孔钻孔冲洗及验深内管安装注入水灰比为0.5:1水泥浆锚固24小时后下入外管千分表安装观测读数。（2）抬动观测钻孔深度为入基岩2

14、0m，孔径91mm，单孔灌浆（含洗缝、压水）累计抬动变形值不得大于200m，抬动观测装置具体布置详见长乌设枢（基-渗）通字2014第03号附图。（3）抬动观测孔钻孔完成并验收合格后，方可安装抬动观测装置。（4）抬动观测记录：派专人进行观测记录，每隔10min测记一次读数，若变形值上升速度较快（连续两次读数差40m）时应根据现场实际情况加密测记读数；若变形值接近允许值时应及时通知灌浆人员采取降压处理，防止发生抬动变形破坏。当发生抬动变形值超标时，应立即停止施工，及时通知现场监理工程师和质检人员商定下步施工措施。（5）灌浆工作结束后，抬动观测孔应按要求进行封孔。5.6帷幕灌浆试验方式、段长和压力控

15、制5.6.1灌浆试验方式 帷幕灌浆试验孔序分三序进行，先导孔需提前施工，各孔第一段采用“常规阻塞灌浆法”灌注，阻塞器应阻塞在基岩面与混凝土交界处，第一段钻灌结束后向孔内注入0.5:1水泥浓浆镶铸孔口管，孔口管长度一般为入岩2m，斜坡部位孔口管入岩长度为3m。孔口管镶铸待凝48h后，第2段及以下各段均采用“小口径钻孔，孔口封闭，自上而下分段孔内循环法”灌浆。5.6.2灌浆试验段长和压力控制： （1）帷幕灌浆试验第1段长为2m（或3m,与孔口管入岩长度一致），第2段长为3m，第3段及以下各段长为5m；孔底段可适当调整，但最大段长不得大于7m。具体段长和灌浆压力详见表5-1所示。 表5-1 帷幕灌浆

16、试验段长和压力项目 段次1234终孔段备 注段长（m）2.03.05.05.05.07XDW-I-1 XDW-168压力（MPa）0.701.002.00 3.00 4.00 4.00 4.00 段长（m）2.03.05.05.05.07XDW-I-169 XDW-II-183压力（MPa）0.701.002.00 2.00 2.00 2.00 2.00 （2）灌浆时孔口压力应尽快达到设计压力值，但注入率较大的孔段应限流分级升压，注入率和灌浆压力对应关系见表5-2所示。表5-2 注入率和灌浆压力对应关系表注入率（L/min）505030301515灌浆压力(MPa)00.4P0.7P1p说明：

17、P为设计灌浆压力值。（3）灌浆试验过程中应根据监理工程师的书面通知和岩体的可灌性进行必要的升压试验，以增强帷幕灌浆效果。灌浆及升压试验过程中应密切监视抬动变形情况，防止灌浆产生有害变形和对结构安全造成影响，最大变形值（累计抬动）不得超过200um。（4）为了观测在裂隙冲洗、压水试验、灌浆等过程中可能引起的岩体变形，在上述施工过程中须派专人进行抬动观测读数，现场发生抬动值超标时，应立即停止施工，及时通知现场监理工程师和质检人员商定下步施工措施。同时现场记录员，质检人员应做好详细施工记录。5.7水灰比 浆液水灰比选用3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1（质量比）等五个比级，开灌水灰比一般

18、为3:1。5.8变浆标准 （1）当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。 （2）当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注。 （3）一般情况下不允许越级变浓，耗浆量每5min测记一次，对于吸浆量很大的段次，当注入率大于30L/min，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，根据施工具体情况可越级变浓。5.9帷幕灌浆终孔及结束条件5.9.1帷幕灌浆孔终孔条件 防渗帷幕灌浆孔钻灌至设计终孔深度后，若灌浆孔的终孔段灌前压水透水率超过3Lu，或灌浆单耗大于100Kg/m时，孔深

19、自动向下加深至满足透水率3Lu且单耗100Kg/m为止，工程量由监理人据实确认。若加深至防渗帷幕底线以下两段（10m），仍不能满足上述标准时，应将该孔灌浆资料报送监理人和设计单位研究处理措施。5.9.2帷幕灌浆结束条件（1）灌浆孔段位于孔深70m以上时，在最大设计压力下，若该段灌前透水率q<5Lu且单耗<100Kg/m，注入率小于1.0L/min后，继续灌注30min，且总的灌注时间不少于60min，可结束灌浆。（2）灌浆孔段位于孔深70m以上，在最大设计压力下，该段灌前透水率q5Lu或单耗100Kg/m，注入率小于1.0L/min后，继续灌注60min，且总的灌注时间不少于90m

20、in，可结束灌浆。（3）灌浆孔段位于孔深70m以下时，在最大设计压力下，注入率小于1.0L/min后，继续灌注30min，且总的灌注时间不少于60min，可结束灌浆。5.10封孔 采用全孔灌浆法封孔，即灌浆孔灌浆结束后，采用水灰比为0.51的浓浆置换孔内稀浆，使用最大灌浆压力进行纯压式灌浆封孔，封孔持续时间不少于30min。浓浆封孔结束待凝24h后，对于孔口脱空部分采取冲洗干净、排除孔内积水，再人工回填干硬性水泥砂浆进行压实补封齐平。5.11特殊情况处理5.11.1灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、限流、限量、加浓浆液和间歇灌浆等方法进行处理。5.11.2灌浆

21、过程中如遇回浆变浓，应换用相同水灰比的新浆液进行灌注，若效果不明显，继续灌注30min，即可结束灌浆。5.11.3灌浆工作必须连续进行，若因故中断，须按如下原则进行处理： （1）尽可能缩短中断时间，尽早恢复灌浆。（2）中断时间超过30min，应立即进行冲洗，如冲洗无效，应在重新灌浆前进行扫孔。（3）恢复灌浆时，应采用开灌比级的浆液进行灌注。如吸浆量与中断前相似，即可采用中断前的水灰比。如吸浆量较中断前减少不多，则浆液应逐渐加浓。 （4）恢复灌浆后，如吸浆量较中断前减少很多，且在极短时间内停止吸浆，则视该段为不合格，应请示现场监理工程师后根据指示采取补救措施。5.11.4灌浆段注入量大而难以结束

22、时，可选用下列措施进行处理： （1）低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆。 （2）灌注速凝浆液。 （3）灌注混合浆液或膏状浆液。5.12帷幕灌浆质量检查（1）帷幕灌浆质量检查应以分析检查孔压水试验成果为主，结合钻孔取芯、灌浆记录和物探测试成果等进行综合评定。灌后压水检查孔由监理工程师根据现场地质条件及灌浆情况布置；检查孔压水检查在帷幕灌浆结束14d后进行，合格标准为灌后基岩透水率q<3Lu。物探测试在帷幕灌浆结束14d后进行，声波测试合格标准为声波平均值比灌前提高3%。（2）检查孔的数量不少于灌浆孔总数的10，检查孔采用自上而下分段钻孔、取芯以及压水试验，对采取的岩芯应计算岩芯获得率并进行地

23、质素描，描述的重点是试验段灌后地层中分布的水泥结石，并对发现水泥结石的岩芯及时拍照并制成试件进行容重、粘结力及抗渗等指标的测试。（3）检查孔压水试验采用单点法，压水压力采用灌浆压力的80%,并不大于1MPa。评定标准为：混凝土与基岩接触段的合格率应为100，以下各段的合格率应不小于90，不合格试段的透水率不超过设计规定值的150，且不集中，灌浆质量可评定为合格。若达不到上述合格标准的，应将检查资料提交监理工程师和设计单位研究确定是否补充灌浆。（4）检查孔压水试验结束后不论灌前透水率值大小，各灌浆段均应采用“自下而上分段灌浆法”进行灌浆。（5）检查孔封孔要求同帷幕灌浆孔。6、帷幕灌浆试验进度计划

24、及资源配置6.1 帷幕灌浆试验进度计划（1）2016年1月15日前完成尾坎顶部清渣工作。（2）2016年1月15日2016年2月13日完成试验区帷幕灌浆施工，历时30天。（3）2016年2月14日2016年3月4日完成帷幕试验检查孔及灌后物探检测，历时20天。6.2人员配置根据帷幕灌浆试验工程量及施工进度、强度要求，帷幕灌浆试验阶段拟投入施工人员详见表6-1所示：表6-1 帷幕灌浆试验人员配置表序号名称单位数量备注1项目负责人人12项目技术与质量负责人人23现场生产负责人人24施工管理人员人25技术人员人26质检人员人27内页资料整理人员人28安全员人29钻孔灌浆操作工人2010制浆工人411

25、排污清渣工人66.3主要材料及设备配置根据现场实际需要配备材料及设备，以满足灌浆试验需求，主要设备材料配置见表6-2所示：表6-2 帷幕灌浆试验主要材料设备配置表 序号名 称型号及规格功率单位数 量备 注一主要材料1高抗硫酸盐水泥P.MSR42.5t1200二主要设备1地质钻机XY227KW台6 2高压灌浆泵3SNS20KW台2 3高速制浆机ZJ-40022KW台2 4浆液搅拌机YJ-3407KW台2 340L5潜 水 泵QX10-347KW台2 6交流弧焊机BX6-25018KW台1 7切 割 机QG-15.5KW台1 8灌浆自动记录系统HT-套1 一拖二9双排坐皮卡辆1 10中 巴辆1 1

26、1载重汽车（5t）辆1 12测斜仪KXP-2台2 7、质量、安全与文明施工措施及环境保护措施7.1 质量保证措施（1）根据工程项目特点及要求成立质量控制组织体系，明确各级质量责任人及其权责范围。（2）施工现场实行跟班“三检”制对整个施工过程进行监控，质量控制管理人员数量满足现场跟班的要求，并按关键工序进行重点监控的原则进行。（3） 严格对待灌浆试验，严谨工艺作风，每道工序均按技术要求及监理工程师指示操作并如实记录。（4）建立各类材料的采购、验收、搬运、贮存、保管、领用制度；建立水泥台帐、核销制度，杜绝不合格材料用于灌浆工程。（5）水泥的品种、标号、细度等指标满足技术要求和规范要求，水泥的储存不

27、超过三个月；拌浆用水符合拌制水工混凝土用水要求，外加剂的质量符合灌浆规范（DL/T5148-2012)有关规定。 （6）认真做好施工过程中各项原始记录，各项资料做到准确、及时、清晰、完整。（7）帷幕灌浆钻孔角度控制在设计技术要求、规范及质量标准以内。 （8）钻孔过程中的地质缺陷情况、孔内事故情况详细记录、仔细分析。 （9）因故变更孔位须征得监理工程师同意，并记录实际孔位。（10）灌浆孔段的冲洗方法及压力、灌浆段长、射浆管距孔底距离、灌浆分序、灌浆压力、变浆标准、结束标准、封孔方式及封孔质量均满足相关技术要求、质量标准等。（11）灌浆监测和灌浆记录满足自动化控制标准。 （12）及时整理施工记录，

28、编制中间成果，分析施工质量及效果。（13）对于施工过程中发现的问题，按照“三不放过”原则进行处理，对于经检查发现的问题按照“返修、再验收”处理。（14）灌浆质量检查达到相应的合格标准。否则，应按设计和监理工程师的要求采取补救措施。7.2 安全与文明施工措施（1）建立健全安全组织保证体系，落实安全责任考核制，把安全生产情况与每个员工的经济利益挂钩，使安全活动处于活跃状态，安全生产处于全员参与状态。（2）开展安全标准化工地建设，按照施工局整体要求进行管理，重点部位人员着重增加的方法，确保施工安全。（3）对进场作业人员统一劳保着装，定期组织安全知识学习，现场营造安全施工氛围。（4）施工前充分辨识各施工部位、各施工环节可能存在的安全风险隐患，制订相应的应对措施，投入足够资金及时加强隐患整改，并对参与灌浆试验的全体人员就辨识出的安全风险隐患和应对措施进行培训交底。 （5）认真开展“三工活动”，即班前提醒，班中督促，班后总结。切实组织落实好班前会活动。（6）施工局每周进行一次安全、文明施工大检查，专职安全员不定期巡查。严格现场用电管理，加强机械设备的维护、检查和保养，确保施工机械设备的完好率。钻机的防护罩、机械的提升结构系统等往往容易损坏，应及时检查、更新和加固。（7）班长作为兼职安全员对当班人员的安全责任负责，对管辖设备的安全运行负责，当班