大坝及坝肩灌浆施工设计说明

1、工程设计施工总说明i4大坝及坝肩灌浆 4.1帷幕灌浆设计要求灌浆设计考虑在坝顶布置一排帷幕灌浆孔，灌浆孔间距2m大坝及坝 肩帷幕灌浆钻孔沿坝顶向两岸延伸。整个灌浆布置单排帷幕灌浆孔，孔距2m根据地质及地形可以适当调 整灌浆孔距，帷幕伸入相对不透水层(v 5Lu )顶界以下3m。(1) 灌浆压力通过灌浆试验确灌浆压力一般根据孔深、帷幕设计水头和地质条件，定。也可按以下经验公式估算:P=P+mD+Y h/10式中P灌浆压力，kgf/cm2;kgf/cm2 ；1m可增加的压力,kgf/cm m，由表查F0 岩基表层段的允许灌浆压力, m表层段以下每深入岩基得;m。D一一灌浆段以上岩层的厚度, H灌浆

2、孔以上压重的厚度, 丫压重的容重，kg/m3。g重力加速度，m/s2。k系数。25%左右。根据经H、皿序孔的灌浆压力，可分别依次较I序孔递增 验公式估算的灌浆压力，应在灌浆施工中进一步检验和调整。(2) 灌浆方法本次灌浆采用循环钻灌法，灌浆顺序采用自上而下灌浆法，即自上而 下，钻一段，灌一段，待凝固以后，再钻灌下一段，钻孔和灌浆交替进行,工程设计施工总说明直到全深。它可采用较高的灌浆压力，因而能获得较高的灌浆质量，并可减少施工中可能发生的事故。4.2坝基、坝肩帷幕灌浆技术要求和施工工艺321帷幕灌浆施工前准备工作灌浆作业开工前，编制详细的试验大纲，报送监理人审批。浆液试验应对不同水灰比，不同掺

3、合料和不同外加剂的浆液进行试 验，试验项目如下：（1）浆液配制程序及拌制时间；（2）浆液密度或比重测定；（3）浆液流动性或流变参数；（4）浆液的沉淀稳定性；（5）浆液的凝结时间，包括初凝和终凝时间；（6）浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；现场灌浆试验根据工程的建筑物布置和地质条件，选择地质条件与实 际灌浆区相似的地段作为灌浆试验区， 根据工程施工图纸要求选定试验孔 布置方式，孔深灌浆分段，灌浆压力等试验参数，并整理分析多序孔和检 查孔的单位吸水率，单位耗灰量等的试验资料。3.2.2帷幕灌浆施工工艺帷幕灌浆施工程序为：测量t布孔t设备安装t造孔t冲洗t压水试 验-灌浆-封孔。（1）施工测量

4、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。(2) 灌浆孔布置按设计要求在防渗墙和西坝肩齿墙轴线上布置灌浆孔，分皿序，孔距2m,孔位轴向偏差不得超过10cm,孔深为为深入相对不透水层 3.0m。(3) 钻孔灌浆的质量与钻孔的质量密切相关，对于钻孔要求是：确保孔深、孔 向、孔位符合设计要求，力求孔径上下均一，孔壁平顺，这样才能使灌浆 栓塞能够卡紧卡牢，灌浆时不致产生返浆。(4) 孔斜测量每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

5、进行纠斜或封堵重钻。(5) 钻孔冲洗和压水试验灌浆孔段在灌浆前采用压力水或压力风进行裂隙冲洗，直至回水清净 (返风无灰)为止。先导孔在I序孔中采用五点法做压水试验，压力为O.IMPa、0.2 MPa、0.3MPa、0.2 MPa、0.1MPa,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。1) 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%。2) 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%。3)连续4次读数，流量均小于0.5L/min。(6) 灌浆方法

6、帷幕灌浆工程按分序加密的原则进行，分皿序，先进行I序孔，H序 孔次之，最后进行皿序孔施工。灌浆采用自上而下循环式分段灌浆法，灌浆段自上而下分为两段：第 一段(接触段)：坝体0.5m、岩石1.5m共2m,第二段长均为4m。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。(7) 灌浆材料采用425普通硅酸盐水泥，细度要求为80卩m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。(8)

7、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5, 40C之间。(9) 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。(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。（11）浆液变换 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； 当

8、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； 当注入率大于30L/min时，根据具体情况越级变浓； 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。（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1.5h，灌浆可以结束。（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3天，孔口上部空余部分采用一级 配水泥砂浆人工封孔。（14）灌浆效果检查帷幕灌浆结束14天后进行灌浆效果

9、检查，检查孔的数量经设计、监 理工程师共同商定检查孔的个数，每孔各段均要进行压水试验，对灌浆效 果进行评定。检查内容以压水试验为主，结合对竣工资料和测试成果的分 析进行综合评定。检查孔的布置原则为: 帷幕中心轴线上； 岩石破碎地段、断层影响带、大裂隙发育等地质条件复杂的部位； 浆液注入量大的孔段； 灌浆情况不正常以及经资料分析认为对帷幕灌浆质量有影响部位。检查孔自上而下分段进行压水试验，全孔压水试验结束后，自下而上 分段灌浆，灌浆结束后应按前述设计要求将检查孔封孔。检查孔应对灌浆段岩芯计算采取率并加以描述。 灌浆段的合格率应在 100%以上。否则，由建设单位会同设计、施工单位商定处理方案，直到

10、 合格为止。(15) 灌浆资料的整理灌浆施工过程中，我项目部按照规程、规范要求认真做好施工记录， 包括钻孔位置、孔深、孔斜、钻孔冲洗、裂隙冲洗、压水试验、简易压水、 灌浆记录及灌浆过程中所发生的各种情况，遇到的问题和处理措施等。每 单位灌浆结束后，及时将资料整理好，作出总结，并提出对帷幕灌浆质量 的评价及处理办法。4.3坝体劈裂灌浆技术要求和施工工艺431劈裂灌浆设计要求(1) 劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律，用一定的灌浆压力，将 坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙, 堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，以提高坝体的防渗能力，同时通过浆、坝 互压和湿陷，使坝体内部应力重

11、分布，提高坝体变形稳定性。(2) 泥墙的设计干容重，灌浆1年以后应为 1.6t/m 3O(3) 灌浆压力：灌浆压力是保证灌浆质量的关键，压力过大会对大坝的稳定不利，过 低则会降低灌浆效果，达不到预期目的。设计灌浆压力0.150.6MPa但 在施工时，不把它作为控制性指标，而是以大坝劈裂冒浆为原则。灌浆时 压力由小逐渐加大。(4) 灌浆土料要求和浆液比重控制。 灌浆土料要求：土料就近取材，主要为粘性土，在没有粘性土时，可选用粉质壤土(粘 粒含量约12%，粉粒含量约75%，砂粒含量W 13%)。 浆液比重控制：制浆采用机械拌制，水与干土重量比为1 : 11 ： 1.6。灌浆过程中根 据吃浆量的大小

12、变化，调节泥浆比重，吃浆量大时浓些，反之稀些。每孔 初灌时，为打开浆路，采用比重为1.531.55 g/cm3的稀泥浆，随后逐渐 增大泥浆稠度，一般控制在1.641.66 g/cm3之间，封孔泥浆比重控制在 1.701.74 g/cm 3之间，泥浆比重采用比重计测量。(5) 如有特殊要求，浆液中可掺入下列外加剂： 为提高泥浆的流动性，可掺入少量的水玻璃，掺量可占干土重的0.5 %1.0 %，最佳用量可通过试验确定。 为加速浆液凝固和提高后期强度，可掺入适量水泥，水泥掺量可为15%左右，必要时应通过试验确定。 为提高泥浆的稳定性和泥浆的后期强度，可掺入适量膨润土。(6) 每孔每次平均灌浆量，以孔

13、深计每米孔深控制在0.51m,每 孔灌浆次数应在5次以上。(7) 为保证灌浆期坝坡安全，应适当延长各序各次灌浆间隔时间， 改善浆液性质，增加稠度等。332劈裂灌浆施工技术要求(1) 施工准备 制浆和灌浆机械的布置，应考虑灌浆泵容量的大小，输浆距离的远 近，扬程高低和料场位置等因素，尽量满足施工干扰少、搬迁次数少以及 电源和交通方便等原则。 灌浆施工前应确定好观测点位置，埋设好必要的观测设备。并应准 备好观测和试验仪器以及观测记录表和成果表。 灌浆施工前应做灌浆试验。选有代表性坝段，按灌浆设计进行布孔、 造孔、制浆、灌浆。观测灌浆压力、吃浆量及泥浆容量、坝体位移和裂缝 等。试验孔不少于3个。试验

14、结束后应分析资料，总结经验，修改参数， 完善和熟练灌浆工艺，然后方可全面施工。 灌浆所用土料和浆液都应进行试验。土料试验包括：颗粒分析、有 机质含量及可容盐含量等；浆液试验包括：容重、粘度、稳定性、胶体率 及失水量等。(2) 造孔 首先按设计要求布孔，然后按要求造孔。造孔必须按序进行，要求 皿序。 造孔应保证铅直，偏斜不得大于孔深的2%应用干法造孔，不得用 清水循环钻进。 作好造孔的记录和描述，如发现特殊情况时，应详细记录并分析处 理。(3) 制浆 应采用专用机械制浆。如灌浆量少时，也可以采用人工制浆，但土 料应先在泥浆池内浸泡数小时，搅拌成浆，通过过滤筛清除大颗粒和杂物， 灌浆前再通过35孔

15、/cm2的过滤筛。 浆液各项指标应按设计要求控制。灌浆过程中浆液容重和输浆量应每小时测定1次并记录，浆液的稳定性和自由析水率10天测1次，如浆料发生变化，应随时加测。（4）灌浆 应先灌河槽段，后灌岸坡段和弯曲段。并采用孔底注浆全孔灌注的 方法。 灌浆开始先用稀浆，经过35min后再加大泥浆稠度。若孔口压力 下降和注浆管出现负压（压力表读数为 0以下），应再加大浆液稠度，浆 液的容重应按技术要求控制。 在灌浆中，应先对第一序孔轮灌，采用“少灌多复”的方法。待第 一序孔灌浆结束后，再进行第二序孔，第二序孔灌浆结束后，再进行第三 序孔。 每次最大灌浆量应按设计要求控制，每孔灌浆次数应通过试验确 定，

16、一般为510次。 岸坡坝段或弯曲坝段的劈裂式灌浆，可采用加密孔距，减小灌浆压 力和1次灌浆量，轮灌或几孔同时灌注，增加复灌次数的方法。 作好灌浆记录，并绘制图表。（5）灌浆综合控制 灌浆综合控制是保证灌浆期间坝体安全和灌浆质量的重要措施。综合控制包括：灌浆量控制，灌浆压力控制，横向水平位移控制，裂缝开展 宽度控制。综合控制施行于灌浆过程的始终。 灌浆时间间隔：初灌与第一次复灌的时间间隔为24h，复灌12次、23次等以后的复灌间隔时间均为 48h。 孔口压力，应控制在设计最大允许灌浆压力以内。 在灌浆时，坝顶上、下游两坝肩处横向水平位移的允许量应根据试 验确定。 劈裂式灌浆应尽量推迟和限制坝面出

17、现裂缝， 裂缝限制宽度应根据灌浆试验确定，一般控制在3cm以内，要求在停灌后坝体裂缝能基本闭合。(6) 灌浆结束标准及封孔灌浆采用初灌一次，复灌两次。如果复灌 2次的吃浆量大于总吃浆量 的15%,则应进行第三次复灌、第四次复灌直至最后一次的吃浆量小 于总吃浆量的15%为止。终灌结束后在孔内注满容重大于 1.6 g/cm 3泥浆，浆面下沉后再灌， 直至浆面不再下沉为止，施工中一般注入 35次。(7) 观测记录：灌浆过程中，应做好现场施工记录工作，动态观测灌 浆过程中的各种变化，如劈裂缝的宽度、长度、方向的变化、坝体的鼓起 范围和高程、坝坡局部平面位移、各孔吃浆量等。(8) 灌浆出现问题的处理 裂

18、缝处理A、当坝面出现纵向裂缝后，应分析发生原因，如果是湿陷缝，可以 继续灌浆，如果是劈裂缝，应加强观测，当裂缝发展到控制宽度时，应立 即停灌，待裂缝基本闭合再灌。B、当坝面出现横向裂缝时，应立即停灌检查。如果裂缝深度较浅， 可以开挖用粘土回填夯实后继续灌浆，如果裂缝较深，可用稠浆灌注裂缝, 先灌上游，再灌下游，后灌中间。C、当弯曲坝段出现裂缝时，应立即停灌。改在坝顶上游坝肩处沿裂缝布孔，按照多孔轮灌的方法灌注稠浆堵住裂缝。待处理好后再进行灌浆。 冒浆处理A、坝顶和坝坡冒浆，应立即停灌，挖开冒浆出口，用粘性土料回填 夯实。钻孔周围冒浆，可采用压砂处理，而后再继续灌浆。B水下坝坡或土坝与其它建筑物

19、接触带冒浆，可采用稠浆间歇灌注。 串浆处理当第一序孔灌浆时，发现相邻孔串浆，应加强观测、分析，如确认对 坝体安全无影响，灌浆孔和串浆孔可同时灌注，如不宜同时灌注，可用木 塞堵住串浆孔，然后继续灌浆。当灌浆后期，相邻孔串浆，说明已形成连 续的泥墙，可减少1次灌浆量。 塌坑处理。在塌坑部位挖出部分泥浆，回填粘性土料，分层夯实。 隆起处理。发现坝坡隆起时，应立即停灌，分析原因。如确认不是 与滑坡有关的隆起，待停灌510d后可继续灌浆，并注意监测。 机械故障处理A、缩孔卡钻，应以预防为主，改进钻具，将大钻头改为卡杆钻头。 也可用倒链或打倒锤将钻杆拔出。B、灌浆泵不吸浆，应检查泵和吸浆管是否漏气和堵塞。

20、前者应更换 易损件，后者应疏通管道，严格泥浆过筛，提高浆液质量。C、压力表读数增大不进浆，说明输浆管堵塞，应先用水冲洗管路， 同时严格泥浆过筛，保证浆液的合理指标。D应采用有保护装置的压力表，以防失灵。发现压力表失灵，应立 即更换。E、注浆管堵塞，应将其提起，用稀浆冲开。(9) 灌浆观测目的和要求A、为保证土坝坝体灌浆质量和坝体安全，检验灌浆效果，在灌浆期 间应进行观测。B、灌浆观测项目包括常规项目和特殊项目。常规项目有表面变形、 内部应力及渗流观测等。特殊项目有土坝坝体位移、灌浆压力、裂缝、冒 浆及泥浆固结观测等。C、在灌浆过程中，应有专门观测人员负责观测工作，全面控制灌浆质量，及时发现和解

21、决问题。D灌浆观测应充分利用已有的观测设备，必要时可增设永久的和临 时的观测设备。E、灌浆观测与灌浆控制应密切配合，协调一致。相关的项目和标点， 宜同时观测，以便于分析。观测资料应及时整理，随时掌握灌浆期间坝体 的情况。F、观测点的设置及观测方法等除本规范规定外，均可参照水工建 筑物观测工作手册（水利电力部水利管理司，水利电力出版社，1978 年） 规定进行。 坝体变形观测A、坝体变形观测分水平位移（横向、纵向）、竖向位移（沉陷）和坝 面变形观测，具体观测项目应根据不同需要进行。B横向水平位移观测。可沿坝轴线方向每隔 1020m设一组观测标 点，每组至少分别在坝顶上、下游坝肩处各设一个观测标点

22、，标点可用木 桩或混凝土桩。在灌浆期间，每天观测 12次，非灌浆期间，每5天观 测1次。C、在土坝的岸坡段灌浆时，有可能发生纵向水平位移，必要时也应 观测。D竖向位移观测。竖向位移桩应与水平位移桩结合，并同时进行观 测，以便进行资料分析。在灌浆前，至少应观测 2次。在灌浆期间，每天 观测12次，非灌浆期间每5天观测1次。E、坝面变形观测。为掌握灌浆对土坝断面的影响，可在河槽段和有 严重隐患的坝段。 渗流观测A、应在灌浆前后和灌浆期间进行渗流量的对比观测，以检查灌浆效果。B、当坝下游坡存在湿润区时，应在灌浆前后和灌浆期间注意观测其部位、面积及含水量，记录并绘图，用以判断灌浆效果。 灌浆压力和灌浆

23、量观测A、灌浆压力观测。在注浆管上端安装压力表，压力表精度0 .1kgf/cm S在灌浆过程中，应随时观测压力变化，并应注意记录瞬时最大压力， 对照坝体位移和裂缝张开宽度，合理控制灌浆压力。B、土坝灌浆量一般采用泥浆泵流量进行控制，重要工程的灌浆量观 测，可以使用流量计。每孔每次灌浆量及总灌浆量皆应准确记录，每次灌 浆量不得超过设计允许值，以便控制灌浆质量。 裂缝和冒浆观测A、裂缝观测内容包括：裂缝位置、宽度、长度、走向、深度、错距 和裂缝发生历时、开展速度等。正在灌浆的坝段每天观测12次。如裂 缝发展较快，应加强观测。非灌浆坝段每5天观测1次。要做好观测记录, 并绘制在平面图上。B、冒浆观测。在灌浆期间要有专人经常