帷幕灌浆试验报告

.z.纵向围堰帷幕灌浆生产性试验报告1工程概况纵向混凝土围堰根底帷幕灌浆围为18*～28*坝块，建基面高程167.50m，地基为沙溪庙组第2层砂质粘土岩，局部夹砂岩透镜体，建基面岩体呈弱风化，无贯穿性软弱夹层，无特定构造面控制。从目前钻孔压水试验情况看，堰基下岩体透水性较强，集中表现在25＃～28＃块，透水率高达q=103Lu。按设计文件要求，在18*～28*坝块帷幕灌浆孔顺水流方向成1排布置，深入基岩20m，共计57孔，拟选取先导孔zw-Ⅰ-4、zw-Ⅰ-8、zw-Ⅰ-12作为生产性试验孔，具体见附图"纵围帷幕灌浆及排水孔施工图〔3/6〕"。2施工布置见"帷幕灌浆及排水孔施工组织设计"3帷幕灌浆试验孔施工帷幕灌浆要求在相应坝基固结灌浆完成后进展，按照抬动孔、先导孔(试验孔)、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔顺序施工。灌浆过程中使用自动灌浆记录仪对灌浆压力、流量等施工参数进展自动监测记录。灌浆孔布置详见"纵围帷幕灌浆及排水孔施工图〔3/6〕"。3.1生产性试验施工工艺流程本次帷幕灌浆试验施工工艺流程图见图1：孔位放样孔位放样、定位待凝等强、扫孔做灌后压水试验第一段灌浆第一段钻孔、压水循环钻孔冲洗与压水试验钻孔最后段否是灌后压水试验灌浆是否大耗浆量0.5:1浆液机械封孔待凝或其它措施扫孔到达标准、完毕灌浆每段循环图1帷幕灌浆生产性试验施工流程图3.2钻孔1、钻孔顺序：本次试验孔钻孔顺序为：抬动观测孔→试验孔〔先导孔〕。2、钻具灌浆钻孔采用HGY-200、SGZ150回转钻机配金刚石钻头或硬质合金钻头造孔。3、按设计要求用经纬仪及皮尺、卷尺确定孔位。帷幕灌浆孔均为铅直孔，钻孔过程中严格控制孔斜，开口孔位偏差不大于5cm，无欠孔深。4、钻孔孔径及孔、排距：孔径采用Φ75mm、孔距为2.5～3.0m。5、孔深及分段：根据设计要求，灌浆采用孔口封闭灌浆法施工，钻孔时也进展分段钻进灌浆，第一段钻孔从廊道底板〔高程为169.0m〕至基岩面〔高程为165.0m〕以下2.0m处，孔深为6.0m，第二段钻进2.0m，第三段钻进3.0m，第四段钻进5.0m，第五段钻进5.0～6.9.0m,第六段钻进2.0～6、试验孔〔先导孔〕已钻取岩芯，岩芯获取率大于90％，并进展地质素描。3.3抬动观测孔施工为施工方便，拟选取三序灌浆孔中第17-Ⅲ-7、ZW-Ⅲ-10、ZW-Ⅲ-19号孔兼作为抬动观测孔，先进展钻孔施工，孔底深入基岩2.0m，孔径按灌浆孔设计要求选定。钻孔完后向孔下入φ1″铁管，然后向其与孔壁的间隙填入粉细砂，应填至距孔口，铁管高出砼面0.3m，将千分表固定混凝土面上，用一4.0cm厚角铁将铁管与千分表联接，在试验孔进展压水试验和灌浆时，观测了砼均无抬动变化。3.4钻孔冲洗与压水试验1、钻孔冲洗帷幕灌浆试验孔均进展冲洗，采用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进展冲洗，然后进展裂隙冲洗。(1)冲洗压力：冲洗水压采用80%的灌浆压力，压力超过1MPa，则采用1MPa。(2)裂隙冲洗至回水澄清后10min完毕，且总的时间为30min，孔残存的沉积物厚度无超过20cm。2、压水试验(1)试验孔〔先导孔〕采用自上而下分段钻孔采用单点法进展压水试验，在裂隙冲洗之后进展。当灌浆压力大于或等于1MPa时，压水试验压力取1MPa；当灌浆压力小于1MPa大于等于0.3MPa时，压水试验压力取0.3MPa。压水试验压入流量标准：在稳定的压力下，每3～5min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1L/min时，即可完毕，取最终值作为计算值。压水试验成果按下式计算：透水率〔Lu〕压入流量〔L/min〕作用于试验段的水压力〔MPa〕试验段长度〔m〕3.5制浆1、制浆材料称量制浆时按照规定的浆液配比计量，称量误差应小于5%，水泥等固体材料采用重量称量法。2、浆液搅拌纵向围堰帷幕灌浆施工使用高速搅拌机拌各制比级浆液，高速搅拌机搅拌转速为1200r/min〔r为转动一周〕，搅拌时间不少于30S，搅拌均匀后，测定浆液密度和粘滞度等参数，并作好记录。水泥浆液在使用前应过筛，从开场制备至用完的时间均小于4h，浆液温度均保持在5～40℃。1、灌浆材料水泥：灌浆材料采用“〞牌普通硅酸盐水泥，水泥强度等级为42.5Mpa，已对每到一批的水泥进展了抽样检查，其细度、化学成份及其物理力学性质均符合国家规定。水：灌浆用水符合"混凝土拌和用水标准"〔JGJ63-89〕的要求，拌和用水温度无高于40℃。水中固体颗粒含量或其他杂质大于规要求时，已采取沉淀措施或其他处理措施加以净化，到达规要求的标准。2、灌浆灌浆采用孔口封闭灌浆法施工，射浆管距孔底不大于0.5m。灌浆第一段〔基岩以下2.0m〕单独先行灌浆并待凝72h，其它各灌浆段一般不待凝。特殊情况如遇大耗浆量等情况，灌浆无法完毕时，则要待凝、闭浆，其待凝时间一般为8h。3、灌浆压力根底帷幕灌浆压力如下表1：表1建基面以下深度与灌浆压力表段次建基面以下深度〔m〕灌浆压力〔Mpa〕10～20.522～40.734～71.047～121.4以下各段>122.0灌浆应尽快到达规定压力，但当注入率较大时则采取分级升压。5、浆液水灰比和灌浆变换标准灌浆浆液均遵循逐级变浓的原则，水灰比较采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1〔重量比〕等七个比级。初灌水灰比为5:1。各种水灰比浆液加水加灰量见下表2：表2各种水灰比浆液加水加灰量比级比重150L浆液100L浆液50L浆液加水量〔L〕加水泥量〔kg〕加水量〔L〕加水泥量〔kg〕加水量〔L〕加水泥量〔kg〕5:11.128141.028.294.018.8479.43:11.203135.345.190.230.145.115.02:11.292129.264.686.143.143.121.51:11.512113.4113.475.675.637.837.80.8:11.603106.9133.671.389.135.644.50.6:11.7499.05158.066.05100.8533.052.650.5:11.82491.2182.460.8121.630.460.8备注：外加剂的用量为水泥重量的3～10％。6、浆液变化原则〔1〕当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。〔2〕浆液水灰比的变换原则，均逐级变换，当*级浆液注入量已达300L以上或灌浆时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不明显时，则改浓一级水灰比。〔3〕遇到大耗浆的孔段，当注入率大于30L/min时，而灌浆压力又低于设计压力，水灰比大于1:1时，则根据具体情况越级变浓。7、特别情况处理〔1〕冒浆、串浆孔段处理在灌浆过程中，注意观察灌浆孔周围是否有冒浆、串浆现象。有冒浆现象时，对冒浆部位进展封堵或嵌缝，并降低灌浆压力，如降压无效，再将浆液逐渐变浓；如再无效，可视冒浆量与注入率而定。当冒浆量接近注入量时，再灌30min即可完毕待凝，如冒浆量小于注入量的2/3时，则继续灌注至完毕，并采取外表封堵措施。发现相邻孔串浆时，把孔深较浅的孔堵住，灌注较深的孔，待其完毕后，再对被串孔进展扫孔灌浆。〔2〕孔口涌水处理孔口有涌水的灌浆孔，在灌浆前应测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况可选用以下措施进展综合处理：①提高灌浆压力；②进展纯压式灌浆；③灌注浓浆；④闭浆。〔3〕灌浆段注入量大，灌浆难于完毕时，采用以下措施处理：①低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；②浆液中掺加速凝剂。经过以上处理后，仍应对该段进展扫孔，并重新灌浆，直至完毕。8、灌浆完毕标准和封孔帷幕灌浆各灌浆段的完毕条件为：在规定压力下，当注入率不大于0.4L／min时，继续灌注60min。灌浆完毕后，泵入水灰比为0.5:1的浓浆置换尽孔稀浆，用“全孔灌浆封孔法〞封孔。4灌浆试验成果纵向围堰18＃～28＃块帷幕灌浆生产性试验，于2007年4月22日完成，本次试验共完成3个共15个段次的帷幕灌浆孔，灌浆试验孔各段注灰率及灌浆前后压水试验透水率见下表3、表4。表3试验孔〔先导孔〕注灰率统计表单位：Kg/m孔号第一段0～2m第二段2～4m第三段4～7m第四段7～12第五段12～19m平均ZW-Ⅰ-42269.58329.46472.37516.26189.54755.44ZW-Ⅰ-8387.72451.59337.7167.5476.3264.2ZW-Ⅰ-124754.1760.65582.17180.1517.72662.8表4试验孔〔先导孔〕灌前灌后压水试验透水率对照表单位：Lu孔号第一段第二段第三段第四段第五段平均灌前灌后灌前灌后灌前灌后灌前灌后灌前灌后灌前灌后ZW-Ⅰ-489.234353.5543.622.5112.711.097.611.883.7537.6522.13ZW-Ⅰ-859.339.9545.3835.910.17.114.58／5.520.0824.9720.76ZW-Ⅰ-1237.131.410.040.1614.612.086.530.22.220.6814.100.9044.1试验成果分析1、地质描述从"试验孔〔先导孔〕岩芯柱状图"可以看出，纵围18＃～28＃块存在一下地质缺陷：〔1〕砼和基岩结合不严密；〔2〕建基面下岩体均呈平行层理发育；建基面下0～11.7m岩体存在局部破碎带、其中2.7～6.3m砂岩可见两条陡倾角裂隙发育，该裂隙被水泥结石充填，厚度0.5～1.0mm；建基面下0.5m、7m、13m处，可见软弱夹泥层，厚度约10cm。2、单位注入量分析〔1〕因第一段都有承压水涌出，说明0～2m局部破碎和存在软弱夹层，以及2.7～6.3m处陡倾角裂隙发育，且砼与基岩接触不严密，造成注入率大，最高达4757.14kg/m。〔2〕由于2.7～6.3m处陡倾角裂隙被第一段的水泥浆充填，使试验孔ZW-Ⅰ-12的第二段的注入率急剧下降，仅60.65kg/m。〔3〕因建基面下0～11.7m岩体存在局部破碎带，所以试验孔的二～四段注入率偏大，最高达582.17kg/m。3、透水率分析根据表4可列出灌前和灌后透水率的平均比值，见下表5：表5灌前和灌后平均透水率的比值孔号灌前平均透水率灌后平均透水率灌前与灌后之比灌前灌后ZW-Ⅰ-43