桃源水電站壩基固結(jié)灌漿試驗報告PAGE1-中國水電三局蜀河施工局桃源水電站主安裝間壩段壩基固結(jié)灌漿試驗報告中國水利水電第三工程局有限公司桃源項目部二○一一年十一月六日桃源水電站主安裝間壩段壩基帷幕灌漿試驗報告一、灌漿試驗的目的和任務(wù)（1）論證采用帷幕灌漿方法進(jìn)行壩基處理在技術(shù)上的可行性、效果上的可靠性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。（2）了解壩基巖石的可灌性，主要分析灌漿各序孔及檢查孔的單位注入量和透水率的降低程度，為制定質(zhì)量檢查驗收標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。（3）推薦合理的施工程序、良好的施工工藝、合適的灌漿材料和最優(yōu)的漿液配合比。（4）提供孔距、排距、深度、灌漿壓力等參數(shù)，并提出灌漿機(jī)械設(shè)備建議等，作為進(jìn)行帷幕灌漿設(shè)計、編制施工技術(shù)要求等的依據(jù)。二、灌漿試驗段的地質(zhì)條件帷幕灌漿試驗段選在壩下0+211.5～壩下0+229.50下游導(dǎo)墻帷幕灌漿廊道內(nèi)，該段的地層巖性主要有志留系下統(tǒng)炭泥質(zhì)板巖、絹云母千枚巖、白云母石英片巖，局部穿插石英巖脈，裂隙較發(fā)育，具有代表性，混凝土底板平均為2.8～3.6m，底板高程為183.5m。三、孔位布置前期按單排孔布置，孔距2m共布置9孔，孔深為入巖至高程156.5m。W試-J檢查孔施工結(jié)束后，設(shè)計、監(jiān)理根據(jù)灌漿成果資料分析，現(xiàn)場決定增加副排孔，孔距2.5m共布置8孔?？咨顬槿霂r至高程160.0m?？孜徊贾迷斠姼綀D。四、帷幕灌漿試驗施工4.1施工次序帷幕灌漿試驗孔分2序施工，施工次序為：先導(dǎo)孔→Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→檢查孔。在鄰近的各一序孔相應(yīng)各段灌漿結(jié)束之前，不得進(jìn)行二序孔各段的鉆孔。同排上相鄰的兩個次序孔之間，在巖石中鉆孔灌漿的間隔高差不小于15m。先導(dǎo)孔結(jié)合Ⅰ序孔布設(shè)，具體先導(dǎo)孔孔位由監(jiān)理工程師現(xiàn)場指定。4.2施工工藝流程一般灌漿孔：穩(wěn)鉆機(jī)、調(diào)整傾角和方位→第一段鉆孔→沖洗→壓水試驗→灌漿→埋設(shè)孔口管（Φ89mm），待凝48h→第二段鉆孔→沖洗→壓水試驗→灌漿……終孔段鉆孔→檢查是否需加深鉆孔→單孔驗收→沖洗→壓水試驗→灌漿→壓力封孔。先導(dǎo)孔：穩(wěn)鉆機(jī)、調(diào)整傾角和方位→第一段鉆孔、取芯→沖洗→壓水試驗→灌漿→第二段鉆孔、取芯→沖洗→壓水試驗→灌漿……終孔段鉆孔、取芯→單孔驗收→沖洗→壓水試驗→灌漿……（加深鉆孔、取芯→沖洗→壓水試驗→灌漿）→壓力封孔。檢查孔：穩(wěn)鉆機(jī)、調(diào)整傾角和方位→第一段鉆孔、取芯→沖洗→壓水試驗→第二段鉆孔、取芯→沖洗→壓水試驗……終孔段鉆孔、取芯→終孔段灌漿……第一段灌漿→（加深鉆孔、取芯→沖洗→壓水試驗→灌漿）→壓力封孔?；A(chǔ)帷幕鉆至設(shè)計孔深后，如終孔段灌前透水率異常偏大，可報請現(xiàn)場監(jiān)理工程師，加深鉆孔，否則可灌漿封孔。4.3帷幕試驗孔各工序施工方法4.采用地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和金剛石鉆進(jìn)工藝鉆孔，清水做沖洗液。鉆孔孔徑：先導(dǎo)孔、檢查孔各段采用Φ75mm卡塞壓水、灌漿。一般帷幕灌漿孔孔口段Φ91mm埋筑孔口管，以下各段采用Φ59mm?？孜唬喊礈y量控制點和設(shè)計圖紙準(zhǔn)確定位，孔位允許偏差不大于10cm?？紫颍恒@孔必須保證孔向和傾角的準(zhǔn)確。灌漿孔段在鉆孔結(jié)束時進(jìn)行孔斜測量，終孔孔底偏差值不超過孔深的1.5％。孔深：按設(shè)計圖紙執(zhí)行?？咨钫`差均不大于20cm。對先導(dǎo)孔、檢查孔取芯進(jìn)行編錄描述，其它部位的鉆孔應(yīng)做詳細(xì)的記錄，包括鉆進(jìn)速度、卡鉆、落鉆等鉆孔中出現(xiàn)的異常情況。4.采用鉆孔沖洗和壓力水沖洗。每段鉆孔結(jié)束后，停止回轉(zhuǎn)，加大水量沖洗鉆孔，使孔底沉淀小于20cm；再提取巖芯后安裝灌漿裝置，進(jìn)行壓力水沖洗，沖洗壓力為灌漿壓力的80％并不大于1MPa，直至回水變清為止延續(xù)10min。如遇大的斷層或裂隙，沖洗要求及措施由工程師決定。4.先導(dǎo)孔、檢查孔壓水試驗采用單點法，其他灌漿孔段均采用簡易壓水。灌漿孔壓水試驗裝置采用孔口封閉器，檢查孔、先導(dǎo)孔壓水試驗采用栓塞分段壓水（壓力分級根據(jù)監(jiān)理工程師確定）。壓入流量穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：在穩(wěn)定的壓力下。每5min測讀一次壓入流量。連續(xù)四次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1L/min時。簡易壓水試驗每5min測讀一次壓入流量，延續(xù)20min即可結(jié)束，取最后一次讀數(shù)為計算流量值。壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%，若該值大于1MPa時，采用1MPa。4.（1）灌漿材料灌漿采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，細(xì)度要求為通過80μm方孔篩的篩余量不宜大于5%。水泥必須符合GB-175的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，受潮和結(jié)塊水泥不得使用。漿液用水符合拌制砼用水要求，水的溫度不得高于40℃。灌漿漿液采用純水泥漿，使用高速制漿機(jī)拌制，攪拌時間不少于30s，漿液使用前過篩，自制備至用完的時間小于4h。集中制漿站制備0.5：1的純水泥漿液，輸送漿液流速為1.4～2.0m/s。各灌漿點測定來漿密度后調(diào)制使用。（2）灌漿方法一般灌漿孔采用孔口封閉、自上而下孔內(nèi)循環(huán)分段灌漿方法。灌漿射漿管距孔底不大于50cm。先導(dǎo)孔采用栓塞自上而下分段壓水、灌漿。（3）灌漿段長和灌漿壓力灌漿段長：第一段2m，第二段3m，以下各段5m。灌漿壓力（指孔口回漿管壓力）應(yīng)遵循從上而下逐漸加大的原則，灌漿過程中注意壓力的控制，加強(qiáng)抬動變形觀測，當(dāng)抬動變形接近允許最大抬動值0.2mm時，應(yīng)適當(dāng)降壓灌漿。并派專人對襯砌砼加強(qiáng)巡視，防止砼產(chǎn)生變形。各段最大灌漿壓力及段長對應(yīng)如下表：第一段第二段第三段第四段第五段第六段段長（m）235555壓力（MPa）0.30.51.01.52.02.0（4）漿液比級的選擇與控制灌漿漿液為純水泥漿，濃度由稀到濃分六級變換：5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1。開灌比級根據(jù)各段灌前的簡易壓水成果配制，吸水量小時用稀漿，吸水量大時用濃漿。具體開灌水灰比按監(jiān)理工程師的指令執(zhí)行。漿液比級的變換按《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范DL/T5148-2001》中的6.5.（5）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)按照《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范DL/T5148-2001》中的6.6.1條執(zhí)行。即在灌漿段最大設(shè)計壓力下，注入率不大于1.0L/min后，繼續(xù)灌注時間（6）特殊情況的處理方法①地表冒漿：采取表面封堵、降低壓力、間歇灌注的方法。②串漿：封閉鉆進(jìn)孔，灌漿孔正常灌漿。③如遇吃漿量較大，或有涌水的現(xiàn)象，且不起壓，先采用純壓灌注，必要時摻加速凝劑。當(dāng)一次灌注水泥達(dá)3噸時，閉漿待凝，待凝時間不少于12h，然后掃孔復(fù)灌，直至正常結(jié)束。為減少掃孔工作量，允許待凝前進(jìn)行沖孔，沖洗范圍為距待灌段10m以上。（7）封孔和善后工作采用“全孔灌漿封孔法”，先用0.5:1濃水泥漿置換出孔內(nèi)全部稀漿，孔口封閉，全孔受壓，壓力按1.2MPa控制，穩(wěn)壓60min結(jié)束，待水泥干硬后，進(jìn)行2～3次濃漿回填，再用水灰比0.8:1砂漿封填孔口。4.4灌漿質(zhì)量檢查該試驗部位灌漿結(jié)束14d后，進(jìn)行壓水試驗檢查，壓水合格標(biāo)準(zhǔn)：透水率≤3Lu。接觸段及下一段的透水率合格率為100％；其余各段透水率的合格率不小于90％；不合格試段的透水率不大于設(shè)計規(guī)定值的150％，且不合格試段的分布不集中。試驗部位灌漿工作全部結(jié)束以后，孔口管均割平、清除現(xiàn)場內(nèi)所有廢棄物，使場地恢復(fù)施工前的原貌。4.5特殊情況處理1、W試-1孔在孔深4.0m處有涌水現(xiàn)象。測試涌水壓力0.05MPa，流量80L/min。本段透水率為299.09Lu，在灌漿過程中，壓力一直未達(dá)到設(shè)計壓力，而流量持續(xù)未有減小跡象，在注入灰量達(dá)到3325.3Kg時，停灌待凝。后進(jìn)行了兩次復(fù)灌，此段灌漿結(jié)束，本段共注入灰量5000.62Kg2、W試-5在孔深3.5m處有涌水現(xiàn)象。測試涌水壓力0.02MPa，流量10L/min。3、W試-7在孔深12.1m-13.1m處，在正常鉆壓下，鉆進(jìn)較快。4、W試-9孔在孔深5.2～7.8m處有涌水現(xiàn)象。測試涌水壓力0.02MPa，流量60L/min。本段透水率為191.21Lu，在灌漿過程中，壓力一直未達(dá)到設(shè)計壓力，而流量持續(xù)未有減小跡象，在注入灰量達(dá)到3267.0Kg時，停灌待凝。后進(jìn)行了一次復(fù)灌，此段灌漿結(jié)束，本段共注入灰量3722.6Kg。在孔深16.2m處有涌水現(xiàn)象，測試涌水流量12.7L/min。五、灌漿質(zhì)量檢查主排帷幕灌漿孔灌漿結(jié)束后，根據(jù)監(jiān)理工程師現(xiàn)場指定部位布置一個檢查孔，對灌漿質(zhì)量效果進(jìn)行了壓水試驗檢查。一序孔灌前透水率平均值為43.47Lu，二序孔灌前透水率平均值為24.03Lu，檢查孔透水率平均值為5.78Lu。二序孔比一序孔降低44.7％，檢查孔比二序孔降低了75.9％，但檢查孔透水率除第五段達(dá)到了設(shè)計防滲標(biāo)準(zhǔn)<3Lu，其余四段均大于3Lu。從單位注入量來看，一序孔平均單位注入量為630.56kg/m，二序孔平均單位注入量為317.9kg/m，降低了49.6％。說明灌漿效果是明顯，符合灌漿的隨灌漿次序的增加，注入率降低的規(guī)律。根據(jù)成果資料分析，設(shè)計、監(jiān)理現(xiàn)場確定增加副排孔，根據(jù)監(jiān)理工程師現(xiàn)場指定，在主副1#孔之間布置一個檢查孔，2007年10月12日檢查孔施工結(jié)束。一序孔灌前透水率平均值為38.73Lu，二序孔灌前透水率平均值為25.75Lu，檢查孔透水率平均值為1.94Lu。二序孔比一序孔降低33.5％，檢查孔比二序孔降低了92.5％，說明灌漿效果明顯，地基質(zhì)量各項指標(biāo)都有了較大的提高。從單位注入量來看，一序孔平均單位注入量為450.18kg/m，二序孔平均單位注入量為214.8kg/m，降低了50.3％。說明灌漿效果明顯，符合灌漿的隨灌漿次序的增加，注入率降低的規(guī)律。六、試驗成果分析和評價帷幕灌漿施工工藝及施工程序經(jīng)過幾十年的發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)很完善。從本次帷幕灌漿試驗來看，設(shè)計圖紙所示的灌漿孔布置雙排較為合理，根據(jù)各序孔平均單位注入量的變化情況分析，壓水試驗檢查達(dá)到了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)≤3Lu，孔、排距較為合理。建議分三個次序施工。各施工工序之間銜接緊密、有序。灌漿材料及漿液濃度選用合理。從檢查孔取芯及壓水情況來看，地基表層為較為強(qiáng)風(fēng)化帶巖層，巖體中裂隙較發(fā)育，透水性強(qiáng)。在4.0m～12m段多有涌水現(xiàn)象。透水率較大。在灌漿過程嚴(yán)格控制灌漿壓力，派專人負(fù)責(zé)抬動觀測，詳細(xì)記錄。盡可能提高灌漿質(zhì)量而不引起混凝土抬動，灌漿孔抬動值均在抬動允許值之內(nèi)。說明仍以混凝土抬動值不大于0.2mm來控制，則灌漿試驗施工用的壓力是合宜的。從鉆孔情況來看，在混凝土中采用金剛石鉆進(jìn)