1、某水库帷幕灌浆试验浅析摘要：介绍了水库坝基帷幕灌浆试验施工工艺，为工程帷幕灌浆提供 设计依据，供类似工程参考。 关键词：帷幕灌浆孔口封闭质量检查 中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号： 1、工程概况 某水库位于新疆哈密伊吾县境内，在伊吾河中游的峡沟河段，属拦河水库，地理坐标东经 944846，北纬 431817，位于县城东北 14km 处，坝址以上流域面积 808.7km2，坝址断面多年平均年径流量6588 万 m3。水库总库容 964.51 万 m3。该水库是伊吾河控制性骨干调蓄工程，是一座具有农业灌溉、生态保护、工业供水、防洪等多目标综合利用的水利枢纽。水库建成后，控制灌溉面
2、积 5.38 万亩，为下游工业年供水 1589 万 m3。 2、试验目的 通过生产性灌浆试验对采取的灌浆方法、孔距、灌浆压力等，是否满足设计防渗标准进行复核。 3、施工依据 施工主要依据：水利水电工程钻孔压水试验规程 （SL25-92） 、水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 （SL6294） 、新疆伊吾县某水库工程技施图纸等相关基础处理施工技术要求和规程规范。 4、试验区域、孔位布置及说明 现场拟定帷幕灌浆 1 单元作为帷幕灌浆试验区，进行灌浆试验。桩号坝 0+25m0+43m 范围内。孔距 2m，单排帷幕，孔深依据该单元先导孔灌浆深度，确定设计标准透水率 5Lu 灌浆底线。 5、试验过程 5.1
3、. 施工准备 1）施工用电：利用施工现场发电机组和变压器引出一条专线电缆直接引到试验区，安装总配电盘，通过二次配电盘，再用分线电缆引到灌浆工作面。 2）施工用水及排水: 施工制浆配浆用水来自坝前排水沟，生产供水系统专管（75）专线引出，水质符合灌浆用水标准，水流量充足，水压满足钻孔要求；施工排水通过排污水泵直接排出。 3）制浆系统: 制浆系统布置于试验段下游侧开挖平台处，布置 1 台ZJ-400 型高速搅拌机，两台 160/10 灌浆泵，两路 25mm 输浆管道。制浆站配制好所需灌浆浆液，机组人员量测比重，经常冲洗送浆管路，防止残存浆液凝固堵塞送浆管而影响正常施工。 4）灌浆材料：灌浆水泥采用
4、满足 GB175 标准的天山 42.5R 硅酸盐水泥，水泥细度满足通过 80m 方孔筛的筛余量不大于 2%，比表面积大于3500cm2/g。试验室对每一批水泥的细度、粒径等物理性能指标进行检测，并且负责提供水泥复检报告，检验合格后用于灌浆。 5）污物清理：施工场内的残碴、钻孔后所产生的尘碴均用手推车集中装箱后清出场外，表面有污染工作面的液体物质及时用清水冲洗，污水排出。 5.2.工艺控制和施工要求 1）一般规定： 帷幕灌浆试验区槽孔混凝土应达到设计龄期强度的 50%以上，混凝土盖重厚度应满足设计的要求。帷幕灌浆按分序加密的原则进行。帷幕灌浆试验单排孔，分三序进行。 2）浆液的拌制与使用： 灌浆
5、用水符合拌制混凝土用水的要求，拌制浆液时水温不超过 30。进入搅拌机的水泥最高温度不超过 40。使用高速搅拌机拌合。浆液在使用进行过筛。制备后未在初凝时间的 30 min 前施灌的浆液或温度超过40的浆液予以废弃，没有用于灌浆作业。 3）设备及机具 、帷幕灌浆孔钻孔采用回转式钻机，金钢石钻头清水循环钻进。 、钻孔冲洗、压水试验所用的水泵均满足供水要求，压力稳定、出水均匀、工作可靠。 、制浆采用高速搅拌机，转速大于 1200r/min； 、灌浆泵性能满足灌浆要求，采用多缸柱塞灌浆泵，其工作压力最大 10Mpa，大于最大灌浆压力的 1.5 倍，压力波动范围小于灌浆压力的20%，排浆量均大于 30L
6、/min，工作性能稳定。 、配置了抗震压力表，所用压力表满足灌浆压力最大标值的1/43/4 之间，压力表合格。配置了适用的流量计。 、栓塞具有良好的耐压性能，封闭器具有良好的可操作性和适用性。 、灌浆管路浆液流动畅通无阻，能承受 1.5 倍的灌浆压力，调节阀适宜。 4） 施工方法及技术要求 钻孔 （1）帷幕灌浆孔采用 56mm 孔径。检查孔采用 91mm 孔径，金钢石钻头取芯钻进，并对钻孔岩芯进行详细描述记录，编制钻孔柱状图。孔位与设计孔位偏差未大于 10cm，孔底偏差按表一执行。 钻孔偏差 表一 （2）钻孔分段进行，其分段段长按表二 各段段长 表二 （4）段长误差未大于 20cm。 5）钻孔
7、冲洗、裂隙冲洗和压水试验 钻孔完毕应用导管伸入距孔底 50cm 处，通入大流量水流，从孔底向孔外进行冲洗，钻孔冲洗直至回清水后 10min 结束，孔内沉积厚度未超过 20cm。灌浆前采用压力水进行裂隙冲洗，裂隙冲洗压力为灌浆压力的 80%，压力超过 1Mpa 时，采用 1Mpa。裂隙冲洗回清水 10min 后结束，裂隙冲洗与压水试验结合总时间不少于 30min。一序孔进行单点法压水，其余孔均做简易压水，压水试验压力值为该段灌浆压力值的 80%。压水试验压力值大于 1Mpa 时，采用 1Mpa。压水时间 20min，每 5min 测读一次压入流量。透水率按规范水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 （S
8、L62-94）附录 A 计算。 当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足 24 小时，未进行裂隙冲洗。 灌浆段裂隙冲洗后，应立即连续进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过 24 小时者，灌浆前重新进行裂隙冲洗。 6）灌浆方法和灌浆方式 钻孔和灌浆均在防渗墙盖重混凝土上进行，混凝土强度均达到设计强度的 50%以上后进行。 灌浆严格按分序加密的原则进行，分三序进行。 灌浆方法：灌浆采用“孔口封闭法” ，自上而下灌浆、小口径钻进、孔口封闭、不待凝、孔内循环高压灌浆，射浆管距孔底小于或等于50cm。 混凝土和基岩的接触段先行单独灌浆，接触段在岩石中的长度为2m，其接触段孔径为 91mm，在接触段灌浆结束后
9、埋入一根 76mm 的钢管，钢管高出孔口 10cm，并有丝扣，置入钢管后各孔内注入 0.5:1 的水泥浓浆，待孔口管及内外返出同一浓度的浆液后，扶正导管，待凝后进行下一段次的灌浆作业。 7）浆液水灰比 灌浆浆液水灰比采用 5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1七个级别(重量比)，开灌水灰比采用 5:1，封孔水灰比采用 0.5:1。 8）浆液变换 灌浆浆液由稀到浓逐级变换。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，未改变水灰比；当某一比级浆液注入量己达 300L 以上或灌注时间己达 1h，而灌浆压力和注入率均无明显改变时，换浓一级水
10、灰比浆液灌注；灌浆过程中未发生意外情况；灌浆过程中测记浆液比重。 9）灌浆压力 帷幕灌浆试验压力按表三执行。 帷幕灌浆各段次压力控制表 表三 5.3 灌浆结束标准和封孔方法 在设计规定压力下，不大于 1.0L/min 时，继续灌注 90min，灌浆即可结束。总灌浆时间不少于 120min。 最后一段灌浆结束后，利用全孔射浆管，直接压入 0.5:1 的浓浆，置换孔内稀浆进行封孔。 6、灌浆试验质量检查 帷幕灌浆质量检查应以检查孔压水试验成果为主，结合灌浆资料、钻孔取芯及压水试验进行质量综合评定。帷幕灌浆结束 14 天后进行检查孔压水试验，试验区设 1 个压水试验检查孔。 帷幕灌浆压水试验检查的合
11、格标准：帷幕灌浆检查孔岩芯采取率应大于 85%，并进行地质描述。压水检查孔透水率 q5Lu。所有检查孔在混凝土与基岩接触段及其下一段的压水试验透水率合格为 100%；其余孔段压水合格率应在 90%以上，不合格段的透水率指标不超过规定值的 100%，且不集中，灌浆质量可认为合格。 7、灌浆成果分析及检查 该试验区共布置 1 排孔，总孔数 10 个，灌浆进尺 405m，总注入水泥23931.7kg，最大单注 289.371kg/m，最小单注 8.929kg/m，平均单注71.243kg/m，灌前透水率最大 35.138Lu，平均 10.635Lu，其中透水率q5Lu 占 17%，透水率 5q10L
12、u 占 36%，透水率 10q30Lu 占46%，q30Lu 占 1%；单位注灰量小于 10kg/m 占 1%，单位注入量1050kg/m 占 56%，单位注入量 50100kg/m 占 24%，单位注入量100kg/m 占 19%。根据试验成果分析，说明试验区基岩石构造比较完整，但在不同深度也存在较多陡倾角构造裂隙，个别吸浆量较大。 从检查孔分析：采用“孔口封闭法”灌浆的帷幕灌浆孔，孔距 2m，灌后透水率满足设计要求。 从灌前压水透水率分析：序孔平均透水率为 12.916 Lu，序孔平均透水率为 12.102 Lu，序孔平均透水率为 6.889 Lu，说明帷幕灌浆随着灌浆的延续，而灌前透水率
13、在随之减小，起到了明显的效果。表明岩层具有一定的渗透通道，具有可灌性和易灌性。 从单位注入率和耗灰量分析：序孔平均单耗为 83.226Kg/m，序孔平均单耗为 104.767Kg/m，序孔平均单耗为 25.735Kg/m；单耗从序孔、序孔到序孔变化较大,说明灌浆效果明显，达到了灌浆目的。 从岩芯的地质情况分析：岩石破碎，裂隙发肩，多分布在基础表面10 米以下，个别地段存在较大陡倾角裂隙结构。从施工过程分析认为，岩层结构比较复杂，通过岩芯分析，岩石结构不完整，但存在渗透通道,裂隙宽度较小，具有可灌性和易灌性。 从灌浆压力分析:拟定灌浆压力满足设计要求，在规定压力下施工中，通过实际记录仪采集显示，
14、在有盖重的条件时拟定灌浆压力灌浆，灌浆压力均未出现异常，説明所产生的抬动值是零，灌浆没有抬动。 8、结论与建议 根据目前所做的帷幕灌浆生产性试验工作，可以得出以下初步结论和建议： （1） 、使用的钻孔设备和灌浆机具以及自动记录仪有较好的适宜性。“孔口封闭法”灌浆具有可操作性和适宜性。 （2） 、自动记录仪采集灌浆压力结果反映，压水、灌浆时压力均未出现异常，槽孔混凝土防渗墙均未发现抬动现象，说明在拟定最大灌浆压力下没有造成抬动。 （3） 、造孔、裂隙冲洗、压水试验和灌浆等工艺配套合理，均能满足施工要求。 （4） 、采用“孔口封闭法”灌浆效果明显，主要表现在“孔口封闭法”灌浆时，如果上一段的灌浆压
15、力有不足时，可以通过下一段的高灌浆压力所补充，对灌浆质量有很好的保证。 （5） 、由于基础岩石地质结构复杂，陡倾角岩层结构较多，根据 1单元先导孔反映：墙下 40m 灌前透水率即可达到设计 5Lu 底线，而 W1-1-孔第 9 段灌前压水试验透水率大于 5 Lu，对其进行加深一段后满足设计的防渗要求，为了确保工程的防渗要求得到保证，特建议将帷幕灌浆孔若最后一段灌前压水达不到设计要求时，灌浆孔深进行加深。 （6） 、灌前简易压水的主要作用是：了解灌前岩石透水率和进行裂隙冲洗。因此，建议后续灌浆施工在序孔段内进行压水试验，以了解岩石灌前的透水率，其余孔段均只进行最后一段的压水试验，以确定该孔段是否需要加深，并裂隙冲洗可结合简易压水进行共计 30min，稳定压水试验采用单点法压水。 （7） 、生产性试验区灌后压水试验结果表明，灌浆质量合格，达到设计的要求。
