固結(jié)灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)

1、洞松水電站引水隧洞C標(biāo)生產(chǎn)性固結(jié)灌漿試驗(yàn)大綱一、概述引水隧洞C標(biāo)圍巖以IV1類、IV2類、V類為主，巖石主要為炭質(zhì)板巖，圍巖以軟質(zhì)巖為主。隧洞垂直埋深300m350m。巖石層走向與洞軸線夾角大于80，幾乎與洞軸線平行。引水隧洞開挖為馬蹄型,混凝土襯砌后過流斷面為6.28m的圓型。為確保固結(jié)灌漿耐久性能滿足隧洞內(nèi)水高水頭長期運(yùn)行的要求，必須在正式進(jìn)行固結(jié)灌漿施工前，先進(jìn)行固結(jié)灌漿試驗(yàn)。對設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)的合理性進(jìn)行驗(yàn)證，摸索在本地層固結(jié)灌漿的合理施工參數(shù)。固結(jié)灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)將選擇洞室圍巖具有代表性的洞段實(shí)施，6#洞下游混凝土全部襯砌完，現(xiàn)已進(jìn)入灌漿施工，固結(jié)灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)段將擇在6#洞下游一區(qū)S14

2、+831S14+855（V類圍巖，洞長24m）及二區(qū)S14+783S14+807（IV2類圍巖，洞長24m）施作。二、固結(jié)灌漿試驗(yàn)的任務(wù)2.1 驗(yàn)證固結(jié)灌漿設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如孔排距和布置方式的合理性、以及研究利用固結(jié)灌漿起到提高巖體的整體性和抗變形能力。2.2 確定安全經(jīng)濟(jì)的施工程序、方法和灌漿材料及其配合比，提出固結(jié)灌漿的經(jīng)濟(jì)、合理的施工參數(shù)和施工工藝。2.3 研究提升固結(jié)灌漿II序孔灌漿壓力的可能性。在采取防止地層抬動(dòng)措施的條件下，能否使固結(jié)灌漿II序孔的最大灌漿壓力達(dá)到1.4MPa，隧洞1.02.0倍內(nèi)水水頭壓力（即1.4MPa）。提出提升灌漿壓力的措施。經(jīng)過疲勞性和破壞性壓水試驗(yàn)，期望能滿

3、足防滲、抗變形耐久性的要求。三、固結(jié)灌漿試驗(yàn)選址根據(jù)本工程工期及地層結(jié)構(gòu)，根據(jù)混凝土目前澆筑情況及監(jiān)理工程師指示，選擇變形段較為有特征2的洞段，建議試驗(yàn)地址擬在S14+783S14+807（IV2類圍巖）及S14+831S14+855（V類圍巖）進(jìn)行固結(jié)灌漿試驗(yàn)，在固結(jié)灌漿試驗(yàn)前先進(jìn)行該段回填灌漿。這樣，所得到的灌漿成果資料，更符合實(shí)際地質(zhì)條件，更具有代表性。灌漿試驗(yàn)完畢后，試驗(yàn)區(qū)即可作為固結(jié)灌漿的一部分，從而可以節(jié)省灌漿工程量，亦不影響工期。具體部位經(jīng)過監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。四、固結(jié)灌漿試驗(yàn)孔布置固結(jié)灌漿試驗(yàn)孔布置擬采用：孔排（環(huán)）距3.0m，每排布8孔，并排分布；具體布置詳見固結(jié)灌漿試驗(yàn)孔布置圖

4、，應(yīng)經(jīng)過監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。五、固結(jié)灌漿試驗(yàn)工程量固結(jié)灌漿試驗(yàn)工程量分為2個(gè)區(qū)：一區(qū)為8排，每排8個(gè)孔，共64個(gè)孔，樁號S14+831.00S14+855.00孔深8.0m，計(jì)512.0 m，抬動(dòng)孔1個(gè)，孔深7m；二區(qū)為8排，每排8個(gè)孔，共64個(gè)孔，樁號S14+783.00S14+807.00，孔深7.0m，計(jì)448.0 m，合計(jì)總工程量960.0m。抬動(dòng)孔1個(gè)，孔深6.0m。六、 固結(jié)灌漿試驗(yàn)工期根據(jù)本次灌漿試驗(yàn)的試驗(yàn)內(nèi)容和工程量，試驗(yàn)工期需20天。試驗(yàn)結(jié)束后，按監(jiān)理工程師的指示，提交試驗(yàn)成果分析報(bào)告。七、 固結(jié)灌漿試驗(yàn)內(nèi)容為了獲取更多的信息，灌漿試驗(yàn)孔布置方式、孔深、灌漿分段、灌漿壓力及壓力提

5、升措施、漿液材料及配合比、注入率等試驗(yàn)參數(shù)，均按監(jiān)理工程師指示選定。八、 灌漿試驗(yàn)施工8.1 施工布置8.1.1風(fēng)、水、電系統(tǒng)（1）灌漿試驗(yàn)施工用風(fēng)采用空壓機(jī)供風(fēng)，風(fēng)壓大于0.6MPa。（2）施工用水，采用遂洞外儲(chǔ)水池供水，供水能力滿足施工要求。（3）施工用電采用系統(tǒng)供電。灌漿試驗(yàn)施工動(dòng)力線鋪設(shè)至試驗(yàn)區(qū)，安裝一個(gè)600A空氣開關(guān)，供電總負(fù)荷200kw。8.1.2制、供、灌漿系統(tǒng)（1）在灌漿試驗(yàn)區(qū)搭設(shè)一個(gè)簡易制、供漿系統(tǒng)，系統(tǒng)占地面積為40m2。配置ZJ-400型高速制漿機(jī)、1m3儲(chǔ)漿桶、通過SNS-130/20型灌漿泵中轉(zhuǎn)送漿至試驗(yàn)區(qū)。（2）根據(jù)灌漿試驗(yàn)工程量情況，在試驗(yàn)區(qū)布置兩套灌漿系統(tǒng)，各

6、配置2臺(tái)SNS-130/20型高壓灌漿泵，灌漿泵的最大工作壓力10MPa，且有足夠排量和穩(wěn)定的工作性能，其壓力擺動(dòng)范圍不大于灌漿壓力的20%；一個(gè)TTB-400型立式雙層攪拌桶；灌漿記錄儀選用水利部長江科學(xué)院生產(chǎn)的GJY-型記錄儀,儀器出廠前已通過計(jì)量檢定中心嚴(yán)格檢驗(yàn)，進(jìn)場前向監(jiān)理工程師提供檢定合格證書等；灌漿塞選用具有良好的膨脹性和耐壓性能，并易于安裝、拆卸；灌漿管路選用可承受6.0MPa最大灌漿壓力的高壓（鋼編）管。8.1.3通訊聯(lián)絡(luò)現(xiàn)場通訊采用對講機(jī)、電信手機(jī)，制漿站與灌漿中轉(zhuǎn)站之間采用信號燈、電信手機(jī)進(jìn)行聯(lián)系。8.2施工程序（1）灌漿試驗(yàn)施工程序抬動(dòng)觀測孔鉆孔、觀測裝置安裝固結(jié)孔分序施

7、工檢查孔壓水檢查資料整理、分析、提交報(bào)告（2）灌漿試驗(yàn)施工程序灌漿試驗(yàn)施工必須遵循逐漸分序加密的原則進(jìn)行，按固結(jié)序孔、序孔、檢查孔的順序進(jìn)行。（3）一個(gè)鉆灌孔的作業(yè)程序固結(jié)灌漿試驗(yàn)：孔位測量放樣鉆機(jī)定位、校正鉆孔（一段終孔）孔內(nèi)沖洗驗(yàn)收卡塞阻塞風(fēng)、水聯(lián)合沖洗壓水試驗(yàn)（選取總孔數(shù)的5%）灌漿提取孔內(nèi)裝置下一段工序置換式全孔灌漿封孔孔口補(bǔ)封 8.3 施工方法8.3.1固結(jié)灌漿試驗(yàn)孔（1）孔位放樣灌漿試驗(yàn)孔位，采用測量控制點(diǎn)用鋼尺放樣，嚴(yán)格按照孔位布置圖布置孔位，孔位偏差不大于10cm，并作好明確標(biāo)識；各區(qū)段內(nèi)鉆孔應(yīng)統(tǒng)一進(jìn)行編號。固結(jié)灌漿孔的編號原則依次順延，編號規(guī)律：GSX-A-B-C。其中G為固

8、結(jié)灌漿；S為試驗(yàn)區(qū)代號；X為區(qū)域段號；A為排（環(huán)）號；B為次序；C為灌漿孔號。說明：如GS1-1-3表示固結(jié)灌漿試驗(yàn)1區(qū)中第1環(huán)序孔第3號孔。（2）鉆機(jī)就位鉆機(jī)按照試驗(yàn)孔分序就位，就位后采用角度尺校正鉆機(jī)的水平度和主軸的垂直度。（3）鉆孔 固結(jié)灌漿鉆孔設(shè)備采用YT-28型汽腿鉆機(jī)，孔徑50mm。實(shí)際孔深應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。 抬動(dòng)觀測孔和質(zhì)量檢查孔采用YT-28型汽腿鉆機(jī)。 抬動(dòng)觀測孔鉆孔深度6.0m及7m，以便準(zhǔn)確測得變形抬動(dòng)值，防止灌漿串漏對觀測裝置的影響。采用千分表在試驗(yàn)孔沖洗、壓水、灌漿過程中進(jìn)行抬動(dòng)變形觀測。抬動(dòng)變形范圍控制值：壓水150m，灌漿300m。觀測裝置安裝詳見見下圖。 （4）鉆

9、孔沖洗及裂隙沖洗鉆孔結(jié)束后，采用風(fēng)、水輪換進(jìn)行沖洗，沖洗壓力：風(fēng)壓采用10%20%灌漿壓力，并不大于0.5MPa；水壓采用80%灌漿壓力，但不超過1.0MPa。沖洗至回清水后延續(xù)10min結(jié)束。裂隙沖洗方法：采用高低壓脈沖沖洗的方法，壓力為灌漿壓力的80%，但不超過1.0MPa。沖洗時(shí)間可至回水清潔時(shí)結(jié)束或不小于20min。串通孔按群孔阻塞，并聯(lián)沖洗的方式進(jìn)行。（5）壓水試驗(yàn) 灌前的壓水試驗(yàn)按簡易壓水方式進(jìn)行，壓水壓力為灌漿壓力的80%，但不超過1.0MPa，壓水20min，每5min測讀一次壓入流量，取最終值作為計(jì)算巖體透水率q值的計(jì)算值。 質(zhì)量檢查孔使用單點(diǎn)法進(jìn)行穩(wěn)定壓水試驗(yàn)。 吸水量的穩(wěn)

10、定標(biāo)準(zhǔn)：在設(shè)計(jì)壓力下，每5min測讀一次壓入流量，當(dāng)試驗(yàn)成果符合下列標(biāo)準(zhǔn)之一時(shí)，試驗(yàn)工作即可結(jié)束，以最終流量讀數(shù)作為計(jì)算流量。、連續(xù)四次讀數(shù)，其最大值與最小值之差小于最終值的10%。、其最大值與最小值之差小于1L/min。壓水過程使用GJY-型灌漿自動(dòng)記錄儀記錄。（6）灌漿 灌漿方法：基巖段長小于6.0m的全孔一次灌注，大于6.0m者由淺而深（自上而下）分段灌注,第一段宜為2.03.0m，其余孔段不得大于6.0m，應(yīng)始終將灌漿塞卡在襯砌段層上或附近，以使接觸帶在不斷提高壓力的多次重復(fù)下，得到完全的灌注。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好的地段，按現(xiàn)場監(jiān)理的指示，也可全孔一次灌漿。原則上采用單孔灌注，對串通孔或吸漿

11、量較小地段同一排上的灌漿孔也可采用并聯(lián)群孔灌注，且并聯(lián)孔數(shù)一般不宜多于3個(gè)。 灌漿方式：各孔第一段采用孔口封閉，孔內(nèi)循環(huán)的灌漿方式，射漿管口距孔底距離不大于50cm；以一各段采用純壓力式灌漿。 阻塞：阻塞在孔口砼面的位置。 灌漿材料：水泥：灌漿試驗(yàn)采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥。灌漿用水泥的品質(zhì)必須符合硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥（GB175-1999）之規(guī)定。水：灌漿用水應(yīng)符合拌制水工混凝土用水的要求。摻和料及外加劑：灌漿試驗(yàn)需要在漿液中加入摻和料及外加劑時(shí)，加入的種類及數(shù)量，應(yīng)通過室內(nèi)漿材試驗(yàn)和現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)確定。制漿材料必須計(jì)量，計(jì)量誤差應(yīng)小于5%，水泥等固相材料采用重量稱量法計(jì)量。純水泥

12、漿液的攪拌時(shí)間，使用高速攪拌機(jī)時(shí)大于30s。漿液在使用前過篩，漿液自制備至用完的時(shí)間不大于4h，否則做廢漿處理。灌漿壓力本工程砼厚度較小，灌漿基本上屬于無蓋重灌漿，限制了高壓灌漿的采用。根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，在抬動(dòng)變形值控制范圍內(nèi)，暫定第一段灌漿壓力為0.50.6Mpa；第二段灌漿壓力為1.21.4Mpa。見附表：孔序第一段壓力第二段壓力序0.5Mpa1.2Mpa序0.6Mpa1.4Mpa第一段以下灌漿段的灌漿壓力按下式計(jì)算：P=P0+h式中：P灌漿段的灌漿壓力（MPa）； P0第一段的灌漿壓力（MPa）； h阻塞器栓塞以上的巖石厚度（m）；系數(shù)，根據(jù)巖石破碎情況具體確定，一般部位可取0.0

13、5，斷裂構(gòu)造發(fā)育帶，破碎帶、強(qiáng)透水帶等部位取0.025。漿液水灰比及變漿標(biāo)準(zhǔn)、漿液水灰比 固結(jié)灌漿漿液水灰比初擬采用2:1、1:1、0.8:1、0.6:1（或0.5:1）四個(gè)比級進(jìn)行，開灌水灰比為2:1。注漿量大的部位灌注水泥砂漿，水泥砂漿配比（質(zhì)量比）水:灰:砂為0.8:1:1。具體配比根據(jù)現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)及設(shè)計(jì)、監(jiān)理指示確定。、變漿標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比。當(dāng)某一比級漿液的注入量已達(dá)300L以上或灌注時(shí)間已達(dá)1h，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時(shí)，改濃一級漿液灌注。當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，根據(jù)具體情況越級變濃。灌漿過

14、程使用GJY-型灌漿自動(dòng)記錄儀記錄。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)規(guī)定的壓力下，當(dāng)吸漿量不大于1.0L/min后，群孔注入率不大于0.8L/min時(shí)，繼續(xù)灌注30min，即可結(jié)束灌漿工作。封孔灌漿結(jié)束后，孔口敞開，射漿管下至孔底，機(jī)械壓入濃漿（0.5:1）置換孔內(nèi)稀漿，直到孔口返漿比重與進(jìn)漿比重（0.5:1）一致時(shí)，采用機(jī)械封孔,壓力采用該孔段最大灌漿壓力，水灰比采用0.5：1的比級，在設(shè)計(jì)規(guī)定壓力下，停止吸漿持續(xù)灌漿10min（即注入率不大于1.0L/min），該孔封孔即可結(jié)束。若是孔口向下的孔應(yīng)采取閉漿措施，使孔內(nèi)的漿液達(dá)到初凝后，均采用砂漿進(jìn)行人工封孔, 孔口抹平、光滑并與砼表面齊平。8.3.2特殊

15、情況處理（1）灌漿過程中，如發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿時(shí)，根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法處理。（2）灌漿過程中發(fā)生串漿時(shí)，如串漿孔具備灌漿條件，可采用一泵灌一孔，同時(shí)灌注。否則應(yīng)將串漿孔用塞塞住，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，串漿孔再行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進(jìn)和灌漿。（3）施工中必須采用一切措施防止灌漿中斷，若因故中斷，按以下辦法處理：盡快恢復(fù)灌漿，否則立即沖洗鉆孔，而后恢復(fù)灌漿。若無法沖洗，則掃孔后復(fù)灌。掃孔恢復(fù)灌漿后，使用開灌比級的水泥漿灌注，若注入率與中斷前的相近，采用中斷前的比級水泥漿灌注，反之則逐級加濃繼續(xù)灌注。（4）當(dāng)遇注入量大、難于結(jié)束的灌段時(shí)，采用低壓、間歇灌

16、漿、漿液中摻速凝劑、灌注砂漿等措施處理。（5）孔口有涌水的灌漿孔段，在灌漿前應(yīng)測記涌水壓力和涌水量，根據(jù)涌水情況，可采用縮短段長、提高灌漿壓力、加濃漿液、摻加速凝劑、屏漿、閉漿、待凝等措施進(jìn)行處理。九、灌漿效果檢查（1）固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查在該部位灌漿結(jié)束3-7天后進(jìn)行，以測定灌后巖體彈性波波速為主，壓水試驗(yàn)透水率為輔，檢查孔壓水試驗(yàn)的采用單點(diǎn)法壓水。（2）檢查孔數(shù)量不少于灌漿孔總數(shù)的5%，其孔位確定由監(jiān)理工程師、施工單位共同商定。（3）檢查孔壓水的壓力為灌漿壓力的80%，若該值大于1.0Mpa，則采用1.0Mpa。（4）壓水穩(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

17、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(shí)，本階段試驗(yàn)即可結(jié)束，取最終值作為計(jì)算值，計(jì)算公式如下：q=Q/PL式中：q透水率（Lu）； Q壓入流量（L/min）； P作用于試段內(nèi)的全壓力（Mpa）； L試段長度（m）。（5）檢查孔壓水合格標(biāo)準(zhǔn)：合格標(biāo)準(zhǔn)為85以上試段的透水率不大于設(shè)計(jì)規(guī)定，其余試段的透水率不超過設(shè)計(jì)規(guī)定值的150，且分布不集中。在設(shè)計(jì)規(guī)定壓力下，透水率不超過5Lu即為合格。根據(jù)以上試驗(yàn)、檢查等數(shù)據(jù)，結(jié)合施工過程中發(fā)生的系列現(xiàn)象進(jìn)行綜合分析，評價(jià)效果，從而得出各種施工建議參數(shù)報(bào)告監(jiān)理工程師審批。十、主要資源配置10.1施工人員配置本工程灌漿試驗(yàn)各工種

18、勞務(wù)使用情況見表10-1。職 務(wù)人 數(shù)職 責(zé)隊(duì) 長1人全面主持灌漿隊(duì)工作副 隊(duì) 長1人輔助隊(duì)長工作，工地值班技術(shù)主管1人負(fù)責(zé)技術(shù)工作及質(zhì)保證技 術(shù) 員2人工地值班，資料整理，質(zhì)量安全管理施工人員16人鉆孔，灌漿檢修人員1人鉆孔、灌漿設(shè)備修理及材料加工電工1人負(fù)責(zé)電器的安裝和維修綜 合1人負(fù)責(zé)材料發(fā)放、行政管理合計(jì)24人10.2主要施工設(shè)備和輔助設(shè)備配置灌漿試驗(yàn)主要施工設(shè)備和輔助設(shè)備配置情況見表10-2。序號設(shè)備名稱型號數(shù)量備注1手風(fēng)鉆YT-284把鉆孔用2灌漿泵SNS-130/202臺(tái)灌漿用3空壓機(jī)20 m32臺(tái)4雙層攪拌缸TTB-4002臺(tái)5儲(chǔ)漿桶1立方米1臺(tái)6自動(dòng)記錄儀GJY-1套7砂漿泵

19、CSC100/151臺(tái)8高速制漿機(jī)ZJ-4001臺(tái)10.3施工主要材料主要施工材料見表10-3。 材料名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注鋼管100mmm450供水25mmm2500供漿、水膠管50mmm400供風(fēng)40mmm1800排污25mmm200冷卻水、接頭鉆桿32mmm100YT-28風(fēng)鉆鉆頭50mm個(gè)10萬向鉆40mm個(gè)40YT-28風(fēng)鉆高壓皮管1.525mm 400灌漿壓力表2.5、4.0MPa塊40各20塊十一、施工質(zhì)量、安全保證措施11.1施工質(zhì)量保證措施1、由有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)工程師負(fù)責(zé)本項(xiàng)目的施工，同時(shí)組建專業(yè)施工隊(duì)伍，建立施工質(zhì)量檢查機(jī)構(gòu)；每班都有技術(shù)員現(xiàn)場值班監(jiān)督檢查，執(zhí)行“三檢”制度，機(jī)長（班長）“一檢”，技術(shù)員“二檢”，質(zhì)檢“終檢”的“三檢制”。按設(shè)計(jì)要求、技術(shù)規(guī)范及監(jiān)理工程師的指示施工；上道工序未完成，下道工序不得施工，使每道工序符合質(zhì)量要求。2、開工前，做好技術(shù)交底與技術(shù)培訓(xùn)工作，不合格者不得上崗，按崗位職責(zé)各負(fù)其責(zé)。3、灌漿設(shè)備及器材的