充填灌漿試驗施工成果報告

1、目錄1 工程概況22 試驗目的、要求和工程量 23 試區(qū)選擇與鉆孔布置 34 灌漿材料及漿液 35充填灌漿試驗施工 46試驗內(nèi)容和方法 77施工質(zhì)量控制 108灌漿效果的檢查及分析 1111工程概況1.1概況/? ?工程.，建設內(nèi)容包括：加高加固？ ？堤段、？ ？堤段、？ ？堤段、？ ？堤段，總長 16.52km；新建？水閘、？ ？水閘穿堤 箱涵，拆除重建？水閘、？ ？水閘、？ ？水閘。本次工程范圍為？段，堤防全長 2.57km,包括一座水閘(湖山？水閘)，按設 計圖紙要求進行充填灌漿。本工程灌漿孔布設沿舊堤與新填土方堤結合處，孔距為3m,造孔順序先上游排，后下游排，分 2序跳躍式造孔，灌漿深

2、度8m施工范圍：樁號？ 0+300? 1+602 和？ 2+140? 2+570 段總長 1732m 共布設 579 孔，進尺 4624m1.2地層情況充填灌漿段地質(zhì)為原舊堤回填土厚約5m,往下為3-5m厚的粉砂土或粉質(zhì)粘土層。底部為卵石層。在施工85籽L (0+200m時，孔深3.5m鉆孔開始滲水，且進尺快，起鉆后鉆具帶有少 許黑泥。通過注漿，漿液可自流孔內(nèi)但孔內(nèi)無殘留，孔內(nèi)并伴有上竄氣流，初步斷定與此段 堤身空隙較大且與處圍相通。2試驗目的、要求和工程雖2.1試驗目的堤身防滲處理沿灌漿鉆孔施工軸線總長度732m (分兩段)，充填灌漿孔總進尺4624m,合同計劃完工日期為2016年？月？日。

3、鑒于本項目充填灌漿工程具有一定的施工難度、工期緊的特點。裂隙發(fā)育多變，土體地質(zhì)變化，為使充填 灌漿順利施工，確保工程的質(zhì)量和進度，在施工之前進行生產(chǎn)性試驗，以了解灌 漿區(qū)的地質(zhì)特性和可灌性。通過灌漿試驗，優(yōu)選灌漿材料、漿液配合比和施工工 藝，驗證所采用的相應灌漿方法和技術參數(shù)的可行性，為充填灌漿施工提供依據(jù)，以確?；A充填灌漿方案的合理性和可靠性。變形有關的(孔口壓力、泥漿容重、 一次單位灌漿量等)控制指標。2.2試驗要求(1) 通過灌漿試驗，求證施工中有利參數(shù)：排數(shù)、孔距、灌漿材料、漿液 配合比、灌漿壓力及灌漿段長能否達到灌漿效果。(2) 根據(jù)灌漿成果、壓水試驗結果和檢查孔芯樣的研究，分析充

4、填灌漿的 可靠性。2.3施工依據(jù)土壩灌漿技術規(guī)范SL564-2014;水工建筑物土料灌漿施工技術規(guī)范DL/T5148-2001 ;(3) «水電水利工程鉆探規(guī)程 DL/T5013-2005;水電水利工程鉆孔壓水試驗規(guī)程DL/T5331-2005;堤防工程施工規(guī)范SL260-98設計施工圖紙和相關文件。2.4試驗工程量本次充填灌漿試驗從 20? ?年？月？、 日開工，20? ?年？月？日將 試驗灌漿孔施工完畢。并匯總相關資料，至此灌漿試驗施工結束。完成的主要工 作量見表2-1。表2-1充填灌漿試驗主要工作量表序 號項目單位工程量備注1試驗孔鉆孔m/孔24m 8/33孔2試驗孔灌漿m/孔

5、24m 8/3共灌注粘土漿200kg5試驗孔壓水孔3采用單點法8資料統(tǒng)計與整理項1詳見相關成果9各種試驗與檢驗項1詳見試驗報告3試區(qū)選擇與鉆孔布置3.1試區(qū)選擇試驗區(qū)的選擇十分重要，應當遵循以下原則：(1) 試區(qū)地質(zhì)條件具有代表性。試區(qū)地層應包含有主要的處理地層，有條 件時應盡可能接近所處理的對象。(2) 便丁施工。便丁施工場地的布置，水、電、風、材料供應方便，交通 和安全條件較好。H0+300H1+400根據(jù)上述要求，經(jīng)現(xiàn)場實地考察研究，試驗段布置在樁號為 H2+200H2+400勺位置。3.2鉆孔布置考慮試驗目的及試區(qū)地層條件，根據(jù)設計要求，具體布置形式見下圖。圖例：O 一序孔 二序孔試驗

6、孔布孔圖4灌漿材料及漿液4.1 土料灌漿材料及配合比4.1.1 土料灌漿材料制漿材料為土料和水，土料物理性質(zhì)指標如下灌漿所用的漿液為土料，各地的經(jīng)驗認為重粉質(zhì)壤土和輕粉質(zhì)壤土比較好，所選擇的土料必須符合下列要求：塑性指數(shù)1015%，粘粒含量2045%，粉粒含量4050%，砂粒含量V 10%，有機質(zhì)含量小于 2%,可溶鹽含量小于 8%。水質(zhì) 要求一般為無雜質(zhì)、無異味的清淡水4.1.2 土料漿液配合比根據(jù)現(xiàn)場地層條件，采用 3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1 （重量比）等五個比級的普通土料漿液。土料漿液配合比見表4-1。表4-1泥漿液配合比水土比3:12:11:10.8:10.5:1水

7、（L）300300200200150粘土（Kg）100150200250300制漿量（L）332.26348.39264.52280.65246.77重(g/cm3)1.201.291.511.601.825充填灌漿試驗施工5.1 施工程序與工藝流程首先組織相關人員熟悉審核圖紙、技術規(guī)范T查勘土料、報驗T人員設備進場T 選擇試驗造孔樁位T布置臨時設施T放線T開溝排水T鉆孔T制漿T灌漿T復灌T 封孔1）施工程序本次充填灌漿試驗中按分序施工，即將第一序施灌結束封孔后，再進行第二序鉆 孔，加密的原則進行施工。并按先下游、后上游排，每排先I序孔，后II序孔的施工 順序進行（分兩序施工）。2）充填灌漿施

8、工工藝流程定孔位驗收合格鉆孔驗收合格埋管驗收合格制漿驗收合格灌漿驗收合 格封孔5.2鉆孔按設計圖紙?zhí)峁┑墓酀{軸線，首先對鉆孔軸線進行放線、定孔位，孔高程用 DS3 水平儀進行測量。施工前應對樁號、孔號、孔位進行校驗，偏差嚴格控制孔位偏差在2cm范圍內(nèi)。校對鉆孔編號、位置，然后將鉆機對準孔號位置，用水平尺校正鉆機的平穩(wěn)及垂直度， 保持鉆機垂直偏差度小丁 1度，鉆孔孔斜不得大丁孔深2%,開始造孔，開孔孔徑 89mm，終孔孔徑75mm鉆至設計孔深后埋下直徑1寸工作管，供灌漿使用。鉆孔 孔斜測量采用上海地質(zhì)儀器廠生產(chǎn) KXP-1型輕便測斜儀，并加強孔側斜校核工作， 終 孔進行全孔側斜。造孔方式采用循環(huán)

9、鉆進干法造孔，不得用活水。要求做好造孔的記錄和描述，如 發(fā)現(xiàn)特殊情況時，應詳細記錄并分析處理。處丁試驗階段，鉆進時要根據(jù)地層情況隨時調(diào)整鉆壓、轉速、泵壓和泵量 等技術參數(shù)，提高鉆孔效率并保證鉆孔質(zhì)量。鉆進過程中隨時注意返水和地層情況，防止燒鉆、塌孔等事故的發(fā)生。5.3制漿為滿足灌漿的質(zhì)量要求，必須對土料進行選擇，將符合規(guī)范要求的粘土按不同的 水土比（重量比）把水和粘土送進泥漿攪拌機進行攪拌，攪拌均勻后經(jīng)過濾篩（篩孔 5mm x 5mm）流入一級漿池（沉淀），后流入二級池（凈漿池）。經(jīng)拌和桶調(diào)劑成所需 的漿液容重供灌漿使用，并經(jīng)常對凈漿池的漿液進行物理性能的測試（現(xiàn)場測試） 為提高泥漿的流動性、

10、穩(wěn)定性，加速漿液凝固或提高后期強度等目的可以摻入適量 的外加劑。5.4灌漿 灌漿方法采用孔底注漿全孔灌注純壓方法進行，灌注純粘土漿。注漿管下至距孔底0.5m處。 灌漿孔口壓力堤岸灌漿據(jù)不同孔深相應控制不同的孔口壓力，灌漿控制壓力按如下原則確定： 充填灌漿過程中觀測堤身的變形、 位移、以及裂縫是充填灌漿施工中的控制灌漿壓力 的一個重要指標。它一方面關系到堤岸在施工過程中的安全，另一方面是對漿液能否 在堤岸中將空隙填滿，形成完整的防滲帷幕起著至關重要的作用。 施工過程中應派專 人對現(xiàn)場的壓力表觀測記錄，壓力值不得超過最大允許灌漿壓力。1）灌漿方法本次試驗灌漿方法采用全孔灌漿封孔法灌漿。漿液拌制采用

11、集中制漿方式， 灌漿采用自動記錄儀記錄。2）灌漿壓力與注入力各灌漿段的灌漿壓力應結合注入率，灌漿過程中應根據(jù)實際情況及時進行調(diào)整。 灌漿壓力控制采用一次升壓法，即盡快達到壓力，但灌漿過程中注入率較大時，采用 分級升壓法或間歇升壓法，并使灌漿壓力與注入率相適應。堤岸的裂縫、位移量大小，與泥漿孔口壓力等因素密切相關、相互制約；因此在 施灌過程中對灌漿壓力嚴格控制， 設專人進行監(jiān)督并記錄，一旦出現(xiàn)異常現(xiàn)象或規(guī)范 不允許情況發(fā)生時，立即停灌并采取相應處理措施3 ）漿液配比和漿液變換漿液配比：正?？锥尾捎闷胀ㄍ亮蠞{液，水土比采用3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1 五個比級，開灌水土比采用3:

12、1。如遇吸漿量大、大的裂隙、泥夾砂層等特殊孔段則采 用了土料砂漿、土料一水玻璃漿、土料一氯化鈣漿、土料一粉煤土漿、混合漿液進行灌 注。各種漿液變換的主要原則是：漿液由稀至濃，逐級變換。具體原則如下： 在灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減小時，或當注入率不變壓力持續(xù)升高時， 不得改變水土比。 當某一比級漿液的注入量達300L以上或灌注時間超過30min,而灌漿壓力和注 入率均無改變或改變不顯著時，改濃一級。 當注入率大于30L/min時，可根據(jù)情況越級變濃。 特殊漿液的變換主要是根據(jù)注入量及效果進行。當變換漿液水土比后，當灌漿壓力突增或吸漿量突減，立即查明原因，進行處理。4)灌漿結束標準與封孔要求在

13、灌漿段最大設計壓力下，注入率不大于 1L/min時，延續(xù)灌注時間不少于60min, 灌漿即可結束。封孔采用“全孔灌漿封孔法”。稀漿結束則用0.5 : 1濃漿置換后，壓力封孔；0.8: 1以上漿液灌注結束可直接封孔；封孔壓力采用最大灌漿壓力，結束標準同灌漿結束標 準。5.5 封孔當灌漿工作結束后，還要做好封孔工作，封孔的方法很多，大致可歸納為稠泥漿 封孔、泥球封孔、中砂封孔和混合土封孔四種；它們各有優(yōu)缺點，經(jīng)過比較，此次試 驗時我們選用了稠泥漿封孔法。即停灌抽出注漿管和套管后，分多次向孔內(nèi)灌注稠泥 漿；第一次采用高壓注漿管將孔內(nèi)泥漿注滿后，經(jīng)過24小時后，若發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)液面下沉，就要及時補充，然后每

14、隔 24小時觀察一次，只要灌注的泥漿出現(xiàn)沉降，就要即 時補充；直至漿面不再明顯下沉為止，再觀察35天即可報告監(jiān)理工程師按排復堤工 作。5.6 施工記錄與資料整理灌漿資料的記錄與整理，是灌漿施工的重要組成部分，收集完整的試驗數(shù)據(jù)資料， 是灌漿試驗工作的主要目的之一。我公司歷來十分重視灌漿記錄資料整理和分析工 作，只有在不斷地對灌漿效果進行回訪、論證、分析、總結，才能更有效地發(fā)揮灌漿 施工對各種堤壩防滲處理的優(yōu)越性；更好地為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務；只有詳細完整的第一 手資料，才能更準確地總結施工經(jīng)驗，為有關科研人員提供理論和實踐數(shù)據(jù)。本次試驗工作過程中，技術人員對試驗全過程進行記錄，并整理造冊，本次成果

15、報告只將部分資料整理附后(見附表)。5.7試驗區(qū)內(nèi)地層抬動的控制措施為了檢驗在設計灌漿壓力下地層抬動情況，在樁號0+195m處安裝一臺抬動觀測裝置觀測抬動變化，并在灌漿過程中采取了如下措施加以監(jiān)測控制：(1) 在灌漿過程中安排專人嚴密監(jiān)控了抬動情況。(2) 灌漿時，灌漿閥門要安排專人細心操作，灌漿過程中盡量避免出現(xiàn)過多、 過高的峰值壓力；加強灌漿泵的檢修及維護，保證壓力表指針擺動幅度小于灌漿 壓力的20%從實際施工結果看，在設計灌漿壓力下，地層并未發(fā)生抬動。6試驗內(nèi)容和方法6.1 沉陷位移試驗1、觀測樁布置在試驗之前，試灌壩段應埋設沉陷位移觀測樁，埋設的平面位置和橫斷面位置如 圖（a）、（b）

16、所示，由丁壩體上部在灌漿期水平位移量可能要大一些，所以樁距要小 一些，中部樁距可大些，下部未設觀測樁，釘樁時盡量保證使樁號1和4、2和3的高程相等，便丁觀測資料的分析整理。2、觀測方法和要求位移觀測用視準線法，沉陷觀測用水準儀測量；灌漿試驗前先取定渠道上公路橋 南側人行道邊欄桿邊取個參考點，再給每個測點測出起始高程和起始位移偏差。灌漿 試驗期間要求每2小時觀測1次，最少每天觀測不得少丁 2次，目的是測出位移量的 峰值。停灌后測次可適當延長，以測出停灌后回彈過程，沉陷和位移同時觀測，沉陷觀測精度要求，誤差1.4VN （NM測站數(shù)）；位移觀測重復兩次，誤差在1mm之內(nèi)。12（b）沉陷、位移樁和試驗

17、孔布置示意圖（a）立面布置（b）平面布置。一鉆孔位置；一沉陷、位移觀測樁3、沉陷量和位移量的控制對高壓縮性土和中壓縮性土，灌漿期多用位移比來控制，位移比一般利用下列公 式進行計算，t =V/W < m式中T灌漿期間位移比V灌漿期橫向水平位移量，（mm）W灌漿期沉陷量，（mm）m_被灌堤壩邊坡比6.2裂縫開展寬度觀測灌漿時，堤機兩邊的堤肩最大允許水平應控制在 3CM以內(nèi)，并且在停灌后基本 恢復，否則應分析原因，采取措施，壩面應推遲和限制裂縫的出現(xiàn)，裂縫開展寬度心 須控制在3CM以內(nèi)，并且盡量保證在停灌后能基本恢復。順便指出，對丁砂壩或砂殼窄心墻壩劈裂灌漿后，壩頂產(chǎn)生的橫向水平位移是很 難回

18、彈復原的，因砂子是松散體，沒有粘聚力，一量發(fā)生位移很難復原，所以應調(diào)整 灌漿工藝，對各項指標要合理控制。一般堤壩采用低壓灌漿，不可避免的也有輕度劈裂，但位移量很小，難以測出， 停灌后短時間內(nèi)，一般均能全部回彈。6.3 灌漿壓力試驗影響灌漿壓力的因素很多，除壩體質(zhì)量外，還有人為選用的灌漿泵、輸漿系統(tǒng)等所以要選用合適的灌漿泵和輸漿系統(tǒng)，盡量減少對灌漿壓力的影響。1、灌漿壓力試驗裝置試驗灌漿孔口壓力時，壓力表必須安裝在注漿管的上端，如下圖所示1、注漿軟管2、回漿閥門3、壓力表4、阻塞器5、注漿管 6、護壁管2、試驗方法和步驟在灌漿壓力試驗時，試驗孔灌漿的整個過程，壓力表只要有變化，都要隨時記錄， 并

19、記下相應的觀測時間，灌漿時由丁壓力指針來回擺動，應觀測指針擺動的中間值。每個試驗孔灌漿結束后，都要繪制灌漿壓力過程線，并按上述方法和步驟去做， 全部試驗孔灌漿結束后，將每個試驗孔的灌漿壓力過程線中的第一個峰值和以后的峰 值進行統(tǒng)計分析，其中第一個峰值即為鉆孔的起裂壓力Pb,以后的峰值即為裂縫的擴展壓力Pc,同時還可以測出壩體小主應力 ° 3。根據(jù)這些壓力進行灌漿施工合理控 制。6.4 泥漿質(zhì)量控制試驗制作泥漿必須采用專用機械制漿，制漿時先通過過濾篩活除大顆粒和雜質(zhì)，灌漿 前再通過35孔/cm2的過濾篩。泥漿的容重應在1.3-1.6g/cm2。灌漿過程中漿液容重和 輸漿量應每小時測定1

20、次并記錄，泥漿的容重、粘度和含砂量可采用專用儀器進行試 驗。6.5 灌漿量的控制試驗根據(jù)以往灌漿經(jīng)驗，堤壩灌漿時常遇到單孔進漿量過大，有的可多達數(shù)十、上白 立方米，若不加限制地連續(xù)施灌，往往導致灌漿孔附近壩頂沉陷量過大，發(fā)生橫向裂 縫，灌漿孔附近邊坡位移量過大，不安全，影響壩體回彈，使回彈比變小，還可能導 致漿縫一次劈寬過大，影響泥漿在壩體內(nèi)排水固結速度，降低漿體強度。為了避免上 述缺點，對一次灌漿量應加控制。要想合理控制一次性灌漿量，除了認真參考以往施灌經(jīng)驗外，只有通過試驗，求 出每一個孔所需的灌漿量。再用一個孔的所需灌漿總量被需灌數(shù)次平均，就得出該孔一次所需灌漿量。6.6 復灌次數(shù)的試驗有

21、些灌漿孔第一次灌漿壓力過程線很低，峰值也不明顯，但隨著灌漿次數(shù)的增加， 灌漿壓力過程線也會逐漸升高， 直至達到設計的灌漿壓力，達到設計灌漿壓力的灌漿 次數(shù)，也就是該孔需要灌漿的復灌次數(shù)。簡單的說，就是根據(jù)以往試驗記錄在案各本次試驗出的泥漿固結時間等因素，大 致確定出每次灌漿的間隔時間，在確定的間隔后，進行復灌，當復灌吃漿量逐漸減少， 直至最后一次吃漿量小于 0.050.1m3/m時，或當注入率小于 0.4L/min時，繼續(xù)灌注 30min,或當注入率小于1.0L/min時，繼續(xù)灌注60min,即可結束整個灌漿試驗工作。6.7 復灌間隔時間的確定每孔復灌時間的確定，一般可參考以往施工經(jīng)驗和試驗成

22、果，擬定初步計劃，再 通過試驗來確定。實踐證明，灌漿后壩體內(nèi)部孔隙水壓力會迅速上升，停灌后壩體內(nèi)孔隙水壓力乂 會迅速下降。由于每孔都是分次灌漿，所以壩體內(nèi)的孔隙壓力也在發(fā)生起伏變化。在 灌漿的過程中，如果將壩體內(nèi)孔隙水壓力的變化控制在一個允許的變化范圍內(nèi)，就會確保大壩灌漿施工期的安全，有效控制壩體內(nèi)部孔隙水壓力的相鄰兩次灌漿的間隔時 間即為所需要確定復灌間隔的時間。通過試驗，根據(jù)公司以往灌漿施工經(jīng)驗，參考相關的施工規(guī)范和資料，技術人員 經(jīng)過認真的分析、總結、測算，最后得出結論：本段灌漿的次數(shù)確定為五次。7施工質(zhì)雖控制7.1技術交底首先根據(jù)設計下發(fā)的灌漿試驗技術要求結合現(xiàn)場情況編制了上層平洞灌

23、漿試驗大綱上報有關部門，經(jīng)監(jiān)理批準后實施。在施工前，召集技術、物資、 工長、機組相關人員對試驗區(qū)施工進行技術交底，使施工人員明確試驗的目的、 規(guī)程規(guī)范要求、施工重點難點、施工方法等，從技術和人的因素上保證試驗的成 功。7.2設備、儀器的控制設備、儀器的控制主要在以下幾個方面：一是投入的設備要滿足試驗施 工的要求，比如鉆孔、灌漿設備等，要滿足深孔鉆灌和大口徑鉆孔的要求；二是 保證設備、儀器的完好率，確保施工順利進行。在施工中經(jīng)常對設備進行定期保 養(yǎng)、維護，對故障部件及時維修或更換是達到這一要求的必要手段；三是對于自 動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要不定期的進行校驗，使儀器的準確度在允許的范圍內(nèi)。施工中 主要采取

24、了自校和第三方（監(jiān)理或業(yè)主）校準的方式，同是也經(jīng)常采用手工記錄 與自動記錄同時進行的方式確保數(shù)據(jù)的準確。7.3工序質(zhì)量的控制孔位：孔位經(jīng)測量放點，再由監(jiān)理、業(yè)主復查確認后開鉆。鉆孔：嚴格按設計要求的孔徑、段次和孔深執(zhí)行，開孔20m范圍內(nèi)加強孔斜控制，鉆進過程進行檢測，終孔進行全孔測斜，保證孔斜偏差在設計允許范圍內(nèi)。灌漿：嚴格按照灌漿試驗大綱中規(guī)定的灌漿方式、方法進行，漿液配制、漿液 比重、灌漿壓力、結束標準等均符合設計要求，現(xiàn)場技術值班和監(jiān)理對每一段灌 漿始終進行了全程旁站監(jiān)控，并給予了簽字承認。封孔：每一個灌漿孔灌漿結束后，均按照規(guī)范要求對各孔進行了認真的封孔工作。壓力采用全孔最大灌壓，灌液為0.5:1的濃漿。對于孔口空余部分進行了二次封孔。7.4原材料與半成品控制原材料施工過程中加強對原材料的檢測與控制，嚴格按規(guī)定的檢測頻率送檢，不合 格的材料嚴禁用于工程。土料：按每200T送檢一次，共送檢 2次，其各項指標均合格。7.5資料質(zhì)量控制資料控制主要包括施工中原始資料控制與成果資料整理。在施工中嚴格按 灌漿試驗大綱要求進行施工，記錄員均經(jīng)技術交底和培訓后上崗作業(yè)，原始記錄 做到真實、準確、活