帷幕灌漿工程實驗大綱、技術(shù)方案、試驗報告

1、帷幕灌漿工程實驗大綱、 案、試驗報告技術(shù)方XXXXXXXXXXXXXXXX 工程帷幕灌漿試驗大綱（合同編號：XXXXXXXXXXXXXXX ）中國電建POWERCHINASIN鄉(xiāng)HYDRO批準(zhǔn):審核:編寫:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 項目經(jīng)理部二O一四年三月1工程概況與工程地質(zhì)概況 11.1 工程概況 11.2 工程地質(zhì)概況 12試驗概述 22.1 試驗?zāi)康?22.2 試驗依據(jù) 22.3 試驗區(qū)平面布置 23主要施工方法 53.1 施工程序 53.2 鉆孔灌漿施工 54質(zhì)量檢查 105主要資源配置 106質(zhì)量保證 126.1 質(zhì)量管理措施 126.2 原材料質(zhì)量控制 126.3

2、 現(xiàn)場質(zhì)量控制 127安全、文明施工及環(huán)境保護(hù)措施 137.1 安全保證措施 137.2 文明施工措施 137.3 環(huán)境保護(hù)措施 13xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx帷幕灌漿工程試驗大綱1工程概況與工程地質(zhì)概況1.1 工程概況萬家寨水利樞紐位于黃河北干流上段托克托至龍口峽谷河段內(nèi)，是黃河中游梯級開發(fā)的第一級。壩址左岸為山西省偏關(guān)縣，右岸為內(nèi)蒙古自治區(qū)準(zhǔn)格爾旗。壩址控制流域面積39.5萬km2,多年平均入庫徑流量 248億m3 （河口鎮(zhèn)19521986 年實測年徑流系列），設(shè)計多年平均徑流量192億m3 （19191979年設(shè)計入庫系列）。設(shè)計 多年平均入庫沙量

3、1.49億t,多年平均含沙量6.6kg/m3。水庫總庫容8.96億m3,調(diào)節(jié)庫 容4.45億m3。攔河壩混凝土重力壩的最大壩高 105m,水庫最高蓄水位980.00m,正常蓄 水位977.00m。水庫采用“蓄清排渾”運(yùn)用方式，排沙期運(yùn)用水位 952.00957.00m。本項目防滲帷幕布置范圍為 一獨(dú)壩段，以及壩段左岸山體，全長146m共布 孔93個，總進(jìn)尺帷幕鉆孔34m左右，伸入巖石25m孔內(nèi)灌注水泥漿，砂漿封孔。1.2 工程地質(zhì)概況黃河在壩址區(qū)自北向南流，河谷呈" U'型，谷寬430余米，岸壁高110余米。河床 高程為897m大壩建基高程890894m廠房建基高程876m左

4、右。兩岸邊坡開挖至弱風(fēng) 化下部。河床地層主要由寒武系中統(tǒng)張復(fù)組中厚、薄層灰?guī)r、鮑狀灰?guī)r、薄層泥灰?guī)r及頁巖組 成。地層產(chǎn)狀平緩，走向NE3360° ,彳K向NW傾角23° ,發(fā)育有規(guī)模不等的層問褶 皺、穹隆、裂隙及層間剪切帶。河床壩基有上、下兩層承壓水含水層，即寒武系中統(tǒng)張復(fù)組第三層和第一層，下含水 層埋藏深度在基巖面以下65m,不直接與壩體相聯(lián)系。與工程關(guān)系最為密切的是上含水層， 即張復(fù)組第三層。該層巖體厚度為 37m頂板埋深（指河床基巖內(nèi)深度）25.454.7m （自 左向右），其上部隔水層為張復(fù)組第四層，厚十余米，再其上為張復(fù)組第五層。蓄水前， 承壓水頭略高于河水位，且

5、與黃河水位呈同步關(guān)系。蓄水后，上含水層承壓水頭也隨之增 大，對其上覆巖體和壩基產(chǎn)生較大的附加揚(yáng)壓力作用。2試驗概述2.1 試驗?zāi)康膶で筮m合本工程地質(zhì)條件的灌漿工藝、灌漿材料和漿液配比。確定合適的灌漿壓力、段長、孔間排距及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)參數(shù)。尋求灌漿壓力與注入率較為合適的對應(yīng)控制關(guān)系。初步探求大壩帷幕灌漿過程中的特殊情況處理方法。確定合適的鉆孔及孔口管的長度。2.2 試驗依據(jù)水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范（DL/T5148-2001）。招標(biāo)文件第三卷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求（合同和技術(shù)條款）。4#10#壩段護(hù)坦下游新加帷幕布置設(shè)計圖圖號：802XH1-G-17。其它相關(guān)技術(shù)要求。2.3 試驗區(qū)平面布置2.

6、3.1 試驗區(qū)布置為了尋求適合于本工程地質(zhì)條件的灌漿工藝、灌漿材料和巖帷幕灌漿孔的相關(guān)施工參數(shù)，確定先進(jìn)行灌漿試驗。根據(jù)本工程帷幕區(qū)分布，共布置 4試驗區(qū)（相鄰壩段為一個分 區(qū)），每個試驗區(qū)中取一個I序孔做先導(dǎo)孔，鉆孔伸入巖石 30ml15001500帷幕灌漿試驗孔布置示意圖圖i表1試驗區(qū)帷幕灌漿孔孔深表孔 號GA-1GA-2GA-3GA-4孔口高程902.67903.72902.67903.4孔底 高程864.0864.0864.0864.0孔深（m）38.6739.7238.6739.4位 置10#壩段8#壩段6#壩段4#壩段2.3.2施工供水鉆孔用水采用水泵抽取黃河水，拌制漿液從 5#壩

7、段護(hù)坦內(nèi)取水。2.3.3 施工供電使用施工現(xiàn)場已安裝的1000KV尬壓器接出90mrM纜輸送至工作面。2.3.4 集中制漿從左岸集中制漿站，由輸漿泵直接輸漿至用漿點(diǎn)攪拌槽。制漿站內(nèi)布置有：臨時便道 外側(cè)。2.3.5 灌漿平臺施工平臺采用鋼管扣件式綜合承重排架體系,平臺承重結(jié)構(gòu)均采用48 x 3.5mm鋼管搭設(shè)，頂部滿鋪馬道板，平臺寬 5.1m。立桿由護(hù)坦內(nèi)至挑坎側(cè)壁外側(cè)，分 4排立桿架設(shè)，平臺由內(nèi)至外（護(hù)坦至河道）排距分別為1.5m, 1.5m, 0.9m, 1.2m。立桿橫距（單個架寬）0.8m,第一排立桿橫桿步距1m地面設(shè)橫向、縱向掃地桿，掃地桿延橫向、縱向連續(xù)連接，縱向掃地桿采用直角扣件

8、固定在距底座10-20cm處立桿上，平臺搭設(shè)在碎面板上，在坡面設(shè)有插筋，插筋均采用25螺紋鋼筋，長度為0.4m,入碎深度0.2m,外露0.2m,目的為防止平臺左右晃動，在導(dǎo)墻上設(shè)有插筋插筋插筋一側(cè)插入導(dǎo)墻另一側(cè)采用焊接的方式與平臺焊接，插筋均采用砂漿封孔的方式進(jìn)行錨固，為防止施工平臺傾斜，在第一排立桿上設(shè)有斜撐，斜撐間距為8ml平臺具體布置如下圖：p喻 ，m =1那 二.gno , 國口 , 國0帷幕灌漿操作平臺立面圖圖22.3.6施工排水帷幕灌漿的施工污水主要排出方式在作業(yè)區(qū)護(hù)坦側(cè)布設(shè)沙袋圍堰，高0.5m,待積蓄一 定深度后，采用污水泵抽取運(yùn)送至堆渣場，鉆孔的碎屑和水泥漿也一并收集運(yùn)送至堆渣

9、場2.4本工程帷幕灌漿主要工程量表2帷幕灌漿工程量統(tǒng)計表廳P項目名稱單位數(shù)量備注1護(hù)坦段鉆孔1.1帷幕灌漿鉆孔（混凝土）m930孔徑90mm1.2帷幕灌漿鉆孔（巖石）m2350孔徑90mm2水泥灌漿2.1帷幕灌漿m2350孔徑90mm3質(zhì)量檢查3.1檢查鉆孔（混凝土）m1053.2檢查鉆孔（巖石）m2893.3鉆孔取芯m3944灌漿試驗4.1灌漿試驗項13主要施工方法3.1 施工程序試驗區(qū)帷幕灌漿孔的施工順序：抬動觀測儀器安裝一測量布孔-I序孔鉆孔及灌漿一 n序孔鉆孔及灌漿一 m序孔鉆孔及灌漿一灌漿質(zhì)量檢查孔及壓水檢查。3.2 鉆孔灌漿施工3.2.1 鉆孔設(shè)備試驗區(qū)帷幕灌漿孔主要采用 XY-2

10、型地質(zhì)鉆機(jī)，施工過程中可根據(jù)現(xiàn)場情況作適當(dāng)調(diào)整，鉆孔孔徑及鉆機(jī)型號見表 3。表3 鉆孔孔徑及鉆機(jī)型號序號鉆孑L孔徑（mrm鉆機(jī)型號備注1抬動觀測孔75XY-2地質(zhì)鉆機(jī)無取芯要求的2帷幕灌漿孔90XY-2地質(zhì)鉆機(jī)無取芯要求的3質(zhì)量檢查扎90XY-2地質(zhì)鉆機(jī)有取芯要求3.2.2灌漿設(shè)備灌漿設(shè)備見主要施工設(shè)備表3.2.3 灌漿材料帷幕灌漿試驗采用純水泥漿液作為灌注漿材，水泥采用P.O42.5級普通硅鹽水泥，根 據(jù)地層情況，可使用水玻璃等外加劑。3.2.4 灌漿孔施工工藝流程測量定孔位一鉆孔口段一簡易壓水試驗一灌孔口段一自上而下分段簡易壓水及循環(huán) 式灌漿一封孔。質(zhì)量檢查孔采用單點(diǎn)法，帷幕灌漿孔灌前采用

11、簡易壓水試驗。3.2.5 壓水試驗灌前壓力采用相應(yīng)灌漿孔段壓力的 80%但當(dāng)該值大于1.2MPa時，采用1.2MP3穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：簡易壓水試驗，壓水時間 20min,每5min測讀一次壓入流量。取最后的流量值作為計算流量；單點(diǎn)壓水試驗，在穩(wěn)定壓力下，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,即可結(jié)束，取最終值作為計算流量。3.2.6 灌漿方法帷幕灌漿采用自上而下分段充氣塞壓塞灌漿。深入基巖2m按第一段控制，3m為過渡段，然后從上至下依次5m一段進(jìn)行注漿，最后 一次不超過8m直至灌滿。3.2.7 灌漿段長及壓力帷幕灌漿

12、采用分級升壓方式逐級升壓至目標(biāo)灌漿壓力。具體操作時，以相應(yīng)灌漿孔段 的起始壓力為基準(zhǔn)，起始壓力初步按 0.6MPa起步，按每0.1MPa為一級，每級壓力的穩(wěn)定 時間不應(yīng)少于5min,當(dāng)抬動變形異常時應(yīng)分級減小灌漿壓力，當(dāng)抬動值很小時，盡快升至目標(biāo)灌漿壓力。帷幕灌漿試驗各區(qū)段長劃分及對應(yīng)壓力如表 4。表4試驗區(qū)帷幕灌漿段長與壓力控制表（MPa段次（段 長）I序孔n序孔田序孔起始 壓力目標(biāo) 壓力起始 壓力目標(biāo) 壓力起始 壓力目標(biāo) 壓力第1段（W2n）0.60.70.60.70.60.7第2段 (3m)0.70.80.70.80.70.8第3段 （5。0.80.90.80.90.80.9第4段 （5

13、。0.91.00.91.00.91.0段次（段 長）I序孔n序孔田序孔起始 壓力m標(biāo) 壓力起始 壓力目標(biāo) 壓力起始 壓力目標(biāo) 壓力第5段 (5n)1.01.11.01.11.01.1第6段 (5n)1.11.21.11.21.11.2注入率較大的孔段灌漿時，除應(yīng)按分級升壓法灌注，還必須協(xié)調(diào)灌漿壓力與注入 率的關(guān)系。表5 注入率與最大灌漿壓力關(guān)系表注入率(L/min )>4040 3030 20最大灌漿壓力（MPa<0.50.5 11 1.23.2.8 漿液水灰比普通純水泥漿液水灰比采用 3:1、2:1、1:1、0.8:1和0.5:1五個比級。3.2.9 漿液變換標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)灌漿壓力保持不

14、變，注入率持續(xù)減少時，或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不 得改變水灰比。當(dāng)某一比級漿液的注入量已達(dá) 300L或30min以上，而灌漿壓力和注入率均無改變 或改變不顯著時，漿液變濃一級灌注。當(dāng)注入率大于30L/min時，可根據(jù)具體情況越級變濃灌注。當(dāng)鉆孔出現(xiàn)掉鉆情況，或鉆進(jìn)失水情況，或者壓水注入率大于30L/min時，可直接注入最濃一級漿液。3.2.10 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)在規(guī)定的壓力下，灌漿孔注入率不大于1L/min,延續(xù)60 min ,即可結(jié)束灌漿。3.2.11 封孔全孔灌漿結(jié)束后，采用“全孔灌漿封孔法”進(jìn)行封孔。3.2.12 抬動觀測在每個試驗區(qū)布置1個抬動觀測孔，孔深20m抬動觀測點(diǎn)周邊10m

15、范圍內(nèi)的灌漿孔 在壓水試驗及灌漿過程中，均要連續(xù)地進(jìn)行觀測。抬動觀測允許變形值最大為 0.2mm3.2.13 預(yù)防孔斜的措施鉆機(jī)的安裝要水平牢固，立軸中心與鉆孔中心應(yīng)在同一垂直線上，并按要求的孔向 對準(zhǔn)孔位開孔，以使鉆進(jìn)中不擺不晃?？卓诠鼙仨毨喂滩M足要求，在開孔鉆進(jìn)與淺孔階段鉆進(jìn)中，機(jī)桿不能太長；否則 鉆進(jìn)時擺動太大，致使立軸轉(zhuǎn)動不穩(wěn)，造成鉆具擺動性增大。使用符合規(guī)格的各種鉆孔器具，并隨時檢查，如發(fā)現(xiàn)有彎曲的鉆具或有磨損較嚴(yán)重 的立軸導(dǎo)管時，應(yīng)及時更換，在淺孔鉆進(jìn)階段，一般情況下，使用的巖芯管長度較大一些 為宜。孔較深以后，即開始需要從地面減壓鉆進(jìn)時，特別要注意鉆壓的調(diào)整。鉆進(jìn)中，當(dāng)巖石換層

16、時，不論是由軟變硬還是由硬變軟，或者是由完整變破碎、破 碎變完整，均應(yīng)減壓減速鉆進(jìn)，對其進(jìn)尺的速度和沖洗液的流量及壓力也應(yīng)加以適當(dāng)?shù)目?制。鉆進(jìn)中，應(yīng)勤檢查鉆機(jī)有無移動，立軸鉆進(jìn)的方向有無變化，發(fā)現(xiàn)問題要及時糾正。為防止孔斜發(fā)生，必須熟悉所使用機(jī)械性能和鉆孔方法的特點(diǎn)，經(jīng)常研究，總結(jié)經(jīng) 驗。在深孔帷幕的鉆孔中，應(yīng)對孔斜及時測量，及時準(zhǔn)確地掌握鉆孔的偏斜情況，以利于 及時處理。3.3 特殊情況處理根據(jù)類似工程施工經(jīng)驗，初步擬定鉆孔及灌漿過程中的特殊情況處理措施，在實際施工過程中，將根據(jù)現(xiàn)場情況隨時調(diào)整。3.3.1 鉆孔過程中的特殊情況處理掉鉆鉆孔遇到掉鉆時，停止鉆進(jìn)，采用濃漿、水泥砂漿或摻加速凝

17、劑漿液進(jìn)行灌注，灌漿 要求至不吸漿后待凝48h,再掃孔用純水泥漿液復(fù)灌。不返水不掉鉆但長時間不返水的孔段，及時停鉆，然后進(jìn)行灌注；對于注入量大、灌漿難以 結(jié)束時，則按“灌漿段注入量大，灌漿難以結(jié)束”處理，直至灌漿結(jié)束。塌孔若塌孔嚴(yán)重則按“掉鉆”情況處理；若塌孔不嚴(yán)重，則停止鉆進(jìn)，壓塞進(jìn)行灌漿并待 凝2448h,然后掃孔并進(jìn)行下段施工。3.3.2 灌漿過程中的特殊情況處理(1)灌漿段注入量大，灌漿難以結(jié)束一般采用低壓濃漿、限流限量、間歇待凝、加速劑灌注法。當(dāng)?shù)蛪簼鉂{仍無法達(dá)到 結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時，再采用限流、限量灌注法。在采用“低壓濃漿”、“限流限量”兩種方法仍不能達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時，再采用間歇待凝、復(fù)灌或

18、摻加速凝劑的方法進(jìn)行灌注，待凝后，再掃 孔復(fù)灌，直至達(dá)到灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。復(fù)灌、待凝控制的標(biāo)準(zhǔn)為：每次復(fù)灌注入漿材總量達(dá)2To在灌漿過程中，只有在灌注“漿材達(dá)到2T”后且“注入率沒有明顯減少、壓力沒有明顯升高”時，才可考慮待凝措施； 在任一灌漿階段，如果“注入率明顯減少或壓力明顯升高”，均須持續(xù)灌注直至灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。為了保證帷幕厚度的有效形成、避免材料浪費(fèi)，根據(jù)復(fù)灌吸漿量，采取以下措施：I .根據(jù)注入率和灌入量的具體情況，在漿液中加入適量的水玻璃。葭復(fù)灌時采用限流、間歇灌注等方法：限流灌注時，其注入率控制在30L/min左右; 在注入水泥量超過2T后間歇，時間為1030min。(2)灌漿中斷一般情

19、況下，灌漿工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，灌漿中斷后，采取措施盡早恢復(fù)灌漿，縮短中斷 時間，最大程度保證灌漿質(zhì)量。若因故不能連續(xù)灌漿時，可按下述原則進(jìn)行處理：應(yīng)盡快恢復(fù)灌漿。否則應(yīng)立即沖洗鉆孔，再恢復(fù)灌漿。若無法沖洗或沖洗無效，則 應(yīng)進(jìn)行掃孔，再恢復(fù)灌漿；恢復(fù)灌漿時，應(yīng)使用開灌比級的水泥漿進(jìn)行灌注，如注入率與中斷前相近，即可采 用中斷前水泥漿的比級繼續(xù)灌注；如注入率較中斷前減少較多，應(yīng)逐級加濃漿液繼續(xù)灌注?；謴?fù)灌漿后，如注入率較中斷前的減少很多，則重新進(jìn)行掃孔，而后恢復(fù)灌漿。(3)冒漿、漏漿灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿，根據(jù)具體情況采用嵌縫，表面封堵，低壓，濃漿，限 流，限量，間歇灌漿等方法進(jìn)行處理。(4)用漿

20、正在鉆進(jìn)的孔用漿，立即停機(jī)起鉆，防止因用漿而埋鉆。并將用漿孔從孔口封堵， 待灌漿孔灌漿結(jié)束后，再對用漿孔進(jìn)行掃孔、繼續(xù)鉆進(jìn)和灌漿。具備灌漿條件的用漿孔，采用一孔一泵對灌漿孔和用漿孔同時灌注。(5)回漿變濃灌漿過程中，回漿變濃時，換用相同水灰比的新漿進(jìn)行灌注，改用新漿灌注后回漿再 次變濃，則繼續(xù)灌注30min后，結(jié)束該段灌漿。(6)孔口涌水灌漿過程中，遇到涌水孔段，采用濃漿結(jié)束，灌漿結(jié)束后屏漿、閉漿等措施綜合處理。4質(zhì)量檢查在每個試驗區(qū)各布置一個檢查孔， 比帷幕灌漿孔深少0.5m。質(zhì)量檢查孔采用自上而下 分段阻塞進(jìn)行單點(diǎn)法壓水試驗，質(zhì)量檢查孔采用周邊帷幕灌漿孔相應(yīng)段次最大灌漿壓力的 80%但當(dāng)該

21、值大于IMPaH,采用1MPa質(zhì)量檢查合格標(biāo)準(zhǔn)為灌后透水率 q<3Luo第1段(接觸段)及其下一段的合格率應(yīng)為100%以下各段合格率應(yīng)達(dá)90犯上，不合格的孔段透水率q應(yīng)不超過合格標(biāo)準(zhǔn)的50%（即不大于4.5Lu）,且不集中，可認(rèn)為合格。質(zhì)量檢查孔全孔壓水試驗結(jié)束，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行封孔。5主要資源配置本次試驗的主要設(shè)備及材料計劃見表6、表7,主要人員配置見表8表6大壩帷幕灌漿試驗主要施工設(shè)備配置序號設(shè)備名稱型號規(guī)格單位數(shù)量備注1錨桿鉆機(jī)MGJ-50臺22地質(zhì)鉆機(jī)XY-2臺43灌漿泵3SNS- 3.5A/150臺24液（Z氣）壓灌漿塞ZSQ-42套85立式雙桶攪拌機(jī)JJS-2B臺26高速

22、制漿機(jī)ZJ-400A臺27自動記錄儀GJY-IV 型臺28測斜儀KXP-1臺1表7大壩帷幕灌漿試驗主要材料廳P名稱規(guī)格型號單位數(shù)量1水泥袋裝 P - O42.5t402砂F=2.8t1表8大壩帷幕灌漿試驗主要人員序號工種人數(shù)1鉆探工82灌漿工83維修工24電工25普工10合計306質(zhì)量保證6.1質(zhì)量管理措施 施工前技術(shù)部門向施工作業(yè)隊進(jìn)行技術(shù)交底，詳細(xì)講解施工工藝、方法及施工中 的控制要點(diǎn)，要求施工人員和技術(shù)人員掌握施工方案和技術(shù)規(guī)范。 開工前各項準(zhǔn)備工作必須完善，施工機(jī)具必須檢修處于完好狀態(tài)，必要時準(zhǔn)備施 工輔助預(yù)案。 嚴(yán)格實行“三檢制”，未經(jīng)驗收合格不得進(jìn)入下一道工序的施工。6.2 原材料質(zhì)量控制水泥：使用42.5級普通硅酸鹽水泥進(jìn)場前，按要求進(jìn)行水泥品質(zhì)檢測，合格后方可 使用。6.3 現(xiàn)場質(zhì)量控制孔位：所有孔位均由測量人員放點(diǎn)，由質(zhì)檢人員復(fù)查、監(jiān)理工程師復(fù)核，確認(rèn)無誤 后方能施工；施工時嚴(yán)格按照測量的孔位就位鉆機(jī)，切實有效地控制孔位的準(zhǔn)確性；若確 實需要移動孔位時，須經(jīng)監(jiān)理工程師核實同意并做好記錄?？仔颍涸囼瀰^(qū)域內(nèi)鉆灌施工按分排分序加密的原則進(jìn)行，同時控制不同孔序的進(jìn)尺 高差不小于15m終孔深度：鉆至設(shè)計孔深后，經(jīng)質(zhì)檢人員、監(jiān)理工程師確認(rèn)后，方可終孔。鉆孔孔斜：終孔后由質(zhì)檢人員負(fù)責(zé)