水利水電工程施工手冊第1卷地基與基礎工程--02灌漿10資料整理

1、第十節(jié) 灌漿工程資料的整理1. 灌漿資料的重要性1.1 灌漿工程資料的作用 由于灌漿工程的隱蔽性和灌漿效果受多因素影響的復雜性，因此灌漿工程資料具有 特殊的重要性。（1）對于整個灌漿工程來說，灌漿工程資料是灌漿施工全過程的記錄。工程實施過 程中和完成以后，觀察不到任何有形的地面建筑物，工程的全部信息都包含在各種資料 中。（2）在灌漿過程中反饋的多種施工信息所形成的中間資料，是驗證勘探資料、設計 方案和施工方法的正確性，從而預測灌漿效果的依據(jù)；也是發(fā)現(xiàn)施工、設計可能存在的 不足，需要調整施工參數(shù)的依據(jù)；（3）在施工結束以后的灌漿資料，包括各種測試資料，是評價灌漿施工質量和灌漿 效果的重要依據(jù)，有

2、時候是惟一依據(jù)。（4）在工程運行過程中，如發(fā)現(xiàn)質量缺陷，如集中滲漏、滲漏量大等，這時灌漿資 料是對質量缺陷進行追索調查，并制定修補措施的依據(jù)；（5）由于灌漿工程的經驗性，因此一個工程的資料也是其它類似工程最好的借鑒和 類比的資料；（6）由于灌漿工程理論上的不成熟、不完善，因此每一個灌漿工程，特別是復雜的 工程和大型的灌漿試驗， 都是一次寶貴的原型試驗， 其資料是進行科學研究的有用素材。1.2 灌漿工程資料的種類2-10-1 。灌漿工程的資料很多，如按資料形成的階段和用途分類，根據(jù)水工建筑物水泥灌 漿施工技術規(guī)范的規(guī)定，主要的和常用的灌漿資料可列如表稱 名 料 資灌漿工程施工記錄12員 錄 記

3、組 機 或 員 檢3456錄 記 祭 觀 形 變 動 抬78員 驗 試 場 現(xiàn)灌漿成果資料1表 覽一23表 計 統(tǒng) 合 綜 漿 灌4完 程 工 漿 灌5圖 面 剖 合 綜計 統(tǒng) 料 資6789檢驗測試資料123告員 驗 試 驗 檢4試施驗其它1表 定 評 量員 檢2等 吿表中主要圖表的格式已列入規(guī)范附錄中，表2-10-2為鉆孔施工記錄的一種形式。在所有這些資料中，施工記錄資料(即包括測試工作在內的各種原始記錄)是十分重要基礎資料，其它資料都是由它們整理加工出來的。因此，原始記錄的填寫要特別注意做到：(1)真實 要實事求是地反映施工情況， 真實是原始記錄的生命， 誠信是灌漿工程質量的生命?，F(xiàn)場是

4、什么情況、數(shù)據(jù)是多少，就填寫什么。不得隨意編造，弄虛作假。（ 2）準確 填寫的情況要準確， 能使用數(shù)據(jù)的盡量填寫數(shù)據(jù)。 要避免使用估計、 大 約的描述。（ 3）詳細 盡可能地詳細具體， 凡可用數(shù)據(jù)表達的應填寫數(shù)據(jù)， 所有規(guī)定的欄目都 應當填寫，沒有用的欄目不要設置。鉆孔過程中地層的變化，灌漿中發(fā)生的特殊情況， 處置的措施，應當是記錄的重點。（4）及時 記錄要隨著施工的進行， 及時、 逐項填寫， 不要等一個孔段施工完了以 后再填寫，更不要將記錄帶離工地以后填寫。及時也是真實、準確、詳細的基礎，不及 時填寫就難以做到真實、準確、詳細。此外，填寫原始記錄時還應當注意防止任意涂改，需要修改時可將錯誤的

5、數(shù)字劃上 橫線，在其旁寫上正確的數(shù)字。應使用炭素墨水或藍黑墨水書寫。1.3 各種資料之間的關系灌漿工程中各種圖、表由分散而集中，由繁雜而簡單，大體上按照施工原始記錄T灌漿成果表t灌漿成果圖的關系，層層推進。圖2-10-1為帷幕灌漿工程各種資料的關系圖，其他灌漿工程圖表種類形式不完全相同，關系大體一樣。2 灌漿資料的統(tǒng)計和分析2.1 單位注入量的統(tǒng)計和分析2.1.1 單位注入量的計算 單位注入量在灌漿資料中，是一項最基本、最重要的數(shù)據(jù)。其物理意義是每米鉆孔長度內的巖體注入的水泥質量，單位為 kg/m。這其中不包括損耗的水泥，例如管路、鉆 孔內所占的漿液，由于各種原因發(fā)生的棄漿，大量的冒漿、串漿等

6、。封孔所用的漿液和 水泥量，可以計入該孔平均單位注灰量中。平均單位注入量是指一個鉆孔、一序孔、一 排孔、一個單元或一個工程所有各孔段的單位注入量的平均值。圖2-10-1帷幕灌漿資料關系圖管路和鉆孔內所占漿液可以通過計算管路和鉆孔的容積算出，對于循環(huán)式灌漿，也可以采用試驗的方法得出：即在沖孔、裂隙沖洗或簡易壓水完成后，灌漿開始時先 將回漿閥門開至最大，接著向進漿管內勻速地注入水泥漿液，并計量其體積，觀察回 漿管先是有水返流出來，接著流出水泥漿液，記住此時注入水泥漿的體積，就可以近 似地作為管路和鉆孔的容積。此法忽略了漿液在充滿管路和鉆孔的時間內，可能有少 量漿液注入到地層中，但在一般情況下其精確

7、度是足夠的，是偏于安全的。最后在計 算損耗水泥量時，注意應采用灌漿結束時的水灰比。由于地層巖性和受地質構造的影響不同，灌漿孔布置、灌漿材料和灌漿壓力等的不同，各工程各孔段的單位注灰量變化范圍很大。歐美國家將單位注灰量分成若干級（表2-10-3），一般說來末序排的末序灌漿孔的單位注灰量應當降低到“低”或“很低”的等級。表2-10-2 鉆孔灌漿施工記錄表(樣式)年 月 日班施工部位孑L號交班孔深m本班鉆孔進尺m交班灌漿深度m排序鉆孔頂角接班孔深m本班灌漿段長m接班灌漿深度m孔序方位角孔口高程m 樁號機地距m時間工作內容鉆孔情況灌漿情況孔內情況開 始終 止間 隔鉆頭鉆具/、 總 長機上余尺進 尺孔

8、深段 次灌漿段灌注巖性、變層、坍孔、掉塊、 巖芯采取率、回水、串漿、 抬動等情況名 稱規(guī) 格長 度始止自止段 長結束(+)繼續(xù)(-)工時利用(時：分)主要材料消耗項 目純 鉆 灌起 鉆 下 塞準 備沖 孔掃 孔機 修遷 安孔 故機 故停 水停 電待 料苴/、它合計鉆頭鐵 砂鋼 粒機油水 泥鉆機型號金剛石合金鐵砂灌漿泵型號岀 勤 人 數(shù)技工鉆 孔普工灌 漿合計機長:班長:記錄:表2-10-3單位注灰量等級劃分表等級劃分注灰量區(qū)間（kg/m）很低0 12.5低12.5 25稍低25 50中50 100稍高100200高200 400很高>400單位注入量頻率曲線圖對各個孔段的單位注入量進行統(tǒng)

9、計分析，可以整理出如表2-10-1中的灌漿綜合統(tǒng)計表。根據(jù)表列數(shù)據(jù)可以繪制出各次序孔單位注入量頻率曲線圖（包括分布頻率和累 計頻率）。圖2-10-2為烏江渡水電站河床段帷幕灌漿單位注入量累計頻率曲線，從圖 中可以比較直觀地看出三排孔單位注入量逐排逐序良好的遞減趨勢。圖2-10-2烏江渡水電站河床段帷幕灌漿單位注入量累計頻率曲線2.1.3 單位注入量遞減規(guī)律 隨著灌漿施工按照分排、分序，逐漸加密的原則進行，各灌漿孔段的單位注入量 將會隨著灌漿次序的增進，出現(xiàn)遞減的趨勢，具體表現(xiàn)為：(1) n序孔的平均單位注入量小于i序孔，川序孔的單位注入量小于n序孔，依此類推。后序孔與前序孔單位注入量的比率(即

10、遞減率)通常為25%75%。( 2)后灌排的平均單位注入量小于先灌排的平均單位注入量；( 3)中間排的平均單位注入量小于邊排孔的單位注入量。( 4)單位注入量遞減的規(guī)律是普遍的，但也不排除某一部分孔出現(xiàn)異常的情況， 這里可能有地質條件的原因，也可能有施工工藝的原因，應當進行認真分析。圖2-10-3 為烏江渡水電站右岸帷幕灌漿單位注入量次序遞減曲線。圖 2-10-3 烏江渡水電站右岸帷幕灌漿單位注入量次序遞減曲線。2.2 透水率透水率是壓水試驗的成果，它是灌漿資料中另一項十分重要的和基本的數(shù)據(jù)。各個灌漿段的種壓水試驗，包括簡易壓水所得的透水率可遵照本章第五節(jié)3.3、3.4 所述進行計算。由各個灌

11、漿段的透水率和它們的孔段長度，按加權平均的方法可以計算出 一個孔和同一序孔的平均透水率。透水率統(tǒng)計分析的范圍通常包括各序孔灌漿前的透水率和灌漿后檢查孔的透水 率。與單位注入量的統(tǒng)計分析相似，根據(jù)灌漿綜合統(tǒng)計表相關數(shù)據(jù)可以繪制出透水率 頻率曲線圖(包括分布頻率和累計頻率)來。從該曲線可以比較直觀地看出各次序孔 透水率和平均透水率的變化趨勢。在一般情況下，隨著灌漿施工按照分排、分序，逐次加密的原則進行，各灌漿孔 段灌前的透水率將會出現(xiàn)遞減的趨勢：(1) n序孔灌前的平均透水率一般小于i序孔灌前透水率，川序孔灌前的透水 率小于n序孔灌前的透水率，依此類推。( 2 )后灌排的平均透水率小于先灌排的平均

12、透水率。( 3)中間排的平均透水率小于邊排孔的平均透水率。( 4)隨著灌漿的進行，透水率大的孔段越來越少，出現(xiàn)的頻率越來越低；透水 率小的孔段越來越多，出現(xiàn)的頻率越來越高，直至末序排的末序孔灌前的透水率應接 近設計要求，檢查孔的透水率應當符合設計要求。( 5)透水率遞減的規(guī)律是普遍的，但也不排除個別、局部出現(xiàn)異常的情況，這 可能是地質條件的原因，也可能是灌漿工藝的原因，應當進行具體和認真的分析。透水率頻率曲線的圖示與單位注入量相似。單位注灰量與透水率之間的關系曾經是一個有爭議的問題，從表面上看它們應當 有近似正比例的關系， 但大量的工程實踐表明其相關關系很差， 特別是對于高壓灌漿。 分析原因主

13、要有二：一是求算透水率的壓水試驗或簡易壓水使用壓力相對較小，通常 為 1MPa 或更小，而灌漿壓力常常在 3MPa 以上。這樣就有不少的灌漿段在壓水試驗 時透水率很小，而灌漿時由于有的裂隙被擴張，注入量卻很大；另一種情況是巖體細 微裂隙發(fā)育，壓水試驗透水率較大，而灌漿時注入漿液很少，或吸水不吸漿。這都會 導致“反常”現(xiàn)象的發(fā)生。2.3 檢查孔巖芯分析灌漿工程檢查孔應當采取巖芯，檢查孔巖芯是評價灌漿質量的重要資料之一。此 外先導孔、各序灌漿孔有價值的巖芯也是重要的實物資料。對巖芯的檢查分析主要有 如下幾方面：（1）觀察裂隙中水泥結石的充填情況，分析漿液滲透擴散的規(guī)律；（2）比較灌漿前后的巖芯獲得

14、率；（3）當需要對漿液結石的成分、充填狀態(tài)、力學性質等進一步分析時，可截取 芯樣進行室內試驗。對巖芯的試驗多在灌漿試驗的階段進行。需要指出的是，由于地層、巖石、裂隙和漿液在裂隙通道中流態(tài)的復雜性，檢查 孔巖芯裂隙中水泥結石的充填率有很大的不確定性。也不能指望巖石中每一條裂隙， 甚至大多數(shù)裂隙都充填有水泥結石。因為有許多細縫水泥漿是灌不進去也不需要灌 的，還有些縫隙可能與灌漿孔沒有通道聯(lián)系，因而也看不到漿液結石，這都是較常有 的情況。灌漿施工中產生的巖芯很多，灌漿規(guī)范中要求采取和保留巖芯的只有先導孔和檢 查孔。先導孔和檢查孔的巖芯應當保存到灌漿工程驗收以后，其中有價值的巖芯應隨 工程一起永久保存

15、。 保存和保管巖芯實物的工作量很大， 實際工作中可做好巖芯描述， 繪制成鉆孔柱狀圖，拍攝照片，多采用文檔和電子媒體的形式加以保存。2.4 物探測試資料分析如前所述，物探測試的方法很多，采用較普遍的是進行巖體彈性波速或彈性模量 的測試，對比灌漿前后巖體的波速或彈性模量。經驗表明通常具有如下一些規(guī)律：（1） 裂隙巖體經灌漿后，彈性波速或彈性模量能有所提高，提高的最大幅度為接 近該巖石在完整狀態(tài)下的波速或彈性模量，但不可能超過。（2）裂隙張開和清潔的堅硬巖體，灌漿后效果最好，波速和彈性模量將有較大 提高。（3）裂隙若被粘土、泥質等雜物充填，灌漿效果將會降低，波速和彈性模量的 增值亦會受到影響。（4）

16、裂隙發(fā)育、破碎、灌前波速和彈性模量低的巖體，灌漿后改進的幅度大。 反之，改進幅度小。（5）母體巖石經受風化或蝕變，巖性退化，灌漿效果較差。2.5 灌漿工程竣工圖灌漿工程竣工圖主要由灌漿綜合剖面圖和其它灌漿成果資料組成。灌漿綜合剖面圖是最重要的灌漿成果資料。帷幕灌漿的綜合剖面圖是沿軸線展開 的幕體縱剖面圖，它標注有帷幕灌漿孔和灌漿段的位置，樁號、孔號、孔序、各孔段 的單位注入量、灌前透水率等重要數(shù)據(jù)，有的還標注有灌漿壓力、串冒漿情況、鉆孔孔斜、施工日期等。當帷幕由多排孔組成時，綜合剖面圖可分排繪制。工程中通常將灌漿綜合剖面圖和對應的鉆孔布置平面圖、孔斜投影圖、灌漿綜合 統(tǒng)計表、灌漿工程完成情況表

17、、各次序孔透水率頻率曲線圖、各次序孔單位注入量頻 率曲線圖，編繪在一張圖紙上，組成灌漿工程竣工圖。根據(jù)灌漿工程的規(guī)模，竣工圖 也可以按部位或單元工程整理繪制。2.6 灌漿工程施工總結報告灌漿工程施工總結報告是灌漿施工過程和成果資料的綜合文字說明。通常情況下 應當包含以下內容：（1）工程概況與設計要求；（2）灌漿工程完成情況；（3）灌漿工程施工情況：包括施工布置、施工工藝、主要施工參數(shù)、特殊情況 處理等；（ 4 ）工程質量的控制和檢驗，包括材料的檢驗；（5）灌漿成果資料，包括檢測成果資料；（6）對灌漿工程質量的評價；（7）對重要情況或遺留問題的說明與建議。3 灌漿資料的計算機處理大量的灌漿資料的記錄、整理、分析以往全靠手工計算，是一項繁重、重復的勞 動。隨著計算機技術的發(fā)展，除了自動記錄儀已廣泛地擔當了現(xiàn)場的施工記錄以外， 其它內業(yè)任務已越來越多地由計算機來完成了。使用計算機處理灌漿資料一可以減輕 技術人員的勞動強度，二可以提高工作效率，及時地提出成果資料，以指導施工進行 和預測灌漿效果。圖 2-10-4 為日本川治壩使用計算機處理灌漿資料程序框圖。 由于計算機技術的進步和普及，我國許多單位都不同程度地采用了計