固結灌漿試驗報告

1、.XX中寧縣長山頭水庫除險加固工程固結灌漿試驗報告XX紅寶實業(yè)XX2021年4月審 查：校 核：編 寫：協(xié)作單位：西北水利水電工程XX公司. v.目錄1 概況41.1 工程概況41.2工程地質概況41.2.1壩址區(qū)地形地貌及物理地質現(xiàn)象41.2.2水文地質41.2.3受灌體地質條件42灌漿試驗區(qū)布置52.1試驗地段選擇52.2孔位布置53 施工進度及完成工程量63.1施工進度63.2完成工程量64 施工組織74.1勞動力組織74.2設備投入74.3現(xiàn)場布置74.3.1施工用風74.3.2施工用水74.3.3施工用電84.3.4制漿站84.3.5施工道路84.3.6施工通訊84.3.7施工總平面

2、布置圖84.4施工質量、職業(yè)安康平安、環(huán)境保護管理104.4.1施工質量管理104.4.2職業(yè)安康平安管理114.4.3環(huán)境保護管理135 灌漿試驗施工方法155.1施工依據(jù)155.2施工流程155.3抬動觀測孔施工165.4固結灌漿孔施工175.4.1造孔175.4.2洗孔175.4.3簡易壓水175.4.4灌漿175.4.5封孔195.5試驗檢查孔206 灌漿試驗成果分析216.1各序孔壓水試驗成果分析216.2各序孔單位注入量分析216.3抬動觀測分析216.4鉆孔取芯分析217 結論228 231概況1.1 工程概況長山頭水庫位于黃河一級支流清水河下游、中寧縣城南20km處的長山頭狹谷

3、入口出處，壩址以上流域面積14171km2，多年平均徑流量1.24億m3，多年平均輸沙量3390萬t。1959年3月開工建立，1960年8月建成，工程的主要任務是防洪、攔沙、淤泥綜合利用，由主壩、副壩、輸水涵洞組成。主壩先后經4次加高，現(xiàn)溢流壩頂高程1268m，壩高30m。根據(jù)設計文件，對主壩進展固結灌漿加固。在固結灌漿開場前，先施工固結灌漿試驗，以論證和推薦合理的施工參數(shù)。1.2工程地質概況1.2.1壩址區(qū)地形地貌及物理地質現(xiàn)象壩址區(qū)屬長山頭及煙洞XX側的低XX丘陵地貌，清水河切穿山體北流，狹窄，兩岸地形較陡，地下水有腐蝕性。1.2.2水文地質長山頭水庫地處西北內陸干旱區(qū)，受大陸西風氣流控制

4、，呈現(xiàn)大陸性氣候特征，春季短且干旱多風，沙塵多，冬季枯燥，嚴寒而漫長，降水量少，區(qū)域氣溫較大，無霜期短，降水量少，蒸發(fā)量大。1.2.3受灌體地質條件固結灌漿受灌體為主壩壩體。主壩由溢流壩段和非溢流壩段組成，為漿砌與干砌石混合砌筑的砌石重力壩。壩頂高程1265.7m，壩頂總長126.5m，其中溢流壩段長64.0m，頂面高程1261.20m,上游壩坡1:0.45，下游壩坡1:1.2，上、下游壩坡各有厚1.5m的1:2:9水泥白灰漿砌塊石，內包干砌塊石，其中上、下游壩坡的第二層為1：3石灰砂漿砌塊石1.5m厚，壩基根底局部除輸水洞底局部外均為1：2：9水泥白灰砂漿砌大塊石，厚4.0m。2灌漿試驗區(qū)布

5、置2.1試驗地段選擇根據(jù)設計圖紙結合現(xiàn)場條件，在溢流壩頂部選擇固結灌漿試驗地段，樁號0+0700+074m，孔口高程1266.71267.7m。2.2孔位布置試驗區(qū)鉆孔布置型式：采用二個施工次序，等腰三角型布置型式。如以下圖所示。圖2-1 固結灌漿試驗孔位布置圖3 施工進度及完成工程量3.1施工進度試驗孔鉆孔灌漿于2021年4月10日開鉆，先施工抬動觀測孔，再施工灌漿孔。灌漿孔施工于2021年4月16日完成。布置檢查孔1個，于2021年4月19日2021年4月20日完成。灌漿試驗共歷時11日歷天。3.2完成工程量主要完成工程量見表3-1。表31 灌漿試驗主要完成工程量表序號工程名稱單位工程量備

6、注設計實際1抬動觀測孔m31311孔2固結灌漿孔m88.8903孔3檢查孔m29.829.81孔4鑲注孔口管個333孔5壓水試驗段24244孔4 施工組織4.1勞動力組織根據(jù)本次固結灌漿試驗的特點和工期要求，派遣對灌漿施工作業(yè)經歷豐富的工程技術管理人員和技術精煉的操作工人，連續(xù)24小時分班作業(yè)，勞動力配置見表4-1。表4-1 勞動力配置表序號崗位單位數(shù)量備注1施工負責人人12技術負責人人13質檢員人24平安員人15班長人26記錄員人27鉆探工人108灌漿工人89空壓工人210修理工人211輔助人員人4合計人354.2設備投入根據(jù)工期要求和地層特性配置設備，機械設備資源配置見表4-2。表4-2

7、機械設備資源配置表序號名稱型號或規(guī)格單位數(shù)量備注1空壓機23m3/min臺12地質鉆機XY-2PB臺23潛孔鉆機臺34灌漿泵BW200/40臺45制漿機800L臺16儲漿攪拌機400L臺37灌漿自動記錄儀GMS2004一拖八套18施工車輛輛14.3現(xiàn)場布置4.3.1施工用風采用23m3/min空壓機集中供風。4.3.2施工用水采用潛水泵抽取水質合格的河水。4.3.3施工用電從附近變壓器低壓側接引，分別在各輔助系統(tǒng)設置簡易配電柜，并根據(jù)平安用電要求，各配電柜都安裝漏電保護器，并做到一機一閘一保護。4.3.4制漿站在右岸非溢流壩段上游空余場地設制漿站，安裝1臺800L制漿機，制備水灰比為0.5：1

8、的純水泥漿液，輸送到各灌漿作業(yè)面。在使用前測定供漿密度，根據(jù)需求摻加適量水調制使用。制漿站如圖4-1所示。圖4-1 集中制漿站布置示意圖根據(jù)現(xiàn)場情況，水泥庫搭建采用鋼管或木材搭建，在地面鋪設20cm木板或架空地面30cm以上，防止水泥受潮結塊變質，同時配備防雨布遮蓋，確保工程施工時不受影響。4.3.5施工道路利用現(xiàn)有的施工道路。4.3.6施工通訊利用手機和外界保持通訊。4.3.7施工總平面布置圖見圖4-2。. v.試驗區(qū)9臨時庫房制漿站空壓機變壓器. v.4.4施工質量、職業(yè)安康平安、環(huán)境保護管理4.4.1施工質量管理嚴格執(zhí)行GB/T19001-2000 idt ISO9001：2000&qu

9、ot;質量管理體系 要求"，重視“過程控制和“質量記錄，建立有效運作的質量保證體系見圖4-3，做到試驗產品的合格率到達100%，圖4-3 質量保證體系框圖1全面發(fā)動，確保施工質量組織有能力、有經歷的施工技術人員學習掌握設計技術文件及有關規(guī)程規(guī)X，編制施工組織措施，確保技術先進、工藝簡單、經濟合理。強化管理，規(guī)X制度：強化內部管理，制定全方位的工程管理方法，優(yōu)化工程部運作機制，以現(xiàn)代企業(yè)模式進展施工管理。及時、果斷作出決策：施工負責人常駐現(xiàn)場，對有關問題及時、果斷作出決策，確保施工順利進展，為保質、保量完成任務提供可靠的保證。2過程控制對所購材料和施工設備進展到貨檢驗；對天然建材進展物

10、理力學試驗，以檢驗其性能是否滿足設計要求，嚴防不合格材料進入施工場地；按照施工工藝要求對每一工序質量進展控制，嚴防不合格工序進入下一工序，每一工序找出質量控制要點進展重點控制，施工過程執(zhí)行“三檢制。對所有原始記錄、中間成果資料及最終成果資料進展質量控制，以完備的質量“三檢制和成果資料逐級審簽制度保證工程資料的質量。3原材料質量控制 所有材料均有出廠合格證和材質檢驗單，使用前進展嚴格的檢驗，并要有全面、詳實的材質檢驗報告。4預防和處理質量事故由于客觀原因造成質量缺陷時，及時上報并作詳細記錄，征得有關各方同意后，嚴格按照批準的補救措施進展處理，確保工程不留質量隱患。4.4.2職業(yè)安康平安管理嚴格執(zhí)

11、行GB/T28001-2001"職業(yè)安康平安管理體系 規(guī)X"，按照“平安第一，預防為主的平安管理方針，建立平安管理體系，見圖4-4。圖4-4 平安管理體系框圖1制定平安生產責任制以現(xiàn)代施工企業(yè)管理科學化、程序化、制度化為標準，嚴格按照“管生產必須管平安的管理原那么，逐級簽定平安生產責任書，做到“層層有專責，事事有人管。確保責、權到人，實現(xiàn)管生產和管平安雙線并軌的一體化管理。2交通平安管理規(guī)定制定交通平安管理規(guī)定。包括當班專人專車制、車況檢查維護制、駕駛員考核制及載人值班車管理規(guī)定等。3施工用電平安管理方法工區(qū)施工用電線路管理采取一級管理兩級維護的管理模式。a、電工必須按停、

12、送電作業(yè)程序進展施工操作，嚴格執(zhí)行電工作業(yè)“三票制度，實行掛牌和人員監(jiān)護制。b、制定停、供電的程序及應急措施。4勞務平安管理規(guī)定所有臨工人員進場時必須經審查符合要求，并具有強烈的平安施工意識，簽定合同時必須有平安條款，必須 “小三證齊全，并且買人身保險，經三級入場平安教育后持證上崗。5勞保用品管理方法員工勞保用品按國家有關規(guī)定并結合施工實際需求情況進展發(fā)放。6機械設備管理方法對施工設備的平安運行、維護保養(yǎng)及修理報廢做出詳細的規(guī)定。7檢查評比考核制度根據(jù)天氣、季節(jié)及施工需要，定期地組織平安大檢查、設備平安大檢查和不定期地組織其它專項平安檢查，檢查的結果以平安檢查整改紀要下發(fā)。各施工作業(yè)隊按隱患“

13、三定定時限、定措施、定人員整改原那么進展整改。月末，按各隊隱患條數(shù)對各單位進展評比考核。平安監(jiān)察部和專職平安員做好日常巡查工作并認真填寫平安員日巡查記錄。平安員嚴格按照“三工制班前、班中、班后檢查對作業(yè)面進展檢查。8平安教育與培訓制度主要包括施工人員三級入場教育、特殊工種業(yè)務再培訓及考核、各級平安管理人員培訓等。對考試合格的員工發(fā)上崗證，統(tǒng)一持證上崗。9平安生產考核方法及實施細那么為規(guī)X管理，控制人的不平安行為，提高全員的平安意識和素質，按“獎先懲后的原那么，制定與平安管理方法相配套的平安生產考核方法及獎懲實施細那么，對各作業(yè)組、個人進展考核、獎罰。10危險源識別及預防監(jiān)控措施根據(jù)本工程生產活

14、動情況，制定危險源清單，見表4-1。表4-1 危險源識別清單序號過程/活動危險因素可能導致的事故后果備注1施工用電配電箱設置不規(guī)X、電線老化漏電，觸電，火災2材料庫房、施工現(xiàn)場動火作業(yè)堆放雜亂，無防火設施；氧氣瓶與乙炔瓶無平安距離，消防器材缺乏，明火火災3高處作業(yè)搭設不規(guī)X、臨邊、四口無防護；工具、材料、設備墜落違規(guī)作業(yè)高處墜落、人員傷害重大危險源預防控制措施：應在施工區(qū)域X圍劃定明確的施工平安界限，四周設立護欄，制止外人進入施工現(xiàn)場。作業(yè)時應在危險區(qū)內設立明顯的平安警示標志。作業(yè)人員進入施工現(xiàn)場必須佩帶平安帽、絕緣手套等勞動防護用具?，F(xiàn)場應設專職平安檢查員隨時檢查，發(fā)現(xiàn)平安隱隱及時排除。針對

15、重大危險源建立本工程應急救援預案，成立應急救援小組，配備救援器材及設備，對事故前兆做好預控，發(fā)生事故后的全力開展救援及事故處理工作。4.4.3環(huán)境保護管理嚴格執(zhí)行GB/T24001-2004 idt ISO14001：2004"環(huán)境管理體系 要求及使用指南"，建立環(huán)境保護管理體系，見圖4-5。圖4-5 環(huán)境保護管理體系框圖1工程環(huán)境保護規(guī)劃根據(jù)本工程施工的特點和要求，在工程開工時，將對工程施工過程中，可能會對環(huán)境保護、水土保持、人群安康造成污染和影響的工程工程、污染源、工序、工藝進展預測評估，并做出治理措施和工程環(huán)?？傮w規(guī)劃。2環(huán)境保護管理方法主要包括各級管理部門和管理人員

16、的環(huán)保職責；監(jiān)視檢查實施細那么；考核、獎罰標準以及環(huán)保監(jiān)察員的工作程序。3檢查、報告制度定期進展環(huán)保大檢查和日常巡查，并做好記錄和跟蹤驗證工作，對工程施工過程中存在的重大環(huán)保治理問題，以書面的形式向上級主管部門匯報。4文明施工，工完場地清嚴格按照工程CI形象設計，規(guī)X操作，文明施工。工作面材料擺放整齊，管線路規(guī)X、清楚，場面完工及時清理，把“工完場地清作為企業(yè)文明施工驗收的強制性標準。5制定環(huán)境因素控制清單及預防監(jiān)控措施根據(jù)本工程生產活動情況，制定環(huán)境因素清單，見表4-2。表4-2 環(huán)境因素識別清單序號活動或設施名稱環(huán)境因素排放去向備注1機油、潤滑油遺撒、油棉紗丟棄油污染污染水體、土體2生活垃

17、圾、污水排放水體、土壤污染污染水體、土體重要環(huán)境因素預防監(jiān)控措施：嚴禁隨地大小便；在臨時倉庫、臨時生活辦公場所等區(qū)域，設置固定的工地廁所，并采取定期清掃、消毒、滅蚊蠅等措施，確保環(huán)境衛(wèi)生。對油氈、橡膠、塑料、皮革等會產生有毒煙塵和惡臭氣體的廢棄物，采取收集后按環(huán)保要求集中消毀措施，制止隨意燃燒。在生活、施工區(qū)域內設置垃圾收集箱并定期清理。對油料的保管和使用過程中，為防止跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，加強設備的維護保養(yǎng)并采取收集集中處理措施，以防污染道路、場所、水源。5 灌漿試驗施工方法5.1施工依據(jù)1本工程設計圖紙；2"水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)X"DL/T5148-2001；3&

18、quot;水利水電工程鉆探規(guī)程"DL5013-92。5.2施工流程總施工流程：抬動觀測孔固結灌漿試驗孔試驗檢查孔抬動觀測孔施工流程：全孔一次性成孔安裝內管安裝外管固結灌漿試驗孔施工流程：I序孔II序孔，單孔流程見圖5-1。圖5-1 固結灌漿試驗孔單孔施工流程圖試驗檢查孔施工流程：鉆孔至第一段孔口以下5m洗孔單點壓水試驗鉆孔至下一段段長5m洗孔單點壓水試驗終孔段段長不大于6m洗孔單點壓水試驗全孔灌漿封孔5.3抬動觀測孔施工為及時控制洗孔、壓水、灌漿等過程可能出現(xiàn)的地表抬動破壞，先施工抬動觀測孔，對洗孔、壓水、灌漿、封孔全過程進展抬動變形觀測。抬動觀測孔孔徑91mm，孔向鉛直，孔深31m

19、，采用小口徑金剛石清水鉆進，一次性鉆至設計孔深，下入25mm鍍鋅管至孔底。用M10水泥砂漿在孔底錨固，長度1m。再下入80mm外管，對外管與孔壁之間回填細砂，在孔口澆筑一小塊混凝土平臺放置抬動觀測孔千分表。抬動觀測裝置詳見圖5-2。圖5-2 抬動觀測裝置圖. v.5.4固結灌漿孔施工5.4.1造孔1孔位：根據(jù)設計圖紙測量放線，平面誤差不大于10cm。2 孔徑：設計文件規(guī)定孔徑不小于38mm，實際開孔孔徑91mm，終孔孔徑75mm。3孔深：按不下于設計孔深控制。4孔向：孔向鉛直，開鉆前用水平尺校正鉆孔方向。5鉆孔機械：根據(jù)固結灌漿試驗區(qū)和當?shù)貙嶋H地形地貌，選用XX探礦機械廠生產的XY-2PB型地

20、質鉆機。6鉆進方法：對于孔口有覆蓋層的孔，先鑲注孔口管。待凝后采用小口徑金剛石清水鉆進。根據(jù)設計文件采用自下而上分段灌漿的方法，一次性成孔。但因灌漿試驗需取各段灌前透水率值比照分析，自上而下分段鉆孔、洗孔、簡易壓水，終孔后自下而上分段灌漿。5.4.2洗孔鉆孔至段位后用灌漿泵進展壓力水裂隙沖洗，孔底沉積厚度不得超過20cm，沖洗時間可至回水清凈時止。洗孔壓力為各段設計灌漿壓力的80%，該值假設大于1MPa時，采用1MPa。自下而上分段灌漿前，先連同孔底段一起進展全孔沖洗，壓力為該孔孔底段洗孔壓力。5.4.3簡易壓水各段鉆至段位洗孔后進展簡易壓水。簡易壓水采用GMS2004灌漿自動記錄儀記錄。壓力

21、為灌漿壓力的80%并不大于1Mpa，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，其成果以透水率q表示，單位為呂榮。計算式：q=Q/(P×L)q透水率，單位LuQ計算流量，單位L/minP壓力表壓力(MPa)壓力表距地面高度m/100，地下水位忽略不計。L試段長度，單位mGMS2004灌漿自動記錄儀能自動按5min間隔記錄流量和壓力，并自動計算出透水率。5.4.4灌漿1灌漿材料灌漿材料采用高抗硫水泥P.o 42.5級水泥，灌漿用水采用水質合格的河水。2灌漿機械集中制漿：800L制漿機；送漿：BW200/40型灌漿泵；儲漿：400L儲漿攪拌機；灌漿：BW2

22、00/40型灌漿泵；記錄儀：GMS2004灌漿自動記錄儀。灌漿機械布置圖見圖5-3。圖5-3 灌漿機械布置圖3制漿采用800L攪拌機集中制漿。漿液攪拌均勻并測定漿液密度。純水泥漿液的攪拌時間，使用普通攪拌機時，不少于3min；漿液在使用前過篩，自制備至用完的時間小于4h。漿液溫度不低于5。4灌漿方法固結灌漿試驗采用自下而上分段孔內循環(huán)式灌漿方法，射漿管距段底不大于50cm。5灌漿段長及壓力自孔口每隔5m分一段?？椎资Ｓ喽巫畲蠖伍L不宜大于6m，否那么分兩段。固結灌漿段段長及壓力劃分見5-1。表5-1 固結灌漿段長及灌漿壓力劃分表段次1(孔底段)23456孔口段段長m555555孔深m302520

23、15105壓力Mpa0.70.60.50.40.30.26灌漿水灰比本次固結灌漿試驗灌漿水灰比采用21、11、0.81、0.6：1、0.51五個漿液比級，開灌水灰比為21。漿液遵循由稀到濃的原那么，濃度變換條件按下述標準執(zhí)行：灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減小時；或注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不改變水灰比。某一比級的漿液灌注量達300L以上時或灌注時間已達1h，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時變濃一級漿液。注入率大于30L/min時，根據(jù)具體情況越級變濃一級漿液。7完畢標準在設計壓力下，當注入率不大于1L/min時，連續(xù)灌注30min即可完畢。8特殊情況處理灌漿過程中發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿時，根

24、據(jù)具體情況采用嵌縫、外表封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇、待凝等方法進展處理。固結灌漿過程中發(fā)生串漿時，如串漿孔具備灌漿條件，采取一泵一孔同時進展灌漿，否那么將串漿孔用塞塞住，待灌漿孔灌漿完畢后，串漿孔再行掃扎、沖洗，而后繼續(xù)鉆進或灌漿。灌漿作業(yè)連續(xù)進展，假設因故中斷，按下述原那么處理：a.盡快恢復灌漿，否那么立即沖洗鉆孔，再恢復灌漿；假設無法沖洗或沖洗無效，那么進展掃孔，再恢復灌漿；b.恢復灌漿時，使用開灌比級的水泥漿進展灌注，如注入率與中斷前相近，即可改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，逐級加濃漿液繼續(xù)灌注；c恢復灌漿后，如注入率較中斷前減少很多，且在短時間內停頓吸

25、漿，采取補救措施。灌漿段注入量大而難以完畢時，可選用以下措施處理：a.低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿；b.灌注速凝漿液；灌漿過程中如回漿變濃，可換用一樣水灰比的新漿灌注，假設效果不明顯，繼續(xù)灌注30min，即可完畢灌注，不再進展復灌。灌漿孔段遇特殊情況，無論采用何種措施處理，其復灌前進展掃孔，復灌后到達規(guī)定的完畢條件。5.4.5封孔采用全孔灌漿封孔法封孔。即在最后一段灌漿完畢后，采用0.51的水泥凈漿置換出孔內漿液，用該孔最大設計灌漿壓力下持續(xù)灌注30min完畢。待凝48h觀察孔口空余段長度，假設該值大于3.0m時，使用一樣方法重復封孔，直至孔口空余段小于3.0m時再用M20水泥砂漿人工搗實

26、填至孔口。5.5試驗檢查孔固結灌漿質量檢查采用壓水試驗檢查為主，結合局部取芯檢查為輔。檢查孔壓水試驗合格標準根據(jù)規(guī)程規(guī)X確定為：透水率q5Lu。檢查孔應在分析施工資料的根底上在下述部位布置：1斷層、巖體破碎、裂隙發(fā)育等地質條件復雜的部位；2末序孔注入量大的孔段附近；3灌漿過程不正常等經分析資料認為可能對質量有影響的部位；固結灌漿檢查孔的數(shù)量可為灌漿孔總數(shù)的5%。檢查孔的孔徑一般不小于75mm，孔深比固結灌漿試驗孔淺0.5m，孔向鉛直。檢查孔按灌漿孔分段的段位，自上而下分段鉆孔、洗孔、壓水試驗單點法，壓力均采用孔深相應段設計灌漿壓力的80%且不大于1MP。終孔段壓水完畢后全孔沖洗，進展全孔灌漿，灌漿壓力采用該孔最大設計灌漿壓力，封孔方法采用全孔灌漿封孔法。單點法壓水試驗完畢標準：在穩(wěn)定的設計壓水壓力下，每35min測讀一次壓入流量，連續(xù)四次讀數(shù)中，當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，本階段壓水試驗即可完畢。6 灌漿試驗成果分析6.1各序孔壓水試驗成果分析I序孔、II序孔、檢查孔壓水試驗成果見表6-1。表6-1 各序孔灌前壓水試驗成果表孔序