土壩充填灌漿試驗(yàn)報(bào)告

1、報(bào)告編寫(xiě):審核:批準(zhǔn):南陽(yáng)市臥龍區(qū)打磨石巖除險(xiǎn)加固工程大壩充填灌漿試驗(yàn)報(bào)告1工程概況1.1概述打磨石巖水庫(kù)壩址位于南陽(yáng)市西北35km處臥龍區(qū)安皋鎮(zhèn)太清觀村潦河?xùn)|支上，屬長(zhǎng)江流域唐白河水系，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利樞紐工程。水庫(kù)控制流域面積52km2,壩址以上主干流長(zhǎng)14.75km,河道平均比降1/161,最大壩高28米，灌漿段壩高最大24米，大壩壩體填筑材料以含少量礫粉質(zhì)粘土為主，其次為重粉質(zhì)壤土。水庫(kù)下游有安皋、王村、潦河等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，居民12萬(wàn)人，8萬(wàn)多畝耕地及南水北調(diào)中線工程、寧西鐵路、焦枝鐵路、嶺南高速公路、312國(guó)道、龍升工業(yè)園區(qū)等重要設(shè)施，防洪任務(wù)十分繁重

2、。1.2目的與任務(wù)了解灌漿設(shè)計(jì)孔間的合理性，提出合理的灌漿壓力，泥漿物理性質(zhì)，一次吃漿量，提出每孔灌漿次數(shù)、間隔時(shí)間和工期以及觀測(cè)項(xiàng)目積累資料，為灌漿設(shè)計(jì)、施工提供基礎(chǔ)資料。1.3工作量充填式灌漿試驗(yàn)選取有代表性地段一處，位于樁號(hào)0+0630+072處，共布置灌漿試驗(yàn)孔10個(gè)，進(jìn)尺48.5m,檢查孔2個(gè)，進(jìn)尺9.8m,土料試驗(yàn)6組，泥漿試驗(yàn)15組，布觀測(cè)樁6個(gè)，工作基點(diǎn)2個(gè)詳見(jiàn)灌漿試驗(yàn)孔平面布置圖。2灌漿孔的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)孔的布置2.1 灌漿孔的設(shè)計(jì)(1)充填灌漿處理范圍及灌漿孔布置大壩樁號(hào)0+0150+11S0+4370+521段進(jìn)行壩體充填灌漿，在壩頂沿壩軸線上下游各1.0m處布設(shè)一排灌漿孔。

3、(2)灌漿孔布置及分序壩體充填灌漿沿壩軸線上下各1m布孔，終孔間距2.0m,采用三序施工，一序孔間距8.0m,二序孔間隔8.0m,三序孔間隔4.0m.。(3)檢查孔布置為保證灌漿質(zhì)量，設(shè)置一定數(shù)量的檢查孔。檢查孔的孔數(shù)，按規(guī)范要求不少于5%,充填灌漿檢查孔根據(jù)灌漿時(shí)壩體吃漿量情況選擇檢查孔位置。(4)灌漿試驗(yàn)在進(jìn)行施工前，應(yīng)先進(jìn)行灌漿試驗(yàn)。在灌漿試驗(yàn)中進(jìn)一步確定漿孔距、灌漿壓力、漿液濃度等參數(shù)，以便使灌漿能夠取得最佳效果。(5)灌漿壓力根據(jù)土壩壩體灌沙技術(shù)規(guī)范SD266-88,主壩充填灌漿壓力應(yīng)不大于49kPa。(6)灌漿方法采用先灌上游排孔，后灌下游排孔，分段灌注，自下而上，下套管分段灌注。

4、(7)灌漿材料灌漿材料采用水泥粘土漿，含量占85%,選擇粘土應(yīng)選擇料場(chǎng)，并通過(guò)試驗(yàn)確定本次灌漿要求的料場(chǎng)。土粒符合以下要求：粘粒含量20-45%;粉粒含量40-70%;砂粒含量小于10%;有機(jī)質(zhì)含量小于2%。(8)灌漿孔封孔當(dāng)漿液升至孔口，經(jīng)連續(xù)復(fù)灌3次不再吃漿時(shí)，即可終止灌漿。每孔終灌后，注滿容重大于15.0KN/m3,的稠漿自灌至少3次，即達(dá)封孔目的。2.2 試驗(yàn)孔的布置根據(jù)灌漿設(shè)計(jì)書(shū)及設(shè)計(jì)單位的意見(jiàn)，充填式灌漿試驗(yàn)選取有代表性地段一處，位于樁號(hào)0+0630+072處，共布置灌漿試驗(yàn)孔10個(gè)。2.3 灌漿試驗(yàn)原則根據(jù)南陽(yáng)市臥龍區(qū)打磨石巖水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程施工設(shè)計(jì)報(bào)告、土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范SD

5、266-88,通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證灌漿設(shè)計(jì)排距、孔距、孔序的合理性，提出合理的灌漿壓力、泥漿物理性質(zhì)、回彈比、一次吃漿量，確定灌漿次數(shù)，積累觀測(cè)資料，為灌漿設(shè)計(jì)提供依據(jù)，以便指導(dǎo)工程施工。3灌漿試驗(yàn)3.1 造孔鉆探使用鉆探機(jī)具采用GXY-150a鉆機(jī)，采用干鉆法造孔，孔徑采用110mm偏斜度不大于孔深2%3.2 灌漿材料及漿液試驗(yàn)(1)灌漿材料土料場(chǎng)選于水庫(kù)施工現(xiàn)場(chǎng)，該土料巖性為低液限粘土，其物理力學(xué)指標(biāo)為：比重2.738,塑性指數(shù)25.0,砂粒含量7.5%,粉粒含量59.5%,粘粒含量33.0%,有機(jī)物含量1.0%。各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。(2)漿液試驗(yàn)本次灌漿試驗(yàn)所用水泥粘土漿液容重為1.3-1.6

6、t/m3,粘度35-50S,穩(wěn)定性0.020-0.05g/cm3,膠體率85-95%,失水量21-26cm3/30min。(3)裂縫試驗(yàn)通過(guò)各試驗(yàn)孔觀察，裂縫寬度達(dá)到7.0mm時(shí)，彳？灌24小時(shí)后，裂縫寬為2mm其回彈比為71.4%,滿足規(guī)范要求，建議灌漿施工時(shí)，裂縫寬度應(yīng)控制在5mn«內(nèi)。(4)灌漿壓力試驗(yàn)通過(guò)灌漿試驗(yàn)，灌漿孔口壓力0.01-0.03Mpa,增加至0.04Mpa后壩頂出現(xiàn)縱向裂縫且冒漿。建議淺孔充填灌漿壓力采用0.01-0.03Mpa,深孔充填灌漿壓力采用0.03-0.05Mpa。(5) 一次灌漿量試驗(yàn)一次灌漿量與灌漿壓力，壩體水平位移及沉陷，泥漿固結(jié)，漿體強(qiáng)度、漿

7、壩互應(yīng)的效果都有直接的關(guān)系，因此對(duì)一次灌漿量應(yīng)嚴(yán)加控制，通過(guò)試驗(yàn)，一次灌漿量0.02-0.23m3,單位吸漿量0.001-0.048m3/m,因此建議充填式灌漿單位吸漿量0.0010.10m3/m。(6)灌漿間隔時(shí)間及灌漿次數(shù)充填式灌漿間隔時(shí)間為5d,每孔灌漿5次。(7)灌漿中特殊情況的處理充填式灌漿段盡量避免出現(xiàn)縱向裂縫，若出現(xiàn)縱向裂縫應(yīng)采取灌灌停停的辦法，縱縫寬度應(yīng)控制在5mm以內(nèi)，并開(kāi)挖回填夯實(shí)待下次再灌。壩頂出現(xiàn)斜向、橫向裂縫，立即停灌，開(kāi)挖回填夯實(shí)，用稠漿少灌多復(fù)，直到灌好。鉆孔周圍冒漿，采取壓砂處理。為相鄰兩孔用漿時(shí)，采取加蓋帽或兩孔同灌的辦法進(jìn)行處理。(8)終灌標(biāo)準(zhǔn)及封孔O終灌標(biāo)

8、準(zhǔn)：壩體灌漿時(shí)，當(dāng)啟動(dòng)灌漿機(jī)后，壩頂表面裂縫即冒漿，或者當(dāng)漿液升至孔口，連續(xù)復(fù)灌三次不再吃漿即可終灌。封孔：每孔終灌后，待孔內(nèi)漿液不再流動(dòng)，將孔內(nèi)漿液取出，掃孔到底，注滿容重大于1.5/m3的稠漿自灌至少3次，當(dāng)孔口漿液不再下降時(shí)即達(dá)封孔目的。4灌漿觀測(cè)為保證壩體灌漿質(zhì)量和壩體安全，檢查灌漿效果，在灌漿期間應(yīng)進(jìn)行觀測(cè)工作。5.1 沉陷位移試驗(yàn)(1)觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)：根據(jù)土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范SD266-88,在壩兩端各埋設(shè)一個(gè)工作基點(diǎn)，在0+0630+072灌漿范圍內(nèi)，設(shè)一組觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)，在壩頂、上下游壩坡處各設(shè)一個(gè)觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)，標(biāo)點(diǎn)可用木樁，灌漿期間，每天觀測(cè)1次，非灌期間，5天觀測(cè)1次。5.2 灌漿壓力

9、和灌漿量觀測(cè)灌漿過(guò)程中，隨時(shí)觀測(cè)壓力變化，并記錄瞬間最大壓力，對(duì)照壩體位移和裂縫張開(kāi)情況，合理控制灌漿壓力，對(duì)灌漿量每10分鐘測(cè)量一次。5.3 裂縫和冒漿觀測(cè)灌漿期間，正在灌漿的壩段，每天觀測(cè)1-2次，對(duì)壩頂裂縫的位置、長(zhǎng)度、寬度及停灌后的閉合情況等進(jìn)行觀測(cè)。灌漿期間，派專人在壩坡、壩面巡視，發(fā)現(xiàn)冒漿，應(yīng)及時(shí)處理，并應(yīng)記錄和描述。5灌漿試驗(yàn)效果5.4 灌漿量(1)樁號(hào)0+063-0+072壩段：上游排5孔，進(jìn)尺24.5m,灌注25次，灌漿量1.895m3,平均單位注漿量0.077m3/m,折合干土重1.045t,單位干土重0.044t/m,詳見(jiàn)附表2;下游排5孔，進(jìn)尺24.0m,灌注25次，灌

10、漿量1.83m3,平均單位注漿量0.076m3/m,折合干土重1.031t,單位干土重0.042t/m,詳見(jiàn)附表3.(2)各排灌漿量的比較與分析通過(guò)以上試驗(yàn)段進(jìn)行灌漿可知，上游排的灌漿量大于下游排的灌漿量。(3)累計(jì)灌漿量總灌漿孔10個(gè)，灌漿量3.725m3,單位注漿量0.077m3/m,折合干土重2.076t,單位干土重0.043t/m05.5 灌漿效果檢查灌漿結(jié)束后，在灌漿試驗(yàn)段上下游各布置一個(gè)檢查孔，檢查孔分別位于上游排樁號(hào)0+066,下游排樁號(hào)0+069處，由于周結(jié)時(shí)間短，粘土漿為糊狀。檢1(樁號(hào)0+066)鉆孔深4.9m：S2注入粘土漿0.259m3,單位注入量0.053m3/m，折

11、合干土0.141t,單位干土重0.029t/m;S3注入粘土漿0.399m3,單位注入量0.081m3/m,折合干土0.217t/m,單位干土重0.044t/m;S7注入粘土漿0.33m3,單位注入量0.07m3/m,折合干土0.189t,單位干土重0.04t/m。但從檢查孔取出的巖芯中可以看出，在壩體土裂縫中充填1-2mm的脈狀泥漿呈糊狀，根據(jù)鉆孔注水試驗(yàn)，滲透系數(shù)K=5.79x10-6cm/s,屬微透水，滿足設(shè)計(jì)要求。檢2(樁號(hào)0+069)鉆孔深4.9m：S4注入粘土漿0.312m3,單位注入量0.064m3/m,折合干土0.17t,單位干土重0.035t/m;S9注入粘土漿0.228m3

12、,單位注入量0.046m3/m,折合干土0.13t/m,單位干土重0.026t/m;S8注入粘土漿0.425m3,單位注入量0.087m3/m,折合干土0.243t,單位干土重0.049t/m。但從檢查孔取出的巖芯中可以看出，在壩體土裂縫中充填1-2mm的脈狀泥漿呈糊狀，根據(jù)鉆孔注水試驗(yàn)，滲透系數(shù)K=4.80x10-6cm/s,屬微透水，滿足設(shè)計(jì)要求。鉆孔注水試驗(yàn)成果表詳見(jiàn)表5-1.充填灌漿檢查孔統(tǒng)計(jì)表表5-1鉆孔編號(hào)樁號(hào)孔深(項(xiàng)試驗(yàn)位置(m»試段長(zhǎng)度(m高程(m滲透系數(shù)(cm/s)透水性評(píng)價(jià)漿脈充填情況檢10+0664.90-4.94.9201.60-196.705.31x10-6

13、微透水在深度3.2m處充填1-2mm寬灰色漿脈檢20+0694.90-4.94.9201.60-196.704.66x10-6微透水在深度2.7m處充填1-2mm寬灰色漿脈6結(jié)論及建議打磨石巖水庫(kù)大壩進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，經(jīng)檢查表明：在壩體裂縫內(nèi)充填粘土漿，充填灌漿形成了防滲泥墻，解決了壩體散浸問(wèn)題，保證了大壩的安全，灌漿試驗(yàn)效果較好。綜上所述，通過(guò)充填灌漿試驗(yàn)得出以下結(jié)論與建議：(1)灌漿設(shè)計(jì)排距2.0m及孔距2.0m是適宜的。(2)充填式灌漿方法采用下套管，分段灌注法是可行的。根據(jù)土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范SD266-88第4.4.2條，充填式灌漿應(yīng)采用分段灌注方法，由下而上，下套管分別灌注，段長(zhǎng)可為5-10m(3)根據(jù)土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范SD266-88第4.6.3條，均質(zhì)土壩可向孔內(nèi)灌注稠漿封孔。打磨石巖水庫(kù)大壩灌漿工程灌注泥漿中摻有15%勺水泥，加之壩體干燥，漿液固結(jié)速度較快，根據(jù)土壩壩體灌4技術(shù)規(guī)范SD266-88編制說(shuō)明4.5.2條之相關(guān)規(guī)定，灌漿間隔時(shí)間建議縮短為13天。(4)實(shí)驗(yàn)中證明下游排吸漿量明顯小于上游排，二序吸漿量小于一序，三序吸漿量小于二序吸漿量。，根據(jù)土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范SD266-88編制說(shuō)明4.6.1條，在施工中達(dá)到設(shè)計(jì)灌漿壓力吸漿量小于0.2-0.4L/min,并延續(xù)30分鐘作為終孔標(biāo)準(zhǔn)。(5)壩體充填灌漿壓力上部段采用0