固結(jié)灌漿試驗方案

1、潼南航電樞紐一期工程固結(jié)灌漿試驗方案中國水利水電第四工程局有限公司潼南航電樞紐工程項目部2015年4月批準：審核：編制：目錄一、工程概況1工程概述1固結(jié)灌漿試驗區(qū)工程地質(zhì)條件1二、固結(jié)灌漿及試驗的必要性2三、編制依據(jù)2四、試驗準備2試驗地點2試驗時間2試驗布置2試驗設(shè)備3試驗人員3（六）試驗材料3五、固結(jié)灌漿抬動觀測鉆孔施工3施工次序3抬動觀測孔施工3六、試驗程序和方案4試驗程序4試驗方案4七、特殊情況處理5八、固結(jié)灌漿試驗質(zhì)量要求6質(zhì)量要求6灌漿效果檢測孔布置7固結(jié)灌漿效果檢測7灌漿和封孔7灌漿試驗成果整理7九、注意事項7一、工程概況工程概述涪江干流梯級渠化潼南航電樞紐工程位于重慶市潼南縣城

2、區(qū)涪江大橋下游約3km處，開發(fā)任務(wù)是以航運為主兼顧發(fā)電，修復(fù)涪江干流潼南縣城段水生態(tài)系統(tǒng)。水庫正常蓄水位為236.50m,相應(yīng)庫容1571萬m3,校核洪水位249.26m（P=0.2%）,相應(yīng)流量36000m3/s,總庫容2.19億m3,船閘和航道等級為V級，設(shè)計通航船舶噸級為300t,電站裝機容量42MW。本工程等別為II等，工程規(guī)模為大（2）型。樞紐主要建筑物泄水閘、船閘上下閘首和閘室、發(fā)電廠房、擋水土壩為3級建筑物，引航道建筑物等次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級。本工程樞紐主要建筑物從左至右依次為：左岸土壩連接段、廠房安裝問、廠房主機問、18孔泄水閘壩段、船閘上閘首段、船閘門庫壩段和右

3、岸土壩連接段。樞紐軸線全長685.00m,壩頂高程252.40m。泄水為18孔，采用開敞式平底寬頂堰，孔口凈寬為14m,堰頂高程為225.00m,前沿總長307.80m,閘室順水向?qū)?5.5m,泄水閘采用底流消能型式，消能工分三區(qū)設(shè)置。船閘布置于右岸，為V級船閘，船舶噸位按300t設(shè)計，閘室有效尺度為120mx12mx3m（長X寬X門檻水深），為整體式結(jié)構(gòu)，船閘前沿總長為30m。電站廠房為河床式廠房，布置于樞紐左岸，廠房前沿總長101.86m,主機間共布置3臺燈泡式貫流機組，總裝機容量42MW,電站廠房采用垂直進廠方式。擋水土壩采用粘土防滲分區(qū)土石壩壩型，壩頂寬10m,壩體上游側(cè)填筑料為防滲土

4、料，下游側(cè)填筑砂礫料。上、下游坡比為1:2.5,基礎(chǔ)采用垂直截滲方式，選用混凝土防滲墻+帷幕灌漿，帷幕深度為q<3Lu線以下5m0泄水閘壩基礎(chǔ)由侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組上段第三巖組（J2S2-3）,中厚層巨厚層狀粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與厚層中厚層細砂巖、粉細砂巖互層，屬CIV類巖體，中等風化巖體強度（承載力）R=0.91.0Mpa。考慮到壩基坐落在中等風化上部，巖體裂隙仍比較發(fā)育，為了增強基巖的整體性，提高基巖的彈性模量，對泄水建筑物的基礎(chǔ)視開挖后的具體情況，對于裂隙較發(fā)育的基巖，進行固結(jié)灌漿，經(jīng)有效加固后可以滿足本工程水工建筑物要求。固結(jié)灌漿試驗區(qū)工程地質(zhì)條件本工程為泄水閘段樁號0+191.2

5、0mS號0+284.70m,長度為93.5m。設(shè)計灌漿孔共6排，其中上、下游側(cè)各3排，共186個孔，灌漿總進尺為930m。固結(jié)灌漿試驗區(qū)灌段內(nèi)主要為中等風化巖體的泥質(zhì)粉砂巖與細砂巖。二、固結(jié)灌漿及試驗的必要性設(shè)計灌漿段的河床壩基中上部巖性為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖，巖體質(zhì)量較差。固結(jié)灌漿的主要目的是提高閘基的均勻性和整體性，增強基礎(chǔ)的承載力。本次固結(jié)灌漿試驗的主要目的是通過試驗優(yōu)化灌漿施工方案，為整個固結(jié)灌漿工程確定灌漿工藝、灌漿材料、材料配比、灌漿壓力，灌漿孔位布置以及檢測標準等參數(shù)。三、編制依據(jù)潼南航電樞紐工程泄水閘基礎(chǔ)固結(jié)灌漿試驗任務(wù)書；泄水閘、門庫段基礎(chǔ)固結(jié)灌漿布置圖(FT-4GB-06);

6、潼南航電樞紐工程帷幕灌漿、固結(jié)灌漿、基礎(chǔ)開挖處理施工技術(shù)要求；水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范(DL/T5148-2012);水利水電工程鉆孔壓水試驗規(guī)程(SL31-2003);(六)水利水電工程施工通用安全技術(shù)規(guī)程(SL398-2007)。四、試驗準備試驗地點試驗地點擬選在泄水閘4#、5#閘段設(shè)計固結(jié)灌漿孔位(共34個孔，深度為入巖5m),見附圖。試驗時間固結(jié)灌漿試驗定于2015年4月10日進行。試驗布置試驗用風接23n3空壓機一臺；水選用基坑滲水，用水泵抽送至施工現(xiàn)場；電力使用泄水閘部位變壓器(630KVA)接取。試驗過程采用集中制漿方式供漿。集中制漿站主要由1臺高速制漿機、1臺儲漿槽、1臺

7、灌漿泵以及一個水泥平臺構(gòu)成。布置在上游泄水閘、廠房交接部位，由上游區(qū)下基坑道路，可到達。漿液用灌漿管引至施工工作面，灌漿管路應(yīng)保證漿液流動暢通，并應(yīng)能承受1.5倍的最大灌漿壓力，即1MPa。為保證計量準確,制漿站配備電子稱量設(shè)備及比重稱、比重計、溫度計。試驗設(shè)備主要試驗設(shè)備如下表1。主要機械配備一覽表表1序號設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量備注1潛孔鉆100B12空壓機23m313灌漿泵BW15014高速制漿機ZJ-400A15儲漿槽400L16自動記錄儀GMS20001包括流量計、壓力W7比重計1試驗人員固結(jié)灌漿試驗人員見下表2主要施工人員配備一覽表表2序號部門單位數(shù)量備注1工程技術(shù)質(zhì)量部人22生產(chǎn)管理

8、部人14試驗室人15灌漿作業(yè)人8（六）試驗材料水泥選用42.5級普通硅酸鹽水泥，水采用干凈的基坑滲水。五、固結(jié)灌漿抬動觀測鉆孔施工施工次序首先進行抬動觀測孔施工，在抬動觀測孔安裝完成24小時后，再進行試驗孔施工。抬動觀測孔設(shè)在壩軸線0+13.5,0+278.5。抬動觀測孔施工抬動觀測孔施工固結(jié)灌漿基巖抬動觀測孔采用淺層抬動裝置進行觀測，抬動觀測孔孔徑為56mm抬動固定測才f深入基巖7m安裝固定完畢后，采取妥善的保護措施，待凝24h后方能開始灌漿施工和觀測，抬動觀測允許變形值為200m千分表必須保持靈敏、準確；使用前進行檢測標定，使用期間精心觀測，妥善保管。觀測設(shè)有觀測抬動裝置的部位，觀測孔周邊

9、10m范圍內(nèi)的固結(jié)灌漿試驗孔進行裂隙沖洗、壓水試驗及灌漿過程的同時，均連續(xù)進行觀測，并選擇個別孔觀測在灌漿結(jié)束1h后變型恢復(fù)情況。抬動觀測安排專人進行觀測、記錄，按每10min記錄一次，變形值上升較快時加密測記，當變形接近允許值時，及時報告操作人員，采取降壓措施，防止發(fā)生抬動破壞。試驗灌漿結(jié)束后，抬動觀測孔按要求進行全孔灌漿封孔法封孔。六、試驗程序和方案試驗程序制漿鉆孔一驗孑i洗孔壓水試驗一灌漿一封孔一檢測孔施工試驗方案鉆孔鉆孔采用潛孔鉆機，孔徑476mm按設(shè)計間排距位置入巖5nl孔位偏差不大于10cm,孔斜率不大于2%,鉆孔方向、孔深應(yīng)滿足設(shè)計要求。因閘底板為鋼筋混凝土，需采用預(yù)埋110PV

10、C管至建基面，蓋重混凝土完成后再進行鉆孔。鉆孑L沖洗固結(jié)灌漿孔在鉆進完成后，應(yīng)使用大水流或壓縮空氣沖洗鉆孔，排除孔內(nèi)的巖粉、渣屑，孔底沉積厚度應(yīng)不大于20cm灌漿孔在灌漿前應(yīng)采用壓力水進行裂隙沖洗。沖洗壓力采用灌漿壓力的80%并不大于1MPa沖洗時間至回水清凈時止，或不大于20min。灌漿方式根據(jù)規(guī)范基巖灌漿段長不大于6m時，采用全孔一次灌漿法。灌漿壓力在保證不抬動混凝土蓋板的前提下，盡快達到設(shè)計壓力。本試驗采用灌漿壓力為0.30.5MPq起始灌漿壓力為0.5MPa,若發(fā)現(xiàn)抬動觀測異常，調(diào)整壓力為0.4MPa,若仍有異?？蓪毫φ{(diào)整至0.3MPa在灌漿和壓水洗孔過程中應(yīng)加強抬動觀測。制漿灌漿泵

11、額定工作壓力按2MPa考慮。本試驗水泥漿液使用高速攪拌機制漿，攪拌時間應(yīng)大于30s。漿液在使用前應(yīng)過篩，自制備至用完的時間應(yīng)不大于4h0漿液溫度保持在5c40c問。灌漿灌漿壓力由安裝在孔口回漿管上的壓力表進行控制，灌漿時要盡快達到預(yù)定壓力。同時注意抬動觀察，逐級提高灌漿壓力，確定固結(jié)灌漿最終壓力值。灌漿漿液的濃度應(yīng)由稀到濃，逐級變換。固結(jié)灌漿試驗采用水灰比為2:1、1:1、0.8:1、0.5:1等四個比級。開灌漿液水灰比采用2:1。當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，不得改變水灰比。當某一比級漿液的注入量已大于300L以上或灌注時間已達1h,而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，應(yīng)改濃一

12、級。灌漿段在最大設(shè)計壓力下，注入率不大于1L/min后，繼續(xù)灌注30min,可結(jié)束灌漿。在灌漿的過程中，要詳細記錄灌漿時間、漿液配比的變化、灌漿壓力的變化、灌漿量、山體巖基的變化情況。封孔采用全孔灌漿封孔法，全孔灌漿完畢后，先采用導(dǎo)管注漿法將孔內(nèi)余漿置換成為水灰比為0.5:1的濃漿，而后將灌漿塞塞在孔口，進行純壓式灌漿封孔。七、特殊情況處理灌漿過程中發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿時，應(yīng)根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、問歇、待凝等方法進行處理；灌漿過程中發(fā)生用漿時，應(yīng)阻塞用漿孔，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，再對用漿孔進行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進或灌漿。如注入率不大，且用漿孔具備灌漿條件，可一泵一

13、孔同時灌漿。灌漿必須連續(xù)進行，若因故中斷，應(yīng)按下述原則進行處理：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)進行掃孔，再恢復(fù)灌漿；復(fù)灌漿時，應(yīng)使用開灌比級的水泥漿進行灌注，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小較多，應(yīng)逐級加濃漿液繼續(xù)灌注；如注入率較中斷前減小很多，且在短時間內(nèi)停止吸漿，則應(yīng)采取補救措施。灌漿段注入量大而難以結(jié)束時，可選用下列措施進行處理：低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿；灌注速凝漿液；灌注混合漿液或膏狀漿液。灌漿過程中如回漿變濃，可選用下列措施進行處理：適當加大灌漿壓力；換用相同水灰比的新漿灌注，若效果不明顯

14、，則繼續(xù)灌注30rain后結(jié)束；改用分段卡塞法灌注；若漿變濃現(xiàn)象普遍，則應(yīng)研究改用細水泥漿、水泥膨潤土漿或化學漿液灌注。（六）灌漿過程中，為避免射漿管被水泥漿凝住在鉆孔中，可選用以下措施進行處理：灌漿過程中應(yīng)經(jīng)常轉(zhuǎn)動和上下活動灌漿管，回漿管宣有15L/rain以上的回漿量，防止灌漿管在孔內(nèi)被水泥漿凝住；如灌漿已進入結(jié)束條件的持續(xù)階段，可改用水灰比為2或1的較稀漿液灌注；條件允許時，改為純壓式灌漿；如射漿管已被凝住，應(yīng)立即放開回漿閥門，強力沖洗鉆孔，盡快提升鉆桿。出灌漿孔段遇特殊情況時，無論采用何種措施進行處理，其復(fù)灌前均應(yīng)進行掃孔，復(fù)灌后應(yīng)達到規(guī)定的結(jié)束條件。八、固結(jié)灌漿試驗質(zhì)量要求質(zhì)量要求根

15、據(jù)涪江干流梯級渠化潼南航電樞紐工程泄水閘基礎(chǔ)固結(jié)灌漿試驗任務(wù)書灌漿后壩基巖體需符合如下要求:縱波速度Vp3300m/s；電阻率p>30Q;壓水試驗透水率q<3Luo灌漿效果檢測孔布置灌漿試驗效果檢測數(shù)量為4個，檢測孔孔徑為76mm0固結(jié)灌漿效果檢測灌漿效果檢測在灌漿結(jié)束14天后進行；檢測采用聲波檢測和電阻率測試為主，結(jié)合鉆孔取芯和壓水試驗進行。在灌漿孔造孔后，且在壓力洗孔之前進行聲波及電阻率測試，以獲得灌漿前的地層聲波及電阻率參數(shù)。檢測孔在造孔后，壓力洗孔前進行聲波及電阻率檢測。聲波及電阻率測試和鉆孔取芯深度與灌漿深度相同。為檢測混凝土蓋板與基礎(chǔ)之間的灌漿效果，該部位聲波及電阻率檢測應(yīng)加密測點，點間距不大于10cm。灌漿和封孔檢測孔應(yīng)按前述技術(shù)要求進行灌漿和封孔。灌漿試驗成果整理造孔和灌漿以及抬動觀測都要求