帷幕灌漿試驗(yàn)報(bào)告

.z.縱向圍堰帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)報(bào)告1工程概況縱向混凝土圍堰根底帷幕灌漿圍為18*～28*壩塊，建基面高程167.50m，地基為沙溪廟組第2層砂質(zhì)粘土巖，局部夾砂巖透鏡體，建基面巖體呈弱風(fēng)化，無(wú)貫穿性軟弱夾層，無(wú)特定構(gòu)造面控制。從目前鉆孔壓水試驗(yàn)情況看，堰基下巖體透水性較強(qiáng)，集中表現(xiàn)在25?！?8＃塊，透水率高達(dá)q=103Lu。按設(shè)計(jì)文件要求，在18*～28*壩塊帷幕灌漿孔順?biāo)鞣较虺?排布置，深入基巖20m，共計(jì)57孔，擬選取先導(dǎo)孔zw-Ⅰ-4、zw-Ⅰ-8、zw-Ⅰ-12作為生產(chǎn)性試驗(yàn)孔，具體見(jiàn)附圖"縱圍帷幕灌漿及排水孔施工圖〔3/6〕"。2施工布置見(jiàn)"帷幕灌漿及排水孔施工組織設(shè)計(jì)"3帷幕灌漿試驗(yàn)孔施工帷幕灌漿要求在相應(yīng)壩基固結(jié)灌漿完成后進(jìn)展，按照抬動(dòng)孔、先導(dǎo)孔(試驗(yàn)孔)、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔順序施工。灌漿過(guò)程中使用自動(dòng)灌漿記錄儀對(duì)灌漿壓力、流量等施工參數(shù)進(jìn)展自動(dòng)監(jiān)測(cè)記錄。灌漿孔布置詳見(jiàn)"縱圍帷幕灌漿及排水孔施工圖〔3/6〕"。3.1生產(chǎn)性試驗(yàn)施工工藝流程本次帷幕灌漿試驗(yàn)施工工藝流程圖見(jiàn)圖1：孔位放樣孔位放樣、定位待凝等強(qiáng)、掃孔做灌后壓水試驗(yàn)第一段灌漿第一段鉆孔、壓水循環(huán)鉆孔沖洗與壓水試驗(yàn)鉆孔最后段否是灌后壓水試驗(yàn)灌漿是否大耗漿量0.5:1漿液機(jī)械封孔待凝或其它措施掃孔到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)、完畢灌漿每段循環(huán)圖1帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)施工流程圖3.2鉆孔1、鉆孔順序：本次試驗(yàn)孔鉆孔順序?yàn)椋禾?dòng)觀測(cè)孔→試驗(yàn)孔〔先導(dǎo)孔〕。2、鉆具灌漿鉆孔采用HGY-200、SGZ150回轉(zhuǎn)鉆機(jī)配金剛石鉆頭或硬質(zhì)合金鉆頭造孔。3、按設(shè)計(jì)要求用經(jīng)緯儀及皮尺、卷尺確定孔位。帷幕灌漿孔均為鉛直孔，鉆孔過(guò)程中嚴(yán)格控制孔斜，開(kāi)口孔位偏差不大于5cm，無(wú)欠孔深。4、鉆孔孔徑及孔、排距：孔徑采用Φ75mm、孔距為2.5～3.0m。5、孔深及分段：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，灌漿采用孔口封閉灌漿法施工，鉆孔時(shí)也進(jìn)展分段鉆進(jìn)灌漿，第一段鉆孔從廊道底板〔高程為169.0m〕至基巖面〔高程為165.0m〕以下2.0m處，孔深為6.0m，第二段鉆進(jìn)2.0m，第三段鉆進(jìn)3.0m，第四段鉆進(jìn)5.0m，第五段鉆進(jìn)5.0～6.9.0m,第六段鉆進(jìn)2.0～6、試驗(yàn)孔〔先導(dǎo)孔〕已鉆取巖芯，巖芯獲取率大于90％，并進(jìn)展地質(zhì)素描。3.3抬動(dòng)觀測(cè)孔施工為施工方便，擬選取三序灌漿孔中第17-Ⅲ-7、ZW-Ⅲ-10、ZW-Ⅲ-19號(hào)孔兼作為抬動(dòng)觀測(cè)孔，先進(jìn)展鉆孔施工，孔底深入基巖2.0m，孔徑按灌漿孔設(shè)計(jì)要求選定。鉆孔完后向孔下入φ1″鐵管，然后向其與孔壁的間隙填入粉細(xì)砂，應(yīng)填至距孔口，鐵管高出砼面0.3m，將千分表固定混凝土面上，用一4.0cm厚角鐵將鐵管與千分表聯(lián)接，在試驗(yàn)孔進(jìn)展壓水試驗(yàn)和灌漿時(shí)，觀測(cè)了砼均無(wú)抬動(dòng)變化。3.4鉆孔沖洗與壓水試驗(yàn)1、鉆孔沖洗帷幕灌漿試驗(yàn)孔均進(jìn)展沖洗，采用導(dǎo)管通入大流量水流，從孔底向孔外沖洗的方法進(jìn)展沖洗，然后進(jìn)展裂隙沖洗。(1)沖洗壓力：沖洗水壓采用80%的灌漿壓力，壓力超過(guò)1MPa，則采用1MPa。(2)裂隙沖洗至回水澄清后10min完畢，且總的時(shí)間為30min，孔殘存的沉積物厚度無(wú)超過(guò)20cm。2、壓水試驗(yàn)(1)試驗(yàn)孔〔先導(dǎo)孔〕采用自上而下分段鉆孔采用單點(diǎn)法進(jìn)展壓水試驗(yàn)，在裂隙沖洗之后進(jìn)展。當(dāng)灌漿壓力大于或等于1MPa時(shí)，壓水試驗(yàn)壓力取1MPa；當(dāng)灌漿壓力小于1MPa大于等于0.3MPa時(shí)，壓水試驗(yàn)壓力取0.3MPa。壓水試驗(yàn)壓入流量標(biāo)準(zhǔn)：在穩(wěn)定的壓力下，每3～5min測(cè)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(shí)，即可完畢，取最終值作為計(jì)算值。壓水試驗(yàn)成果按下式計(jì)算：透水率〔Lu〕壓入流量〔L/min〕作用于試驗(yàn)段的水壓力〔MPa〕試驗(yàn)段長(zhǎng)度〔m〕3.5制漿1、制漿材料稱量制漿時(shí)按照規(guī)定的漿液配比計(jì)量，稱量誤差應(yīng)小于5%，水泥等固體材料采用重量稱量法。2、漿液攪拌縱向圍堰帷幕灌漿施工使用高速攪拌機(jī)拌各制比級(jí)漿液，高速攪拌機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速為1200r/min〔r為轉(zhuǎn)動(dòng)一周〕，攪拌時(shí)間不少于30S，攪拌均勻后，測(cè)定漿液密度和粘滯度等參數(shù)，并作好記錄。水泥漿液在使用前應(yīng)過(guò)篩，從開(kāi)場(chǎng)制備至用完的時(shí)間均小于4h，漿液溫度均保持在5～40℃。1、灌漿材料水泥：灌漿材料采用“〞牌普通硅酸鹽水泥，水泥強(qiáng)度等級(jí)為42.5Mpa，已對(duì)每到一批的水泥進(jìn)展了抽樣檢查，其細(xì)度、化學(xué)成份及其物理力學(xué)性質(zhì)均符合國(guó)家規(guī)定。水：灌漿用水符合"混凝土拌和用水標(biāo)準(zhǔn)"〔JGJ63-89〕的要求，拌和用水溫度無(wú)高于40℃。水中固體顆粒含量或其他雜質(zhì)大于規(guī)要求時(shí)，已采取沉淀措施或其他處理措施加以凈化，到達(dá)規(guī)要求的標(biāo)準(zhǔn)。2、灌漿灌漿采用孔口封閉灌漿法施工，射漿管距孔底不大于0.5m。灌漿第一段〔基巖以下2.0m〕單獨(dú)先行灌漿并待凝72h，其它各灌漿段一般不待凝。特殊情況如遇大耗漿量等情況，灌漿無(wú)法完畢時(shí)，則要待凝、閉漿，其待凝時(shí)間一般為8h。3、灌漿壓力根底帷幕灌漿壓力如下表1：表1建基面以下深度與灌漿壓力表段次建基面以下深度〔m〕灌漿壓力〔Mpa〕10～20.522～40.734～71.047～121.4以下各段>122.0灌漿應(yīng)盡快到達(dá)規(guī)定壓力，但當(dāng)注入率較大時(shí)則采取分級(jí)升壓。5、漿液水灰比和灌漿變換標(biāo)準(zhǔn)灌漿漿液均遵循逐級(jí)變濃的原則，水灰比較采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1〔重量比〕等七個(gè)比級(jí)。初灌水灰比為5:1。各種水灰比漿液加水加灰量見(jiàn)下表2：表2各種水灰比漿液加水加灰量比級(jí)比重150L漿液100L漿液50L漿液加水量〔L〕加水泥量〔kg〕加水量〔L〕加水泥量〔kg〕加水量〔L〕加水泥量〔kg〕5:11.128141.028.294.018.8479.43:11.203135.345.190.230.145.115.02:11.292129.264.686.143.143.121.51:11.512113.4113.475.675.637.837.80.8:11.603106.9133.671.389.135.644.50.6:11.7499.05158.066.05100.8533.052.650.5:11.82491.2182.460.8121.630.460.8備注：外加劑的用量為水泥重量的3～10％。6、漿液變化原則〔1〕當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比。〔2〕漿液水灰比的變換原則，均逐級(jí)變換，當(dāng)*級(jí)漿液注入量已達(dá)300L以上或灌漿時(shí)間已達(dá)1h，而灌漿壓力和注入率均無(wú)改變或改變不明顯時(shí)，則改濃一級(jí)水灰比。〔3〕遇到大耗漿的孔段，當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，而灌漿壓力又低于設(shè)計(jì)壓力，水灰比大于1:1時(shí)，則根據(jù)具體情況越級(jí)變濃。7、特別情況處理〔1〕冒漿、串漿孔段處理在灌漿過(guò)程中，注意觀察灌漿孔周圍是否有冒漿、串漿現(xiàn)象。有冒漿現(xiàn)象時(shí)，對(duì)冒漿部位進(jìn)展封堵或嵌縫，并降低灌漿壓力，如降壓無(wú)效，再將漿液逐漸變濃；如再無(wú)效，可視冒漿量與注入率而定。當(dāng)冒漿量接近注入量時(shí)，再灌30min即可完畢待凝，如冒漿量小于注入量的2/3時(shí)，則繼續(xù)灌注至完畢，并采取外表封堵措施。發(fā)現(xiàn)相鄰孔串漿時(shí)，把孔深較淺的孔堵住，灌注較深的孔，待其完畢后，再對(duì)被串孔進(jìn)展掃孔灌漿。〔2〕孔口涌水處理孔口有涌水的灌漿孔，在灌漿前應(yīng)測(cè)記涌水壓力和涌水量，根據(jù)涌水情況可選用以下措施進(jìn)展綜合處理：①提高灌漿壓力；②進(jìn)展純壓式灌漿；③灌注濃漿；④閉漿?！?〕灌漿段注入量大，灌漿難于完畢時(shí)，采用以下措施處理：①低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿；②漿液中摻加速凝劑。經(jīng)過(guò)以上處理后，仍應(yīng)對(duì)該段進(jìn)展掃孔，并重新灌漿，直至完畢。8、灌漿完畢標(biāo)準(zhǔn)和封孔帷幕灌漿各灌漿段的完畢條件為：在規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率不大于0.4L／min時(shí)，繼續(xù)灌注60min。灌漿完畢后，泵入水灰比為0.5:1的濃漿置換盡孔稀漿，用“全孔灌漿封孔法〞封孔。4灌漿試驗(yàn)成果縱向圍堰18?！?8＃塊帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)，于2007年4月22日完成，本次試驗(yàn)共完成3個(gè)共15個(gè)段次的帷幕灌漿孔，灌漿試驗(yàn)孔各段注灰率及灌漿前后壓水試驗(yàn)透水率見(jiàn)下表3、表4。表3試驗(yàn)孔〔先導(dǎo)孔〕注灰率統(tǒng)計(jì)表單位：Kg/m孔號(hào)第一段0～2m第二段2～4m第三段4～7m第四段7～12第五段12～19m平均ZW-Ⅰ-42269.58329.46472.37516.26189.54755.44ZW-Ⅰ-8387.72451.59337.7167.5476.3264.2ZW-Ⅰ-124754.1760.65582.17180.1517.72662.8表4試驗(yàn)孔〔先導(dǎo)孔〕灌前灌后壓水試驗(yàn)透水率對(duì)照表單位：Lu孔號(hào)第一段第二段第三段第四段第五段平均灌前灌后灌前灌后灌前灌后灌前灌后灌前灌后灌前灌后ZW-Ⅰ-489.234353.5543.622.5112.711.097.611.883.7537.6522.13ZW-Ⅰ-859.339.9545.3835.910.17.114.58／5.520.0824.9720.76ZW-Ⅰ-1237.131.410.040.1614.612.086.530.22.220.6814.100.9044.1試驗(yàn)成果分析1、地質(zhì)描述從"試驗(yàn)孔〔先導(dǎo)孔〕巖芯柱狀圖"可以看出，縱圍18＃～28＃塊存在一下地質(zhì)缺陷：〔1〕砼和基巖結(jié)合不嚴(yán)密；〔2〕建基面下巖體均呈平行層理發(fā)育；建基面下0～11.7m巖體存在局部破碎帶、其中2.7～6.3m砂巖可見(jiàn)兩條陡傾角裂隙發(fā)育，該裂隙被水泥結(jié)石充填，厚度0.5～1.0mm；建基面下0.5m、7m、13m處，可見(jiàn)軟弱夾泥層，厚度約10cm。2、單位注入量分析〔1〕因第一段都有承壓水涌出，說(shuō)明0～2m局部破碎和存在軟弱夾層，以及2.7～6.3m處陡傾角裂隙發(fā)育，且砼與基巖接觸不嚴(yán)密，造成注入率大，最高達(dá)4757.14kg/m?！?〕由于2.7～6.3m處陡傾角裂隙被第一段的水泥漿充填，使試驗(yàn)孔ZW-Ⅰ-12的第二段的注入率急劇下降，僅60.65kg/m?！?〕因建基面下0～11.7m巖體存在局部破碎帶，所以試驗(yàn)孔的二～四段注入率偏大，最高達(dá)582.17kg/m。3、透水率分析根據(jù)表4可列出灌前和灌后透水率的平均比值，見(jiàn)下表5：表5灌前和灌后平均透水率的比值孔號(hào)灌前平均透水率灌后平均透水率灌前與灌后之比灌前灌后ZW-Ⅰ-43