帷幕灌浆试验方案

帷幕灌浆试验方案

1.帷幕灌浆试验目的

在有代表性的地段进行帷幕灌浆试验，论证帷幕灌浆施工方案及施工参数的合理性，以指导本工程的施工，确保其满足设计要求。

1.1 论证帷幕灌浆在技术上的可行性、合理性；

1.2 通过检查孔做压水试验，检验透水率是否满足设计防渗标准3Lu； 1.3 提出孔深、孔距、排距、排数、灌浆压力、灌浆配比的技术参数； 1.4 提供灌浆段单位注入水泥量（kg/m）。

2.帷幕灌浆试验依据

1、《山西省浑源县恒山水库除险加固工程土建01标》合同文件（合同编号：HYHSSK-TJ-2008-01）；

2、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T-5148-2001；

3、《水利水电钻孔压水试验规范》（SL25-92）； 4、建设单位及设计单位的有关文件。

3.帷幕灌浆试验场地的选择和布孔

3.1 工程地质概述

坝基地层为寒武系上统的石灰岩、泥灰岩、页岩。石灰岩呈灰色或褐灰色，以中厚层为主、次为薄层，岩性致密坚硬，仅表层有一层风化薄膜。泥灰岩为薄层，并与薄层石灰岩呈互层状，互层状厚度为0.1～1.7m不等。页岩为黑色、紫红色，单层厚0.2～0.7m，岩性软弱易风化。第12-（4）灰质粘土页岩（多次化学分析结果定名）。页岩厚0.1m，其底部2～7mm，在地表以下10～12m范围内全风化成泥（粘土）。

3.2 试验场地的选择

依据有关规范及设计要求， 选定在左岸桩号灌0+ 153.70~灌0+ 162.70段之间进行单排孔帷幕灌浆试验。

3.3 试验孔的布置

3.3.1 帷幕灌浆试验孔的布置与示意图

帷幕灌浆试验孔为垂直孔，分三序孔布置。试验段共布置试验孔8个（其中先导孔1个），I 序孔3个，II序孔2个，III序孔2个，检查孔1个。先导孔布设用I(WZ-7)序孔代替。检查孔在帷幕灌浆试验完毕后，通过灌浆资料的整理、分析，由监理与我部共同协商确定。

试验孔的布置与示意图

一 4 桩号 0+161.7

3.4 压水实验吕容值计算

3.5实验目的

灌浆结束后，基岩透水率不大于3Lu 3.6 施工工期

根据施工总进度的要求及气候条件的影响，我部拟于3月7日开始施工，于4月9日结束施工。如气候条件恶劣，我部将相应调整施工进度计划。

时间安排线路图

提交报告 1.5 二 1.5 三 1.5 先导 1.5 二 1.5 三 1.5

56 7 8 9 一

10桩号 0+152.7

Q

q = L*P

q是吕容值 Q是流量值 L是段长值 P是压力值

1 设备人员进场 1d 2 钻孔灌浆 15d 待凝 检查 3 14d 4 3d 5 1d 6 4.帷幕灌浆试验

4.1 帷幕灌浆试验参数的选择：孔深、孔径、孔距、压力、浆液配合比的参数值。 4.1.1 孔深：按施工图纸执行。

4.1.2 孔径：开孔孔径75mm，终孔孔径75mm。 4.1.3 孔距：1.5m。 4.1.5 灌浆压力

孔序 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 初始压力（Mpa） 0.5 0.65 0.80 每加深一段 （Mpa） 0.25 0.25 0..25 最大灌浆压力（Mpa） 2.0 2.0 2.0

4.1.6 浆液配比和浆液的比级执行（DL/T 5148-2001）规范第6.5.4条，即（5:1、

3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1）。 4.2 帷幕灌浆试验的工艺

帷幕灌浆试验施工的步骤，钻孔灌浆根据分序加密的原则，按三序进行，先钻灌Ⅰ序孔，后钻灌Ⅱ序孔，最后再钻灌Ⅲ序孔，先导孔选定Ⅰ序的1号孔，首先施工钻灌，待全部灌浆试验孔完成14天后再进行施工质量检查，以检查灌浆试验施工的效果，其试验步骤和工艺流程见下图。

试验步骤和工艺流程图

布 孔 钻孔 冲洗 压水试验 制浆 灌浆 检查报告封孔检查 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4.3 灌浆试验施工使用的主要机械设备： 机械设备名称 150型钻机 双层立式灰浆搅拌机 150/50灌浆泵 FEC-Gj3000灌浆自动记录仪 潜水泵 排污泵 电焊机 皮卡车 KXP-1测斜仪 各种仪表 单位 台 台 台 台 台 台 台 辆 台 个 数量 1 1 1 1 2 2 1 1 1 满足需要 备注 造孔 制浆 灌浆 记录 供水 排废水、废浆 修理 供应 测斜 计量 5.钻孔

5.1 钻孔内容包括先导孔、灌浆孔、检查孔的钻孔。

钻孔钻进采用150型回转式地质钻机。钻孔过程中采用清水冲冼。混凝土垫层钻头采用φ75mm合金钻头；基岩采用φ75mm金钢石钻头。

根据帷幕灌浆轴线

基岩钻孔：混凝土垫层下套管护壁后，改用φ75mm的金钢石钻头钻进，钻进采用清

水钻进。

施工中严格的按照分序逐渐加密的原则进行施工，对于单排帷幕孔，先钻先导孔和Ⅰ序孔，再钻Ⅱ序孔，最后钻Ⅲ序孔。先导孔钻取岩芯，按取芯次序统一编号，填牌装箱，并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。

钻孔结束会同监理工程师进行检查验收，检查合格并经监理工程师签认后，方可进行下一道工序。

钻孔工作在灌浆施工中占有极其重要的作用，它的成功与否直接影响灌浆施工的成败。因此对每个孔的钻孔都要认真对待，从钻机安放、孔序、孔位、孔深、等方面严格控制，减少钻孔事故的发生，具体保证措施如下：

（1）钻机安放：钻机安放必须牢固平稳，底座要用长方木铺设，水平仪找平。 （2）孔序：严格的按照分序逐渐加密的原则进行施工。

（3）孔位：灌浆孔的开孔孔位与设计位置的偏差不得大于10cm，因故变更孔位时，应征得设计同意。实际孔位应有记录。

（4）孔深：帷幕灌浆孔的孔深必须满足设计要求。

（5）孔斜：孔斜对灌浆质量至关重要，为此，钻孔前必须对钻杆进行垂直度检查，保证钻杆顺直，钻进过程中钻机操作必须轻压慢钻，确保钻孔垂直。当钻至一定深度时，改用长钻具钻进。如发现孔斜超过规定时，应及时纠编，或采取其它经监理工程师批准的补救措施，纠编无效时，则按监理工程师的指示报废孔后，重新钻孔。

灌浆孔其孔底的偏差值不得大于下表规定的数值：

孔深(m) 最大允许偏差值(m) 20 0.25 30 0.50 40 0.5 50 1.15 60 1.50 5.2钻孔取芯和芯样试验 （1）灌浆先导孔、检查孔以及监理人指示的其它钻孔，应予钻取岩芯，按取芯次序统一编号，填牌装箱，并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。

（2）芯样的最大长度应限制在3m以内，一旦发现芯样卡钻或被磨损，应立即取出。除监理人另有指示，对于1m或大于1m的钻进循环，若芯样获得率小于80%，则下一次应减少循环深度50%，以后依次减少50%，直至50cm为止。如果芯样的回收率很低，应更换钻孔机具或改进钻进方法。

（3）在钻进过程中，对钻孔冲洗水、钻孔压力、芯样长度及其它能充分反映岩石或混凝土特性的因素进行监测和记录，并提交监理人。

（4）对每箱芯样拍两张彩色照片，并作好钻孔操作的详细记录，一并提交监理人。 （5）监理工程师指示应予保存的岩芯，应按指定的地点存放，防止散失和混装。 5.3钻孔保护

对所有钻孔妥善保护，直到验收合格为止。 5.4钻孔的冲洗与压水试验

5.4.1 冲洗

各灌浆孔（段）在灌浆前应采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净时止。冲洗压力为灌浆压力的80%，并不大于1Mpa。

5.4.2 压水试验

1、帷幕灌浆先导孔、检查孔应自上而下分段进行压水试验，试验采用五点法压水。 2、各试验灌浆孔（段）在灌浆前宜进行简易压水。简易压水可结合裂隙冲洗进行，压力为灌浆压力的80%，并不大于1Mpa，压水时间20min，每5min测读一次压入流量。取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率q表示，单位为吕荣（Lu）。

6.帷幕灌浆

6.1灌浆材料

灌浆所用的水泥品种，采用广灵县富成水泥有限公司生产的千福山牌普通硅酸盐水泥，水泥指标应符合国家和水利行业的现行标准，用于灌浆的水泥强度等级不应低于32.5。必要时，按监理工程师的指示采用细水泥、超细水泥。灌浆用水泥设专门水泥库，不使用受潮结块水泥和出厂期超过三个月的水泥。

灌浆用水取用河道中水，经检验后各项指标应符合设计及规范要求，拌制水的温度不得高于40℃。冬季施工时用水设备还应加强保温防冻措施。

6.2 制浆 （1）浆液搅拌

1）各类浆液必须搅拌均匀，测定浆液密度，并作好记录。

2）纯水泥浆液的搅拌时间：使用普通搅拌机时，不少于3min；使用高速搅拌机时，不少于30s。浆液在使用前应过筛，浆液从开始制备至用完时间小于4h。

（2）集中制浆

1）集中制浆站用400L高速搅拌机拌制浆液，用250/50泥浆泵送拌好的水灰比为0.5：1的纯水泥浆液至各灌浆点，各灌浆地点需测定来浆密度，并根据各灌浆点的不同需要调制使用。

2）浆液温度应保持在5～40℃，超过此标准的视为废浆。 6.3 灌浆方法和技术措施

6.3.1 帷幕灌浆采用孔口封闭法，自上而下分段进行，射浆管距孔底不大于50cm。 6.3.2 坝体混凝土和基岩接触部位的灌浆段应先行单独灌注并待凝。接触段在岩石中的长度不得大于2m，以下灌浆段长度为5m，特殊情况下可适当缩短或加长，但不能超过7m。

6.3.3 各灌浆段灌浆结束后一般不待凝，但在灌前涌水、灌后返浆或遇其它地质条件复杂情况，则宜待凝，待凝时间根据设计要求和工程具体情况确定。

6.3.4 灌浆过程中尽快达到设计压力，但对于注入率较大或易于抬动的部位分级升压。

6.3.5 灌浆浆液由稀至浓逐级变换。帷幕灌浆浆液水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1（或0.5:1）六个比级。开灌水灰比可采用5:1。

6.3.6 浆液变换原则如下：

1、当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。

2、当某级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应换浓一级水灰比。

3、当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况越级变浓。

6.3.7 若改变浆液水灰比后，灌浆压力有突增或进浆量突减时，应立即返回用原浆液浓度继续灌注。

6.3.8对灌浆使用的42.5R普通硅酸盐水泥、外加剂、掺和料等均要符合有关的材料质量标准，并附有生产厂家的出厂合格证和质量证明书，材料入库前均要规定进行检查验收，及时将检验成果报送监理人。

6.3.9 帷幕灌浆各灌浆段的结束条件为：

1、灌浆段在最大设计压力下，注入率不大于1L/min时，继续灌注60min，可结束灌浆。

2、对长期达不到结束标准或单位注入率大于1t/m的孔段，应报请监理人共同研究处理措施。

6.3.10 帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时，灌浆孔封孔采用“分段灌浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”。

7.特殊情况处理

7.1灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。

7.2灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆，采取一泵灌一孔。否则可将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔再行扫孔、冲洗、而后继续钻进和灌浆。

7.3灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：

7.4及早恢复灌浆。否则立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则进行扫孔，而后恢复灌浆。

7.5恢复灌将时，使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。

7.6恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。

7.7灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用下列措施处理： （1）低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆； （2）浆液中掺加速凝剂； （3）灌注混合浆液。

7.8灌浆过程中如回浆变浓，宜换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min，即可停止灌注。

7.9孔口有涌水的灌浆孔段，在灌浆前测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况，可根据设计和有关技术规范处理。

8.质量检查

（1）帷幕灌浆质量检查以分析检查孔压水试验成果为主，结合钻孔、检查孔取芯资料、灌浆记录和测试成果等评定其质量。

（2）帷幕灌浆检查孔的数量为总灌浆孔的10%，一个坝段或一个单元工程内至少应布置一个检查孔。

（3）帷幕灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14天后进行。具体位置由监理工程师根据有关资料确定。

（4）帷幕灌浆检查孔钻取岩芯，按取芯次序统一编号，填牌装箱，并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。

9.提交试验报告

在帷幕灌浆试验效果检查结束后提交试验报告，其中主要内容包括： 9.1 灌浆试验的目的与任务； 9.2 灌浆试验区的地质条件； 9.3 灌浆试验区域与孔位的布置； 9.4 灌浆试验施工； 9.5 灌浆质量与效果的检查； 9.6 试验成果的分析和评述； 9.7 结论；

9.8 监理人要求提供的有关资料。

浑源县恒山水库除险加固工程土建01标

帷幕灌浆试验方案

批准： 审核： 编制：

山西省水利建筑工程局

浑源县恒山水库除险加固工程土建01标目部

二OO九年三月

目 录

1、帷幕灌浆试验目的 1 2、帷幕灌浆试验依据 1 3、帷幕灌浆试验场地的选择和布孔 1 4、帷幕灌浆试验 2 5、钻孔 3 6、帷幕灌浆 5 7、特殊情况处理 6 8、质量检查 7 9、提交试验报告 7