灌浆试验方案

兰陵县惠民庄水库工程2标段坝基帷幕灌浆生产性试验方案兰陵县水利建筑安装公司惠民庄水库工程项目经理部2019年2月1日兰陵县惠民庄水库工程2标段坝基帷幕灌浆生产性试验方案编制：审核：批准：兰陵县水利建筑安装公司惠民庄水库工程项目经理部2019年2月1日兰陵县惠民庄水库工程2标段帷幕灌浆生产性试验方案第一章灌浆试验概况本工程主坝及延伸段帷幕灌浆，采用静压灌浆方式。

1、地层岩性库区出露基岩主要古生界寒武奥陶系地层他们组成库区周围的丘陵地貌；第四系松散层一般沿河谷呈带状分布在河床两侧。

坝基处表层岩石较破碎，岩溶较发育，透水性较大，局部见无充填溶洞，特别在接近坝基处的岩溶，渗径较短，存在渗透稳定问题。

该区岩溶发育自上而下分为三个带：第一裂隙岩溶发育带，埋深在35-40米，岩溶形态主要为裂隙、溶洞等；第二裂隙岩溶发育带，埋深在65-68米，岩溶形态主要有裂隙、溶洞、蜂窝状溶洞等；第三裂隙岩溶发育带，埋深在90-95米。

岩溶形态主要为溶隙、蜂窝状溶洞等。

2、地质构造库区地质构造主要为惠民庄断裂。

位于工程区附近，最近距离3千米，有矿坑断裂和惠民庄断裂等组成，二者并列展布，走向近南北，倾向西，倾角60度，断裂长度17千米以上，宽20-50米。

断裂带内发育强烈挤压形迹，沿断裂充填辉绿岩，黄斑岩和闪长玢岩。

两断裂在北部归并，被牛田闪长玢岩充填掩盖，时代为中生代印支期至燕山期。

在灌浆工程正式施工之前进行帷幕灌浆试验。

通过试验，进一步验证大坝坝基的可灌性，了解通过灌浆能否起到截渗的效果，同时验证设计孔位布置方式的合理性，提供灌浆施工所需的浆液浓度、配比方式、灌浆压力。

根据有关技术规程和设计要求，结合以前的施工经验，拟定本灌浆试验方案，以指导本次灌浆试验的顺利开展。

第二章帷幕灌浆试验一、试验程序及方法1、试验位置及孔位的选定帷幕灌浆试验段宜选地质情况具有代表性的坝段。

通过对地质资料的分析及规范规定，本工程选取四处试验段分别位于主坝上游排K0+198至K0+204、下游排K0+410.75至K0+416.75、延伸段K0+102至K0+108、延伸段K0+504至K0+510，涉及20个钻孔。

试验结束后，根据各段试验参数，在坝上全面施工。

2、施工顺序施工放样→钻机就位→钻孔→钻孔冲洗→压水试验→灌浆→封孔。

（1）施工放样施工放样采用GPS定出灌浆轴线，钢尺量距，按设计在相应位置做出相应的孔位标记，并做好孔位编号。

（2）钻机就位钻机采用150型地质钻机，钻机移至钻孔位置，人工调整水平度，利用水平尺在各个方位测量，保证钻机底座水平、钻杆垂直；其次检查孔位，就位后的钻机，其吊点中心、钻杆中心、孔位中心必须在同一垂线上。

（3）钻孔在钻机就位调平完毕，各项配套工作就绪后，进行钻孔。

开孔钻头直径Φ89mm，正常钻进钻头直径Φ75mm（配套岩芯管），开孔钻具长度30cm，正常钻进钻具长度3.00m，钻进过程中要适当加压，上部钻进少加压，有一定深度后再逐渐加压，钻进过程中用长水平尺经常检查钻杆的垂直度、钻机底座的水平度，并及时纠偏，钻孔完成后用测斜仪检查斜度。

在钻进过程中，对钻孔冲洗回水、钻机压力、芯样特性及长度进行监测和记录，发现问题及时处理并做好记录。

每钻进5～10米，利用XJL－42罗盘测斜仪测量孔斜度，根据测量结果进行调整处理。

钻孔所取岩芯编号存放，并对岩芯进行描述，做好记录。

（4）钻孔冲洗压水试验压水试验前对钻孔进行冲洗，利用灌浆泵进行脉动冲洗，压力控制在本段灌浆设计压力的80％之内，当孔内回水清净，继续冲洗10～20分钟，但总冲洗时间不少于30分钟。

对回水达不到澄清要求的孔段，要继续冲洗，孔内残存的沉积物厚度不超过20cm。

对于钻孔中发现复杂地层时，是否进行冲洗及如何冲洗，及时报告监理工程师，确定冲洗方案。

冲孔完毕后对该孔段进行压水试验，简易压水试验结合孔段冲洗进行，压水试验方法采用单点法。

压水试验压力为80%灌浆压力，若大于1MPa时，采用1MPa 。

压入流量稳定标准：在稳定的压力下，每5~10min测读一次压入流量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，本阶段试验即可结束，取最终值作为计算值。

单点法压水试验成果按公式q=Q/pL计算。

式中：q--试段透水率，Lu：L/min·m·m；Q--压入流重，L/min；p--作用于试段内的全压力，MPa；L--试段长度，m。

（5）灌浆1）灌浆压力的初步确定灌浆压力按经验公式p=p o+mD计算，再通过灌浆试验确定。

式中：p--灌浆压力，MPa；P o--岩基表层段的允许灌浆压力，MPa；m--表层段以下每深入岩基1m可增加的压力值，MPa；D--灌浆段以上岩层的厚度，m。

其中0.1 MPa= kgf/cm2根据岩性情况，取m=0.25Kgf/cm2m. p o=0.5kgf/cm2灌段为5.00~10.00m时，p=p o+mD=0.5+0.25×5=1.25kgf/cm2=0.125MPa取灌浆压力p=0.2MPa；灌段为10.00~15.00m时，p=p o+mD=0.5+0.25×10=3kgf/cm2=0.3MPa取灌浆压力p=0.3MPa；灌段为15.00~20.00m时，p=p o+mD=0.5+0.25×15=4.25kgf/cm2=0.425MPa取灌浆压力p=0.4MPa；灌段为20.00m以下时，p=p o+mD=0.5+0.25×20=5.5kgf/cm2=0.55MPa灌浆压力p=0.5MPa。

坝基为石灰岩，防止压力破坏，暂定起始压力（全压力）0.5MPa，现场可调压力范围控制在0.3～0.7MPa。

2）灌浆材料灌浆水泥：采用42.5级普通硅酸盐水泥。

水泥细度要求通过80μm方筛孔，其筛余量不大于5％。

3）灌浆方法自下而上，分段灌浆。

第一段灌浆，灌浆橡胶球封于套管与基岩接触部位，其余灌段橡胶球封于已灌灌段以上0.5米，已防漏灌。

一般情况下，灌浆结束后可不待凝，但在断层、破碎带等地质条件复杂地段则宜待凝，待凝时间根据地质条件和工程要求确定。

灌浆长度：5米。

灌浆浆液采用纯水泥浆液，配比根据试验或监理人批准的水灰比施灌，浆液按水灰比拟分为六级，5：1、3：1、2：1、1：1、0.7：1、0.5：1，由稀到稠逐级变换。

为保证浆液浓度符合设计要求，配料过程设专人计量，误差控制不超过5％。

水泥浆液利用双桶搅拌机制备，搅拌时间不低于3分钟。

浆液浓度变换根据以下原则进行：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；当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达30分钟，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，应换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L／min时，根据施工具体情况，可越级变浓。

为保证各灌段质量，对灌浆压力进行严格控制。

压力表选用优质、满足设计压力标准并经计量单位检测合格的产品，分别安装于灌浆泵和灌浆孔口。

压力控制利用设在回浆管上的闸阀，根据需要调整开启度，保持压力稳定。

要求压力表的指针摆动范围小于关键压力的20％，读数时读取压力表指针摆动范围的中值。

在正常情况下，自始至终按设计要求压力灌浆，直至按标准结束。

为保证灌浆安全，在灌浆管回路上安装可调式压力阀，待压力升高至限定压力时自动打开阀门，并保持安全压力继续灌浆。

（4）灌浆结束的标志，规范规定：1.当灌浆段在最大设计压力下，注入率不大于0.4L/min时，继续灌注30min，灌浆可以结束。

2.当长期达不到结束标准时，应报请监理人共同研究处理措施。

（5）特殊情况处理1.灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇、待凝、复灌等方法进行处理。

2.帷幕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，应一泵灌一孔。

否则应将串浆孔用塞塞住，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。

3.灌浆工作必须持续，如因故中断，可按照下述原则进行处理：(1).应尽早恢复灌浆，否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。

若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。

(2).恢复灌浆时，应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，则可改用中断前比级的水泥浆液继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。

(3)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，如加大邻孔邻段灌浆压力，直至补孔。

4.孔口有涌水的灌浆孔段，在灌浆前应测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况，可选用如下措施综合处理：(1)、自上而下分段灌浆。

(2)、缩短灌浆段长。

(3)、提高灌浆压力。

5.灌浆段注入量大，灌浆难以结束时，选用合理措施处理：低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆甚至充填级配料，该段经处理后仍应扫孔，重新依照技术要求进行灌浆，直至结束。

6.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.在岩溶地区的溶洞灌浆，应先查明溶洞的充填类型和规模，而后采取相应的措施处理。

(1).溶洞内无充填物时，根据溶洞的大小，可采用投入碎石等级配料再灌注水泥砂浆、灌注混合浆液等措施。

待凝后，扫孔，再灌水泥浆。

(2).溶洞内有充填物时，根据充填物类型、性能以及充填程度，可采用高压灌浆等措施。

灌浆注入量大，不能按基岩灌浆规范终孔时，可参照相关规范进行限量、限压灌浆。

8.级配料灌浆(1)．级配料灌浆是先通过钻孔充填砾、砂、卵石级配料，堵塞漏水通道，减小水流速度，形成反滤条件，然后再进行水泥灌浆形成防渗凝结体，封堵渗漏通道。

(2).岩溶发育带充填级配料灌浆除遵守水泥灌浆规范的有关规定和要求外，在钻孔、充填、灌注等方面尚有其特殊的要求，先按一般灌浆要求采用自上而下分段钻孔孔口封闭灌浆法，每段钻孔完成后，即将钻具卸下，灌注时先按规定浆液由稀到稠，逐级定量灌注。

当浆液稠度达到水灰比1:1仍不能使压力升高、耗浆量减少时，则可开始逐步向浆液中掺加砂料。

当灌注量超过200～500L，仍未起压时，则可视为有集中漏水通道，停止正常灌注，将钻杆全部拔出孔外，按充填级配料工艺要求进行灌浆。

若有的孔段发现确实存在强漏水通道时，则不变按上述正常灌注工艺要求，可直接实施充填级配料工艺。

(3).在充填过程中，应根据注水量及水位变化，随时调整充填速度，更改级配，直至认为溶洞内不再进料为止。

细一级级配料在不产生过多流失情况下，尽量多充填。

(4).充填结束后，随即可按帷幕灌浆要求，进行水泥灌浆。

灌浆由稀到稠，必要时可在浆液内掺砂逐级灌注，直至达到帷幕灌浆结束标准，然后再钻灌下一段或结束该孔灌注。