10帷幕灌浆试验报告

纵向围堰帷幕灌浆生产性试验报告
1 工程概况
纵向混凝土围堰基础帷幕灌浆范围为18#～28#坝块，建基面高程167.50m，地基为沙溪庙组第2层砂质粘土岩，局部夹砂岩透镜体，建基面岩体呈弱风化，无贯穿性软弱夹层，无特定结构面控制。

从目前钻孔压水试验情况看，堰基下岩体透水性较强，集中表现在25＃～28＃块，透水率高达q=103Lu。

按设计文件要求，在18#～28#坝块帷幕灌浆孔顺水流方向成1排布置，深入基岩20m，共计57孔，拟选取先导孔zw-Ⅰ-4、zw-Ⅰ-8、zw-Ⅰ-12作为生产性试验孔，具体见附图《纵围帷幕灌浆及排水孔施工图（3/6）》。

2 施工布置
见《帷幕灌浆及排水孔施工组织设计》
3 帷幕灌浆试验孔施工
帷幕灌浆要求在相应坝基固结灌浆完成后进行，按照抬动孔、先导孔(试验孔)、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔顺序施工。

灌浆过程中使用自动灌浆记录仪对灌浆压力、流量等施工参数进行自动监测记录。

灌浆孔布置详见《纵围帷幕灌浆及排水孔施工图（3/6）》。

3.1 生产性试验施工工艺流程
本次帷幕灌浆试验施工工艺流程图见图1：
图1帷幕灌浆生产性试验施工流程图
3.2 钻孔
1、钻孔顺序：
本次试验孔钻孔顺序为：抬动观测孔→试验孔（先导孔）。

2、钻具
灌浆钻孔采用HGY-200、SGZ150回转钻机配金刚石钻头或硬质合金钻头造孔。

3、按设计要求用经纬仪及皮尺、卷尺确定孔位。

帷幕灌浆孔均为铅直孔，钻孔过程中严格控制孔斜，开口孔位偏差不大于5cm，无欠孔深。

4、钻孔孔径及孔、排距：孔径采用Φ75mm、孔距为2.5～3.0m。

5、孔深及分段：根据设计要求，灌浆采用孔口封闭灌浆法施工，钻孔时也进行分段钻进灌浆，第一段钻孔从廊道底板（高程为169.0m）至基岩面（高程为165.0m）以下2.0m处，孔深为6.0m，第二段钻进2.0m，第三段钻进3.0m，第四段钻进5.0m，第五段钻进5.0～6.9.0m, 第六段钻进2.0～3.0m。

6、试验孔（先导孔）已钻取岩芯，岩芯获取率大于90％，并进行地质素描。

3.3 抬动观测孔施工
为施工方便，拟选取三序灌浆孔中第17-Ⅲ-7、ZW-Ⅲ-10、ZW-Ⅲ-19号孔兼作为抬动观测孔，先进行钻孔施工，孔底深入基岩2.0m，孔径按灌浆孔设计要求选定。

钻孔完后向孔内下入φ1″铁管，然后向其与孔壁的间隙填入粉细砂，应填至距孔口，铁管高出砼面0.3m，将千分表固定混凝土面上，用一4.0cm厚角铁将铁管与千分表联接，在试验孔进行压水试验和灌浆时，观测了砼均无抬动变化。

3.4 钻孔冲洗与压水试验
1、钻孔冲洗
帷幕灌浆试验孔均进行冲洗，采用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗，然后进行裂隙冲洗。

(1)冲洗压力：冲洗水压采用80%的灌浆压力，压力超过1MPa ，则采用1MPa 。

(2)裂隙冲洗至回水澄清后10min 结束，且总的时间为30min ，孔内残存的沉积物厚度无超过20cm 。

2、压水试验
(1)试验孔（先导孔）采用自上而下分段钻孔采用单点法进行压水试验，在裂隙冲洗之后进行。

当灌浆压力大于或等于1MPa 时，压水试验压力取1MPa ；当灌浆压力小于1MPa 大于等于0.3 MPa 时，压水试验压力取0.3MPa 。

压水试验压入流量标准：在稳定的压力下，每3～5min 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，即可结束，取最终值作为计算值。

压水试验成果按下式计算：
PL Q q =
---q 透水率（Lu ）
---Q 压入流量（L/min ）
---P 作用于试验段内的水压力（MPa ） ---L 试验段长度（m ） 3.5 制浆
1、制浆材料称量
制浆时按照规定的浆液配比计量，称量误差应小于5%，水泥等固体材料采用重量称量法。

2、浆液搅拌
纵向围堰帷幕灌浆施工使用高速搅拌机拌各制比级浆液，高速搅拌机搅拌转速为1200r/min（r为转动一周），搅拌时间不少于30S，搅拌均匀后，测定浆液密度和粘滞度等参数，并作好记录。

水泥浆液在使用前应过筛，从开始制备至用完的时间均小于4h，浆液温度均保持在5～40℃。

1、灌浆材料
水泥：灌浆材料采用“腾辉”牌普通硅酸盐水泥，水泥强度等级为42.5Mpa，已对每到一批的水泥进行了抽样检查，其细度、化学成份及其物理力学性质均符合国家规定。

水：灌浆用水符合《混凝土拌和用水标准》（JGJ63-89）的要求，拌和用水温度无高于40℃。

水中固体颗粒含量或其他杂质大于规范要求时，已采取沉淀措施或其他处理措施加以净化，达到规范要求的标准。

2、灌浆
灌浆采用孔口封闭灌浆法施工，射浆管距孔底不大于0.5m。

灌浆第一段（基岩以下2.0m）单独先行灌浆并待凝72h，其它各灌浆段一般不待凝。

特殊情况如遇大耗浆量等情况，灌浆无法结束时，则要待凝、闭浆，其待凝时间一般为8h。

3、灌浆压力
基础帷幕灌浆压力如下表1：
表1 建基面以下深度与灌浆压力表
灌浆应尽快达到规定压力，但当注入率较大时则采取分级升压。

5、浆液水灰比和灌浆变换标准
灌浆浆液均遵循逐级变浓的原则，水灰比拟采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1（重量比）等七个比级。

初灌水灰比为5:1。

各种水灰比浆液加水加灰量见下表2：
表2 各种水灰比浆液加水加灰量
备注：外加剂的用量为水泥重量的3～10％。

6、浆液变化原则
（1）当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率不变而压力持续升高时，
不得改变水灰比。

（2）浆液水灰比的变换原则，均逐级变换，当某级浆液注入量已达300L以上或灌浆时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不明显时，则改浓一级水灰比。

（3）遇到大耗浆的孔段，当注入率大于30L/min时，而灌浆压力又低于设计压力，水灰比大于1:1时，则根据具体情况越级变浓。

7、特别情况处理
（1）冒浆、串浆孔段处理
在灌浆过程中，注意观察灌浆孔周围是否有冒浆、串浆现象。

有冒浆现象时，对冒浆部位进行封堵或嵌缝，并降低灌浆压力，如降压无效，再将浆液逐渐变浓；如再无效，可视冒浆量与注入率而定。

当冒浆量接近注入量时，再灌30min即可结束待凝，如冒浆量小于注入量的2/3时，则继续灌注至结束，并采取表面封堵措施。

发现相邻孔串浆时，把孔深较浅的孔堵住，灌注较深的孔，待其结束后，再对被串孔进行扫孔灌浆。

（2）孔口涌水处理
孔口有涌水的灌浆孔，在灌浆前应测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况可选用下列措施进行综合处理：①提高灌浆压力；②进行纯压式灌浆；③灌注浓浆；④闭浆。

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

经过以上处理后，仍应对该段进行扫孔，并重新灌浆，直至结束。

8、灌浆结束标准和封孔
帷幕灌浆各灌浆段的结束条件为：在规定压力下，当注入率不大于0.4L／min时，继续灌注60min。

表4 试验孔（先导孔）灌前灌后压水试验透水率对照表单位：Lu
灌浆结束后，泵入水灰比为0.5:1的浓浆置换尽孔内稀浆，用“全孔灌浆封孔法”封孔。

4 灌浆试验成果
纵向围堰18＃～28＃块帷幕灌浆生产性试验，于2007年4月22日完成，本次试验共完成3个共15个段次的帷幕灌浆孔，灌浆试验孔各段注灰率及灌浆前后压水试验透水率见下表3、表4。

表3 试验孔（先导孔）注灰率统计表单位：Kg/m
4.1 试验成果分析
1、地质描述
从《试验孔（先导孔）岩芯柱状图》可以看出，纵围18＃～28＃块存在一下地质缺陷：
（1）砼和基岩结合不紧密；
（2）建基面下岩体均呈平行层理发育；建基面下0～11.7m岩体存在局部破碎带、其中2.7～6.3m砂岩可见两条陡倾角裂隙发育，该裂隙被水泥结石充填，厚度0.5～1.0mm；建基面下0.5m、7m、13m处，可见软弱夹泥层，厚度约10cm。

2、单位注入量分析
（1）因第一段都有承压水涌出，表明0～2m局部破碎和存在软弱夹层，以及2.7～6.3m 处陡倾角裂隙发育，且砼与基岩接触不紧密，造成注入率大，最高达4757.14kg/m。

（2）由于2.7～6.3m处陡倾角裂隙被第一段的水泥浆充填，使试验孔ZW-Ⅰ-12的第二段的注入率急剧下降，仅60.65kg/m。

（3）因建基面下0～11.7m岩体存在局部破碎带，所以试验孔的二～四段注入率偏大，最高达582.17kg/m。

3、透水率分析
根据表4可列出灌前和灌后透水率的平均比值，见下表5：
表5 灌前和灌后平均透水率的比值
从表4、表5灌前灌后的各段压水试验透水率可以看出，灌浆效果非常明显。

4．2 结论
1、本次灌浆试验有严格的施工技术及规范要求，证明具体施工时有法可以、有章可循；
2、从灌前灌后压水试验透水率对比看，符合灌浆规律，效果明显。

3、选用的各灌浆参数可行。

5 建议
从表3、表4可以看出：
1、选用的第一段灌浆压力可以适当调小；
2、各灌浆孔的第一段待凝时间可缩短至24小时。