帷幕灌浆试验报告

三副坝帷幕灌浆试验报告
1.前言
大伙房除险加固工程中三副坝的帷幕灌浆工程，因为地质条件较复杂，与前期的灌浆工程地质条件不相符，经监理工程师批准，在第七块混凝土盖板（⑦单元）进行帷幕灌浆试验工作，确定灌浆参数，共布置了14个灌浆孔（包括1个导孔，1个检查孔）。

帷幕灌浆试验完成的外业试验工作量详见下表。

帷幕灌浆试验工作量统计表
2.地质简况
该试验段地层岩性为前震旦系花岗片麻岩。

从导孔、检查孔钻取的岩芯鉴定可知，主要岩性为全风化、强风化的花岗片麻岩。

局部夹辉绿岩脉或石英岩脉。

花岗片麻岩主要矿物成分为：石英、长石、云母及暗色矿物。

节理较发育，呈张开~微张状态，节理面有黄色水锈、白色的钙质薄膜，呈平直粗糙~起伏粗糙状态，节理连通性较好。

岩芯一般呈柱状、短柱状、碎块状。

3.帷幕灌浆孔的布置、孔向与孔深的确定
帷幕灌浆试验在EL130.5平台上，钻孔设在第七单元，孔间距为1.50m，检查孔位于FW7-8与FW7-9之间。

帷幕灌浆试验孔孔向全部采用铅直孔。

孔深控制在基岩下8m，并达到设计帷幕线底线。

由于混凝土盖板厚度不同，孔深也不同。

孔深一般在9.10m~9.50m。

4.帷幕灌浆试验施工工艺
（1）帷幕孔的灌浆次序
灌浆施工次序的原则是逐渐缩小孔距，即钻孔逐渐加密。

逐渐加密的优点是：浆液逐渐挤密压实，可以促进灌浆帷幕的连续性；能够逐序升高灌浆压力，有利于浆液的扩散和提高浆液结石的密实性；根据各次序孔的单位注入量和透水率的分析，可起到反映灌浆情况和灌浆质量的作用，为增、减灌浆孔提供论据；减少邻近孔串浆现象，有利于施工。

本次灌浆试验根据设计意图采用单排孔帷幕，其施工次序是：首先钻灌第I次序孔，然后钻灌第II次序孔，最后钻灌第三次序孔。

（2）灌浆施工方法
本工程设计要求帷幕灌浆孔孔深为基岩下8m。

为此，将全孔分为两段钻灌，段长：上段为2m，下段为6m。

采用自上而下孔口封闭式分段灌浆。

具体方法将孔口设置孔口封闭器，自上而下分段钻进，逐段灌浆不待凝。

灌下段时上段自行复灌。

射浆管距离孔底一般不大于0.5m。

施工顺序为：
第一段钻进洗孔压水灌浆第二段钻进洗孔压水灌浆封孔
钻孔：设孔口管的帷幕孔，钻孔前均先埋设孔口管，并待凝24h
后进行钻孔。

I序孔（为导孔）孔径75mm，开孔孔位与设计孔位的偏差不得大于10cm。

孔底偏差不得大于12cm。

孔内残留岩芯或沉淀物厚度不得大于20cm，岩芯取获率弱风化岩要求大于80%，局部岩石破碎或断层部位钻孔岩芯取获率可适当降低。

普通的帷幕灌浆孔不留岩芯，孔径为56 mm，孔位偏差与I序孔同，不大于10cm。

洗孔：洗孔冲洗所用的压力可较灌浆压力稍大，但必须保证岩层或混凝土盖板不发生抬动。

钻孔冲洗后立即连续进行压水、灌浆试验，因故中断时间超过2h，则在灌浆前重新进行钻孔的冲洗。

要求用清水冲洗，使返水水清，冲洗时间至少20min。

正式压水：导孔、检查孔采用单点法压水，具体做法为：压水压力采用0.3Mpa、0.5Mpa。

在注入率保证稳定后，进行4次注入率的测量。

每10min测读一次流量，当试验结果符合下列标准之一时，压水试验工作结束，并取最终流量值做为计算值。

①当流量大于5L/min时，连续四次读数，其最大值与最小值之差小于最终值的10%。

②当流量小于5L/min时，连续四次读数，其最大值与最小值之差小于最终值的15%。

③连续四次读数，当流量均小于0.5L/min。

简易压水：帷幕灌浆施工时的I、II、III序普通灌浆孔均做简
易压水。

简易压水可在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。

压力为0.3、0.5Mpa。

压水20min，每5min测读一次压入流量，取最后值作为计算流量，其成果仍以透水率表示。

灌浆：
①本次灌浆帷幕为基岩下8.0m，将基岩分为上下两段。

上段灌浆段段长为 2.0m，压力采用0.5Mpa；下段段长为 6.0m，压力采用0.7Mpa。

上段钻灌结束后，不待凝继续钻灌下一段，上一灌浆段自行复灌。

②帷幕灌浆浆液浓度按由稀浆到浓浆顺序逐级变换。

开灌水灰比采用5：1，后根据灌注量情况改为3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：
1、0.5：1。

③当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，水灰比不变。

④当某一比级浆液的注入量已达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，变浓一级。

⑤注入率大于30L/min时，根据情况越级变浓。

⑥本次帷幕灌浆结束标准确定在第一段0.5Mpa、第二段0.7MPa 压力下，注入率不大于0.4L/min时，继续灌注60min，灌浆即可结束。

⑦灌浆试验区中所进行的试验性灌浆，即作为将来正式帷幕灌浆的一个组成部分，检查孔检查试验区已达到设计帷幕灌浆标准，试验区范围内不再进行第二次灌浆。

封孔：封孔采用机械压力封孔法，全孔灌浆完毕后，下入铁管到钻孔孔底部，用灌浆泵经铁管向孔内泵入水灰比为0.5：1的浓水泥浆，水泥浆由孔底逐渐上升，将孔内余浆或积水顶出，直到孔口换出浓浆为止。

混凝土盖板薄处浅孔可采用人工捣实法封孔。

5.帷幕灌浆试验资料的整理与分析
帷幕灌浆试验资料依据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》、《水利水电工程钻孔压水试验规程》和《大伙房水库除险加固工程水泥灌浆监理实施细则》等要求整理。

整理成果见表5.1、表5.2、表5.3、表5.4。

三副坝灌浆孔成果一览表
续表5.1 三副坝开竣工日期：2005年3~4月
校核：曹福制表：洪晓良
三副坝灌浆孔成果一览表
续表5.1 三副坝开竣工日期：2005年3~4月
校核：曹福制表：洪晓良
三副坝灌浆孔成果一览表
续表5.1 三副坝开竣工日期：2005年3~4月
校核：曹福制表：洪晓良
校核：曹福制表：洪晓良
校核：曹福制表：洪晓良
根据以上资料整理，结合工地实际情况，主要试验成果分析如下：（1）由于地质条件比较特殊，盖板与覆盖层、全风化砂胶结，所以单孔的注入量都较大，而I、II、Ⅲ序孔的透水率、注入量也不能严格按照灌浆次序的增加，明显按序降低。

（2）灌浆试验区I序孔中的导孔，进行正式压水试验。

I、II、Ⅲ序普通孔采用简易压水试验。

从I、II、Ⅲ序孔压水试验成果比较，I序孔最大透水率为140.0Lu，最小透水率为4.17Lu，平均透水率为29.44Lu；II序孔最大透水率为62.5Lu，最小透水率为0.83Lu，平均透水率为15.07Lu；Ⅲ序孔最大透水率为80.0Lu，最小透水率为1.17Lu，平均透水率为18.18Lu。

从以上数据看出，随着灌浆次序的增加，透水率逐渐降低。

但在II、Ⅲ序孔之间体现的不明显，这是由于特殊的地质条件造成的
（3）灌浆试验区由于灌浆次序不同，注入量也不同。

I序孔最大注入量184.47Kg，最小注入量56.48Kg，平均注入量100.04kg。

II序孔最大注入量88.17Kg，最小注入量23.92Kg，平均注入量48.26kg。

Ⅲ序孔最大注入量91.23Kg，最小注入量18.07Kg。

，平均注入量59.735kg。

随着灌浆次序的增加，注入量也逐渐降低。

但在II、Ⅲ序孔之间体现的也不明显，这也是由于特殊的地质条件造成的。

从以上数据还可以看出，透水率与注入量密切相关。

透水率随着灌浆次序孔的加密，透水率由灌浆前I序孔的29.44Lu，II序孔的15.07Lu，III序孔的18.18Lu（为平均值），降低到灌浆后检查孔的2.31Lu。

6.帷幕灌浆试验效果检查
帷幕灌浆孔全部结束后，待凝7d布打检查孔，检查孔布置原则，一般布置在地质条件不良地段，或根据现场场地条件，布置在透水率大的灌浆孔附近。

按照每单元至少布1个检查孔，由监理工程师指定布置在两个帷幕灌浆孔之间。

帷幕灌浆质量主要由检查孔压水试验透水率来评定。

本次帷幕灌浆质量合格标准为透水率小于3Lu。

帷幕灌浆试验检查孔布置在FW7-6、FW7-7之间，透水率最大为2.50Lu，最小为1.85Lu，平均透水率为2.31Lu，为合格。

7.结论与建议
(1)本次帷幕灌浆试验所采用的技术参数
压水试验：第一段压力为0.3Mpa，第二段压力为0.5Mpa；
基岩：第一段灌浆压力为0.5Mpa，第二段灌浆压力为0.7Mpa。

可适用于下一阶段的帷幕灌浆施工。

(2)因为盖板下为全风化砂，所以帷幕灌浆施工Ⅰ、Ⅱ序孔开灌水灰比可采用3:1，Ⅲ序孔开灌水灰比可采用5:1，以后可根据灌浆实际情况，按技术要求变浓或越级变浓。