大坝帷幕灌浆及充填灌浆施工设计方案

大新县派林水库除险加固工程

大坝帷幕灌浆及充填灌浆施工方案

审核：付俊杰

编制：陆伟

广西越海建设工程有限公司

大新县派林水库除险加固工程

项目经理部

二○○八年七月二十日

本工程大坝灌浆坝基线以下5米采用防渗帷幕灌浆，灌注纯水泥浆，坝基以上为土坝充填式灌浆，在坝坡上桩号0-020～0+162布置单排灌浆孔，，孔距2.0米。

灌浆材料：水泥粘土浆(砂含量10～30%，粉粒含量30～50%，粘粒含量20～30%)，水泥掺入量为15%。

灌浆施工次序：采用逐渐加密法，即沿轴线每隔20米先钻一个先导孔，了解地质状况，然后进行第一次序孔灌浆，再进行第二次序孔灌浆，再然后进行第三次序孔钻孔灌浆。

施工方法：帷幕灌浆采用直自下而上进行，灌浆压力400～500Kpa。充填式灌浆采用分段灌注方法，由下而上，下套管分段灌注，段长5～10米。浆液稠度先稀（容重1.3g/cm3）后稠（容重1.6g/cm3）,采用少管多复方法。灌浆压力由小到大，孔口最大灌浆压力为50kPa。

一、机械设备和人员

钻孔机械采用1台套液压回转钻机，1台套灌浆泵，1台套水泥搅拌机，水泵4台。钻孔灌浆专业施工人员8人。

二、钻孔和灌浆

灌浆工艺流程图如下：

1、测量布孔

按设计图纸测量放出灌浆孔轴线，确定起始孔从坝右开始，从右坝端用钢卷尺量出4米为第一个孔，然后用钢卷尺在孔位轴线上放出各孔位，并用木桩

在地面上标明孔位写上孔号。所有钻孔按施工放样图纸统一编号，并注明施工次序。

2、灌浆材料准备及制浆

2.1灌浆材料

（1）本次帷幕灌浆采用纯水泥浆，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，其细度要求通过 6900孔/cm2标准筛余量少于5％。用于灌浆工程的水泥材料的生产（或出厂）指标及检验资料报送监理人审查批准。

（2）本次充填灌浆采用水泥粘土浆，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，其细度要求通过 6900孔/cm2标准筛余量少于5％。粘土采用砂含量10～30%，粉粒含量30～50%，粘粒含量20～30%粘土。用于灌浆工程的水泥材料的生产（或出厂）指标及检验资料报送监理人审查批准。

（3）水：灌浆用水直接引用水库里的水。

2.2制浆

（1）制浆材料经过称量，称量误差小于5%。

（2）浆液采用专用机械制浆，搅拌均匀并测定浆液密度。

（3）浆液各项指标按设计要求控制。土料应先在泥浆池内浸泡数小时，搅拌成浆，通过过滤筛清除大颗粒和杂物，灌浆前再通过35孔/cm2的过滤筛。灌浆过程中浆液容重和输浆量应每小时测定1次并记录，浆液的稳定性和自由析水率10天测1次，如浆料发生变化，应随时加测。使用普通搅拌机时，应不少于3min; 使用高速搅拌机时，应不少于30s。浆液存放时间：当环境温度10℃以下时，不超过5h; 当环境温度10℃以上时，不超过3h;

3、施工机械选用和灌浆试验

3.1钻孔设备

钻孔机械采用1台套油压回转钻机钻进，配备足够长度的钻杆和岩芯管。

3.2灌浆设备

（1）用2台套以上的灌浆泵和水泥浆搅拌机。

（2）搅拌机的转速和拌合能力分别与所搅拌浆液类型及灌浆泵排浆量相适

应，并能保证均匀、连续地拌制浆液。

（3）灌浆泵性能与浆液类型、浓度相适应，容许工作压力大于最大灌浆压力的1.5倍，并有足够的排浆量和稳定的工作性能。

（4）灌浆孔口处安装压力表。

（5）水泵的工作压力保证在所有压力下都有足够的供水量。

3、钻孔

（1）灌浆的钻孔机械采用油压回转钻机钻进，钻孔直径110mm。布孔完成验收合格后，可进行钻机安装就位准备工作，钻机安装主轴要求垂直，开孔钻头对准孔位、偏差不得大于10cm，钻机安装用水平尺校正水平度，有斜度时用方木垫平，确保垂直开孔钻进。钻孔的孔位、深度、孔径和钻孔顺序等按施工图纸要求执行。钻孔顺序与灌浆顺序相应，先施工Ⅰ序，后施工Ⅱ序，并遵循分序加密的原则，同一个孔钻孔也按灌浆程序分段进行。钻进过程中随时用水平尺校正立轴的垂直度，保证钻孔孔斜率不大于2％孔深，钻孔应用干法造孔，不得用清水循环钻进。

（2）钻孔时及时填写钻孔班报表，对岩层、岩性以及孔内情况作好详细记录，钻进结束等待灌浆或结束灌浆要等待下一段钻进时，孔口用木塞盖口、妥加保护。

4、灌浆方法和灌浆方式

（1）帷幕灌浆采用直自下而上循环式进行，射浆管距孔底不大于50cm。

（2）充填式灌浆应采用分段灌注方法，由下而上，下套管分段灌注，段长5～10米。浆液稠度先稀（容重1.3g/cm3）后稠（容重1.6g/cm3）,采用少管多复方法。灌浆方式采用纯压式灌浆。灌浆开始先用稀浆，经过3～5min后再加大泥浆稠度。若孔口压力下降和注浆管出现负压（压力表读数为0以下），应再加大浆液稠度，浆液的容重按技术要求控制。在灌浆中，应先对第一序孔轮灌，采用“少灌多复”的方法。待第一序孔灌浆结束后，再进行第二序孔。每次最大灌浆量按设计要求控制，每孔灌浆次数不少于5次，两次灌浆间隔时间不少于5天。作好灌浆记录。

5、灌浆压力和浆液变换

（1）帷幕灌浆采用循环式灌浆，压力表安装在孔口回浆管上，灌浆压力400～500Kpa。灌浆浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换。帷幕灌浆浆液水灰比可

采用8:1、5:1、3:1、2:1、1.5:1、l:1、0.8:1、0.6:1、0.5:l等九个比级。开灌水灰比可采用8:l。

帷幕灌浆浆液变换：

（a）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，不得改变水灰比。

（b）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，应改浓一级。

（c）当注入率大于30L／min时，可根据具体情况越级变浓。

（2）充填式灌浆采用纯压式灌浆，灌浆压力最大50k Pa，由小到大，逐渐增加，不得突然增加，更不宜施灌不久就增大到允许压力值。如果坝顶出现冒浆，应停止加压，查清原因加以处理。灌浆过程中，应维持压力稳定，波动范围不得超过5％。压力表安装在孔口进浆管路上，通过地下水位计算出灌浆压力符合设计压力，压力表指针摆动范围应小于灌浆压力的20%，压力读数读压力表指针摆动的中值，摆动幅度宜做记录。灌浆压力的控制尽快达到设计压力，但注入率大时分级升压。灌浆浆液的浓度先用稀浆，经过3～5min后再加大泥浆稠度稀到浓，按设计水灰比逐级变换，。在坝体中灌浆，遇吸浆量大时，则先采用浓浆定量无压自重灌浆，然后稀浆有压复灌。

6、灌浆结束标准和封孔方法

（1）帷幕式灌浆采用自下而上分段灌浆法时，在规定的压力下，当注入率不大于0.4L／min时．继续灌注60min，灌浆可以结束。

（2）充填式灌浆应采用分段灌注方法，由下而上，下套管分段灌注，当浆液升至孔口，经连续复灌3次不再吃浆时，即可终止灌浆。

（3）帷幕式灌浆封孔采用压力灌浆封孔法。

（4）充填式灌浆封孔在每孔灌完后，待孔周围泥浆不再流动时，将孔内浆液取出，扫孔到底，用直径2～3cm、含水量适中的粘土球分层捣实。

8、特殊情况处理

（1）帷幕灌浆过程中，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、间歇灌浆等方法进行处理。

（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）帷幕灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用下列措施处理：（a）低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；

（b）浆液中掺加速凝剂；