引水隧洞固结灌浆试验报告.

洞松水电站引水隧洞C标固结灌浆生产性试验成果报告批准：审核：编写：中铁十八局集团有限公司洞松水电站项目部二0一三年七月二十一日洞松水电站C标引水隧洞固结灌浆试验报告一、概述洞松水电站C标引水隧洞位于洞松电站末端，起止桩号为S12+ 300～S17+200，该洞段侧向埋深300-500m，垂直埋深300-350m，隧洞围岩以软质岩及中硬岩为主，岩层走向与洞轴线交角较小，地下水活动弱，围岩以IV1类及IV2类为主，次为Ⅲ类，少量V类。

岩石以炭质板岩和变质砂岩为主，岩性呈微～弱风化层板岩，岩体破碎，层理与劈理发育，特殊岩性及岩层受断裂及断层影响，小断层和层间错动破碎带发育。

永久衬砌混凝土厚度为50cm～62cm，衬砌后过流直径为6.28m。

固结灌浆钻孔深度按围岩类别分为IV1类孔深入岩6.0m，IV2类孔深入岩7.0m，V类孔深入岩8.0m，排距3m，C标固结灌浆生产性试验段选择在地质条件具有代表性的区域，桩号为S14+855.00-S14+831.00（V类围岩），S14+807.00～S14+783.00（IV2类围岩）进行，本试验区按设计提供的《洞松水电站引水隧洞工程灌浆施工技术要求》分两段灌注，第一段均为2.0m,灌浆压力0.8Mpa;第二段为5.0 m或6.0m, 灌浆压力1.2Mpa。

每个试验区共8环孔，每环8个孔，共有64个孔，环间间距为3.0 m，环内8个孔均匀分布，灌浆次序按先灌奇数环（I序排）I序孔、再灌奇数环（I序排）Ⅱ序孔、再灌偶数环（Ⅱ序排）I序孔、最后灌偶数环（Ⅱ序排）Ⅱ序孔。

二、试验目的为验证和优化设计灌浆参数及灌浆效果，寻求合理的施工程序、施工工艺与方法，测试隧洞围岩灌浆相应透水率，确定岩石破碎带断层等的可灌性及灌浆工艺及灌浆材料配合比，观测在灌浆作业下基岩变形情况，提交有关的灌浆施工技术参数，检测现场灌浆设备性能等，采用有效、可靠、经济、合理的灌浆方法。

三、试验依据①《洞松水电站工程设计更改通知》，文号：川设洞电改（2010）002号；②《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL/T5148-2001）；③《水利水电工程钻孔压水试验规范》（SL31-2003）；④《四川省甘孜州乡城县洞松水电站引水隧洞工程（合同编号：SDS/D102-C）招/投标文件》；⑤其它相关设计图纸及文件；⑥《洞松水电站引水隧洞工程灌浆施工技术要求》；⑦《洞松水电站C标生产性固结灌浆试验大纲》及其批复。

四、完成情况1、本次固结灌浆生产性试验为两个区段，于2013年06月11日开始至2013年07月12日灌浆试验完成，共完成钻孔:砼177.38m,基岩960.00m,共计钻孔1137.38m，灌浆段长960.00m，总耗灰量294.06T（含封孔及弃灰量），注入水泥286.82 T，平均单位注灰量298.77kg/m，详情见附表1：·单位工程名称：引水系统工程工程部位：6#洞单元工程名称：固结灌浆第02单元（S14+855.00-S14+831.00）施工日期：2013.6.11~2013.7.10施工日期：2013.6.14~2013.7.12单位工程名称：引水系统工程工程部位：6#洞单元工程名称：固结灌浆第04单元（S14+807.00-S14+793.00）2、本次固结灌浆生产性试验两个区段于2013年07月19日、20日进行检查孔压水试验，共完成检查孔6个，钻孔53.48m,压水12段45.00m。

五、灌浆设备及人员配置灌浆试验主要设备配置见下表：劳力组合见下表：钻孔和灌浆分为两个班，每班14-18人，其中钻孔6人，灌浆10人。

六、灌浆试验施工（一）、施工程序在进行固结灌浆试验段施工前，先进行试验段的回填灌浆施工，回填灌浆结束后7天进行压浆检查，合格后再对回填区域进行地质雷达检测，经压浆检查及雷达检测合格后，方进入固结灌浆试验施工。

施工准备→回填灌浆→回填灌浆压浆检查→回填地质雷达检测→固结灌浆钻孔（按先I序后II序顺序）→钻孔冲洗→验收→裂隙冲洗→简易压水试验（总孔数的５％）→固结灌浆（按先I序后II序顺序）→封孔→固结灌浆质量检查→单元验收。

（二）、抬动变形观测1、抬动观测孔孔径为φ50mm，采用YT-28钻机造孔，入岩6.0～7.0m，固结灌浆试验区布设两套抬动观测装置，抬动观测所用千分表必须满足观测要求，同时在使用过程中经常检查，确保其灵敏性及准确性。

2、在裂隙冲洗、压水试验及灌浆全过程中，派专人进行抬动变形观测，每5min作一次读数并作记录（详见抬动观测统计表）。

3、灌浆全部结束后，对抬动观测孔按灌浆孔进行灌浆封孔。

（三）、钻孔验收及压水1、钻孔采用YT-28手风钻造孔，从I序环奇数孔开始施工，孔位、孔向均按设计要求施作，孔径φ40mm，孔位偏差不大于10cm。

钻孔时若遇岩层、岩性变化、发现孔内卡钻、遇钢筋、回水变色、失水、涌水等情况，需做好记录并及时报告监理工程师。

2、冲洗每一灌浆孔钻孔结束后先进行钻孔冲洗，待孔口回水澄清时即可结束。

灌浆前再采用压力水对孔壁进行冲洗，直至回水澄清后为止，冲洗压力为该孔段最大灌浆压力的80%,若该值大于1.0Mpa，则采用1.0Mpa。

3、压水试验固结灌浆在灌前选择总孔数5%的孔进行压水试验，压水试验采用单点法，压水孔布置在断层、裂隙较发育的位置，并具有代表性，便于灌浆前、灌后资料对比，利于指导灌浆工作。

压水可结合裂隙冲洗进行。

压水压力为灌浆压力的80%，该值若大于1.0Mpa时，则采用1.0Mpa。

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

（四）、灌浆方法、结束标准及灌浆记录1、灌浆方法：自上而下孔内循环的灌浆方法，灌浆时采用单孔灌注。

2、灌浆压力：根据设计灌浆初拟压力（平均值）第一段采用0.8Mpa、第二段采用1.2Mpa控制。

3、灌浆水灰比：固结灌浆浆液水灰比初拟采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1四个比级进行，开灌水灰比为2:1，并遵照浆液由稀到浓逐级变换的原则。

4、浆液变换：当灌浆压力保持不变吸浆量均匀减少时，或当吸浆量不变而压力均匀升高时不得改变水灰比；当某一级水灰比灌入量达300L以上或灌注时间已达30min而灌浆压力和吸浆量均无改变或改变不显著时，应改注浓一级；当吸浆量大于30L/min时，根据施工具体情况可越级变浓。

5、结束标准：在规定压力下，当单孔注入率不大于1.0L/Min,群孔注入率不大于0.8L/Min时，继续灌注30min后，该段灌浆即可结束。

6、封孔：固结灌浆结束后，封孔采用机械封孔, 应排除孔内的积水和污物，压力采用该孔段最大灌浆压力，水灰比采用0.5:1的比级，在设计规定压力下，停止吸浆持续灌浆30min，该孔封孔即可结束，再采取孔口闭浆待浆达到初凝，最后采用人工封孔，用砂浆进行人工封孔, 孔口抹平、光滑并与砼表面齐平。

7、质量检查：采用压水试验的方法进行，压水试验采用单点法压水。

检查孔数量不少于灌浆孔总数的5%，检查孔压水的压力为灌浆压力的80%。

在稳定的压力下，每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1.0L/min时，本阶段试验即可结束，检查孔压水合格标准：在设计规定压力下，透水率不超过5Lu即为合格。

8、质量检查孔按灌浆孔的技术要求进行全孔一次灌浆及封孔。

（五）、灌浆成果及质量检查在进行固结灌浆生产性试验前，试验区分别进行了回填灌浆压浆检查及地质雷达检测，从检测结果表明：试验段的回填灌浆均满足设计及规范要求，固结灌浆是在回填灌浆合格后进行的，固结灌浆试验严格按照设计要求及规范进行施工的。

灌浆遵循逐序分序，依序施工的顺序施工，所有孔均由旁站现场监理工程师验收后施作，最终顺利完成本工程固结灌浆生产性试验段的施工，灌浆成果均附于后。

七、灌浆成果分析1、灌前压水试验分析灌前压水试验统计表钻孔结束进行灌前洗孔时第02单元5-7第一段洗孔无回水，灌前压水透水率为745.00Lu，说明岩体内存在较大裂隙，有部分孔段压水也无法达到设计压力，说明岩体内裂隙较发育。

通过灌前压水试验统计表分析：Ⅰ序排Ⅰ序孔透水率在5～10Lu 区间的占0%，Ⅰ序排Ⅰ序孔透水率在50～100Lu区间的为12.5%，Ⅰ序排Ⅰ序孔压水透水率在100Lu以上的为25.0%;Ⅱ序排Ⅱ序孔透水率在5～10Lu区间的占37.5%，透水率在10～50Lu区间均为62.5%，Ⅱ序排Ⅱ序孔透水率在50Lu以上的为0%。

从以上灌前压水试验统计看出：本灌区围岩裂隙较为发育，但随着灌浆次序的增加透水率递减明显，符合灌浆的一般规律，说明灌浆效果良好。

2、检查孔压水试验分析该灌区每单元布设3个检查孔，孔位见图，检查孔钻孔完毕后按灌浆孔进行验收，在监理工程师监督下进行压水试验，透水率全部都在合格标准5Lu以内。

检查孔压水试验成果表第02单元:第04单元从以上检查孔压水试验成果可以看出：各检查孔压水试验透水率均符合设计要求，最大透水率为3.6Lu，最小透水率为0.9Lu，平均透水率为2.3Lu，各孔透水率均小于设计值标准5Lu，由此表明灌浆效果良好。

3、单位注灰量区间、频率分析第2单元为V 类围岩，从灌浆成果统计表中可看出：Ⅰ序排Ⅰ序孔单位注灰量区间在1000kg/m 以上的频率占22%，Ⅰ序排Ⅱ序孔单位注灰量区间在1000kg/m 以上的频率占3%，比I 序孔降低了19%,灌至Ⅱ序排Ⅱ序孔时单位注灰量区间在1000kg/m 以上的频率占0%；而Ⅱ序排Ⅱ序孔单位注灰量区间在50kg/m 以下比Ⅰ序排Ⅰ序孔孔增加了13.0%的频率。

第4单元为IV2类围岩，从灌浆成果统计表中可看出：Ⅰ序排Ⅰ序孔单位注灰量区间在1000kg/m 以上的频率占16%，Ⅰ序排Ⅱ序孔单位注灰量区间在1000kg/m 以上的频率占3%，比I 序孔降低了13%,灌至Ⅱ序排Ⅱ序孔时单位注灰量区间在1000kg/m 以上的频率占0%；而Ⅱ序排Ⅱ序孔单位注灰量区间在50kg/m 以下比Ⅰ序排Ⅰ序孔孔增加了16.0%的频率。

从上述单位注灰量区间、频率表中可以看出随着灌浆次序的增加注灰量明显减少，灌浆效果良好。

八、总结1、此试验段为隧洞IV2类、V类围岩洞段，围岩节理裂隙较为发育。

V类围岩Ⅰ序排Ⅰ序孔单位注入量为539.3kg/m，Ⅰ序排Ⅱ序单位注入量为328.7 kg/m, Ⅱ序排Ⅰ序孔单位注入量为232.1 kg/m, Ⅱ序排Ⅱ序孔单位注入量为137.0 kg/m,平均单位注入量为309.3kg/m。

IV2类围岩Ⅰ序排Ⅰ序孔单位注入量为461.9kg/m，Ⅰ序排Ⅱ序单位注入量为266.9kg/m, Ⅱ序排Ⅰ序孔单位注入量为246.1 kg/m, Ⅱ序排Ⅱ序孔单位注入量为172.2 kg/m，平均单位注入量为286.8kg/m。