帷幕灌浆工程实验大纲、技术方案、试验报告

xxxxxxxxxxxxxxxx工程

帷幕灌浆试验大纲

（合同编号：xxxxxxxxxxxxxxx）

批准：

审核：

编写：

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx项目经理部

二○一四年三月

目录

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1工程概况与工程地质概况

1.1工程概况

万家寨水利枢纽位于黄河北干流上段托克托至龙口峡谷河段内，是黄河中游梯级开发的第一级。坝址左岸为山西省偏关县，右岸为内蒙古自治区准格尔旗。

坝址控制流域面积39.5万km2，多年平均入库径流量248亿m3（河口镇1952～1986年实测年径流系列），设计多年平均径流量192亿m3（1919～1979年设计入库系列）。设计多年平均入库沙量1.49亿t，多年平均含沙量6.6kg/m3。水库总库容8.96亿m3，调节库容4.45亿m3。拦河坝混凝土重力坝的最大坝高105m，水库最高蓄水位980.00m，正常蓄水位977.00m。水库采用“蓄清排浑”运用方式，排沙期运用水位952.00～957.00m。

本项目防渗帷幕布置范围为○4—○10坝段，以及○4坝段左岸山体，全长146m，共布孔93个，总进尺帷幕钻孔34m左右，伸入岩石25m，孔内灌注水泥浆，砂浆封孔。

1.2工程地质概况

黄河在坝址区自北向南流，河谷呈“U”型，谷宽430余米，岸壁高110余米。河床高程为897m，大坝建基高程890～894m，厂房建基高程876m左右。两岸边坡开挖至弱风化下部。

河床地层主要由寒武系中统张夏组中厚、薄层灰岩、鲕状灰岩、薄层泥灰岩及页岩组成。地层产状平缓，走向NE30～60°，倾向NW，倾角2～3°，发育有规模不等的层间褶皱、穹隆、裂隙及层间剪切带。

河床坝基有上、下两层承压水含水层，即寒武系中统张夏组第三层和第一层，下含水层埋藏深度在基岩面以下65m，不直接与坝体相联系。与工程关系最为密切的是上含水层，即张夏组第三层。该层岩体厚度为37m，顶板埋深（指河床基岩内深度）25.4～54.7m（自左向右），其上部隔水层为张夏组第四层，厚十余米，再其上为张夏组第五层。蓄水前，承压水头略高于河水位，且与黄河水位呈同步关系。蓄水后，上含水层承压水头也随之增大，对其上覆岩体和坝基产生较大的附加扬压力作用。

2试验概述

2.1试验目的

⑴寻求适合本工程地质条件的灌浆工艺、灌浆材料和浆液配比。

⑵确定合适的灌浆压力、段长、孔间排距及结束标准等技术参数。

⑶寻求灌浆压力与注入率较为合适的对应控制关系。

⑷初步探求大坝帷幕灌浆过程中的特殊情况处理方法。

⑸确定合适的钻孔及孔口管的长度。

2.2试验依据

⑴《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）。

⑵招标文件第三卷技术标准和要求（合同和技术条款）。

⑶4#—10#坝段护坦下游新加帷幕布置设计图图号：802XH1-G-17。

⑷其它相关技术要求。

2.3试验区平面布置

2.3.1试验区布置

为了寻求适合于本工程地质条件的灌浆工艺、灌浆材料和岩帷幕灌浆孔的相关施工参数，确定先进行灌浆试验。根据本工程帷幕区分布，共布置4试验区（相邻坝段为一个分区），每个试验区中取一个I序孔做先导孔，钻孔伸入岩石30m。

帷幕灌浆试验孔布置示意图图1

孔

GA-1GA-2GA-3GA-4号

孔口

902.67903.72902.67903.4高程

孔底

864.0864.0864.0864.0

高程

孔深

38.6739.7238.6739.4

(m)

位

10#坝段8#坝段6#坝段4#坝段置

2.3.2施工供水

钻孔用水采用水泵抽取黄河水，拌制浆液从5#坝段护坦内取水。

2.3.3施工供电

使用施工现场已安装的1000KVA变压器接出90mm2电缆输送至工作面。

2.3.4集中制浆

从左岸集中制浆站，由输浆泵直接输浆至用浆点搅拌槽。制浆站内布置有：临时便道外侧。

2.3.5灌浆平台

施工平台采用钢管扣件式综合承重排架体系，平台承重结构均采用Φ48×3.5mm钢管搭设，顶部满铺马道板，平台宽5.1m。立杆由护坦内至挑坎侧壁外侧，分4排立杆架设，平台由内至外（护坦至河道）排距分别为1.5m，1.5m，0.9m，1.2m。立杆横距（单个架宽）0.8m，第一排立杆横杆步距1m，地面设横向、纵向扫地杆，扫地杆延横向、纵向连续连接，纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座10-20cm处立杆上，平台搭设在砼面板上，在坡面设有插筋，插筋均采用Φ25螺纹钢筋，长度为0.4m，入砼深度0.2m，外露0.2m，目的为防止平台左右晃动，在导墙上设有插筋插筋插筋一侧插入导墙另一侧采用焊接的方式与平台焊接，插筋均采用砂浆封孔的方式进行锚固，为防止施工平台倾斜，在第一排立杆上设有斜撑，斜撑间距为8m。平台具体布置如下图：

帷幕灌浆操作平台立面图图2

2.3.6施工排水

帷幕灌浆的施工污水主要排出方式在作业区护坦侧布设沙袋围堰，高0.5m，待积蓄一定深度后，采用污水泵抽取运送至堆渣场，钻孔的碎屑和水泥浆也一并收集运送至堆渣场。

2.4本工程帷幕灌浆主要工程量

表2 帷幕灌浆工程量统计表

序

项目名称单位数量备注号

1护坦段钻孔

1.1帷幕灌浆钻孔（混凝m930孔径90mm

3.1施工程序

试验区帷幕灌浆孔的施工顺序：抬动观测仪器安装→测量布孔→Ⅰ序孔钻孔及灌浆→Ⅱ序孔钻孔及灌浆→Ⅲ序孔钻孔及灌浆→灌浆质量检查孔及压水检查。

3.2钻孔灌浆施工

3.2.1钻孔设备

试验区帷幕灌浆孔主要采用XY-2型地质钻机，施工过程中可根据现场情况作适当调整，钻孔孔径及钻机型号见表3。

表3 钻孔孔径及钻机型号

3.2.2灌浆设备