副坝三帷幕灌浆施工小结.docx

副坝三帷幕灌浆施工小结 1. 工程概况副坝三位于副坝二右侧坳口近东西向的坳口，为粘土心墙堆石坝，副坝三坝轴线成直线近南北向布置，北接副坝二，两侧冲沟平缓。根据勘察资料，副坝三地段岩体风层土方开挖后，全风化带厚6.012.0m，强风化带较薄，厚0.53.4m，弱风化带顶面高程为731.89758.43m。坝基础为花岗岩全风化土层，开挖深度一般为坡积层下35m。坝基防渗墙深度6.3411.583m，地上2.5m全风化土层采用C20砼防渗墙，厚800mm坝基础防渗采用砼防渗墙+帷幕灌浆方案，基岩采用帷幕灌浆，单排，灌浆孔距1.5m，深入相对不透水层3Lu线，帷幕孔深7.92440.487m，和副坝二及垭口三连成防渗整体。施工自2005年12月27日开始，2006年7月28日结束，完成工作量为：1)帷幕灌浆孔：钻孔110个，钻孔进尺4727.6m，其中砼钻孔2408.9m，岩石钻孔2319.5m，灌浆2319.5m，纯灌入水泥量501.2t，平均单位注入量为216.1Kg/m；2)完成帷幕检查孔12个，钻孔进尺511.8m，其中砼钻孔267.1m，岩石钻孔244.7m，压水58段，灌浆244.7m(详见下表)。灌后检查孔压水试验孔段合格率100%，满足了设计标准。表1 帷幕灌浆完成工程量表部位或单元孔数钻孔总深度(m)灌浆(m)水泥注入量(kg)单位注入量(kg/m)混凝土基岩合计第1单元16375.1422.6797.7422.678723.7186.3第2单元16338.0344.7682.7344.795255.5276.3第3单元16252.7256.1508.8256.185689.8334.6第4单元16249.4167.7417.1167.741022244.6第5单元16264.5276.3540.8276.390284.6326.8第6单元12309.8291.8601.6291.859080.9202.5第7单元18619.4560.31179.7560.351110.391.2合计1102408.92319.54728.42319.5501166.8216.1表2 帷幕检查孔完成工程量表部位或单元孔数钻孔总深度(m)压水段数水泥注入量(kg)单位注入量(kg/m)混凝土基岩合计第1单元249.245.494.611109.22.4第2单元240.945.085.910198.24.4第3单元115.018.333.3515.90.8第4单元235.018.953.9514.30.8第5单元237.036.373.3915.90.8第6单元120.524.645.157.30.3第7单元269.556.2125.71352.90.2合计12267.1244.7511.858413.71.7 2. 钻灌施工根据设计技术要求及有关规范规定，帷幕灌浆按以下施工工艺流程施工。单元帷幕灌浆结束14天后进行帷幕质量钻孔压水抽芯检查。封孔钻孔灌浆回填监理工程师现场验收灌浆施工浆液配制搅拌洗孔方案修正监理认可制定施工方案钻一灌注段简易压水试验施工工艺流程图 图12.1 钻孔（1）孔位布置按照设计施工图纸DZ15D4-4-(0406)指定的位置进行布孔，钻孔位置与设计位置的偏差不大于10cm。（2）钻孔自左岸至右岸编号为k1k110;孔深按设计图纸控制，自防渗墙混凝土底部起进行帷幕灌浆。（3）钻孔方法帷幕灌浆孔和质量检查孔均采用XY-100型或SGZ-型回转式地质钻机配人造金刚石钻头进行钻孔。防渗墙部位，采用混凝土内预埋管钻孔的方法，埋管管径为89 mm，其管壁厚1.5mm，如果预埋管倾斜则在旁边重新开孔埋管。（4）孔向、孔斜控制钻孔时钻机固定平稳并用罗盘量测钻机立轴角度，使之符合设计孔向。垂直或顶角小于5的帷幕灌浆孔，其孔底偏差值不得大于下表规定的数值。表3孔 深 （m）2030405060最大允许偏差值（m）0.250.450.71.001.3帷幕灌浆孔、质量检查孔采用JXP-1型测斜仪进行孔段测斜，以确保防渗帷幕的连续性,孔口段10m内至少检测孔斜一次，以下各段一般情况下每10m检测孔斜一次，其孔底偏差值严格控制在设计规定的允许偏差内。经测斜发现钻孔的偏斜值超过最大允许偏差值时，则及时采取纠偏措施。（5）钻孔孔径所有钻孔孔径按设计要求，防渗墙墙内埋设89mm保护管，质量检查孔岩石段孔径采用76 mm，帷幕灌浆孔岩石段孔径为56mm。（7）钻孔记录钻孔施工中，每作业班组对本班工作情况，如钻进情况、出勤情况、孔内特殊情况（如钻孔漏水、涌水、塌孔、掉块、回水颜色等）等详细记录在钻孔记录报表内。（8）孔口保护钻孔结束待灌或灌浆结束待钻孔，孔口均加木塞妥善保护，以防其他杂物和污水掉入孔内。（9）钻孔取芯先导孔、质量检查孔及工程师指定的其他取芯孔均进行钻孔取芯。为保证岩芯获得率不小于90%，采用双管单动式钻具进行钻孔取芯，并尽可能缩短回次进尺，每回次进尺最大不超过岩芯管的长度。钻孔岩芯按要求进行装箱、编录、拍照、保存和取样进行试验，绘制钻孔柱状图，及时送监理工程师指定地点妥善保存。2.2 钻孔冲洗及压水试验（1）钻孔冲洗各类钻孔钻进结束之后均加大给水量对钻孔进行冲洗，以将孔内钻孔岩粉冲洗出孔外，直至回水澄清，肉眼观察无岩粉为止。洗孔结束后孔内残留岩粉在孔底的沉淀厚度不大于20cm。（2）压水试验帷幕灌浆孔压水试验在钻孔冲洗后进行，一般采用“简易压水”试验。压水压力为不大于灌浆压力的80%，如该值大于1MPa时，压水压力采用1MPa，压水时间21min，每3min测记一次压入流量，取最后一次的流量值作为计算流量。质量检查孔采用五点法压水试验，压水试验各点的压水压力按设计技术要求、施工图纸或监理工程师指示执行，流量稳定标准按DL/T 5148-2001规范附录A中的规定执行。2.3 灌浆（1）灌浆方法帷幕灌浆按分序加密的原则进行，分三序施工，当两边的先序孔终孔灌浆并封孔后才进行中间后序孔的钻灌工作。防渗帷幕灌浆采用“小口径钻进、自上而下分段、不待凝、孔内循环式，孔口封闭”的灌浆工艺。灌浆时射浆管距孔底距离不超过50cm。一般情况下每段灌浆结束后不待凝，但在单位水泥注入量超过以下规定时则要至少待凝6小时后才能扫孔复灌：第1段 800Kg/m，第2段500 Kg/m，第3段300 Kg/m 。 （2）灌浆段长和灌浆压力灌浆采用分段施工。孔口段为2.0m，第2段段长为3.0m，第3段及第3段以下一般为5.0m。特殊情况段长可加长，但加长后段长不得大于7.5m。各灌浆段的灌浆压力分别为：第1段0.50.8MPa，第2段1.0MPa，第3段1.5MPa,以下各段2.0MPa。（3）浆液配比检测水灰比有六个级别：5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1。灌浆过程中按由稀到浓的原则逐级改变浆液配比。根据设计要求配制浆液后，用经率定合格的比重称并在灌浆过程根据要求定期检测，杜绝使用不合格浆液。开灌水灰比一般为5：1，如果灌前透水率大于30Lu则直接采用1：1开灌；后根据4.22业主、监理和施工单位会议纪要调整为：若灌前透水率q10Lu采用5：1开灌，10Luq30 Lu采用3：1开灌，30Luq50 Lu采用1：1开灌，q50Lu采用0.5：1开灌。（4）浆液变换当灌浆压力保持不变，注入率逐渐减少时，或注入率保持不变灌浆压力持续升高时不得改变水灰比。当某一级水灰比浆液注入量已达300L以上，或持续灌注时间已达30min，而灌浆压力或注入率均无明显改变时应变浓一级水灰比灌注。当注入率大于30L/min，根据具体情况越级变浓。灌至浓浆后注入率仍大于30L/min时采用限压、限流、间歇等措施。（5）灌浆结束标准各灌浆段的结束条件为在该灌浆段最大设计压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注60min，灌浆即可结束。2.4 封孔各孔灌浆结束后及时封孔，封孔采用“全孔灌浆封孔法”，灌浆时间不小于1小时，灌浆压力为该孔最大灌浆压力。 2.5 灌浆记录钻孔、压水和灌浆过程中，均由机组记录员对工作本班情况、钻进情况，尤其是孔内异常情况，钻孔冲洗、压水和灌浆全过程采用LJ-型自动记录仪进行监控记录，同时进行人工记录，并与记录仪记录的数据对比，发现有较明显的偏差时，立即查明原因。人工记录确保及时、准确、全面，严禁事后记录和超前记录，施工过程中随时接受并积极配合质检员和监理工程师的质量监督。2.6 特殊情况处理（1）漏冒浆处理 灌浆过程中发现冒浆、漏浆时，视具体情况采用嵌缝、表面封堵、灌注浓浆、降低压力、限流、限量和间歇灌浆等方法处理。（2）串浆处理灌浆过程中发生串浆时，封闭串浆孔，待灌浆结束后，串浆孔再行扫孔、冲洗，而后继续钻进施工。（3）灌浆过程中若因故中断采用如下措施进行处理：尽早恢复灌浆，如估计在30min之内难以恢复灌浆时进行洗孔，然后扫孔复灌，直至达到结束标准；恢复灌浆时使用开灌比级的浆液进行灌注，如注入率与中断前相近则恢复中断前比级的浆液继续灌注，如注入率较中断前减少较多，则应按逐级变浓的原则继续灌注；2.7 工程质量检查（1）帷幕灌浆过程质量检查实行“三检制”，并由监理工程师进行抽检，主要检测项目见表4。 表4 帷幕灌浆施工过程质量检验项目表序号项 目检 查 方 法质 量 标 准1孔位允许偏差现场测量不大于10cm2阻塞位置现场检测已灌段以上50cm3孔深偏差现场测量不得小于设计孔深4孔斜率现场测量、计算符合设计要求5钻孔冲洗现场控制、自动记录符合设计要求6压水试验现场控制、自动记录符合规程要求7使用压力现场控制、自动记录符合设计要求8灌浆段长现场测量符合设计要求9浆液比重现场检测符合设计要求10浆液变换现场检测符合设计要求11结束标准现场控制、自动记录符合设计要求12灌浆中断情况现场控制、自动记录经检查分析不影响最终质量13封孔现场检测施工过程符合要求，封后密实无渗水14灌浆记录自动记录配人工记录齐全、清晰、准确 注：自动记录仪每月校核一次，并由监理工程师在现场下进行。（2）帷幕灌浆最终质量检查以检查孔的压水试验成果资料为主，并结合对钻孔取芯、竣工资料和其他测试成果的分析进行综合评定。（3）按监理人指示布置检查孔，其钻孔位置选在：1）帷幕中心线上；2） 岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位；3） 注入量大的孔段附近；4）钻孔偏斜过大的部位；5) 灌浆情况不正常以及分析认为帷幕灌浆质量有问题的部位。（4）帷幕灌浆检查孔的数量为灌浆孔数的10%左右，每个单元工程内至少布置有一个质量检查孔。（5）检查孔压水试验在该部位灌浆结束14d后进行，各单元灌浆结束后，及时将灌浆资料等上报监理部，以便由监理工程师拟定检查孔位。3 施工设备和灌浆材料3.1 施工设备帷幕帷幕采用的施工设备见表5。表5 帷幕主要施工设备表序号设备名称型号规格单位数量1地质钻机XY-100台42地质钻机SGZ-台23高速制浆机ZJ-400台34制浆机ZJ-800台25灌浆泵3SNS台36搅拌桶200L2台27自动记录仪LJ台28测斜仪KXP-1台29比重称BZC-2.5台23.2 灌浆材料 灌浆水泥采用普通硅酸盐42.5R水泥，每批水泥使用前抽样进行检测，质量符合规范规定。灌浆用水从河水中抽取，水质符合规范要求。4.灌浆成果资料综合分析4.1灌前压水透水率分析 共做灌前压水575段，其中序孔155段，序孔136段，序孔284段,压水成果见表6、图2。表6 灌前透水率分析表 单元灌浆次序孔数透水率（Lu)区间段数和频率（%）总数段50平均值14276/22.25/18.59/33.47/25.928.844254/161/46/2412/482/815.38509/814/2817/3410/206.624232/8.73/13.11/4.33/13.17/30.47/30.437.734204/202/102/109/453/1517.328418/19.55/12.29/2218/43.91/2.49.3834184/22.21/5.69/504/22.241.194161/6.33/18.72/12.52/12.58/5011.668329/28.12/6.28/2510/31.33/9.411.4744142/14.32/14.31/7.15/35.74/28.633.424121/8.34/33.31/8.32/16.33/251/8.38.9382511/4410/404/16654185/27.82/11.11/5.63/16.67/38.9174.94188/44.42/11.11/5.65/27.82/11.116.08371/2.711/29.72/5.45/13.513/35.25/13.512.363186/33.33/16.74/22.22/11.13/16.715.123171/5.97/41.25/29.41/5.93/17.64.386352/5.719/54.33/8.64/11.46/17.11/2.96.0775371/2.714/37.84/10.85/13.510/273/8.211.524289/32.19/32.13/10.76/21.51/3.67.0596420/31.321/32.814/21.99/144.83总计281555/3.240/25.810/6.520/12.945/2935/22.642.0271363/2.239/28.622/16.217/12.546/33.89/6.711.63552843/1.187/30.647/16.667/23.670/24.610/3.57.7由表6及图2即可看出，灌前透水率小于5Lu的区间内孔段频率由序孔的35.5%，序孔的47.0%提高到序孔的48.3%，灌前透水率在大于5Lu的区间内序孔所占频率为65.5%，序孔所占频率为53.0%，序孔所占频率为51.7%，表明透水率随孔序间递减规率明显，帷幕灌浆效果显著。4.2单位注入量分析 帷幕灌浆分三序施工，分序灌浆成果见表7、图3表7 单位注入量分析表 单元灌浆次序孔数灌浆总长度（m）水泥注入量(kg )单耗 (kg/m)所占百分比（%）（以序孔为100%）14111.548905.9438.61004106.118255.5172.139.28205.011562.356.412.92491.446304.8506.6100486.329290.3339.4678167.019660.4117.723.23470.746725.5660.9100460.319323.1320.448.58125.119641.2157.023.84448.820163.4413.2100439.89365.3235.356.9879.111493.3145.335.25470.129615.8422.5100466.820222.3302.771.68139.440446.5290.168.76373.531380.9427.0100371.911975.5166.639.06146.415724.5107.425.275164.030475.5185.81004119.07901.866.435.79277.31273345.924.7总计28630253571.8402.510027550.2116333.8211.452.5551139.3131261.2115.228.6由表7及图3即可看出，先施工的序孔平均单位注入量为402.5Kg/m，序孔平均单位注入量为211.4Kg/m，序孔平均单位注入量为115.2Kg/m， 仅为序孔的28.6%，随着灌浆次序的加密，单位注入量呈现出逐序明显减小的变化趋势，符合一般灌浆统计规律，表明帷幕灌浆效果明显。4.3各序孔单位注入量区间分析 各序孔单位注入量区间统计成果见表8、图4表8 单位注入量区间分析表 单元灌浆次序孔数单位注入量(kg/m)区间段数和频率（%）总段数50014271/3.73/11.13/11.15/18.57/25.98/29.74251/46/246/242/87/283/1285010/2028/566/125/101/224232/8.71/4.31/4.33/13.16/26.11/43.54201/53/154/208/404/208413/7.39/2211/26.812/29.35/12.21/2.434181/5.61/5.61/5.65/27.710/55.54164/251/6.31/6.34/256/37.48324/12.55/15.610/31.31/3.111/34.41/3.144142/14.31/7.12/14.31/7.13/21.55/35.74122/16.73/252/16.72/16.73/258255/2010/401/42/86/241/454181/5.63/16.65/27.83/16.66/33.44181/5.65/27.81/5.68/44.43/16.68371/2.78/21.62/5.58/21.69/24.39/24.363183/16.71/5.63/16.74/22.27/38.83173/17.66/35.32/11.84/23.51/5.91/5.963511/31.413/37.23/8.56/17.22/5.775376/16.28/21.67/18.93/8.18/21.75/13.54282/7.115/53.66/21.44/14.31/3.69647/10.943/67.27/10.94/6.33/4.7总计2815513/8.417/1117/1121/13.536/23.251/32.92713610/7.442/30.917/12.516/11.831/22.820/14.65528441/14.4116/40.840/14.132/11.441/14.414/4.9由表8及图4即可看出如下几点：在单位注入量大的区间内，随着灌浆孔序的加密，段数累计频率普遍呈现逐渐提高的变化趋势，在单位注入量小的区间内，随着灌浆孔序的加密，段数频率普遍呈现出减小的变化趋势，符合一般灌浆规律，表明帷幕灌浆效果良好。 5质量检查灌浆的质量检查以检查孔压水试验成果为主，结合对竣工资料的分析，综合评定。检查孔采取岩芯，计算获得率并加以描述。检查孔由监理工程指定，数量为灌浆孔总数的10%，每单元至少有一个孔，符合规范要求。检查孔压水试验在该单元灌浆结束14天后进行，自上而下分段卡塞进行压水试验，试验采用“五点法”，孔口压力为：第1、2段0.2、0.4、0.6、0.4、0.2MPa，以下各段0.3、0.6、1.0、0.6、0.3 MPa。5.1 验收合格标准检查孔压水试验透水率不大于3Lu，混凝土与基岩接触段及其下一段合格率应在100%，其余各段的合格率应不小于90%，不合格孔段的透水率值不超过规定值（3Lu）的150%，且不集中即认为合格。5.2 各单元检查孔压水试验成果分析 完成检查孔12个，压水58段，压水试验成果见表9、图5。表9 检查孔压水成果分析表 单元孔号压水段数透水率（Lu）区间、段数频率（）透水率平均值（Lu）透水率最大值（Lu）透水率最小值（Lu）511J-165/83.31/16.70.771.120.51J-253/602/400.861.360.3422-J151/204/801.311.640.562-J254/801/200.481.320.1833-J154/801/200.611.40.0844-J132/66.71/33.30.911.820.464-J222/1000.40.460.3855J-151/204/801.62.660.645J-243/751/250.421.020.1266J-155/1000.810.940.1977J-163/503/501.042.20.57J-275/71.42/28.60.891.280.1合 计5838/65.520/34.50.892.20.08由表9及图5即可看出：检查孔压水试验透水率值均小于3.0Lu，且大多数孔段小于1.0Lu，占压水总段数的65.5%；检查孔压水试验透水率值最大值为2 Lu，最小值仅为0.08 Lu, 平均值为0.89 Lu；检查孔透水率合格率为100%，说明帷幕灌浆效果良好，防渗帷幕已经形成。5.3 灌浆孔与检查孔透水率比较分析灌浆孔与检查孔透水率比较见表10、图6。表10 灌浆孔与检查孔透水率比较分析表孔类灌浆次序孔数透水率（Lu)区间段数和频率（%）最大值最小值平均值总数段50灌浆孔281555/3.240/25.810/6.520/12.945/2935/22.6656.66042.0271363/2.239/28.622/16.217/12.546/33.89/6.799.80.1811.63552843/1.187/30.647/16.667/23.670/24.610/3.5127.740.367.7合计11057511/1.9166/28.979/13.7104/18161/28.054/9.4656.66017.9检查孔125838/65.520/34.52.20.080.89由表10及图6可看出： 帷幕孔灌前压水透水率小于3Lu的孔段所占频率序孔为29%，序孔为30.8%，序孔为31.7，平均为30.8%，检查孔压水透水率小于3Lu的孔段所占频率为100%。灌浆孔灌前透水率最大为656.66 Lu，平均为17.9 Lu；检查孔透水率最大为2.2 Lu，平均为0.89 Lu，仅为灌浆孔的5%，说明经过帷幕灌浆后岩石的透水率明显减小，灌浆效果良好。5.4 检查孔与灌浆孔的单位注入量对比分析 检查孔与固结孔的单位注入量对比分析见表11、图7。表11 帷幕灌浆孔与检查孔单位注入量比较分析表孔类灌浆次序孔数单位注入量(kg/m)区间段数和频率（%）最大值最小值平均值总段数500灌浆孔2815513/8.417/1117/1121/13.536/23.251/32.93962.50402.52713610/7.442/30.917/12.516/11.831/22.820/14.62957.52.5211.45528441/14.4116/40.840/14.132/11.441/14.414/4.91635.10.8115.2合计11057564/11.1175/30.474/12.969/12.0108/18.885/14.83962.50206.1检查孔125858/1007.00.091.7由表11及图7即可看出，在单位注入量小于10Kg/m的区间内，帷幕灌浆孔所占频率为 11.1%，而灌后的检查孔为100%，帷幕灌浆孔在各单位注入量区间内的离散程度较大，检查孔则已趋于均质，最大单位注入量为7.0 Kg/m，检查孔均平均单位注入量仅为1.7 Kg/m，表明坝基岩体经过帷幕灌浆处理之后已不再具有可灌性。6 结束语通过对坝基帷幕灌浆施工情况的回顾及灌浆成果资料和检查孔资料的综合分析后做出如下几点总结：6.1在整个施工过程中监理工程师随时抽查，压水和灌浆采用“压水测控系统”测控，质检人员严格把关，工程技术人员现场值班，施工人员精心施工，施工过程中遇到的问题都能及时得到妥善解决，实行单孔验收，从而施工质量得到了有力保证。6.2 孔段单位注入量随着孔序的加密单位注入量呈现出明显的递减变化趋势，符合一般灌浆规律，由此说明帷幕灌浆效果明显。6.3 坝基岩体经过帷幕灌浆处理之后，检查孔压水试验透水率值较灌浆孔灌前透水率呈现出大幅度的减小，表明帷幕灌浆效果极为显著，防渗帷幕已经形成。6.4根据国家行业标准：水利水电基本建设工程单元质量等级评定标准（SDJ249-88）进行对照逐项检查，坝基帷幕灌浆工程施工质量达到了优良等级标准。