帷幕灌浆试验报告.docx
- 文档编号:14990994
- 上传时间:2023-06-29
- 格式:DOCX
- 页数:23
- 大小:684.45KB
帷幕灌浆试验报告.docx
《帷幕灌浆试验报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《帷幕灌浆试验报告.docx(23页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
帷幕灌浆试验报告
青莲枢纽加固工程基础处理生产性灌浆试验
(坝基帷幕部分)施工报告
一、前言
1.1地形地貌
广东省连江源于湘粤边境的南岭山脉,流经连山、连南、连州、阳山和英德县市,于英德市江头咀(连江口)汇入北江,全长275km,通航河段为连州至连江口181km;流域面积10061km2,干流总长275km,河道平均坡降为0.765‰。
1.2地质构造
拦河坝大坝建于河床及两岸,左岸为陡壁,右岸为小山,青莲枢纽位于青莲倒转向斜的南西翼,青莲圩逆断层的上升盘(南西盘),岩层产状290度~350度,青莲逆断层:
分布于阳山县青莲圩至梨头圩一带,坝址下游。
走向北西323度。
根据地表调查及钻孔资料分析,坝址具有相互有水力联系的地下水面,两岸地下水基是直接线型补给河水,两岸地下水位约54m~56m,河床地下水位与河水相近。
青莲枢纽坝址处下伏基岩主要由石灰系下统猛公坳组(C1ym)炭质灰岩组成,其含较多泥炭质,一般25%~30%,单层较薄,一般仅1cm~5cm,且夹较多页岩,透水性不好,裂隙亦不发育,因此,岩溶不发育,在岩溶分区上属岩溶发育较弱区(II)。
基础处理主要是对地基进行加固处理,防止渗水,降低大坝所受的扬压力,在坝址区试验共布置了25个帷幕钻孔,其中在I序帷幕孔施工中上部0~8m处空洞较多,砂浆充填量大《青莲枢纽帷幕灌浆砂浆成果统计表》,砂浆单位注入量达1119.37kg/m、共用硅氟酸量1091kg、先导孔(W-I-83#)施工中出现坝外严重渗透现象,吕容值(Lu)达到q>1000Lu以上,但II序帷幕孔施工结束均能满足设计要求。
二、试验依据
2.1、中水珠江规划勘测设计有限公司《广东连江渠化枢纽加固及航道整治工程水工建筑物加固施工技术要求》;
2.2、《连江渠化枢纽加固及航道整治工程(2006LJQH-TJ1~TJ3)合同段合同文件-第五章-技术规范》;
2.3、中水珠江规划勘测设计有限公司《广东连江渠化枢纽加固及航道整治工程青莲枢纽水工建筑物基础灌浆试验大纲》;
2.4、中华人民共和国电力行业标准《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范P-DL/T5148-2001》和《水利水电工程钻孔压水试验规程》等国家、行业标准;
2.5、惠州市水电建筑工程有限公司“连江渠化枢纽加固及航道整治工程(2006LJQH-TJ2合同段)基础帷幕灌浆试验施工方案”
三、试验任务、目的坝基帷幕部分
3.1、验证在有一定水头作用条件下坝基帷幕灌浆设计技术参数,最终确定不同地质条件下孔距、排距布置,以及浆液配比和灌浆孔在不同深度下应采用的灌浆压力。
3.2、当试验遇有溶洞溶槽时,研究确定在有水流和无水流作用下溶洞溶槽地层灌浆可采用的施工程序、方法和灌浆材料(包括级配料及外加剂)及其相互间配合比。
四、试验区选址与布置
根据青莲枢纽实际施工情况(条件),拟定溢流坝的左端2#~6#闸室段做帷幕灌浆试验区,经本试验段合格完成后,满足设计技术指标的前提下可作为帷幕灌浆的一部分.
4.1、试验孔施工布置
帷幕试验灌浆位置选址于溢流坝的左端2#~6#闸孔处(W-I-71~W-II-95),长度约为25.00m,帷幕由单排直线式施工,平行于坝轴线,孔距为1.0m,混凝土厚度为0.6~1.5m,回填层厚度约为1.2~7.8m,取三个I序孔为先导孔分别为(W-I-73#、W-I-83#、W-I-93#),抬动孔二个布置在(“W-II-74#~W-I-75#”之间孔号T-1、孔深23.60m。
“W-II-84#~W-I-85#”之间孔号T-2、孔深15.60m),帷幕深度约为13.25m,灌浆孔深入弱风化层2.0m,并采用先疏后密,分两序进行施工。
严格按照《连江渠化枢纽加固及航道整治工程青莲帷幕灌浆试验钻孔平面布置图4-1》布置施工作业,部分地段间距可根据现场实际情况调整。
五、帷幕灌浆试验完成工程量
帷幕灌浆试验完成主要工程量表及灌浆材料消耗统计表
表5-1试验钻孔灌浆完成主要工程量
施工单位:
惠州水电项目部
工程
部位
单元
完成孔数(个)
钻孔灌浆进尺(m)
水泥用量(Kg)
单位注入量(Kg/m)
施工日期
混凝土
基岩
合计
总用量
注入量
废弃量
拦河坝
帷幕灌浆孔
25
27.30
327.70
355.00
77293.5
69574.5
7719.00
212.31
2007.1.29~3.3
拦河坝
检查孔
3
3.50
34.70
38.20
1350.50
626.60
724.00
18.06
2007.3.4~3.16
拦河坝
抬动观测孔
2
2.60
36.60
39.20
311.76
168.40
143.36
4.60
2007.1.8~1.15
合计
30
33.40
399.00
432.40
78955.76
70369.5
8586.36
234.97
表5-2试验钻孔主要灌浆材料消耗统计
施工单位:
惠州水电项目部
工程
部位
充填砂浆用量(Kg)
单位注入量(Kg/m)
灌浆水泥用量(Kg)
单位注入量(Kg/m)
砂
硅氟酸
总用量
注入量
废弃量
总用量
注入量
废弃量
拦河坝
53860
1091
90600
88990
1610
1119.37
78955.76
70369.5
8586.36
234.97
注:
水泥总量159359.5Kg÷基岩长度(基岩399+砂浆段长79.5)478.50m=333.03Kg/m。
六、帷幕灌浆试验概况
6.1、灌浆试验段落位于溢流坝的左端2#~6#闸孔处,桥上可通行人和小型拖拉机,约3宽左右,灌浆试验设备用小型拖拉机和人工转运进场,现场材料可堆设于桥头边,运输材料(水泥)可直截存放于施工作业平台上,然后通过输送(高压灌浆泵)送至施工现场。
6.2、灌浆试验时间
自2007年1月8日正式开始抬动观测孔开始施工,于2007年3月3日帷幕灌浆孔结束,检查孔于2007年3月4日施工,3月16日检查孔结束,历时67天。
6.3、灌浆试验施工机械
6.3.1、帷幕灌浆试验钻孔采用二台(套)XY-2型、三台(套)XY-2PB型回转钻机施工;钻孔孔径为φ110mm~φ60mm;
6.3.2、抬动观测孔、帷幕灌浆试验质量检查孔采用XY-2型回转钻机施工;回转钻进采用金刚石钻头,帷幕灌浆孔接触段孔径为φ76mm~φ91mm,第二段及以下各段孔径为φ60mm。
抬动观测孔、质量检查孔孔径为φ76mm~φ91mm;
6.3.3、灌浆采用TTB100/10型二台(套)高压灌浆泵灌浆;
6.3.4、制浆采用NJ-400型高速制浆机制浆;
6.3.5、采用GS40ED型双液注浆泵一套注浆,现场直接架设抽水机从河中取水。
表6-1主要施工机械设备表
序号
名称
规格型号
数量
备注
一
地质钻机
XY-2
2
二
地质钻机
XY-2PC
3
三
高压灌浆泵
TTB/100/10
2
四
砂浆泵
GS40ED
1
五
高速制浆机
NJ-400
2
六
自动记录仪
GJY-Ⅳ
3
七
侧斜仪
CX-47
1
八
抬动变形自动报警装置
LH02B
2
6.4、灌浆试验施工人员
由于该项目试验段时间紧、任务重、结合现场实际情况,我项目部着重组织试验段的人员作业。
表6-2主要施工人员表
序号
工种名称
数量(个)
备注
一
管理人员
5
二
机长
2
三
班长
4
四
记录员
4
五
钻灌工
16
六
施工员
2
七
质检员
2
合计
35
七、帷幕灌浆试验施工
7.1、施工程序
抬动观测孔钻孔、观测装置安装→先导孔孔分序钻孔、压水、灌浆、封孔→帷幕孔分序、分段钻孔、压水、灌浆、封孔→检查孔压水试验→开孔扫孔、测试→资料整理、分析、提交报告
7.2、工艺流程
钻孔灌浆的工艺流程如下图所示:
钻孔灌浆施工工艺流程图
7.3、钻灌方法
7.3.1、施工顺序
①首先施工2个抬动孔的施工:
W-T-1、W-T-2;
②3个先导孔施工:
W-I-73、W-I-83、W-I-93;
③22个帷幕灌浆孔的施工:
W-I-71~W-I-95;
④最后3个检查孔压水试验:
W-J-1、W-J-2、W-J-3;
7.3.2、钻孔
钻孔机械采用XY-2型、XY-2PB型、造孔采用金刚石钻头钻进,开孔孔径为φ110,一般钻孔孔径为φ60mm。
覆盖层采用充填(砂浆)灌浆,段长为2.5m以后各段正常灌浆(以现场钻孔监理确认的覆盖层厚度),第一接触段钻、灌完后埋设φ110的热轧无缝钢管(壁厚4.5mm)待凝3天后,变径为φ60mm钻进。
以后为5.0m一段,最后一段最大段长不能超过8.0m。
钻孔的孔位严格对中,根据测量放出的孔位中心轻压慢转钻进,确保孔位准确。
钻孔过程中对涌水、漏水、塌孔、掉块、卡钻、断裂构造、岩层、岩性变化、砼段厚度、复盖层厚度以及遇障碍物情况作好详细记录。
并作为是否偏孔、灌浆方式及灌浆效果分析的依据。
钻孔施工前埋设φ110mm孔口管,防止废水、浆或异物进入孔内,导致孔内事故发生。
I、开孔前操作手认真检查钻机立轴、机身钻杆、钻杆、岩芯管等是否有弯曲变形现象,否则不得开孔;钻机固定平稳,而后用角度尺或罗盘校正钻机立轴顶角和方位角;质检员、监理核对孔位无误,并用地锚固定后方可开钻。
Ⅱ、开孔、埋孔口管的控制,开孔时控制压力、转速不能过大,以免孔位、角度发生偏移;开孔孔深2.5m时,停机对角度、孔位进行复校,保证孔位、孔斜满足要求;埋孔口管时由质检员、监理对孔深、孔口管的埋设深度、角度进行检测,检测无误后固定孔口管,并在孔口管周围设置围障或标识,严防碰撞。
各班组接班后,检查校对钻机的方位、顶角,钻进过程中,每10m进行一次跟踪测斜,测斜人员将每次测斜结果填在测斜成果表中,如有偏斜,应及时指导机组人员进行纠偏;质检人员在钻进过程中,不定期在对钻机的角度、方位进行抽检,并提出要求进行校正;在钻机迁到其它孔施工、返回续钻时,机组人员必须对角度、方位重新校对,并通知质检员进行复查,合格后开钻。
7.3.3、冲洗
钻孔结束后,立即进行灌浆前的钻孔冲洗,冲洗过程中直到孔口涌现的水清净为止,使孔内的岩粉及尘污垢流出,冲洗压力为灌浆压力的80%,灌浆压力不大于设计压力。
7.3.4、压水试验压力采用选定参数使用
表7-3试验灌浆压力表
孔深(m)
段长(m)
备注
一段
二段
三段
2
5
8
压力值(Mpa)
I
0.2
0.5
0.8
II
0.3
0.6
0.9
灌浆试验时压力按以下公式计算:
P=P0+mh
式中:
P---灌浆压力Mpa;
P0---基岩地表段允许灌浆压力,0.06Mpa;
M---基岩每增加1m深度可增加的灌浆压力,0.05Mpa/m;
h---灌浆段深度,m。
7.3.5、灌浆
帷幕灌浆试验灌浆方法采用“小口径、孔口封闭、孔内循环、自上而下分段的灌浆方法”施工;
灌浆试验过程中,由于发现溢流坝体内的(堆)浆石层与砂卵石层松散空洞,漏浆、串浆严重,且经钻探揭露,坝体不存在完整的砼底板。
根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范P-DL/T5148-2001》和《水利水电工程钻孔压水试验规程》等国家、行业标准;帷幕灌浆应在有盖重的情况下施灌。
如为砼板或浆砌石板,其厚度应不小于1.5m,砼强度不低于设计强度标准值50%。
对于进行帷幕灌浆的坝体为砌石或堆石结构而无明显压板的,应在基面先通过充填灌浆形成一定厚度的封闭区,形成压板,所以在灌浆试验过程中施工难度大大增加。
为此,对青莲枢纽加固工程溢流坝基础处理灌浆,必须对(堆)浆石层先做充填灌浆,形成一定厚度的封闭区,形成压板,再重新造孔进行帷幕灌浆。
充填灌浆采取的方法是嵌缝堵漏、降压、限流限量、掺速凝剂、间歇灌注等措施。
灌浆试验过程中,做好现场详细记录和现场素描。
7.3.6、灌注材料为P·O32.5普通硅酸盐水泥、细砂、水玻璃。
灌注水泥浆、砂浆,砂浆配比分成二个比级:
1:
1:
0.5、0.5:
1:
1、水泥浆配比分成四个比级:
2:
1、1:
1、0.8:
1、0.5:
1;分级变浆灌浆,直到结束。
灌浆结束后,封孔比级0.5:
1,待凝1天后方可钻灌下一段,直至全孔钻灌结束。
在压水、灌浆过程中进行抬动变形观测。
7.3.7、当遇到漏量较大的地层,首先通过钻孔就知道了地层的结构变化,用1:
1:
0.5的砂浆比例加水玻璃充填,分级变换砂浆比例0.5:
1:
1直到孔内充满为止。
对于漏量大没有变化的孔段,采取限量,多次复灌的办法直到孔内充满为止,如W-I-83孔上部就是这种情况。
7.3.8、上部接触段(砼、(堆)浆砌石与砂卵石层)注入水泥浆量较大(Ⅰ序孔注入砂浆),这些情况均说明坝体((堆)浆砌石与砂卵石层)裂隙多且渗漏量较大。
但在Ⅰ序孔接触段100%不回水的情况下注入大量的砂浆后(并掺水玻璃),Ⅱ序孔接触段钻孔回水正常,表明接触段注入砂浆起到了明显的作为盖重的作用。
7.3.9、抬动变形观测
在灌浆试验施工前埋设变形观测装置,安装方法如下图。
采用LH02B型抬动变形观测自动报警装置进行抬动变形观测。
抬动变形范围控制值:
压水≤150μm,灌浆<300μm,灌浆试验过程中,在抬动变形控制内未发现有自动报警现象。
抬动变形观测自动报警装置见下图
八、灌浆试验成果资料分析
8.1、次序孔透水率的平均值及帷幕灌浆成果分序统计表分析
表8-1-1各次序孔分序统计情况表
试区
灌浆次序
孔数(个)
灌浆段长(m)
水泥注入总量(kg)
总耗量(kg)
透水率(Lu)区间段数和平均值
总段数
<1
1~3
3~5
5~10
10~50
50~100
100~300
300~500
>500
平均值(Lu)
溢流坝
I
13
179.9
50333.00
54668.40
30
7
0
4
4
4
3
3
1
4
125.1
100%
23%
0
13%
13%
13%
11%
11%
3%
13%
II
12
147.8
19241.40
22625.20
24
1
2
8
7
4
1
1
83.71
100%
4%
8%
33%
29%
18%
4%
4%
合计
25
327.7
69574.40
77293.60
54
8
2
4
12
11
7
4
1
5
208.81
试区
灌浆次序
孔数(个)
单位注入量(kg/m)区间段数和平均值
总段数
<1
1~5
5~10
10~50
50~100
100~300
300~500
500~1000
>1000
平均值(kg/m)
溢流坝
I
13
32
1
2
3
7
2
3
4
6
4
279.78
100%
3%
6%
10%
22%
6%
10%
12%
19%
12%
II
12
24
1
5
6
4
3
4
1
130.19
100%
4%
20%
25%
17%
13%
17%
4%
合计
25
56
1
2
4
12
8
7
7
10
5
212.31
表8-1-2各次序孔分序统计情况表
拦河坝试验区各次序孔单位注入量(kg/m)区间段数和频率曲线图来分析,透水率(Lu)和单位注入量均小的段数,其频率均随着灌浆次序的增进而增加;透水率和单位注入量均大的段数,其频率均随着灌浆次序的增进而减少,图8-1-1、8-1-2、8-1-3看出:
8.2、各次序孔透水率(Lu)和单位注入量(kg/m)平均值分析
各次序孔透水率(Lu)平均值对比分析:
第I次序孔透水率平均值125.10Lu;小于5Lu占总孔数的36.66%;大于5Lu占总孔数的63.34%;
第II次序孔透水率平均值83.71Lu;小于5Lu占总孔数的12.50%;大于5Lu占总孔数的87.50%;
第II次序孔透水率平均值较第I次序孔平均值降低了33.09%;
各次序孔单位注入量(kg/m)平均值对比分析:
第I次序孔单位注入量平均值279.78kg/m;小于50(kg/m)耗灰占总孔数的41%;大于50(kg/m)耗灰占总孔数的59%;
第II次序孔单位注入量平均值130.19kg/m;小于50(kg/m)耗灰占总孔数的24%;大于50(kg/m)耗灰占总孔数的76%;
第II次序孔单位注入量耗灰平均值较第I次序孔平均值降低了53.47%;
8.3、帷幕灌浆成果分序统计表和砂浆统计表来分析
水泥灌浆I序:
第I次序孔总耗灰量54668.40kg;
第I次序孔总注入量50333.00kg;
灌段长度179.90m;
单位注入量平均值279.78kg/m;
水泥灌浆II序:
第II次序孔总耗灰量22625.20kg;
第II次序孔总注入量19241.40kg;
灌段长度147.80m;
单位注入量平均值130.19kg/m;
水泥砂浆:
砂浆总耗灰量90600.00kg
砂浆总注入量88990.00kg;
灌段长度79.50m;
单位注入量平均值1119.37kg/m;
结果是第II次序孔总注入量单位注入量平均值130.19kg/m比第I次序孔总注入量平均值279.78kg/m小,递减率情况是46.53%。
8.4、各次序孔透水率和单位注入量频率曲线累计图来分析
II序孔的透水率和单位注入量频率曲线走向是由I序的下部随着灌浆次序增加变为上部,均有显著的递减,说明灌浆前坝体空洞多,灌浆后效果十分明显,符合灌浆规律性。
透水率频率曲线累计图与单位注入量频率曲线累计图是相匹配的,频率曲线的走向是相一致。
图8-4各次序孔透水率和单位注入量频率曲线累计图
九、灌浆试验防渗效果检查
9.1、根据业主、监理、施工代表三方2007年3月4日布置三个质量检查孔分别为:
W-I-77~W-II-78之间(W-J-1);孔深12.80m
W-I-83~W-II-82之间(W-J-2);孔深12.80m
W-I-95~W-II-94之间(W-J-3);孔深12.60m
于2007年3月16日施工完毕,经检查该孔段压水试验全部合格,
9.2、试验压水防渗标准、方法、压水压力确定
根据中水珠江规划勘测设计有限公司《广东连江渠化枢纽加固及航道整治工程青莲枢纽水工建筑物基础灌浆试验大纲》和中华人民共和国电力行业标准《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范P-DL/T5148-2001》和《水利水电工程钻孔压水试验规程》等国家、行业标准;采用单点法压水试验,压水压力为该试段灌浆压力的80%,设计防渗标准q≤5Lu、试验结果最大值q≤3.67Lu、最小值q≤0.48Lu、最终平均值q≤1.65Lu、均满足设计技术要求。
9.3、试验检查孔的灌浆及封孔
该试验段压水合格后,参照帷幕灌浆方法一样进行灌浆,灌浆结束方可进行下一步工序作业。
封孔‘采用“机械置换和压力灌浆封孔法”封孔’,灌浆结束后,孔口敞开,射浆管下至孔底,机械压入浓浆置换孔内稀浆,直到孔口返浆比重与进浆比重(0.5:
1)一致时,边提升管道,边补浆(出浆口始终在孔内浆面以下),直到结束。
待孔内浆液凝固后,采用干缩砂浆封平孔口。
9.4、先导孔地质柱状图与检查孔地质柱状图比较分析
孔号
透水率(Lu)区间段数频率和平均值
总段数
≤5
≤10
≤20
≤50
≥200
平均值(Lu)
先导孔
10
100%
2
20%
1
10%
0
1
10%
6
60%
262.49
检查孔
6
100%
6
100%
0
0
0
0
1.65
9.5、帷幕灌浆孔成果表与检查孔成果表比较分析
孔号
透水率(Lu)区间段数频率和平均值
总段数
≤5
≤10
≤50
≤100
≥200
平均值(Lu)
灌浆孔
44
100%
12
27.27%
11
25%
10
22.72%
5
11.36%
6
13.65%
83.89
检查孔
6
100%
6
100%
0
0
0
0
1.65
9.6、通过以上两种情况比较分析结论:
在没灌浆(施工)处理以前通过先导孔钻孔透水率小于5.0Lu的频率为20.00%;灌浆后检查孔透水率小于5.0Lu的频率为100%;
帷幕灌浆孔钻孔透水率小于5.0Lu的频率为27.27%;灌浆后检查孔透水率小于5.0Lu的频率为100%;
综合以上情况表明帷幕灌浆(试验)处理达到了防渗目的。
十、结论与建议
根据以上试验、检查等数据,结合施工过程中发生的系列现象进行综合分析,评价效果,可基本表明该试验段的灌浆质量和灌浆效果是比较好的,通过先导孔和检查孔相比,检查孔钻取的岩芯有明显砂浆结石和水泥结石。
基础帷幕灌浆试验大纲的各项参数选用合理,能达到试验目的和设计要
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 帷幕 灌浆 试验报告