固结灌浆试验方案

栗西沟尾矿库1号副坝灌浆工程固结灌浆试验方案

1.工程概况

依据栗西沟尾矿库东侧垭口副坝设计，且根据地基岩石情况，在副坝坝基处进行帷幕灌浆及固结灌浆施工。灌浆范围东西长度为213m，南北宽度为4.5～7m。其中布设帷幕孔一排共62孔，孔深28-30m，总进尺1860m。固结孔3排共227个，钻孔进尺2842.71m。

2.固结孔布置

固结灌浆孔布置在坝顶轴线与帷幕孔平行，共布置三排，呈梅花形布置，间排距均为2.5m，深度11.0m。孔径为Φ100，孔位倾角：90º。成孔偏差不大于10cm。并根据现场施工岩层渗透性地质条件，上报监理及建设单位现场踏勘，决定是否增加补灌浆孔。

3.灌浆试验的目的与任务

3.1固结灌浆试验的目的

为了使西沟尾矿库1号副坝灌浆工程固结灌浆设计和施工更符合实际情况，布置更合理，在初步拟定的设计基础上，通过灌浆试验，以试验所得的成果作为基础灌浆,设计施工的主要参考资料。

3.2灌浆试验的任务

⑴论证西沟尾矿库1号副坝固结灌浆在技术上的可行性，效果上可靠性。

⑵推荐合理的施工程序，良好的施工工艺，合宜的灌浆材料和最优的浆液配合比。

⑶提供有关灌浆技术参数，如孔距﹑孔深﹑选定灌浆压力，初步确定灌浆材料耗用量，提出灌浆设备意见及编制基础灌浆设计和施工技术要求文件的依据。

4.灌浆试验区的地质条件

 栗西沟位于秦岭构造带内，库区地层主要由变质岩系组成，经历多次构造运动，形成若干不同序次不同等级的构造形迹。

1号副坝内底部基岩为硅质灰岩，上部第四系上更新统（Qdl+el）坡残积层，厚度不大（一般0.2m～3.0m）。地形起伏较大，两侧山峰耸立，山坡较陡，一般坡度40°～60°。硅质灰层产状60°∠15°。

5.固结灌浆试验标准

SL62－94《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》

  GB175-2007《通用硅酸盐水泥标准》

  SD266-88《土坝坝体灌浆技术规范》 

DL/T5125-2001《水电水利岩土工程施工及岩体测试造孔规程》 

SL176-1996  《水利水电工程施工质量评定规程》

GB50194-93《建设工程施工现场供用电安全规范》

6.固结灌浆试验

6.1.固结灌浆流程

施工钻机钻孔→抬动观测孔钻孔及观测设施安装→Ⅰ序孔钻孔→冲洗→压水→灌浆→Ⅱ序孔钻孔→冲洗→压水→灌浆→检查孔钻孔取岩芯→压水检测→封孔.

6.2灌浆拟定孔位、孔数及深度

本次西沟尾矿库1号副坝灌浆工程固结灌浆试验孔位通过与建设单位、监理部协商，初步拟定：位置位于坝体左岸处，分别是

第一排（编号G1-87～G1-81）、小计7个孔

第二排（编号G2-87～G2-81）、小计7个孔

第三排（编号G3-87～G3-82）、小计6个孔

本次西沟尾矿库1号副坝灌浆工程试验共计20个孔。灌浆深度为11m.

图一  西沟尾矿库1号副坝固结灌浆试验位置图

7.洗孔及压水试验

7.1洗孔

灌浆孔在灌浆前应进行冲洗。冲洗采用压水冲洗。即用灌浆泵将压力水通过孔内循环管路对灌浆孔进行冲洗，直至回清水后再延续10min为止。冲洗水压力不大于1Mpa。灌浆试验，因故中断时间超过2h，则在灌浆前重新进行钻孔的冲洗。要求用清水冲洗，使返水水清，冲洗时间至少20min。

7.2压水试验

在灌浆施工前做压水试验，可以了解每序孔灌浆对地基的改善程度，以衡量灌浆效果是否达到设计要求。压水试验段一般为11m，应与灌浆段长度相一致。压水试验前，应观察孔内的稳定水位。有涌水的孔还应量测涌水流量。压水试验压入流量的稳定标准是：将压力调到规定值并保持稳定后，每5～10min测读一次压入流量，当试验成果符合下列标准之一即可结束，以最终流量读数作为计算流量：

1）当流量大于5L/min时，连续四次读数，其最大值与最小值之差小于最终值的10%；

2）当流量小于5L/min时，连续四次读数，其最大值与最小值之差小于最终值的20%；

3）连续四次读数，流量均小于0.5L/min。

压水试验的成果，统一用单位吸水率ω值表示，可按下式求得：

ω=Q/SL

式中ω——单位吸水率，L/min·m·m;

S——试验压力，按水柱高计，m;

Q——压入流量，L/min;

L——试验段长度，m。

8.制浆材料和灌浆压力

(1)灌浆材料：西沟尾矿库1号副坝灌浆工程固结灌浆采用水泥浆灌注，水泥采用秦岭P.0 42.5R普通硅酸盐水泥。水泥细度通过80ŋ方孔筛的筛余量的5%,制浆前对灌浆材料按重量比进行称量，称量误差应小于5%，水泥以整袋计（50Kg/袋），水量以水表读数计，最后结束耗量变小，以浆桶容积测算计量。同样，对于灌浆孔每分钟的吃浆量，通过浆桶容积的改变每5分钟记录一次.

(2)浆液标准：

①浆液搅拌均匀。

②纯水泥浆液的搅拌时间：使用普通搅拌机时，不少于3min；使用高速搅拌机时，不少于30s，从制备到用完的时间小于3h。

③浆液温度保持在5~40℃，低于或超过此标准的视为废浆。

灌浆时必须严格按要求进行从上至下分段灌浆。止浆塞应止塞好。灌浆中，必须随时观察有无串浆、冒浆情况，如果串浆，必须将串浆孔止塞封闭，如果地层冒浆，应及时降压，限量灌入.压水灌浆时发现冒水、漏浆，采用嵌缝，表面封堵、低压、浓浆、限量、间歇灌浆等方法进行处理.

（3）灌浆压力：固结灌浆，针对不同孔深及岩层条件为不大于1.0Mpa.

灌压控制范围（以G2-3号孔为例） ：

●1-4m段强风化硅质灰岩 0.3～0.5MPa 

●4-11m段中风化硅质灰岩 0.5～1.0MPa

    (4)灌浆配比：初始水灰比一般采用8：1，灌浆浆液的变换，应遵循由稀到浓的原则，逐级改变。浆液的水灰比可采用8：1/5：1/3：1/2：1/1：1/0.8：1/0.6：1/0.5：1（重量比）八个比级。

（5）灌浆结束标准：采用自上而下灌浆，在设计规定的压力下，如吸浆率小于0.08L/min·m后继续灌注60min（如采用自上而下分段灌浆时，继续灌注30min）即可结束。在灌浆过程中发生回浆失水变浓时，结束时的吸浆率可根据具体情况放宽到0.2~0.4L/min·m,但其延续时间不得少于2h。

（6）灌浆孔的封填：全孔灌浆结束后，必须做好对钻孔的封填工作。目前采用灌浆法封填，方法为：

①采用自上而下灌浆时，最后一段灌浆结束后，应立即改用最稠一级浆液进行复灌；

②采用自上而下分段灌浆时，在全孔灌浆结束后，应再用最稠一级浆液、按10～15m的段长将全孔作一次自下而上地复灌。采用孔口封闭器灌浆时，最后可将全孔作一次浓浆封孔灌浆；

③封孔灌浆，采用该孔段的原灌浆压力，按正常灌浆的结束标准进行；

待水泥浆干硬后，对未被填满部分排除孔内积水后，再直接用干硬性水泥砂浆封填。

9.灌浆试验特殊情况处理

9.1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。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，持灌浆孔灌浆结束后。串浆孔并行扫孔、冲洗，而后继续钻进和灌浆。

   9.2.灌浆须连续进行，若本次试验若因故中断，可按照如下处理：

    (1)应及早恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。

    (2)恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。

    (3)恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。

10.试验成果检测方法

（1）灌浆试验孔全部结束后，待凝7d布打检查孔，检查孔布置原则，一般布置在地质条件不良地段，由建设单位、监理及施工方商议决定布置在两个灌浆孔之间。即透水率大的灌浆孔G2-85与G2-84之间。本次试验按照每单元布1个检查孔。

（2）打检查孔用地质钻机进行采取岩芯。送检有资质质检试验单位（公司）检测，出具试验检测报告，并与规范及设计要求标准进行对照检查。

10.灌浆设备及机具

本次灌浆试验，严格按照设计及规范要求进行，在建设单位和监理部的严格监督和检测下，施工单位发挥艰苦奋斗的精神，克服重重困难，完成灌浆试验任务。这次灌浆试验的施工，达到了灌浆试验的目的，通过检查，取得了灌浆施工的参数。

2011年9月14日