[精品文檔]水庫帷幕灌漿施工技術規范-資料下載頁

　　

【正文】 將淺層巖石中的裂隙充填密實，從而減少了帷幕灌漿時的串、冒漿情況，也可使帷幕灌漿采用較大壓力。6．1．4DL51081999《混凝土重力壩設計規范》“帷幕上游區的固結灌漿應在基礎部位混凝土澆筑后進行。其它部位的固結灌漿也宜按這種方式進行。”“帷幕灌漿必須在澆筑一定厚度的壩體混凝土作為蓋重后施工。”實踐證明，固結灌漿在有混凝土覆蓋的情況下進行，好處較多，例如：可以防止巖石表面漏漿，減少了水泥的浪費；可以使用較大的灌漿壓力，提高灌漿質量；可以進行混凝土與基巖面間的接觸灌漿，增加了防滲能力和改善了接觸面的力學性能等。但也有些缺點，例如：需要鉆穿混凝土，增加了鉆孔工程量；混凝土中若埋有冷卻水管、測試儀器或其他構件時，可能被鉆壞；以及易于澆注混凝土工序相互干擾等。近年來，也有些工程采用了無蓋重方式灌漿，或澆筑“找平混凝土”后灌漿，但應十分注意采取防止巖體抬動和確保淺部巖石灌漿質量的專門措施。 “94灌規”基本上規定各排孔均應或分為三個次序施工，本條區別不同情況進行規定，多排孔帷幕作了適當簡化。，布設先導孔的目的為了核對或補充勘探資料，盡可能準確地掌握地質情況，以便于有針對性地選擇灌漿施工參數。先導孔應當最先施工，也應當布置在最深的一排孔中。先導孔應參照DL5013的要求進行施工，應采取巖芯，分段進行壓水試驗、分段灌漿。先導孔的深度一般與灌漿孔相同，當設計有要求時可適當加深。先導孔雖然具有補充勘探的性質，但由于施工階段受工期、預算等條件制約，也應注意不能把勘探階段的任務任意轉移到先導空來完成。6．1．7 再正常情況下，相鄰兩個次序的灌漿孔（同一排或不同排）應當待先序孔施工完畢以后再開始后序空的施工。但工程中往往工期緊迫，于是在施工實踐中于是在施工實踐中廣泛采用了后續孔較先序空滯后15M（通常是3個灌漿段），并行施工的方法。這樣做，再一般地質條件下相臨孔串漿的可能性較小，但對加快施工進度十分有利。6．1．8 一般指緊鄰防滲帷幕的主排水孔、揚壓力觀測孔。離帷幕較遠的輔助排水孔可視情況處理。6．1．9 新增條文。近年來，深孔固結灌漿、高壓固結灌漿工程增多，其施工工藝完成或基本按照帷幕灌漿的要求進行。6．1．11有些工程，重視混凝土澆筑進度，而對固結灌漿未做適當安排，曾出現過有的部位混凝土已澆筑十幾米，甚至幾十米厚，但卻還有若干固結灌漿孔沒有鉆灌，或是尚未進行質量檢查，形成非常被動的局面。本條文意在防止這種情況，必要時應規定在固結灌漿未完成的部位不得澆筑第二層混凝土。6．1．12為了防止巖層或混凝土面上抬，在灌漿部位安設抬動檢測裝置有時是必要的。但安設抬動檢測裝置也會增加工程造價。故當地質條件較好，灌漿壓力不高或有類似工程經驗可以借鑒，有把握保證安全時，也可不設或少設。6．2 鉆 孔6．2．1本條對“94灌規”做了補充。近些年來，國外在帷幕灌漿施工中，沖擊式或沖擊回轉式鉆進”的規定。使用沖擊式或沖擊回轉式鉆機鉆進灌漿孔，可以大大提高工效，但是因為它是無巖芯鉆進，巖粉、巖屑較多，因此應當加強鉆孔和裂隙沖洗。同時這種鉆孔方式孔斜率通常也高于回轉式鉆進，這是應當注意的。6．2．2 孔位偏差系指對任何方向而言。6．2．3使用同一種方法鉆孔，一般說來孔經小的進尺快，成本底。另外小孔灌漿時漿液流動速度快，可以減少漿液在鉆孔內的沉淀，從而減少灌漿管在孔內被凝住的事故。6．2．4 帷幕孔一般都要進行孔斜測量，具體的測斜方法和使用儀器可根據工程要求選用。本條對“94灌規”規定的鉆孔允許偏差作了適當修改，從多年的工程實踐看，總的認為原規定寬嚴適度，但隨著鉆孔技術的進步，適當提高帷幕孔孔斜要求是可行的，因此本條分別規定了單排孔和多排孔的允許偏差，單排孔的孔斜要求稍有提高。頂角大于5 0的斜孔孔底允許偏差值“適當放寬”的尺度宜根據工程具體情況確定。例如龍羊峽水水電站大壩壩基傾斜的帷幕灌漿孔（頂角色30 0），孔底最大允許偏差值比垂直孔增加50 0 。鉆孔開孔后，深度20m范圍內一定要保證孔向準確，做到這一點后，往下繼續使用較長的粗經鉆具（鉆頭加巖芯管），并適當控制壓力，就不宜偏斜了。若鉆孔偏斜超過設計要求且糾偏無效，可考慮采取補救措施，例如重鉆一孔或將來在其旁布設一個檢查孔。檢查孔一方面可檢查灌漿質量，一方面也可作為補強孔，彌補原灌漿孔偏斜過大的缺點。根據許多工程實際情況看，經測斜資料分析，常常發現有些鉆孔孔底偏斜值超過規定，對此問題應如何認識和處理，往往意見不同，爭議較大。鉆孔孔底偏斜值超過規定，說明該鉆孔質量不完全合乎要求，但也考慮到兩個因素：一是測斜儀的精度；二是對帷幕灌漿質量的影響。通過全面分析，如認為對帷幕灌漿質量有影響時，可以在偏斜過大的鉆孔的附近布置檢查孔。一個單元工程中偏斜值超過規定的鉆孔較多時，也可考慮適當增加一些檢查孔。一方面作為檢查用，另一方面也可通過對檢查孔進行灌漿起到補強的作用。若這些檢查孔壓水試驗成果達到設計要求，則可認為該單元工程帷幕灌漿質量合格，而不需對每個偏斜值超過規定的鉆孔均一一進行補孔。 這樣做便于在灌漿時采用有針對性的技術措施，確保灌漿質量。若一旦發生質量問題，也便于查考處理。 即在這種情況下不必按原定的段長（如5m）分段鉆灌，而應及時處理。，包括孔壁和孔底沉淀的沖洗。沖洗方法為在孔內下入鉆具（或導管）直到孔底，通入大流量水流不，污水自孔口返出，直至符合要求。鉆孔沖洗工序應為鉆孔工作的一部分。 裂隙沖洗和壓水試驗，指對鉆孔四周一定范圍內巖體的裂隙的沖洗。其方法是在卡緊灌漿栓塞后通過鉆孔向裂隙中壓入壓力水流，使裂隙中的充填物被沖刷出孔外或夾帶到離孔較遠的地方。再許多情況下，裂隙沖洗可結合簡易壓水一并進行。地質條件復雜地區，情況差別很大，工作要求不一，是否需要進行裂隙沖洗或采用特殊的沖洗方法，難于作出通一規定，最好通過現場灌漿試驗來確定，但也可由設計根據類似工程的實踐經驗確定。例如在巖溶地層充填物以黏土為主的地段，帷幕灌漿孔可不進行特殊沖洗，而采用高壓灌漿方法解決，這在貴州烏江度大壩、東風大壩、湖北隔河巖大壩壩基帷幕灌漿施工中已取得很好的成效。采用純壓式灌漿方式進行裂隙沖洗時，因沖洗液不能返回孔外，因此只宜在裂隙發育地段或其它認為必要的地段進行。采用自下而上分段灌漿時，除孔底段外，其余各段在灌漿前不宜進行裂隙沖洗或簡易壓水，以免影響前一段灌注漿液的凝固，對灌漿質量不利。6．3．2 先導孔的壓水試驗要求較為精確，所以不論采用孔口封閉灌漿法或自上而下分段灌漿法，其先導孔壓水試驗均應自上而下分段進行。6．3．3簡易壓水與裂隙沖洗工藝相同，因此二者結合進行可節約工時，許多工程這樣執行已取得良好效果。簡易壓水的精度要求較低，其壓力計算采用的地下水位，一般可假定為滿孔水位。6．3．4 。6．3．6經驗表明，在巖溶泥質充填物和遇水性能易惡化的巖層中，進行裂隙沖洗和壓水試驗，不僅達不到沖洗的目的，而且還會惡化巖體性能，影響灌漿質量。廣西天生橋二級水電站引水隧洞不良地質圍巖固結灌漿和新疆維吾爾自治區克孜爾水庫主壩右肩巖體固結灌漿施工遇到了這樣的問題，采取了本條措施。6．4灌漿方法和灌漿方式6．4．2 本條對“94灌規”作了補充，明確提出基巖帷幕灌漿“也可采用純壓式灌漿”。采用循環式灌漿時，只有射漿管下入到灌漿段底部，才可促使漿液在灌漿段內真正保持循環流動狀態，有利于保證灌漿質量。6．4．6采用自下而上灌漿法時，由于多種原因，有時灌漿塞在規定的位置卡不住，不得不上提，甚至多次上提致使灌漿段很長，影響灌漿質量。本條文中規定，對長度超過10m的灌漿段宜采用補救措施，例如可對該部位重新鉆開進行分段復灌，或以后在其旁布設檢查孔，一方面檢查灌漿質量，另一方面通過對檢查孔進行灌漿，起到補強的作用等。6．4．7新增條文。先導孔本身也是灌漿孔，應當妥善進行灌漿。如采用自上而下分段進行壓水試驗和灌漿的方法，即每段灌漿在該孔段壓水試驗完畢后立即進行，這樣做對壓水試驗成果的精確性會有些微影響，但對灌漿是有利的，而這正是工程的主要目的。6．4．8 作出這樣規定的主要理由是：（1）帷幕灌漿孔的每一灌漿段都需要通過在設計壓力下的實際灌漿，以確保帷幕灌漿質量；（2）灌漿前做的簡易壓水所用的壓力小，而灌漿時所用的壓力大，有時透水率小于1Lu的孔段，在較大的灌漿壓力下，也能灌入較多水泥；（3）某灌漿段的透水率為該段巖石透水性的平均值，巖石通常并非均質，可能僅有1～2條裂隙，在這種情況下，透水率雖小，但也能灌入較多水泥。灌漿施工實踐中，也經常發生一個灌漿段的透水率雖小，但注入水泥量卻較大的情況。所以既然灌漿段已鉆完，且也安裝好灌漿塞，做完簡易壓水，還是以進行灌漿為宜，既不費事，且可避免失誤。6．5灌漿壓力和漿液變換6．5．1 灌漿壓力是保證和控制灌漿質量的重要因素，同時對工程成本也有重要影響，有條件時應盡量通過現場灌漿試驗確定。6．5．2灌漿壓力應記讀壓力表指針擺動的“中值”（平均值），還是“峰值”（最大值），長期未能統一。這對常規壓力灌漿來講，影響尚小，但對高壓灌漿影響較大本條文建議記讀中值，因為相對來講，中值較峰值更能代表對灌漿段所施加的實際壓力。本條文又規定，“指針擺動范圍應小于灌漿壓力的20%”，即要求灌漿泵的輸出壓力應當穩定，這無論是對于記讀中值或峰值都是重要的。壓力擺動的主要原因在于灌漿泵的類型及其工作狀態。使用單缸泵，擺動就大；使用雙缸泵或三缸泵，擺動就會小些。灌漿泵使用時間過久，工作狀態不正常時，也會加大壓力波動。所以必須重視灌漿泵的選用，注意維修保養，使其保持正常工作狀態。記讀灌漿壓力值的方法，在技術要求中應寫清。高壓灌漿時，為了防止壓力過大發生地面抬動或破壞巖層，還宜對最大限值提出要求。同一工程中記讀灌漿壓力的方法應保持一致。使用灌漿自動記錄儀可以方便地測記灌漿時段內的平均壓力和最大壓力，這對分析灌漿過程、控制灌漿質量十分有利。6．5．3為了保證灌漿質量，整個灌漿過程應在設計壓力下進行。但當注入率大，例如大于30或40L/min時。為了避免漿液串流過遠，造成浪費和防止抬動，則應分級進行。 帷幕灌漿漿液水灰比維持了“94灌規”的規定，既考慮了國際國內近年來傾向使用濃漿的實際，也能適合我國普遍采用的灌漿方式方法。表3為國外純水泥漿的流變參數資料。從表中可見水灰比為5和10的水泥漿的兩項參數接近，因此開灌水灰比采用5即可。固結灌漿的水灰比要求，“94灌規”為作具體規定，這里推薦兩個比及系列，以供選用。由于細水泥漿的水泥顆粒細，比表面積大，活性高，漿液保水較強，為保證水泥結石有一定的強度和提高灌漿質量，應采用較小的水灰比。除本條文規定的水灰比比及外，、、也是可行的，、（一每袋水泥50Kg。）有利于使用袋裝水泥和分散制漿的情況。、混合漿液和膏狀漿液組分復雜，漿液比及變換不僅要改變水與固材料的比例（水固比），而且往往喚要改變固相材料間的配比，不宜統一規定。 “94灌規”規定“當某一比及漿液的注入量已達到300L以上或灌注時間已達到1h，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，應改濃一級”。本條文修改為30min，意在加快灌注速度和多灌濃漿。表3 純水泥漿的塑性屈服強度和黏度。90年代初期，15屆國際大壩會議主席，——“灌漿強度值”（GroutinglntensityNnmber，縮寫GIN）方法。這種方法的基本概念是，對任意孔段的灌漿，都是一定能量的消耗，這個能量消耗的數值，近似等于該孔段最終灌漿壓力P和灌入漿液體積V的乘積PV，PV就叫做灌漿強度值，即GIN。由于裂隙巖體灌漿時，大裂隙常常注入量小而使用壓力高。隆巴迪認為，如果在各個灌漿段的全部灌漿過程中，都控制在GIN為一常數，就可以自動地對開敞的大裂隙限制其注入量，再壓力—注入量坐標系上，GIN曲線是一條雙曲線，其值越大，曲線離開原點的距離越遠。再加上對灌漿壓力和最大注入量的限制，就組成了一條對灌漿過程的包絡線。采用GIN方法灌漿的要點是：（1）應用穩定的、中等稠度的漿液，以達到減少沉淀，防止過早地阻塞滲透通道和獲得緊密的漿液結石的目的；（2）整個灌漿過程中盡可能只使用一種配合比的漿液，以簡化工藝，減少故障，提高效率；（3）用GIN曲線控制灌漿壓力，再需要的地方盡量使用高的壓力，在有害和無益的地方避免使用高壓力；（4）用電子計算機檢測和控制灌漿過程，實時地控制灌漿壓力和注入率，繪制P—V過程曲線，掌握灌漿結束條件。此外，該法采用的灌漿方式多是自上而下和純壓式灌漿GIN灌漿法幾乎自動地考慮了巖體地質條件的實際不規則性，使得沿帷幕體的總的注入漿量合理分布，灌漿帷幕的效益—投資比率達到最大。GIN法在美洲一些國家的工程中首先應用，取得了較好的效果。我國于1994年引進，先后在湖南江埡水利樞紐、長江三峽水利樞紐和黃河水利樞紐進行了灌漿試驗或應用，取得了有價值的成果。但總的來看，該法歷時不長，經驗較少，有些專家學者尚有不同看法，各工程的GIN及其它參數應如何選取尚需經過試驗或論證。 灌漿結束和封孔“94管規”規定“帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法時，在規定的壓力下，繼續灌注60min，或不大于1L/min時，繼續灌注90min，灌漿可以結束”。實踐證明該條件偏嚴，也不便于灌漿自動記錄儀的使用，故作適當修改。 注入率結束條件由“94管規”,適當放寬,并便于使用灌漿自動記錄儀。，灌漿孔如果封堵不嚴，孔內就會有水滲出，對灌入到巖石縫隙中的漿液結石體起到沖刷溶蝕破壞作用。“94管規”提出四種封孔方法，都是可行的。為應用方便，本條文作適當簡化，概括為三種方法：（1）導管注漿封空法。全孔灌漿完畢后，將導管（膠管、鐵管和鉆桿）下入到鉆孔底部。水泥漿自孔底逐漸上升，將孔內余漿或積水頂出孔外。在泵入漿液過程中，隨著水泥漿在孔內上升，可將導管徐徐上提，但應注意務使導管底口始終保持在漿面以下。工程有專門，也可注入沙漿。這種封孔方法適用于淺孔和灌漿后孔口沒有涌水的鉆孔。（2）全孔灌漿封孔法。全孔灌漿完畢后，而后將灌漿塞塞在孔口，繼續使用這種漿液進行純壓試灌漿封孔。封孔灌漿的壓力可根據工程具體情況確定，一般不宜小于1MPa，當采用孔口封閉法灌漿時，可使用最大灌漿壓力。灌漿持續時間不應小于1h。當