钻孔和帷幕灌浆工程

钻孔和灌浆工程施工方案

1 概述 1.1 范围

本章规定适用于本合同程施工图纸所示建筑物的钻孔和灌浆，其内容包括： ⑴ 钻孔：包括灌浆孔、检查孔和排水孔的钻孔，以及钻孔和灌浆所需进行的试验、钻孔冲洗、压水试验、灌浆前孔口加塞保护等全部钻孔作业。 ⑵ 灌浆：采用水泥灌浆。

本标的灌浆类型有固结灌浆、帷幕灌浆。 1.2 工程项目

⑴。大坝左岸灌浆洞回填灌浆、坝基固结灌、坝基帷幕灌浆、坝基排水孔。 ⑶ 消力池工程固结灌浆、排水孔（Φ76）。 ⑷ 边坡工程排水孔（Φ56）。

2 施工原则 2.1 施工依据

⑴工程施工招标文件；

⑵ DL/T5148-2001《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》； ⑶ SL25-92《水利水电工程钻孔压水试验规程》； ⑷ DL/T5100-1999《水工混凝土外加剂技术规程》； ⑸ DL/T5150-2001《水工混凝土试验规程》； ⑹ SL264-2001《水利水电工程岩石试验规程》；

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⑺ JGJ63-89《混凝土拌和用水标准》；

⑻ DL/T5123－2000《水电站基本建设工程验收规程》； ⑼ DL/T5144－2001《水工混凝土施工规范》。 2.2 施工程序

⑴ 固结灌浆在有混凝土盖重的情况下施工，盖重混凝土一般为3m厚。 ⑵ 同一地段在完成固结灌浆并经检查合格后进行帷幕灌浆。

⑶ 在需要从岩石表面进行灌浆的区域，在灌浆前将漏浆或漏水的裂隙进行清理，并将松动岩石移走，以便堵漏。

⑷ 对设有抬动观测设备的灌区，待抬动观测仪器装置完毕，并完成灌浆前测试工作后，进行灌浆作业。在进行裂隙冲洗、压水试验和灌浆施工过程中均进行抬动观测，观测成果报送监理人，抬动变形值超过设计值时立即停止施工，并报请监理人共同研究处理措施。

⑸ 在已完成或正在灌浆的地区，其附近30m以内一般不进行爆破作业，如要进行爆破作业，须作出专门的爆破设计，采取必要的减震、防震措施，报经监理人批准后实施。

⑹ 在灌浆过程中出现灌浆中断、串孔、冒浆、漏浆、孔口涌水、吸浆量大等情况时，立即通知监理人，并将处理方案报送监理人审批。

⑺ 在排水孔周边30m范围内（或监理人指示范围内）的灌浆孔尚未完成灌浆之前不得钻进排水孔。

⑻ 蓄水前应完成蓄水初期最低库水位以下各灌区的接缝灌浆及其验收工作。未完灌区的接缝灌浆在库水位低于灌区底部高程时进行。

⑼ 岸坡接触灌浆等待坝块混凝土的温度达到设计规定值后方可进行。

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3 施工布置

3.1 施工用风、水、电 ⑴ 施工用风

固结灌浆钻孔需要高风压，施工供风以移动式空压机供风为主，局部地段根据实际情况采用集中供风系统供风。

基础灌浆廊道部位用风，从集中供风系统取用，并沿廊道壁架设供风管路。 接缝灌浆、接触灌浆、回填灌浆和排水孔施工根据实际情况采用移动式空压

机供风或从集中供风系统取用。 ⑵ 施工用水

固结灌浆、帷幕灌浆、坝基排水孔、消力池排水孔施工从集中供水系统中采用，个别部位的钻灌用水将设置临时抽水机供水。 ⑶ 施工用电

采用专电缆线自总布置提供的接线点接至各施工部位。 3.2 集中制浆站

根据本工程灌浆工程分布的位置及地形，拟在左右岸边坡靠公路大坝的上游及下游的适当位置各布一座集中制浆站，共四座集中制浆站。

采用Φ1.5″钢管及石棉瓦搭设，布设可储存不少于30t袋装水泥的储灰仓库和倒灰平台，采用ZJ400型高速搅拌机拌制0.5:1标准浓浆，1m3储浆桶贮浆，用 BW250/50型输浆泵通过Φ1.25″输浆管路输送至各工作面供灌浆作业使用，集中制浆站结构图见附图《集中制浆站布置图》（GZ/C02-TB-02-03-01）所示。 每个制浆站分别设一个约2m3废浆沉淀池，并设排水排污沟，废浆经排水排污沟进入沉淀池沉淀后，排至监理人指定的地点。

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3.3 废渣废水处理

灌浆施工产生的废水、废浆和岩粉等通过地表排水沟引至集水坑，经沉淀后，排至监理人指定地方，废渣清理后运至指定堆渣场，同时为防止灌浆作业对其他工作面的污染，在工作面四周设置挡水堰。

4 灌浆原材料和灌浆试验 4.1 灌浆材料 4.1.1水泥

⑴ 根据施工图纸或监理人指示，选用灌浆用的水泥品种。用于回填灌浆、固结灌浆、帷幕灌浆的水泥强度等级不低于32.5MPa。用于接缝灌浆、接触灌浆的水泥强度等级不低于42.5MPa。帷幕灌浆、接缝灌浆所用水泥的细度为通过80μm方孔筛的筛余量不大于5%。

⑵ 灌浆用的水泥符合规定的质量标准，不使用受潮结块的水泥。水泥不应存放过久，出厂期超过3个月的水泥不得使用。 4.1.2 水

灌浆用水符合拌制水工混凝土用水要求，拌浆水的温度不高于30℃。 4.1.3 掺合料

如果因施工需要，经监理人批准后，可在水泥浆液中掺入砂、水玻璃等掺合料。各种掺合料质量符合DL/T5148-2001第5.1.6条规定，其掺入量通过试验确定，试验成果报送监理人。 4.1.4 外加剂

经监理人批准，可在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂以及监理人指示或批准的其它外加剂。各种外加剂的质量符合DL/T5148-2001第5.1.7条规定，

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其最优掺加量通过室内试验和现场灌浆试验确定，试验成果及时报送监理人。所有能溶于水的外加剂以水溶液状态加入。 4.2浆液试验

按监理人指示对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验：

⑴ 浆液配制程序及拌制时间； ⑵ 浆液密度或比重测定； ⑶ 浆液流动性或流变参数； ⑷ 浆液的沉淀稳定性；

⑸ 浆液的凝结时间，包括初凝或终凝时间； ⑹ 浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性； ⑺ 监理人指示的其它试验内容。 4.3 现场灌浆试验

⑴ 固结灌浆、帷幕灌浆在正式施工前进行现场灌浆试验，试验的目的、方案、地点由设计、监理人、施工单位共同商定或监理人指定，选取与实际灌浆区地质条件相似且有代表性地段进行现场灌浆试验。

⑵ 试验按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）和设计图纸的技术要求及监理人指示、单位耗灰量等的试验资料，并将试验的详细记录和试验分析成果报送监理人。进行，每一试验区内灌浆试验完毕，及时整理分析各序孔和检查孔的单位吸水率通过试验取得可靠的灌浆技术参数及施工经验，为全面展开灌浆工作打下良好的基础。

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5 固结灌浆

5.1 固结灌浆部位及工程量 5.2 固结灌浆施工工艺流程

固结灌浆按“分序加密”的原则施工，先进行边排孔的施工，然后进行中排孔施工。固结灌浆施工顺序是：抬动孔→物探测试孔→Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→灌浆效果检查孔，或者按监理要求的分序原则进行施工。

固结孔采用MD30或MG灌浆方式进行施工，循环式灌浆方式见附图《循环灌浆与纯压灌浆工艺流程图》（J-50型锚固钻机配移动空压机钻孔。 固结灌浆采用“循环式”GZ/C02-TB-02-04-01）。

固结灌浆孔的孔深不大于6m时，全孔作一段灌浆；大于6m时，采用自上而下孔内阻塞分段灌浆法。

灌浆施工全过程采用GJY—Ⅳ型灌浆自记录仪记录各灌浆参数。

对设有抬动观测设备的灌区，待抬动观测仪器装置完毕，并完成灌浆前测试工作后，进行灌浆作业。在进行裂隙冲洗、压水试验和灌浆施工的全过程中，密切注意抬动变形，及时做好变形监测记录，抬动变形允许值为100μm，变形超过100μm抬动观测仪自动报警时，立即停止施工，报请业主、设计和监理人共同研究处理措施。

固结灌浆施工工艺流程如图2-4-1所示：

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图2-4-1 固结灌浆施工工艺流程图

封 孔制浆站搭设浆液制备测量放样钻机就位钻进冲孔钻孔验收下 塞裂隙冲洗压水试验灌 浆抬动观测栓塞转移钻机转移

5.3 固结灌浆钻孔及钻孔冲洗

⑴ 按设计图纸要求或监理人的指示测量放样，其孔位误差不大于10cm ⑵ 钻孔孔位、孔向及孔斜严格按设计文件和设计图纸的要求进行施工，开孔孔位偏差不大于10cm，孔底偏差不大于1/40孔深或按设计要求执行，在钻孔过程中，进行孔斜测量，并采取措施控制孔斜。若发现孔斜超过允许值，及时采取措施纠偏。

⑶ 钻孔次序、段长与灌浆次序、段长一致。

⑷ 固结孔采用MD30或MGJ-50型锚固钻机配空压机钻孔，孔径为Φ56mm，或按设计图纸或监理人的指示执行。在有钢筋的部位，采用在混凝土内预埋管从中钻孔的方法施工。

⑸ 钻孔冲洗：固结灌浆孔（段）钻进结束后，使用清水对孔（段）进行冲洗或采用风水联合冲洗法对孔（段）进行冲洗，钻孔冲洗的结束标准是：孔内沉积物的厚度不超过20cm。

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5.4 固结灌浆施工

在设有抬动观测的灌浆区域，在下灌浆塞前完成抬动观测仪的安装并进行初始读数，在裂隙冲洗、压水试验、灌浆的三个阶段均进行抬动观测，升压过程采用“分级升压”法，升压过程要慢，并对抬动仪进行连续观察、记录，如果有抬动，升压要更谨慎，并报知监理人，以累计抬动值不超过100μm为准。 ⑴ 段长划分

当岩石孔深不大于6米时，作一段灌浆，当大于6m时，分段灌浆，采用自上而下或自下而上的分段灌浆，其分段方法按设计要求或监理人的指示执行。 ⑵ 下塞、裂隙冲洗

采用新型气压塞灌浆，塞卡在接触面以上50cm的混凝土内；采用脉冲方法进行裂隙冲洗，脉冲周期为5分钟，冲洗压力为灌浆压力的80%，并不大于1MPa。裂隙冲洗的结束标准是：回水澄清后持续10min。 ⑶ 灌前压水试验

取不小于总孔数5%的灌浆孔进行灌前压水试验，灌前压水在灌浆段裂隙冲洗结束后进行，压水试验采用单点法，压水压力为灌浆压力的80%，如该值大于1MPa，采用1 MPa。压水稳定标准：在稳定压力下，每5分钟测读一次压入流量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，本阶段压水试验即可结束，取最终值作为透水率的计算值。 ⑷ 灌浆

1) 灌浆压力、灌浆水灰比：按试验结果或设计要求或监理人的指示执行。 2) 浆液变换原则：①当灌浆压力保持不变，注入率持续减少，或注入率保持不变，压力持续升高，不得改变水灰比；②当某一级比浆液灌入量已达300L以上，或持续灌注时间已超过1小时 ，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显

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著时，改浓一级水灰比；③当注入率大于30L/min，可根据具体情况越级变浓。 3) 各灌浆段结束条件：在规定的压力下，当注入率不大于1L/min，继续灌注30分钟，可结束灌浆。

4) 当长期达不到结束标准时，报请监理人共同研究处理。 5) 封孔：采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”封孔。 ⑸ 灌浆过程中特殊情况处理

灌浆试验过程中，当遇下列特殊情况时，按相应原则进行处理。 1) 出现漏、冒浆情况的处理

灌浆过程中出现冒浆时，视具体情况分别采用降低压力，改灌浓浆，表面封堵，限流等办法灌注，停止漏、冒浆后，又逐级提高灌浆压力。当采取以上处理措施之后，而漏、冒浆量仍然大时，在浆液中按一定比例加入水玻璃等速凝材料灌注，直至达到结束标准。 2) 与其他孔串浆的处理

a) 如果被串孔正在钻进，而串浆量又比较小时，可继续钻进，当串浆量大时，则停止钻进，提出钻具，封闭孔口，待灌浆孔灌浆结束之后，再打开孔口进行扫孔钻进。

b) 如果被串孔是待灌浆孔，串浆量小时,用清水冲洗之，以防浆液在孔内沉淀，堵塞孔内裂隙通道；当串浆量较大时，在有条件的情况下，两孔可同时灌浆，若无条件同时灌则应先封闭被串孔，待灌浆孔灌结束后，立即打开被串孔，进行扫孔冲洗，并尽早进行灌浆。 3) 特大耗浆量的处理

当某一段灌注水泥干料超过8T，注入率仍无明显减少时，通知监理人会同设计共同协商解决，严禁擅自中断灌浆。如果遇上洞穴，改灌砂浆或混凝土。

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4) 灌浆中断的处理

a) 尽可能缩短中断时间，及早恢复灌浆；若估计在中断后的30min之内难以恢复灌浆时，用清水将钻孔冲洗干净；若中断时间超过30min，恢复灌浆时用开灌水灰比灌注。如果注入率与中断前相近，即可采用中断前的水灰比浆液灌注；较中断前减少较多，则对钻孔进行扫孔冲洗后再灌浆，按浆液浓度变换原则逐级改变水灰比继续灌浆。

b) 如果恢复灌浆后，注入率较中断前减小很多，且在短时间内即停止吸浆，则立即查明原因，报经监理人，采取相应的补救措施。 5) 失水回浓情况的处理

灌浆过程中要经常测记所灌浆液比重，若出现失水回浓，可换用相同水灰比的新浆灌注，如果再次出现失水回浓现象，则持续灌注30min即可结束。 6) 报废孔的处理

报废孔按封孔要求进行封孔，并填写封孔记录；在距报废孔20cm的范围内重新开孔，孔号按新孔位命名；报废孔的一切原始记录与新开孔的原始记录一并整理归档。

5.5 灌浆试验效果检查

固结灌浆效果检查采用灌前、灌后测量岩体波速或静弹性模量的值进行比较，并辅以灌浆成果分析、检查孔的芯样及压水试验成果分析、灌浆试验成果分析进行综合评定。

每个部位的固结灌浆完成后，及时整理灌浆成果表报送监理人，然后根据监理人的指示，确定检查孔的位置及数量。

检查孔取芯、压水试验检查在固结灌浆结束后3～7天进行，声波测试验在固结灌浆结束14天后进行，岩体静弹性模量检测在固结灌浆结束28天后进行。

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5.5.1 岩体波速或静弹性模量检测

波速检查测可采用超声波测井或跨孔测试，超声波测井点距为0.2m，跨孔测试采用同步测试验法，点距为0.2～0.5m，对于所测介质波速小于1400m/s时，应采用干孔超声波测井或跨孔测试，跨孔测试的钻孔平行，准确测量计算出孔间中离，采用的测试方法灌前灌后一致。

当监理人认为有必要进行弹性模量测试时，采用钻孔弹模仪测试弹性模量，钻孔孔径根据测试探头确定，一般在60～90mm范围内，但误差在＋3mm以内。 5.5.2 取芯、压水检查施工

取芯、压水试验检查施工采用XY-2PC型地质钻机配Φ75mm双管钻具钻取岩芯，钻孔孔径为Φ75mm；或者采用单管钻具钻Φ91mm孔径取岩芯。为提高岩芯采取率，每钻最大进尺限度控制在2.5m以内，一旦发现卡钻或磨损立即取出。若岩芯采取率小于80%，则减少进尺50%，直至减至50cm为止，若采取率仍很低，立即向监理人报告。

岩芯进行统一编号，填牌编录装箱，进行岩芯描述并绘制岩芯柱状图，并且每个孔的岩芯拍摄两张照片。

压水试验采用单点法压水，压水压力为灌浆压力的80%，压水稳定标准：在稳定压力下，每5分钟测读一次压入流量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，本阶段压水试验即可结束，取最终值作为透水率的计算值。检查孔压水完成后，进行全孔灌浆，然后采用“机械压浆封孔法”封孔。 5.6 固结灌浆成果资料

在固结灌浆施工中，同步整理各种施工资料，完工后及时向监理人提供以下资料：

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⑴ 钻孔和灌浆的各项试验成果； ⑵ 灌浆成果一览表； ⑶ 完成工程量表；

⑷ 灌浆、压水频率曲线图及累计频率曲线图； ⑸ 灌浆孔平面布置图和灌浆综合剖面图； ⑹ 声波、静弹性模量检测成果；

⑺ 检查孔岩芯实物、柱状图和摄影资料； ⑻ 检查孔压水试验成果表； ⑼ 固结灌浆施工报告； ⑽ 质量检查和质量事故报告；

(11) 监理人要求提供的其它完工验收资料。

6 岩基帷幕灌浆 6.1 一般要求

⑴ 蓄水前应完成蓄水初期最低库水位以下的帷幕灌浆及其质量检查和验收工作，蓄水后，帷幕灌浆应在库水位低于孔口高程时进行施工。

⑵ 同一地段的帷幕灌浆必须在先完成固结灌浆，并经检查合格后才能进行帷幕灌浆。

⑶ 帷幕灌浆必须按分序加密的原则进行。由于本合同工程帷幕灌浆为单排孔，按照DL/T5148-2001《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》的要求，单排帷幕孔分三个次序进行灌浆。

⑷ 先导孔可在Ⅰ序孔中选取，其间距不小于15m，或按该排孔数的10%布置。

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⑸ 灌浆方法按设计要求或监理人的指示执行，如果是高压灌浆（灌浆最大压力大于3MPa），采用“孔口封闭灌浆法”进行施工。 6.2 帷幕灌浆工程量表

帷幕灌浆在正式钻灌施工前，进行帷幕灌浆试验。帷幕灌浆试验、帷幕灌浆施工均按以下顺序进行：抬动变形观测孔→先导孔→Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔→检查孔。

6.3 帷幕灌浆钻灌施工部位

沿着帷幕线，帷幕灌浆钻灌分几个部位进行。 6.4 帷幕灌浆钻孔

⑴ 帷幕灌浆钻孔采用XY-2PC型地质钻机配金刚石钻头钻进，钻孔编号、孔深、钻孔顺序、钻孔分段和孔斜控制严格按施工图纸要求和监理人指示执行。 ⑵ 孔位布置：按照设计施工图纸或监理人指定的位置进行布孔，灌浆孔钻孔位置与设计位置的偏差不大于10cm。如有特殊原因需调整孔位时，报经监理人批准后实施，并记录实际孔位。

⑶ 孔斜控制：孔斜控制程序按下列程进行：埋设固机地锚→钻机就位找平→钻进中抽查测斜纠偏→终孔测斜。

每个孔埋4个地锚，以保证钻机平稳，地锚埋设后待凝不小于48小时；将XY-2PC钻机就位，垫上枕木，用水平尺将钻机找平，然后用地锚固定。 帷幕孔在钻进途中按质检员或监理人的要求进行抽查测斜。拟采用KXP-1型测斜仪进行孔段测斜，孔口段10m内至少检测孔斜一次，以下各段一般情况下每20m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，及时采取纠偏措施，若纠偏无效需

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重新开孔时，经监理人批准，距原报废孔位0.2m处开孔。钻孔孔底最大允许偏差值如表2-4-4所示。

表2-4-4 帷幕灌浆孔孔底允许偏差表 单位：m 孔 深 允许偏差 20 0.25 30 0.45 40 0.7 50 1.0 60 1.3 ⑷ 每段钻进结束后，用大量清水进行钻孔冲洗，孔底沉积厚度不超过20cm，孔口妥善保护，以防污水或其他杂物掉入孔内。

⑸ 特殊处理：当孔内出现塌孔、掉块、卡钻或集中漏水而难以继续钻进时，先进行灌浆处理，然后再行钻孔；当钻遇溶洞出现掉钻时，不论是否钻至规定的段长孔深位置，均停止钻进，先查明溶洞的实际状况，再按照要求进行处理。 ⑹ 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、材料消耗情况、出勤情况、孔内特殊情况（如钻孔漏水、涌水、塌孔、掉块、遇溶洞掉钻、回水颜色等）详细记录在钻孔记录报表内。

⑺ 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。 ⑻ 钻孔取芯

1) 先导孔、质量检查孔及监理人指定的其他取芯孔均进行钻孔取芯。 2) 钻孔孔径：双管钻具取芯为Φ75mm，单管钻具孔为Φ91mm

3) 芯样长度限制在3.0m以内，取芯率要求不小于80%，若芯样获得率小于80%，则下一回次减少循环深度50%，以后依次减少50%，直至芯样获得率大于80%或回次进尺降至50cm为止。

为保证岩芯获得率达到要求，拟采用双管钻具进行钻孔取芯，并尽可能缩短回次进尺，每回次进尺最大不超过岩芯内管的长度。

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4) 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，及时送监理人指定地点妥善保存。 6.6 抬动观测装置安装

在监理人指定的部位布置抬动观测系统，必要时采用自动报警系统，并进行连续观测记录，以保证灌浆施工在允许的抬动变形范围内顺利进行。 6.7 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，以将孔内岩粉冲洗出孔外，直至回水澄清，肉眼观察无岩粉为止。冲孔结束后孔内残留岩粉在孔底的沉淀厚度不大于20cm。 6.8 裂隙冲洗及压水试验

⑴ 根据招标文件的要求，帷幕灌浆裂隙冲洗方法根据不同的地质条件，通过现场灌浆试验确定，冲洗压力：冲洗水压采用80％的灌浆压力，压力超过1MPa时，采用1MPa；冲洗风压采用50％灌浆压力，压力超过0.5MPa，采用0.5MPa。裂隙冲洗冲至回水澄清后10min结束。 ⑵ 灌前压水试验

1) 当采用自上而下分段循环式灌浆法、孔口封闭灌浆法进行帷幕灌浆时，各灌浆段在灌浆前宜进行简易压水试验。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20min，每5min测记一次压入流量，取最后一次的流量值作为计算流量。

2) 当采用自下而上分段灌浆法时，各孔灌浆前在孔底段进行一次简易压水。 3) 帷幕灌浆试验孔、先导孔灌前进行单点法或五点法压水试验。

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