xxx水电站帷幕灌浆试验报告

本文档为河床式厂房电站,帷幕灌浆实验报告,详细论述了帷幕灌浆实验的参数工艺,对帷幕灌浆施工提高了宝贵的施工依据和理论基础。

xxxx水电站

厂房土建及金属结构安装工程

帷幕灌浆试验报告

xxxxxx水电站工程项目部

2012年10月

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目 录

1、工程概述 ............................................................................................................................................................ 1 2、帷幕灌浆试验目的与内容 ................................................................................................................................. 1 3、施工依据 ............................................................................................................................................................ 1 4、试验部位及工程量统计..................................................................................................................................... 1 5、施工资源配置 .................................................................................................................................................... 2 5.1 人员配置 ....................................................................................................................................................... 2 5.2 机械配置 ....................................................................................................................................................... 2 6、施工布置 ............................................................................................................................................................ 3 6.1 集中制浆站系统布置 ................................................................................................................................... 3 6.2 施工排水、排污布置 ................................................................................................................................... 3 6.3 施工交通、设备运输 ................................................................................................................................... 4 7、帷幕灌浆试验 .................................................................................................................................................... 4 7.1 原材料和浆液性能试验 ............................................................................................................................... 4 7.2 施工顺序 ....................................................................................................................................................... 4 7.3 帷幕灌浆施工方法 ....................................................................................................................................... 4 7.4 抬动观测装置安装 ....................................................................................................................................... 5 7.5 帷幕灌浆施工工艺 ....................................................................................................................................... 5 8、帷幕灌浆试验效果分析..................................................................................................................................... 9 9、结论及建议 ........................................................................................................................................................ 9

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1、工程概述

xxx水电站位于青海省民和县官亭镇与甘肃省积石山县大河家镇交界的黄河干流河段上，是黄河龙羊峡—青铜峡河段水电开发规划中的第12个梯级电站，上游约5.8km是在建的积石峡水电站，下游约11km是已建的炳灵水电站库尾。大河家水电站工程属三等中型工程，主要开发任务是发电。枢纽主要由河床式电站厂房、泄洪闸、右岸砂砾石坝、左岸混凝土防渗墙及中控楼、GIS室等建筑物组成。水库正常蓄水位1783.00m，总库容390万m3。电站总装机容量142MW，4台GZ(928)—WP—700型灯泡贯流式机组，单机容量35.5MW，额定水头9.3m；多年平均发电量5.591亿kWh。

根据项目部发（2012）53号文，帷幕灌浆试验孔布置于4#机B块交通廊道处，共布置6个试验孔，相关参数与设计图纸参数基本一致，间距2m,入岩10m。另外，布置抬动观测孔1个，入岩11m。

2、帷幕灌浆试验目的与内容

帷幕灌浆试验目的是寻找最佳灌浆效果和最低施工造价的灌浆工艺。内容包括：灌浆钻孔的最优方向、灌浆段长选择、灌浆材料、灌浆配合比、灌浆方法、压水试验、灌浆压力、钻孔布置（排距、孔距、灌浆序数）和试验成果的整理与分析等方面的内容。值得注意的是除临界压力试验外，其它试验项目都应在确保是压力不使试验岩体产生膨胀、劈裂或冲蚀的条件下进行，只有这样才能得到正确而经济的最好灌浆工艺。

3、施工依据

⑴《大河家水电站厂房标段帷幕灌浆试验大纲》； ⑵《大河家水电站厂房标段帷幕灌浆试验孔布置图》； ⑶《黄河大河家水电站工程水泥浆施工技术要求》；

⑷《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148—2001）； ⑸《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL25-92）； ⑹《水工混凝土外加剂技术规程》（DL/T5100-1999）； ⑺ 《水工混凝土试验规程》（SD105-82）；

⑻《水利水电工程岩石试验规程》（试行）（SDJ204-81）； ⑼《水利水电工程岩石试验规程》（补充部分）（DL5006-92）； ⑽《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89）。

4、试验部位及工程量统计

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帷幕灌浆试验选在4#机B块交通廊道处，具体桩号：坝下0+033.31～坝下0+035.31，坝左0+000.00～坝左0+023.00，具体工程量情况见表4-1。

工程量统计表 表4-1

5、施工资源配置 5.1 人员配置

施工人员配置表 表5-1

注：机组按“三机两泵”配置，实行24小时两班制作业。

5.2 机械配置

主要机械设备表 表5-2

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6、施工布置

试验段基础处理工程量虽较小，但为保证灌浆施工正常进行，保证施工质量、保证施工过程中的施工安全及施工的连续性，必须合理有效布置供水、供电、供风、通讯、施工平台及排污线路；结合试验段的总体布置规划，基础处理施工用风、水、电、制浆、排污布置情况基本采用原有固结灌浆的布置方式。

6.1 集中制浆站系统布置

依据灌浆工程的特点，为保证施工过程中的连续性，满足现场用浆要求，采用集中制浆站向施工面供浆。本工程集中制浆站设在1#机坝前EL1767高程卸料平台上。

集中制浆站制备水灰比为0.5∶1比级的浓水泥浆液，便于施工面按所需浆比进行调整。

为保证计量准确，制浆站配备电子称量设备及比重称、比重计、温度计，对成袋水泥可按袋计量，对于用量较小的水泥及减水剂现场进行称量使用，并保证称量误差不大于5％。

制备浆液使用高速搅拌机，保证搅拌时间不少于30s。

在施工过程中每进入一批水泥应进行检测，存放时间较长的水泥应定期进行检测。 制浆设备的制浆能力必须达到15m³/h，且能够满足施工时的最高用浆量，为保证浆液在有效期内用完，制浆必须保证随用随制，不得提前制浆留存。

6.2 施工排水、排污布置

基础处理项目施工过程中，其施工用水量大，产生的弃水，弃浆及岩粉、岩芯量较大，为保证施工面的正常施工和现场文明施工，应及时做好施工作业面的排水、排污工作。

灌浆试验产生废水一般在工作面较低部位，经沉淀后由排水沟排到集水坑统一排出，

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并对沉淀的岩粉、岩芯等定期清理。

6.3 施工交通、设备运输

在基础处理项目施工期间，其施工交通尽可能利用施工期布置的总体交通网。 施工设备的进出，对于帷幕灌浆所用设备，采用门机运输，每次吊运设备前，将施工所用的设备材料全部准备齐全，并安装好钢丝绳，待门机到位后起吊，减少对门机使用时间。

工作面设备运输，为保护工作面周边混凝土面及机械不受损伤，在机械设备进入前需要对设备的进出线路铺设临时轨道，采用人工配备倒链移动，对于较重的钻机设备，若整体转移困难，则解体后运输，至施工面进行组装。

7、帷幕灌浆试验

7.1 原材料和浆液性能试验

水泥为普通42.5R硅酸水泥，在业主中心试验室内按设计要求对水泥细度进行了试验，并提供试验报告；压力表在兰州进行了率定，自动灌浆记录仪、流量计、压力传感器由厂家技术人员进行了率定。

7.2 施工顺序

具体施工根据帷幕灌浆试验图纸及相关文件进行。 试验按先导孔、Ⅰ、Ⅱ序孔的顺序施工。 帷幕灌浆单孔施工工艺

先导孔：造孔（第一段）→洗孔→测斜→压水试验→灌浆→造孔（第二段）→洗孔→测斜→压水试验→灌浆→造孔（第三段）→洗孔→测斜→压水试验→灌浆→全孔机械封孔→人工封孔；

第Ⅰ序：造孔（第一段）→洗孔→测斜→压水试验→灌浆→造孔（第二段）→洗孔→测斜→灌浆→造孔（第三段）→洗孔→测斜→灌浆→全孔机械封孔→人工封孔；

第Ⅱ序：造孔（第一段）→洗孔→测斜→灌浆→造孔（第二段）→洗孔→测斜→灌浆→造孔（第三段）→洗孔→测斜→灌浆→全孔机械封孔→人工封孔。

7.3 帷幕灌浆施工方法

帷幕灌浆拟采用“小口径孔、孔口封闭、孔内循环、自上而下分段灌浆”的孔口封闭法施工。

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灌浆孔的第1段采用常规“阻塞灌浆法”进行灌浆，灌浆阻塞器阻塞在结合面以上0.5m处，灌浆后安装孔口管，第2段及以下各段采用“小口径钻孔、孔口封闭、孔内循环、自上而下分段灌浆” 的孔口封闭法施工；各灌浆段在灌浆前应下入射浆管，射浆管距灌浆段孔底一般不得大于50cm。

7.4 抬动观测装置安装

抬动观测仪器应在灌浆作业前完成安装、调试。

抬动孔、观测孔采用地质钻施工，孔径Φ76mm；钻孔结束后及时按技术要求安装抬动观测仪器，内管采用Φ25mm钢管，外管采用Φ50mm做为护管，所有钢管的连接全部采用丝扣连接，设有抬动观测装置的部位，对其周边10.0m范围内的灌浆孔段在裂隙冲洗、压水试验及灌浆过程中均应进行观测，并将观测成果反映在灌浆综合成果表中。

抬动变形观测允许值为200μm。采用千分表进行观测。所用千分表须经计量部门鉴定合格，在使用过程中应经常检查，确保其灵敏性和准确性，在使用和存放期间，应对千分表进行有效的保护，避免出现碰撞、震动现象，影响测试精度。

抬动变形观测时专人进行观测，记录每10min测记一次读数，变形值上升速度较 快时应加密进行测读，并注意变形动态，当千分表出现有变形值时，必须随时观测数据，并通知压力控制人员注意控制灌浆压力，保证灌浆压力不再上升，当变形值接近允许值时，应及时报告各工序操作人员采取降压措施，防止发生抬动变形破坏，对施工中发生抬动变形超出允许值时，应立即停止施工，上报监理、设计单位研究处理措施。

帷幕灌浆试验全部结束后，对抬动变形观测孔采用机械压浆法进行封孔处理。

7.5 帷幕灌浆施工工艺

7.5.1 钻孔

7.5.1.1 钻孔

帷幕灌浆孔钻孔设备采用XY-150型地质钻机，金刚石钻头钻进，抬动观测孔、质量检查孔孔径为Φ75mm；一般常规帷幕孔开孔段孔径Φ91mm，以下各段为Φ56mm。灌浆孔入岩10m，分三段灌浆，第1段段长1.5m，第2段长3.5m，第3段长5.0 m。

所有钻孔应按设计图纸统一编号、放样，开孔孔位偏差不得大于10cm。 7.5.1.2 钻孔孔斜

帷幕孔斜偏差精确度要求高，其孔底偏差值见表7-1。

帷幕灌浆孔孔底允许偏差值表 表7-1

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孔斜量测采用Kxp-1型测斜仪，钻孔过程中为保证孔斜要求，加强钻孔过程中测斜工作，按每段进行一次孔斜测量，孔口段必须进行孔斜测量，终孔段必须进行孔斜测量及全孔复测。开孔时使用水平尺、半圆仪等校正好开孔孔斜。编制倾角及孔位偏差对比表，方便现场技术员控制造孔。

7.5.1.3 孔深控制

由于受开挖实际体型影响，混凝土厚度可能与设计值出现差异，为保证帷幕灌浆孔孔深达到设计要求的防渗帷幕底线，施工中以总孔深控制为准，辅以基岩深度控制，保证孔深达到设计帷幕底线。对终孔段遇岩性较差、规模较大断层岩脉等地质构造时，应上报监理工程师研究处理。

7.5.1.4 钻孔取芯

帷幕灌浆试验先导孔、质量检查孔需钻取岩心，取芯次序统一编号，填牌装箱，并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。帷幕灌浆的先导孔及检查孔取芯数量应为总灌浆孔数的10%，我部先导孔取芯，检查孔取芯1个,共2个。岩芯保存要求依据监理单位批示执行。 7.5.2 钻孔冲洗

钻孔结束后，孔内外存在大量岩粉、泥浆等杂物，应对其进行清理，本工程地基为粘土岩，宜采用高压风对孔壁裂隙及空外杂物进行清理，严谨用水洗孔。 7.5.3 压水试验

灌浆试验先导孔及质量检查孔的压水试验采用“五点法”。

压水试验应在钻孔冲洗后24小时内进行，否则灌前应重新进行钻孔冲洗。

灌浆试验孔采用自上而下压水方式，透水率计算依据该段的实际段长计，对发现有透水率异常的孔段，及时与监理、设计单位联系解决方法。

先导孔、检查孔压水试验采用自上而下分段柱塞封闭的纯压式施工工艺。

五点法压水试验标准：在每一级压力下，压力稳定后，每5min测一次压入流量，当连续四次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1.0L/min时即结束，进行下一级压力的的压水，取最大压力下对应的流量值作为计算透水率q的计算值。

压水试验压力为帷幕灌浆压力的80%，且应进行抬动观测。 7.5.4 灌浆

7.5.4.1 灌浆注意事项

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灌浆段在洗孔压水结束后应及时进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24小时，灌前应重新进行裂隙冲洗、压水试验。

灌浆结束待加深或钻孔结束待灌浆时，灌浆孔孔口应妥善保护，严防污水，污物流入孔内。

帷幕灌浆孔第一段要求必须先行单独灌注并待凝24小时以上，再进行以下各段的灌浆，以下各灌浆段灌浆结束后一般不待凝，可直接进行下一段钻灌作业。断层破碎带等特殊情况时，灌浆结束后应进行待凝处理，待凝时间依具实际情况确定。

7.5.4.2 灌浆压力

灌浆压力参数表 表7-2

灌浆时应尽快达到设计压力，对于接触段及灌浆过程中注入量较大的孔段，可采用分级升压或间歇升压法使灌浆压力与注入率相适应；实施时，可采用以压水试验压力为基础，按每0.05MPa为一级，逐级升压至设计压力，分级升压力时每级压力的纯灌时间不少于15min。

灌浆压力以孔口回浆管压力表读数为准，压力表读数采用以中值为准。压力表指针摆动范围应小于灌浆压力的20%，且摆动幅度应做记录；资料分析整理时换算成全压力。

为便于现场操作控制，回浆管路上的压力表可安装在灌浆自动记录仪附近，但应注意回浆管路上的压力表距灌浆孔间的管路长度不应大于30.0 m，以保证回浆管路上的压力表值能较准确反映灌浆实际灌浆压力。

7.5.4.3浆液水灰比

帷幕灌浆试验使用普通水泥浆液，依据招投文件规定，及灌浆试验确定，普通水泥浆液水灰比采用3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1五个比级，开灌水灰比为3:1。

在灌浆过程变换浆比时，应注意以测定回浆管的浆比为准。 7.5.4.4 灌浆浆液变浆标准

①灌浆过程中，如灌浆压力保持不变，注入率持续减少，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变浆液水灰比。

②在注入率较大时，当某一级浆液注入量达300 L以上，或灌注时间已达60min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不明显时，应换浓一级水灰比灌注。

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③当注入率大于30L/min时，可视具体情况越级变浓水灰比。

灌浆过程中，应每隔15-30min测记一次浆液密度，浆液变换及灌浆结束时必须测记浆液密度，其测值应反映在灌浆原始资料表中。

灌浆过程中，应经常转动和上下活动射浆管，回浆管宜有15L/min以上的回浆量，以防射浆管在孔内因水泥浆凝固而造成孔内事故。

7.5.4.5灌浆结束标准

帷幕灌浆试验采用自上而下的灌浆法，在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注60min,或不大于1L/min时，继续灌注90分钟，灌浆即可结束。

当长期达不到结束标准时，应报请监理工程师共同研究处理措施。 7.5.5 封孔

7.5.5.1封孔条件：每个帷幕灌浆孔全孔灌浆结束后，承包人应及时报请监理人进行验收，合格的灌浆孔才能进行封孔。

7.5.5.2封孔方法

本标帷幕灌浆试验采用自上而下分段灌浆法，灌浆孔封孔采用““全孔灌浆封孔法”，具体操作为：

封孔灌浆时间不少于1小时，封孔压力采用相应灌浆孔的最大灌浆压力。封孔浆液水灰比采用0.5:1的浓浆。待凝24小时后应清除孔内污水、浮浆，可使用干硬性水泥砂浆封填密实。帷幕灌浆试验完工后，对抬动观测孔进行封孔处理。 7.5.6 质量检查

帷幕灌浆质量检查以检查孔“五点法”压水试验成果为主，结合对施工记录、成果资料和检验测试资料的分析，进行综合评定。

帷幕灌浆试验结束后在监理工程师指示的时间内，向监理工程师提交初步整理的灌浆资料，由监理单位审核并确定检查孔数量和位置。

帷幕灌浆钻孔压水检查的孔数一般按帷幕灌浆总孔数的10%，并应在该部位灌浆结束14天后进行。

钻孔压水试验检查合格标准：

透水率q≤3Lu，坝体混凝土与基岩接触段及其下一段的合格率达到100%，再以下各段的合格率应达到90%以上，且不合格孔段的透水率不得超过设计规定值的100％，且分布不集中，可以认为合格；否则应按监理工程师指示或批准的措施进行处理。

对帷幕灌浆孔的封孔质量应按监理工程师的的指示执行。

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8、帷幕灌浆试验效果分析

灌浆试验成果分析， 灌浆试验工作结束后，根据各孔的钻孔、灌浆等资料的汇总，按

照黄河大河家水电站工程水泥浆施工技术要求中灌浆成果分析的要求，对本次灌浆试验的灌浆效果进行了如下分析： 8.1检查孔岩芯检查分析

灌浆试验结束后，在试验孔灌浆试验区设置1个检查孔J1。从检查孔的取芯情况看，岩芯采取率达到了80%以上，所取岩芯有多处水泥结石存在，水泥结石分布在0.8m、2.8m等处。与先导孔所取岩心对比，采取率有所提高，水泥结石部位增多，且十分明显。这反映了帷幕试验的灌浆效果。 8.2注灰量分析

灌浆试验区由于灌浆次序不同，注入量也不同。I序孔最大注入量169.9Kg，最小注入量70.53Kg，平均注入量123.69kg。II序孔最大注入量91.80Kg，最小注入量40.80Kg，平均注入量68.33kg。随着灌浆次序增加，注入量也逐渐降低。试验各序孔平均单位注灰量随着灌浆序孔的进行而递减明显。符合分序加密单位注灰量减小的普遍规律（帷幕试验成果表另附）。

8.3试验孔与取芯孔压水试验透水率分析

帷幕灌浆试验全部结束后，待凝14d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，或根据现场场地条件，布置在透水率大的灌浆孔附近。由监理工程师指定布置在两个帷幕灌浆孔之间。 帷幕灌浆质量主要由检查孔压水试验透水率来评定。本次帷幕灌浆质量合格标准为透水率小于3Lu。帷幕灌浆试验检查孔布置在帷幕3#与4#孔之间，透水率最大为0.89Lu，最小为0.36Lu，平均透水率为0.62Lu，为合格。与灌前压水试验对比，见表8-1：

灌浆前后透水率对比表8-1

表8-1数据显示，灌浆前后岩体透水率显著降低，通过灌浆试验施工，岩体内的透水性

相对较弱部位得到了很好的灌注，从而充分的保证岩体帷幕得以形成。

9、结论及建议

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结论：通过帷幕灌浆试验，采用如试验中所用的施工工艺和施工参数是可行的，灌浆

结果能满足设计要求。

建议：①在本次帷幕灌浆试验未出现串浆、冒浆等特殊情况，如果在大面积帷幕灌浆

施工过程中出现该特殊情况，采用低压、浓浆、限流、限量、间歇、复灌灌浆的方法。灌浆孔相互串浆时，可立即封堵串浆孔，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔扫孔恢复正常钻进；

②为防止串浆，适当加长相邻两个次序孔先后施工的间隔时间。

另附：《xxx水电站厂房标段帷幕灌浆试验孔布置图》 《xxx水电站厂房标段帷幕灌浆试验成果表》 《xxx水电站厂房标段帷幕灌浆试验先导孔柱状图》 《xxx水电站厂房标段帷幕灌浆试验检查孔柱状图》

《xxx水电站厂房标段帷幕灌浆试验先导孔、检查孔取芯资料》

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/se3i.html