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灌浆课件下载_Word模板 - 爱问共享资料

2020-10-23 08:16 作者:18新利体育 点击:

  爱问共享资料灌浆课件文档免费下载,数万用户每天上传大量最新资料,数量累计超一个亿,1灌浆技术基本知识31.1灌浆的定义31.2灌浆分类(按灌浆作用)31.2.1固结灌浆31.2.2帷幕灌浆31.2.3接触灌浆31.2.4回填灌浆41.2.5接缝灌浆41.3水泥灌浆机理分析41.4灌浆工程的特点及对施工人员的素质要求42灌浆材料及灌注浆液52.1灌浆材料的分类及应有的特性52.1.1固粒浆材应具有的特性52.1.2化学浆材应具有的特性52.2水泥52.2.1水泥的化学成分52.2.2水泥的品种62.2.3水泥细度62.2.4水泥标号62.3水泥浆72.

  1 灌浆技术基本知识 3 1.1 灌浆的定义 3 1.2 灌浆分类(按灌浆作用) 3 1.2.1 固结灌浆 3 1.2.2 帷幕灌浆 3 1.2.3 接触灌浆 3 1.2.4 回填灌浆 4 1.2.5 接缝灌浆 4 1.3 水泥灌浆机理分析 4 1.4 灌浆工程的特点及对施工人员的素质要求 4 2 灌浆材料及灌注浆液 5 2.1 灌浆材料的分类及应有的特性 5 2.1.1 固粒浆材应具有的特性 5 2.1.2 化学浆材应具有的特性 5 2.2 水 泥 5 2.2.1 水泥的化学成分 5 2.2.2 水泥的品种 6 2.2.3 水泥细度 6 2.2.4 水泥标号 6 2.3 水泥浆 7 2.3.1 浆液密度(比重) 7 2.3.2 浆液粘度(流动性) 7 2.3.3 浆液析水率(稳定性) 7 2.3.4 水泥浆凝结时间 7 2.3.5 改性水泥浆液 7 2.4 水泥浆液配制中的计算 9 2.4.1 纯水泥浆 9 2.4.2 纯水泥浆浓度变换的计算 9 2.4.3 水泥砂浆 10 3 基岩灌浆施工技术 10 3.1 一般规定 10 3.2 钻孔 11 3.2.1 钻孔设备及钻进工作原理 11 3.2.2 钻孔方法 12 3.2.3 钻孔技术要求 13 3.2.4 钻孔取芯 15 3.2.5 钻孔常用管材 16 3.2.6 钻孔冲洗(洗孔) 16 3.3 裂隙冲洗 17 3.3.1 目的 17 3.3.2 冲洗方法 17 3.4 压水试验 18 3.4.1 压水试验的概念和作用 18 3.4.2 压水试验的分类及成果的计算 19 3.4.3 压水试验的设备和压力控制以及压水试验记录 22 3.5 灌浆施工 22 3.5.1 灌浆设备及工作原理 22 3.5.2 灌浆方法 26 3.5.3 灌浆压力的选定和控制 28 3.5.4 浆液的配合比和浓度变换 30 3.5.5 灌浆结束条件 31 3.5.6 封孔 33 3.6 原始记录及资料整理 34 3.6.1 原始记录 34 3.6.2 资料整理 35 3.7 灌浆质量检查及工程质量评价 38 3.7.1 施工质量的检查及评定 38 3.7.2 灌浆效果的检查 39 3.7.3 灌浆工程质量的合格标准及评价 43 3.8 基岩灌浆工程的竣工验收 46 3.8.1 竣工验收时应具备的条件 46 3.8.2 竣工验收应提供的文件和资料 46 3.8.3 竣工验收需要形成的文件 46 3.9.4 竣工资料的移交 47 各位领导、各位同事大家上午好! 水工建筑物水泥灌浆施工技术 1 灌浆技术基本知识 1.1 灌浆的定义 灌浆是将具有胶凝性和流动性的浆液按着规定的浆材配比,借用机械或浆液自重施加压力,通过钻孔活预埋管路输送到岩石裂隙或水工建筑物的空隙中的一种施工工艺。 灌浆的目的是用浆液充填裂(空)隙,起到固结、粘合、防渗的作用,从而提高基岩或建筑物的承载强度、抗变形能力和改善传递应力条件;改善坝基渗流条件和减少渗漏量。 1.2 灌浆分类(按灌浆作用) 1.2.1 固结灌浆 固结灌浆能够改善岩石的力学性能,提高其承载力和密实性,减少变形和不均匀沉陷。固结灌浆的特点是:一般在岩石表层钻孔灌浆,深度较浅,孔数较多,呈“面状”分布,灌浆压力较低,施工工艺比较简单。 1.2.2 帷幕灌浆 帷幕灌浆可以阶段或减少基础渗流,降低扬压力,防止集中渗漏,保证基础稳定,提高建筑物的安全系数。帷幕灌浆的特点是:钻孔较深,由1排或2~3排孔组成,呈“线形”分布,灌浆压力较高,施工工艺比较复杂。 1.2.3 接触灌浆 接触灌浆分岸坡接触灌浆和钢衬接触灌浆两类。岸坡接触灌浆的作用是:充填混凝土与岩石接触面的空隙,加强两者结合程度和整体性,提高建筑物的抗滑稳定性和抗渗性。钢衬接触灌浆的作用是:填充衬砌混凝土与钢衬之间的空隙,以增强接触面的结合能力,改善应力传递条件。接触灌浆的特点是:填充的缝隙是由于混凝土的凝固收缩造成的,灌浆系统埋设或形成较复杂,各工序间干扰大,施工工艺尚欠完善,灌浆质量难以评定。 1.2.4 回填灌浆 回填灌浆填充混凝土与围岩或混凝土与钢衬之间的空隙,增强接触部位的密实性和建筑物的整体性。回填灌浆的特点是:填充的空隙是由于混凝土浇注手段的缺陷或技术能力的限制所造成的。一般回填量大,浆液中须加入掺合料。 1.2.5 接缝灌浆 接缝灌浆填充混凝土坝块间的缝隙,改善传力条件,增强坝体整体性。其特点是:预埋灌浆系统复杂,各工序间干扰大,施工制约条件多,准备工作量大。 另外,按照灌注材料分类可分为水泥钢筋、水泥粘土灌浆、水泥砂浆灌浆、化学灌浆等;按照大坝基岩类别可分为岩石灌浆和砂砾石灌浆等。 1.3 水泥灌浆机理分析 水泥浆由固体颗粒材料(水泥)和水按一定比例配制而成。灌浆的目的是要求水泥浆在被灌体的空隙中凝结和硬化,形成的结石具有足够的强度和抗渗性。水泥水化需水量少,而配置的水泥浆却是较稀的(获得较小粘度,便于灌入缝隙中),灌入空隙的稀浆若不采取措施排除多余水分,浆液凝固后就会留有孔隙,使结石强度很低。因此,灌浆时必须有提高压力和延续灌注时间的过程。按规定加大灌浆压力,才能促使水泥浆由“填满”阶段向“饱和泌水”阶段过渡,同时,因提高了灌浆压力,缝隙扩张,便于浆液向更大范围扩散。“泌水”“扩散”过程要达到预期效果,需要一定的时间延续,在这个延续的时间内,水泥颗粒从浆液中陆续沉积下来,填充空隙,形成致密的结石。从以上分析看出:灌浆压力和灌注时间是影响浆液结石强度的重要因素。 1.4 灌浆工程的特点及对施工人员的素质要求 灌浆工程属隐蔽性工程,情况复杂,千差万别,难以预料。地质条件和灌浆效果需在三个过程中逐步了解,灌浆工艺也需在施工过程中进一步修改、补充和完善,因此,参与施工的单位和人员需要相互协商,及时收集整理施工资料,分析判断灌浆效果,总结经验,查找问题,不断地优化设计和施工。参加现场施工的人员应以对国家对人民高度负责的主人翁精神对待自己的工作,严格要求,一丝不苟;实事求是,认真记录,随时填写,专人审核,不得补记;坚决查处不按技术要求,胡干蛮干,随意编造假情况、假记录的责任者。参与者必须经过技术培训,持考试合格证上岗。 2 灌浆材料及灌注浆液 2.1 灌浆材料的分类及应有的特性 灌浆材料分为两类:一是固体颗粒材料,如水泥、粘土、粉煤灰、砂等,用固粒材料制成的浆液是悬浮液;二是化学灌浆材料,如甲凝、环氧树脂、氰凝等,用化学灌浆材料制成的浆液是真溶液。 一般讲的灌浆施工(如基岩固结、帷幕灌浆、隧洞回填、固结灌浆、混凝土坝接缝灌浆)均以水泥浆液为主,只有在特殊部位(如地质断层、破碎带、微细裂缝、有涌动水的情况)才采用化学浆液,作为补充灌浆。 2.1.1 固粒浆材应具有的特性 (1)颗粒细。浆材粒径小于裂缝宽度的1/3~1/5,才具有好的可灌性。 (2)稳定性好。浆材颗粒在一定时间内于浆液中要保持均匀分散的悬浮状态,具有较好的流动性,以利灌注。 (3)胶结性强。灌入空隙后经一定时间能胶凝呈坚硬结石,并具有抗侵蚀的能力。 2.1.2 化学浆材应具有的特性 (1)粘度低。在一定时间内保持较好的流动性,有利灌入细微裂缝。 (2)可控凝固时间。能根据实际情况人为控制浆液的胶凝时间。 (3)胶体强度。胶体具有一定的抗压、抗渗、抗挤性能。 (4)易购易制。浆材有生产厂家,价格较低廉,运输方便,配置容易,操作简便。 (5)无毒或低毒。浆材灌注后不得对环境(建筑物和水源)造成污染,不得造成工作人员中毒。 2.2 水 泥 水泥是灌浆工程中应用最广泛的固粒浆材。 2.2.1 水泥的化学成分 水泥中主要的化合物有: (1) 铝酸三钙(C3A),它决定水泥3d的强度。 (2) 硅酸三钙(C3S),它决定水泥7d和28d的强度。 (3) 硅酸二钙(C2S),它决定水泥的后期强度。 2.2.2 水泥的品种 (1)常用的灌浆水泥是普通硅酸盐水泥(代号P·0),其中化合物所占比例为:C3A—11%,C3S—45%,C2S—27%。密度为3~3.2kg/m3。该水泥耐冻性好,早期强度高,和易性好,但水化热高,抗腐蚀性较差。 (2)矿渣硅酸盐水泥。在硅酸盐水泥中加入20%~70%的粒状高炉矿渣,并加入适量石膏制成的水泥。密度为2.85~3.0kg/m3,容重为850~1150kg/m3。该水泥水化热低,早期强度低,后期强度增长快,和易性好,但耐冻性差,干缩性大。 2.2.3 水泥细度 灌浆用的水泥细度指标很重要,颗粒越细,越能灌入微细裂隙。水泥细度用通过××方孔筛的筛余量或者比表面积来表示。普通硅酸盐水泥颗粒粒径多为40~60μm(1000μm=1mm),只能灌入宽度大于0.2mm的裂缝。《水泥灌浆施工技术规范》中规定:帷幕灌浆和坝体接缝灌浆所用水泥的细度宜为通过80μm方孔筛的筛余量不大于5%或比表面积3500cm2/g以上。所有,灌浆前要选购符合技术要求的水泥,否则应委托厂家进行加工磨细。颗粒越细,凝固越快,早期强度越高,但其吸附空气中的水分能力越强,现场保管越困难。 2.2.4 水泥标号 强度是确定水泥标号的指标,也是选用水泥的主要依据。根据国家水泥试验标准的相应变动,原水泥的标号已改为相对应的强度等级,如: 原标号#625——现强度等级52.5 #525——现强度等级42.5 #425——现强度等级32.5 原#325标号取消。 《水泥灌浆施工技术规范》中规定:回填、固结和帷幕灌浆所用水泥的强度等级可为32.5或以上,接缝、接触灌浆用水泥的强度等级可为42.5或以上。 灌浆用的水泥应保持新鲜,不得受潮结块。已有轻微受潮结块,需做试验确定水泥的强度等级或降低标号使用。生产期超过90d,一般应考虑降低强度等级使用。 2.3 水泥浆 2.3.1 浆液密度(比重) 水泥浆由水泥和水按一定配合比混合搅拌而成。浆液密度表示单位体积浆液的质量,可用绝对容积的原理计算,也可使用比重秤测定。例如:配制水灰比为2∶1的浆液,用2kg的水和1kg的水泥拌制出2.33L浆,其密度为(2+1)kg/2.33L=1.2875kg/L。配制水灰比为1∶1的浆液,用1kg的水和1kg的水泥只能拌制出1.33L的浆,其密度为(1+1)kg/1.33L=1.504kg/L。 2.3.2 浆液粘度(流动性) 浆液流动时,其内部流层间所产生的内摩擦力的大小为浆液粘度。水泥浆的粘度与水灰比直接相关,水灰比越大,粘度越小,流动性越大;但水泥的品种、细度、浆温和外加剂等因素对其也有一定的影响。水泥浆流动性一般采用马氏漏斗或标准漏斗测定。实践经验说明:马氏漏斗测定值以28~38s为好(水的粘度测试值20±s);标准漏斗测定值以25~35s为好(水的测试值15±s). 2.3.3 浆液析水率(稳定性) 水泥浆析水现象是因为水泥颗粒的沉淀引起的。析水沉淀是水泥浆的主要缺点。沉淀后析出的水的体积V'浆液体积V的比值,即 α= V'V 析水率除与水泥品种有关外,还与浆液浓度有关,浆液越浓,析水越少。例如:对普通硅酸盐水泥浆液的最终析水率α室内试验结果是:水灰比0.5∶1时,α=10%,水灰比1∶1时,α=35%. 2.3.4 水泥浆凝结时间 水泥浆凝固时间分初凝和终凝。灌浆时希望水泥浆有较长的初凝时间,以便浆液扩散到预料的范围后再失去流动性,但又希望水泥灌入空隙后凝固不宜太慢,否则浆液可能被地下水冲走或待凝时间太长,影响灌浆进度。(国标规定,硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min,终凝不得迟于12h。) 2.3.5 改性水泥浆液 1.细水泥浆液 针对小于0.5mm的细微裂缝,采用干磨细水泥、湿磨细水泥浆液。 干磨细水泥是将普通水泥通过震动研磨法进一步磨细,最大粒径Dmax在35μm以下;超细水泥是用特殊方法磨细的水泥,最大粒径Dmax在12μm以下;湿磨细水泥是将水泥浆液通过湿磨机在施工现场磨细,边磨边灌。其细度与机型、研磨时间及研磨遍数有关。 2.稳定浆液 遇水性能易恶化的岩石或注入量较大的洞穴,常采用稳定浆液灌注。拌制成的水泥浆液2h内的析水率小于5%,即是稳定浆液(如水灰比0.5∶1的纯水泥浆)。有的水泥浆中加入一定量的膨润土(一般为水泥重量的2%~3%)和减水剂就制成稳定浆液。 3.混合浆液 即掺有掺合料的水泥浆液(如水泥砂浆、水泥粘土浆、水泥粉煤灰浆和水泥水玻璃浆等)。混合浆液适用于注入量或地下水流大的地层灌浆。加入掺合料的目的是降低浆液造价,有的可改善浆液性能或增加结石强度。 ⑴ 配制水泥砂浆的水灰比不宜大于1[通常采用水∶灰∶砂=0.6∶1∶(1~2)],砂子质地应坚硬,级配均匀,最大粒径不大于1~2mm,细度模数不大于2为宜。因此若使用浇灌混凝土的砂子时,必须人工二次过筛。 ⑵配制水泥粘土浆时,应选择钠质粘土,塑性指数在10~20范围,小于0.005mm的粘粒不少于40%~50%,含砂量小于5%,有机物含量小于3%。水泥粘土浆的颗粒细、透水性小,稳定性高,适用于低水头临时性防渗工程或砂砾石层灌浆,基岩灌浆较少应用。 ⑶配制水泥水玻璃浆时,应选购模数为2.4~3.0的水玻璃(Na2O·nSiO2)r溶液。厂家生产的水玻璃浓度较高(50°~60°Be'),使用时要加水稀释到30°~45°Be'。 ⑷配制水泥粉煤灰浆时,应选用Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰,其品质指标应符合DL/T5055—1996《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》表2.1的规定。Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰具有较好的减水增强的效果。灌注水泥粉煤灰浆,最好采用集中制浆的方式,搅拌时间应延长10~30s。粉煤灰的掺用量应通过试验确定,一般不超出水泥重量的20%~30%。 表2.1 粉煤灰品质指标和等级 序号 指标 等级 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 1 细度(45μm方孔筛筛余量)( %) ≤12 ≤20 ≤45 2 烧失量(%) ≤5 ≤8 ≤15 3 需水量比(%) ≤95 ≤105 ≤115 4 三氧化硫(%) ≤3 ≤3 ≤3 4.膏状浆液 塑性屈服强度大于20Pa的混合浆液通称为膏状浆液,适用于大孔隙、堆石体的灌浆。浆液由水泥、粉煤灰、粘土、减水剂等材料混合而成,其密度、流动度、流变参数必须结合实际工程通过试验选定。例如贵州红枫水电站堆石坝帷幕灌浆采用了膏状浆液,其配合比为: 水泥∶粉煤灰∶粘土∶赤泥∶减水剂∶水=100∶50∶60∶10∶0.7∶168 测试流变参数:屈服强度21.4Pa,塑性粘度0.25Pa·s,抗压强度3.1MPa(7d)。 2.4 水泥浆液配制中的计算 2.4.1 纯水泥浆 计算配制水∶灰=X∶1的浆液V升需加水泥量Gc(kg),按公式 Gc=V/(X+0.33) 水的密度为1kg/m3,1kg水在浆液中的体积为1L;水泥的密度为3kg/m3,1kg水泥在浆液中的体积为0.33L。 2.4.2 纯水泥浆浓度变换的计算 灌浆过程中经常需要将浓浆加水变稀或稀浆中加入水泥变浓。加入量需要通过简单计算后用磅

  称或带刻度的容器称量加入,不得凭“经验”、“感觉”随意加料。 1.稠变稀 加水公式 Gw=V浓/( X浓+0.33)×(X稀-X浓) 2.稀变稠 加水泥公式 Gw=V稀/( X稀+0.33)×(X稀-X稠)/ X稠 2.4.3 水泥砂浆 利用浆材的绝对容积计算。按两步进行: ⑴由某一确定的砂浆配比中的各材料的“单体”绝对容积,累计砂浆的“单体”总容积U。公式如下 U=X水/ρ水+X灰/ρ灰+X砂/ρ砂……① 其中X水、X灰、X砂——表示砂浆中水、水泥、砂子所占的比例;ρ水,ρ灰,ρ砂——表示水、水泥、砂子的密度。 ⑵由“单体”容积U计算配制Q砂浆,各种浆材的用量。公式如下 W=Q/U·X水——水的用量(kg)……② C=Q/U·X灰——水泥的用量(kg)……③ S=Q/U·X砂——砂子的用量(kg)……④ 另外,水泥粘土砂浆的用料计算方法和水泥砂浆的计算原理基本相同,只要将上面公式加一项粘土的“单体”绝对容积即可,这里不再赘述。 3 基岩灌浆施工技术 3.1 一般规定 基岸灌浆施工中有如下一些规定: ⑴当同一地段既有基岩灌浆又有抬动观测孔、物探测试孔时,应按下列顺序施钻:抬动观测孔→物探测试孔→基岩灌浆孔。 ⑵同一地段的基岩灌浆必须按先固结灌浆,后帷幕灌浆的顺序进行。帷幕后的排水孔和扬压力观测孔必须在相应部位的帷幕灌浆完成并检查合格后,方可进行。 ⑶灌浆在有盖重混凝土的条件下进行时,其混凝土应达到50%设计强度后,方可进行钻孔灌浆(帷幕灌浆盖重厚度宜达20~30m以上或建筑物达到设计高程,固结灌浆一般也应有3m的盖重——碾压混凝土坝的垫层混凝土和找平层混凝土除外)。 ⑷基岩灌浆必须按分序加密的原则进行。帷幕灌浆可按下列原则分序加密:由三排孔组成的,先灌下游排孔,再灌上游排孔,最后灌中间排孔,每排可分两个次序;由两排孔组成的,应先灌下游排孔,后灌上游排孔,每排孔可分为两序或三序;单排孔应分三个次序。 ⑸帷幕线m左右应布置帷幕先导孔。先导孔设在主帷幕排或先灌排的一序孔上,孔数可按基本灌浆孔的10%控制,孔深一般抵达设计帷幕线m(注:先导孔——最先施工的、用于核对或补充灌浆地区地质资料的少数灌浆孔)。 ⑹帷幕灌浆相邻两孔灌浆段的高差不得小于15m。 ⑺帷幕灌浆应在库水位低于孔口高程时施工。 ⑻基岩灌浆孔段的施工按下列程序进行: 钻孔→洗孔→裂隙冲洗→压水试验→灌浆→封孔 3.2 钻孔 3.2.1 钻孔设备及钻进工作原理 1.常用设备 帷幕、固结灌浆孔可采用回转式地质钻机(例如:XU·100型、SGZ-ⅢA型地质取芯钻机——通称机钻),也可采用冲击式或冲击回转式钻机(例如01-30、气腿YT-28手风钻、DQ-100B潜孔钻——通称风动凿岩机)。 2.机钻的钻进工作原理 机钻由电机、离合器、变速箱、回转器和立轴等主要部件组成。电机通过离合器、变速箱带动回转器里一对伞形齿轮运转,使水平旋转的传动轴经伞齿轮的变向带动作用,改为立轴钻杆垂直旋转,钻杆下端安置的钻具(钻头)在高转速高压力条件下,刻取、破碎岩石取得进尺。参见图3.1. 3.手风钻的钻进工作原理 手风钻由机体、压气控制、配制机构、冲击转钎、钎卡、钎杆、注水、气腿控制和附属装置八个部分组成。压缩空气经压气控制器进入配气机构,促使活塞做往返运动,在活塞完成冲击与回程动作时通过冲击转钎机构带动钎杆旋转,这样钎杆既能冲击又能旋转,达到钎端(钻头)冲击、刻取、破损岩石的目的。 3.2.2 钻孔方法 1.使用回转式取芯地质钻机时,应采用金刚石钻头或钢粒(铁砂)钻头、清水钻进的方法。采用钢粒钻进时,岩粉、铁末较多,易堵塞孔壁裂隙,对灌浆质量有一定的影响,且钻具和钢粒重量大,运输和使用均不方便,此法已逐渐被淘汰。金刚石钻头钻进不仅岩粉少,而且钻进效率和岩芯采取率较高,孔径也比较均匀。由于不用研磨料(铁砂、钢粒),金刚石钻头直径较小,所以携带和使用极为方便。目前,国内水利水电工程,帷幕灌浆孔已广泛采用金刚石钻进方法。 常用的金刚石钻头多为人造金刚石孕镶钻头,直径有46mm、56(60)mm、66mm、76mm几种,根据需要也可制成91mm、100mm、110mm、130mm、150mm各种规格的金刚石钻头。为了获得较高的钻进效率,降低钻孔成本,必须根据岩石的硬度、研磨性合理选择钻头。一般地说,研磨性强、破碎、较软、颗粒粗的岩石宜选用胎体较硬(HRC-42~45)的钻头;研磨性弱、均质完整、硬度大、颗粒细的岩层宜选用胎体较软的(HRC-35~40)钻头。 机钻在钻孔过程中,需连续不断地向孔内供水——冲洗液。其作用是:冷却钻头、排除孔底岩粉、减轻钻杆与孔壁的摩擦,保护孔壁,提高转速。对金刚石钻进来说更为重要,如果一旦供水中断,不仅烧毁钻头,而且还会造成孔内事故。根据经验,孔深100m以内的钻孔,供水量约50L/min,水压不宜低于0.3~0.5MPa。非灌浆的钻孔,当孔深、孔径较大或地层较复杂时,可在冲洗液中加入润滑剂或改用泥浆做冲洗液。 2.使用冲击回转式钻机(风动凿岩机)时,应采用硬质合金钻头(冲击器)钻进的方法。冲击回转式钻机的动力室0.5~2.0MPa压缩空气。一般情况,应采取“湿法”钻进或孔口安装吸尘器,以防污染空气。孔深不超过5m的固结灌浆浅孔多采用手风钻,5m以上的深孔固结宜采用潜孔钻。若深孔固结要求自下而上分段灌浆或要求提取岩芯时,为确保孔径顺直光滑,避免因扩不住塞出现漏浆、绕塞返浆等事故,或保证岩芯的采取率,应采用回转式取芯地质钻机和金刚石钻头钻进。 手风钻使用的合金钻头有“一”字形和“十”字形两种,钻头直径30~56mm。“十”字形钻头适用于裂缝较多的岩石,不易夹钻,不会形成三角形钻孔。“一”字形钻头适用于一般岩层,进尺较快。潜孔钻配备的冲击器直径一般为80~130mm,最小的直径为65mm。 3.2.3 钻孔技术要求 1.孔径 灌浆规范要求“帷幕灌浆孔孔径不得小于46mm,固结灌浆孔孔径不宜小于38mm”。对于帷幕灌浆先导孔和检查孔,为了提高岩芯采取率和提取更好更完整的芯样,钻孔宜选定较大的孔径;当采用孔口封闭灌浆法时,为了便于埋牢孔口灌浆工作管,也应选取较大的开孔孔径(如110mm、91mm或76mm)。 2.孔位 实际开孔孔位与设计孔位偏差值不大于10cm。超过10cm应注明原因,征得认可,并记载实际孔位桩号备案。因此,孔位和高程应由仪器测量控制。 3.孔深 符合设计规定。一般来说不得小于设计孔深。终孔时必须校核孔深,以防坠落岩芯堵塞钻孔。 4.孔斜 钻孔应保证孔向准确,按技术要求进行孔斜测量。 ⑴允许的钻孔偏差。 SD62-94《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(以下简称SD62-94《灌规》)对帷幕灌浆孔的孔底偏差规定见表3.1 表3.1 钻孔孔底最大允许偏差值表 孔深(m) 20 30 40 50 60 最大允许偏差值(m) 0.25 0.50 0.80 1.15 1.50 DL/T5148—2001《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(以下简称DL/T5148—2001《灌规》)把帷幕灌浆分为单排孔和多排孔区别对待,单排孔允许偏差略作提高,见表3.2.。 表3.2 帷幕灌浆孔孔底允许偏差表 孔深(m) 20 30 40 50 60 允许偏差(m) 单排孔 0.25 0.45 0.70 1.00 1.30 二或三排孔 0.25 0.50 0.80 1.15 1.50 以上两表适用于垂直的或顶角小于5°的帷幕灌浆孔。顶角大于5°的斜孔可适当放宽,方位角差值不宜大于5°。 国内有些世界级的高坝(如清江水布垭面板堆石坝,坝高230m),为保证趾板帷幕灌浆的连续性、均质性,对帷幕钻孔提出超《灌规》的高质量、高标准要求,见表3.3. 表3.3 水布垭电站趾板帷幕灌浆孔孔底最大允许偏差值 孔深 20 30 40 50 60 ≥60 允许偏差值(m) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 ≤1.5 ⑵纠偏措施。防止钻孔偏斜的主要措施: ①孔口段的孔向必须准确。开孔前要用罗盘仪、水平尺校核钻机的方位和立轴钻杆的倾角;校核预埋的孔口管方向、角度是否符合设计要求。 ②机座稳固,钻杆顺直,钻杆接头加工精确无破损,钻机运转平稳不震动,钻杆不晃动。通常采取地锚螺栓办法固定钻机。 ③尽量使用较长的粗径钻杆钻具(钻具长度不宜小于4m),必要时,使用钻铤或加用导向箍。 ④提高操作技术,正确控制给进压力和给水量。 ⑤一旦发现钻孔偏差过大,应采取纠偏措施(如加入导向板、扩大孔径、回填部分钻孔等),当不奏效时,应征得同意,重新开孔。 ⑥深孔钻进时应严格控制20m以内钻孔的偏差,一般每5~10m孔深测斜一次,按规定填写钻孔测斜计算成果表。参见附表5. ⑶测斜仪器。钻孔测斜主要采用孔内测斜仪进行。为适应小孔径金刚石钻孔的测斜,上海地质仪器厂生产了轻便式KXP-1型测斜仪,其下井仪器外径为40mm,可测直径大于46mm的钻孔,顶角误差不大于30′,方位角误差在±4°之间。 4.地质情况 灌浆规范规定“钻孔过程中,遇岩层、岩性变化,发生掉快、坍孔、钻速变化、回水变色、失水、涌水等异常情况,应详细进行记录”。尤其是当接触段段长要求控制严格时,掌握盖重混凝土的厚度(即入岩深度)十分重要,必须在记录表上注明。 5.为了机组更好地进行独立经济核算,应如实记录各种管材的消耗情况和人员出勤情况。 3.2.4 钻孔取芯 帷幕先导孔和帷幕、固结灌浆的检查孔要求钻孔过程中提取岩芯并绘制钻孔柱状图。为了取出更多更完整的芯样,钻孔时要特别注意钻机的压力、转速、供水量和回次进尺。正常钻进中尽量少上下活动钻具。在硬而完整的岩石中钻进,压力可适当加大,反之,则应适当降低压力。为了更真实客观地反映地质状况,不仅需要提高操作技术水平,而且需要将取出的岩芯进行妥善保管,将岩芯编号入箱,填写岩芯牌,计算岩芯采取率;在钻孔记录中还应注明岩性变化、破碎程度和水泥结石填充情况。钻具提出孔口时,应斜拉轻放。钻具未放稳之前,不允许眼睛去直观钻具里的岩芯,防止芯样突然下滑伤人。退取岩芯时,应低位斜撑钻具,用木锤轻敲岩芯管外壁,令岩芯徐徐滑出,先滑出的岩芯是该钻孔最底部的,最后滑出的是该钻顶部的岩芯,一定要按先后顺序排列,严禁随意倾倒造成芯样混乱的蛮干行为。 1 编号入箱填牌 岩芯取出稍微风干后,立即按顺序用红油漆在每一段(块)芯样上编号(要求数字端正清楚、表达明确,不重号、漏号,如:2即表示该段岩芯是从第二钻次取出的四段芯样中的第三段)。片状或长度小于岩芯直径的岩芯可不编号,但须用油漆标明其与编号岩芯的相对位置。往岩芯箱放入岩芯时,按自上而下(岩芯箱靠近自己的一侧为下,另外一侧为上),自左而右的次序放入,不得颠倒。碎石芯应用同芯样大小直径的布袋(或塑料袋)装起来,仍放在原处,以防错位或丢失。每钻次提取的岩芯,都要填写一块岩芯牌,放在该钻次芯样的尾端,以便于下钻次取的芯样隔开。 岩芯箱一般长度为1m,宽0.6m,按不同孔径考虑其高度和格数,四角设手把,以便搬运。每箱都要注明孔号、箱号。 要按照规定的格式(可参考表3.4)填写岩芯牌。岩芯长度的测量应准确。凡是破碎的岩芯能拼接起来的要设法拼接好后再量测其长度,几块岩芯一起量测时须将其接茬紧密靠拢,中间不能留有余地,极破碎的岩芯应将摆放成近似完整芯样的体积后再量测,并按规定计算该钻取出的岩芯总长度和采取率。 表3.4 岩芯牌 坝段 孔号 钻次 岩芯编号 自 至 共 块 孔深 自 米至 米 进尺 米 岩芯长度 米 残留岩芯 米 采取率 % 记录员 日期 岩芯采取率是指所取岩芯总长与本钻次进尺的百分比。岩芯总长是指圆柱状、圆片状、可合成柱状的岩芯长度与因破碎而装入同径岩芯管或布袋的岩芯长度之总和。采取率不得大于100%,否则,就是本钻取出了一钻的残留岩芯。因此,为避免此现象,水电钻探规程中规定:孔内残留岩芯超过0.2m时,应进行打捞。 2.绘制钻孔柱状图 灌浆孔的钻孔柱状图可略简于地质勘探孔的钻孔柱状图。前者可按灌浆分段统计绘制,着重标明岩石的岩性变化、破碎程度、岩芯采取率、水泥结石填充情况及压水成果;后者还应注明地质构造和层(节)理倾角等数据。灌浆孔的钻孔柱状图可参照图6的格式绘制。 3.2.5 钻孔常用管材 (钻孔常用管材参见表3.5) 3.2.6 钻孔冲洗(洗孔) 钻孔过程中,通过钻具向孔内输入清水、风或者专用的冲洗液,不断地将岩粉冲出孔外。终孔后,也要求将钻具下入孔底,用大流量清水进行洗孔,直到回水澄清,孔内残留衬底厚度不得超过20cm,该工作一般由钻孔机组完成。当采取无芯钻进法(使用冲击钻或冲击回转钻)时,更应加强钻孔的冲洗。 表3.5 回转式取芯钻机常用钻具专用管材表 名称 规格 备注 外径(mm) 壁厚(mm) 重量(kg/m) 钻杆 42 5 4.5 50 5.5 6 岩芯管 54.5 4~4.5 5 配56mm金刚石钻头 57.5 4~4.5 5.3 配60mm金刚石钻头 73 4.5 7.7 配76mm钻头 89 4 8.4 配91mm钻头 108 4.25 10.9 配110mm钻头 127 4.5 13.6 配130mm钻头 146 4.5 15.7 配150mm钻头 钻 头 外 / 内 径 金刚石 56/40 配56.5mm扩充器 66/50 配66.5mm扩充器 76/60 配76.5mm扩充器 钢粒 91/73 9 18.2 110/90 10 24.7 130/110 10 29.6 150/130 10 34.5 3.3 裂隙冲洗 3.3.1 目的 洗孔完成后应安装阻浆塞,用压力水进行岩层裂隙的冲洗,直至回水清净为止。目的是希望将岩层裂隙或空洞里的风化、软弱的泥质充填物冲出孔外,或是将其推移到灌浆范围以远,以利于浆液结石与裂隙面胶结牢固。 3.3.2 冲洗方法 1.固结灌浆孔裂隙冲洗常用的方法有三种 ⑴单孔冲洗。当地质条件较好时,对一个孔用压力水冲洗或风水联合冲洗。 ⑵群孔冲洗。当遇到复杂地质条件时,对一组孔(两个以上),进行风、压力水联合或轮换冲洗,直至每个孔冲洗干净为止。 ⑶扬水冲洗。当地下水水位较高时,把风送入孔内,待风、水喷出时将孔内岩粉、碎屑、泥质物带出孔外。 2.帷幕灌浆孔的裂隙冲洗方法有两种 ⑴压力冲

  洗法。保持用一个压力点的清水冲洗裂隙,直至孔内返水洁净为止。有的工程要求返水澄清后,继续冲洗5~10min才结束。 ⑵脉动冲洗法。先以设计冲洗压力连续冲洗5~10min后,突然压力降为零,在裂隙中形成反向水流,以期将充填物带出。上述工作反复多次,直至孔内返水洁净为止。 以上两种冲洗方法适用于采用孔内循环式浆塞的条件;若采用纯压式阻浆塞,裂隙冲洗只能将充填物推移至灌浆范围以外,裂隙冲洗效果可能较差。 《灌规》要求:冲洗压力可为灌浆压力的80%,并不大于1MPa. 在冲洗效果难以预料的复杂地质条件下,应进行裂隙冲洗现场试验,根据冲洗效果和经济代价进行评估。若遇水恶化的地质条件不便于进行裂隙冲洗,可采取其他技术措施,提高灌浆效果(如新疆克孜尔水库坝基岩石为泥质岩,因遇水恶化,设计规定灌前不进行裂隙冲洗、压水;灌浆采用稳定性浆液——0.5∶1水泥浆,甚至要求钻孔时用风代替水作为冲洗冷却介质)。 3.4 压水试验 3.4.1 压水试验的概念和作用 什么叫压水试验?按DL/T5148-2001《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》名词解释中的阐述是:利用水泵或水柱自重,将清水压入钻孔试验段,根据一定时间内压入的水量和施加压力大小的关系,计算岩体相对透水性和了解裂隙发育程度的试验。压水试验的主要目的是测定岩体的渗透性,但不同的钻孔进行压水试验起的作用有所区别: 1. 地质勘探孔 了解岩体渗透性,对岩体渗透条件评价。 2. 帷幕灌浆先导孔 核对或补充灌浆部位的地质资料。 3. 各次序灌浆孔(含帷幕、固结) ⑴大致了解灌浆段的渗漏情况,为采取相应的灌浆工艺和准备工作提供参考。 ⑵查看各次序孔的透水率是否有随次序增加而逐渐减少的趋势,借以检查分析灌浆效果。 ⑶查看各次序孔的单位注灰量与透水率的大致关系,检查是否存在异常情况。 4. 检查孔(含帷幕、固结) 检查灌浆质量是否满足设计要求,评定灌浆效果。 3.4.2 压水试验的分类及成果的计算 根据压水试验精度要求的不同,可分为正规压水试验和简易压水。 1. 压水试验 《灌规》中规定:帷幕灌浆的试验孔、先导孔和基岩灌浆的检查孔要求进行正规压水试验,采用单点法或五点法,按《灌规》附录A执行。 附录A作为标准的附录,规定了灌浆工程压水试验方法、压力选定以及压入水流量的稳定标准。 这里,简单解释一下压水试验中常用的部分专用名词和基本技术要求。 ⑴名词解释。 ①单点法。采用一个压力级的压水试验就叫单点法。其优点是操作简单,节省时间,透水率计算也较方便。 ②五点法。采用三级压力五个阶段的压水试验叫五点法。其优点是可判断压水试验是否正确、孔内水流状态等。五点法计算的透水率相对准确,但耗时较长,操作较复杂。 ⑵基本技术要求。 ①压水压力的选定。 按表3.6的原则选用。 ②“稳定流量”的控制。附录A规定:在稳定的压力下,每3~5min测读一次压入流量,连续四次读书中最大值与最小值之差小于最终值的10%,或者最大值与最小值之差小于1L/min,即认为压入流量达到“稳定标准”,可结束压水试验工作,取最终值作为计算值。 表3.6 压水试验压力值选用表 钻孔类型 灌浆压力(Mpa) 单点法选定压力(Mpa) 五点法选定压力(Mpa) 帷幕先导孔 大于1 1 0.3,0.6,1.0,0.6,0.3 小于1 0.3 0.1,0.2,0.3,0.2,0.1 小于0.3 灌浆压力 帷幕检查孔 坝高<70m 1~1.5H(m) 单点法压力的0.3,0.6,1.0,0.6,0.3倍 70~100m 1 坝高>100m 1或1.5H(m) 固结检查孔 1~3 1 ≤1 灌浆压力的80% 注:H为坝前水头;1.5H大于2MPa时,采用2MPa。 ⑶成果的计算: ①单点法压水试验成果的计算。压水试验成果以透水率q表示,单位吕容(Lu)。 1吕容的定义是:在1MPa压力下,每米试验段每分钟注入水量为1L时的岩石透水率。 计算公式为 q=Q/(P·L) Q——压入的最终流量(L/min) P——作用于试验段的全压力(MPa) L——试验段长度(m) 其中,全压力P值由以下几种情况确定: Ⅰ.当地下水位低于试验段的高程时(所谓干孔) P=P0+h1+h2+L/2………………(Ⅰ) Ⅱ.当地下水位在试验段顶高程以上时 P=P0+h1+h3+……………………(Ⅱ) Ⅲ.当地下水位在试验段内时 P=P0+h1+h2+(h3-h2)/2………………(Ⅲ) 式中:P0——压力表实际读数(MPa); h1——压力表高(m),即压力表中心至孔口高度; h2——塞深(m),即孔口至阻浆塞底盘的深度; h3——孔口至地下水位的深度(m)。 值得注意:一是每米水柱的压力相当于1/100MPa;二是当地下水位在孔口以下时,h3取正值,地下水位在孔口以上(即涌水)时,h3取负值。 另外,根据全压力p的计算公式,要求测定钻孔的地下水位时,按SD62—94《灌规》和DL/T5148—2001《灌规》作出了如下规定: 一个单元工程内灌浆工程开始前,可利用先导孔测定地下水位。稳定标准为每5min测读一次孔内水位,当连续两次测得水位下降速度均小于5cm/min时,以最后的观测值作为本单元工程的地下水位值。若孔口有涌水时,应测定其涌水压力(此时h3为负值)。 举例:帷幕灌浆先导孔某段孔深自25m至30m,以1MPa压力进行压水试验,在30min之内,分别测得下列数据:15,14,13,12,13,12,12L/min,实测压力表高1.0m,地下水位在孔口以下28m,求该段的透水率q。 解: a.判断压入流量是否达到稳定标准——取后面5个数据(13,12,13,12,12),按“稳定标准”的含义:最大流量值13—最小流量值12=1,其差值小于最终值12×10%=1.2。说明压水试验满足流量稳定的要求,取最终值12L/min为计算值。 b.判断地下水位与试验段的相对位置。根据题意,地下水位在试验段之内,h3-h2=28-25=3(m) c.代入(Ⅲ)式求全压力P P= P0+h1+h2+(h3-h2)/2 =1+1/100+25/100+3/100×2 =1.275(MPa) d.代入公式: q=Q/(P·L)=12/(1.275×5)=1.88(Lu) ②五点法压水试验成果的计算: 以压水试验三级压力中最大值P及相应的压入流量Q代入公式q=Q/(P·L),求试验段的吕容值。 根据五个阶段的压水资料绘制P~Q曲线,以曲线形状判断压入的水流状态(是层流或紊流)和裂隙扩张或填充情况。详见SL62—94《灌规》和DL/T5148—2001《灌规》中附录A的表2. 2. 简易压水 比较简单、容易的压水试验简称“简易压水”,其特点是:技术要求稍松,实测数据精度较低,稳定流量标准放宽,只做一个压力点,且可结合裂隙冲洗进行。灌浆规范规定,压水压力可为灌浆压力的80%;若大于1MPa时,采用1MPa。压水20min,每5min读测一次压入流量,取最后的流量作为计算流量,其成果仍按公式q=Q/(P·L)计算岩石透水率。 由于简易压水既操作简便,又能大致了解岩石的渗漏情况,可为灌浆工作提供参考,所以SD62—94《灌规》和DL/T5148—2001《灌规》均提出要求: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;采用自下而上分段灌浆法时,各灌浆孔灌浆前可在孔底段进行一次简易压水。固结灌浆孔灌浆前的压水试验……孔数不宜少于总孔数的5%……其余孔段可结合裂隙冲洗进行简易压水。 3.4.3 压水试验的设备和压力控制以及压水试验记录 通常使用灌浆施工所用设备和仪表即可,但应保持足够的精度和适宜的标值范围。流量不大时也可采用静水柱压力进行。 采用纯压式阻浆塞时,压力表应安在进水管上;采用循环式阻浆塞时,压力表应安在回水管上。 进行正规压水试验最好使用机械压缩式或充气式阻塞器(阻浆塞)。压水试验记录表格可参照附表7的格式。记录中应填写:施工部位、工程项目、孔号、试验段序号、孔深、阻塞深度、段长、压力表高(压力表中心至孔口的高度)等情况和基本数据。压水试验过程中,必须如实记录历时时间、注水量和注水率以及注水压力(压力表读数),并按上述“稳定流量标准”的规定,及时检验压水试验成果。 3.5 灌浆施工 3.5.1 灌浆设备及工作原理 1.选用灌浆设备的原则 ⑴设备应满足灌浆设计压力的要求。灌浆规范规定:机械的额定工作压力应大于设计最大灌浆压力的1.5倍,压力波动范围宜小于灌浆压力的20%。 ⑵设备的排浆量应满足基岩的最大注入率的要求。 ⑶设备轻便,拆卸运输安装简单,机械运行安全、可靠、稳固。 2.常用的灌浆设备 水电工程灌浆施工常用的主要灌浆设备见附表3. 3. 工作原理 目前常用的灌浆泵为往复式结构,主机由曲轴、连杆、活塞、缸体、吸浆阀、排浆阀、吸浆管、排浆管等组成。动力机械(电动机或柴油机—)带动曲轴旋转,使一端套在曲轴上,另一端固定在活塞上的连杆带动活塞在缸体内作水平往复运动,从而来改变缸体内的容积和压力。当活塞使缸体内压力变小,产生真空时,储浆桶中的浆液在气压作用下,顶开吸浆阀,进入缸体;当活塞使缸内压力变大时,吸浆阀关闭,排浆阀打开,浆液通过排浆管排出。这样,活塞不断往复运作,浆液就不断地吸入和排出,达到输送浆液的目的。 为了保持排出的浆液压力稳定和流量均匀,灌浆施工多采用双缸或三缸往复式灌浆机。但它们的缺点是活塞与浆液直接接触,磨损厉害。C232 100/15砂浆泵克服了这个缺点。它虽属往复式,但在缸体内有一个筒状橡胶隔膜,将浆液与活塞隔开,所以灌注砂浆时更有利于减少活塞磨损。此机过去产生的为单缸,压力较低,排浆量不稳,经改进,研制成隔膜式双缸往复泵(改装MSO-150/50),压力可达0.5~5.0MPa,最大排浆量为150L/min。 4. 附属设备 ⑴搅拌机。拌制水泥浆液的机械,习惯称搅拌机。为了充分拌匀水泥浆,灌浆规范对搅拌机的选择提出了原则要求: 搅拌机的转速和拌和能力应分别与所拌浆液的类型和灌浆泵的排浆量相适应,保证能均匀、连续地拌制浆液。当拌制细水泥浆和稳定浆液时应选用转速大于1200r/min的高速搅拌机。 目前常用的搅拌机有离心叶片式和胶体旋流式。 ①离心叶片式搅拌机的构造和工作原理。电机带动立轴,立轴底端焊有2~3个近似三角形的硬质合金叶片,其高速旋转,产生强烈的剪切作用,水泥颗粒被分散,浆液得以搅拌均匀。此机用来拌制砂浆、浓水泥浆效果均佳。为了满足连续拌制浆液的需要,生产厂家将两个单机合并,由一个电动机驱动,即省电力又方便。 该机的主要缺点是只能打开阀门放浆,而不能靠其自身输送浆液(例如:中国水电基础工程局科研所生产的JJB-150×2型高速搅拌机)。 ②胶体旋流式搅拌机的构造和工作原理。电机直接带动叶轮,将固、液两相物质由桶底吸入搅拌室,借用叶轮的高速旋转,一方面产生强大的剪切作用,将水泥颗粒分散,另一方面以巨大的离心力将浆液沿切线方向顺管路送入桶内,产生涡流,浆液进一步被搅拌。这样往复循环,浆液被拌合均匀。 此机的优点是可打开送浆阀,靠浆液的离心力作用,实现短距离输送浆液的目标。但叶轮易损,使用有结块的水泥或在拌制砂浆时,需认真排除结石或人工过筛(例如:杭州钻探机械厂生产的ZJ-200型制浆机,中国水电基础工程局科研所试制的XL型高速搅拌机)。 ⑵储浆机。储存已拌好的浆液,供给灌浆机使用的设备,成为储浆机,俗称“储浆槽“。其主要构造是容器内设有旋转的立轴,立轴下端装有一副对称的叶浆。叶浆旋转以维持水泥浆不发生沉积。因其转速较慢,容器内浆液页面波动较小,可在储浆槽内测量浆量变化,从而计算灌浆段内的注浆量,所以也有的称储浆槽为”量浆槽“(例如:杭州钻探机械厂生产的JJS-2B型,可储浆200L×2)。 ⑶灌浆自动记录仪。能在灌浆过程中,将施工参数(如:灌浆压力、注入流量、浆液密度等)真实自动地记录下来的微机系统,成灌浆自动记录仪。现在许多灌浆工程采用了记录仪,尽量地排除人为因素,保证了灌浆质量,取得了良好效果。为此,在DL/T5148—2001《灌规》总则的4.0.8条规定:重要工程的帷幕灌浆和高压固结灌浆,应使用灌浆自动记录仪。 该仪器主要由计算机、打印机、流量计、压力计、稳压器和密度计等部分组成。自动记录仪的工作原理是:灌浆过程中,浆液的流量、密度和压力值分别经流量计、比重计和压力计转换成电量信号,送到计算机内处理,并控制打印机按设定的格式打印所需的施工参数,同时将灌浆过程中的压力和流量随时间变化的曲线描绘在记录纸上。记录仪可用于纯压式,也可用于循环式灌浆的记录。 ⑷湿磨机。将配制好的水泥浆中的水泥颗粒再次磨细的机械。目前,国内使用较多的湿磨机SW-3型和GSM-Ⅲ型。工作原理是由主动电机驱动研磨机内的圆盘高速转动,强烈搅动桶内介质和水泥浆液,使水泥颗粒受到剪切、冲击、研磨和分散等作用,从而被磨细。根据灌浆对水泥细度的要求和湿磨机的性能,有时须反复磨细2~3次;为了加快磨细速度,节省时间,往往2~3台湿磨机串联使用。由于湿磨水泥浆液颗粒细度的现场测试较困难,所以设计文件中有的往往规定磨细几遍即可使用,并不要求现场经常测试细度。中国水电基础工程局研制出光透射粒度测定仪,可在现场10~20min完成一组测试工作。湿磨细水泥浆的细度一般可达到D50=10~12μm,比表面积可达7000cm2/g以上。 ⑸灌浆机具。 ①阻浆塞。能将灌浆孔分段阻隔且浆液能通过塞体进入灌浆段岩层的特殊专用机具。以浆液在孔内流动方式的不同,可分为循环式阻浆塞和纯压式阻浆塞。 Ⅰ.循环式阻浆塞的工作原理是:拧紧顶部的丝杠,通过内外管上下移动来压缩阻浆塞上的橡胶球,胶球膨胀卡住钻孔孔壁,实现分段阻隔的目的。浆液通过内管进入孔段内,部分浆液灌入岩体,另一部分浆液通过阻浆塞内外管之间隙返出孔口,从而达到孔内浆液始终保持流动状态的目的。帷幕灌浆和高压深孔固结灌浆施工中使用循环式阻浆塞,对灌浆质量有利。但缺点是结构较复杂,起、下塞时费力,有时发生绕塞返浆事故。 Ⅱ.纯压式阻浆塞与循环式阻浆塞的主要区别是内外管结构的不同。在阻隔分段方面,它的工作原理基本与循环式相同,只是内外管在孔段内不相联通,浆液进入孔内,不再返出孔口。当岩石不吸浆时,孔内浆液不再流动。为了方便施工,减小起下塞的劳动强度,已研制出充气式或水胀式胶囊阻浆塞,使用效果较好。然而其价格较贵,且胶囊的耐久性也需再经实践的考验,充气的专用设备也待改进和创新,故目前推广有一定难度。 另外,由于采用了孔口封闭灌浆法,孔口使用特制的封闭器,利用钻杆将浆液送入孔底,也能保持浆液在孔内循环流动。 ②压力表。显示浆液承受灌入压力值的仪表。压力表的准确性至关重要,它将直接影响到灌浆

  压力的使用,因此灌浆规范对使用压力表作出规定:“灌浆泵和灌浆孔口处均应安设压力表。使用压力宜在压力表最大标值的1/4~3/4之间。”为了防止浆液进入压力表,延长其使用寿命,应在灌浆管路与压力表之间设油盅等隔浆、缓冲装置。压力表应经常进行检定,不合格或损坏的压力表严禁使用。 ③高压阀门、钢丝编织胶管在灌浆压力大于3MPa时,应使用耐磨性能好的特殊材料(如镍钴合金)制成的高压阀门来控制灌浆压力。 使用的钢丝编织胶管能承受灌浆压力的1.5倍以上。这样才可保证高压灌浆的实施和施工的安全。沈阳橡胶制品厂生产有各种规格的钢丝编织胶管。 ④浆液密度(比重)计。现场测定浆液密度(比重)的仪器。常用的比重计多为上海地质仪器厂生产的NB-1型泥浆比重计(通常叫比重秤)。它是一个不等臂的天平,杠杆一侧为容积固定的盛浆液的杯,另一侧为有刻度的游码装置,调试游码的位置使杠杆顶部的气泡居中,此时游码指示值,即为浆液的密度(比重)值。其单位为g/cm3。此仪器由金属和硬塑料制成,比较耐用,测量精度可达0.01 g/cm3。也有的使用碳粒玻璃管式比重计现场测定浆液的比重。因其易损,测量精度较差(浆液越浓误差越大),已逐渐被淘汰。 3.5.2 灌浆方法 根据地质条件、灌浆孔的深度和灌浆目的以及设计文件要求来确定灌浆方法。一般可分两大类: 1. 全孔分段灌浆法 即将灌浆塞卡在孔口,全孔作为一个灌浆段进行灌注。此法适合于孔深较浅的(不超过6m)固结灌浆孔。潘家口、桃林口坝基固结灌浆入岩5m的孔均采用了全孔一次灌浆法。 2. 全孔分段灌浆法 为了较准确地掌握基岩不同高程的注浆情况,提高灌浆质量,将较深的灌浆孔分为若干段。段长应根据地质条件和结构要求来划分,一般地质条件下段长5~6m,较复杂时可按3~4m划分,接触段按1~2m控制段长。每段灌浆时时,应分别卡塞。根据钻孔与灌浆间的相互顺序,分段灌浆又可分为: ⑴自上而下分段灌浆法。从上向上逐段进行钻孔,逐段安装灌浆塞进行灌浆,直至孔底。此法适合于地质条件较差的地段。由于自上而下逐段灌注,可随段位的加深,逐级提高灌浆压力,尽量防止浆液上串冒浆、绕塞返浆现象,对灌浆质量有利。同时,各段的压水试验和灌浆量成果计算也较准确。但每段灌注后须一定的待凝时间,钻、灌不能连续进行,使工期拖延,机械间停,人力物力闲置。另外,灌浆塞多次起、下,费力、费时、费事。潘家口、桃林口坝基帷幕灌浆的先导孔即是采用此法:孔深45~55m,一般分10~12段,每段钻孔结束后,都将循环式胶球灌浆塞下到该灌浆段顶部以上0.2~0.5m处卡塞。塞头以上配套的内外灌浆钢管须加长到40~50m,自重可达300kg以上,有时需配备专门的起吊设备或利用钻机上的卷扬机起吊灌具。 ⑵自下而上分段灌浆法。将灌浆孔一次钻进到底,然后从钻孔的底部往上,逐段上提阻浆塞进行灌浆,直至孔口。此法适合于岩石坚硬、裂隙不很发育的地段。其优点是:钻进和灌浆两道工序可独立进行,连续施工,灌浆后无须待凝。这样,既简化了供需,又节省了时间,提高了工作效率。但遇到岩石破碎地段或孔径不均一时,可能发生卡塞不紧、孔口漏浆或绕塞返浆现象,有时多次上提塞位,致使灌浆段过长,甚至发生埋塞事故。另外,全孔钻进过程中,产生的岩粉也可能堵塞孔壁上的裂隙;同时灌浆孔上部各段的灌浆压力控制受到限制,这些因素都可能影响灌浆质量。潘家口、桃林口坝基的深孔固结和帷幕灌浆孔就采用了此法(混凝土与基岩的接触段单独灌浆后,再一次性钻至设计孔深)。质检中,发现个别孔段有绕塞返浆和扩不住塞的现象。 ⑶综合分段灌浆法。在灌浆孔的某些段采用自上而下分段灌浆,另一些段采用自下而上分段灌浆。此法为上述两种灌浆方法的结合,适合于钻孔较深,地质条件较明晰的地区。它既方便了施工,又顾及地质条件,对进度和质量都有利。但具体如何安排综合分段,应结合实际地质情况(如根据地质勘探钻孔活帷幕先导孔的钻孔、灌浆资料),在设计和监理工程师的指导下,慎重从事,并在实施中不断分析成果,及时调整。 ⑷孔口封闭灌浆法。在灌浆孔的接触段灌浆后,在孔口埋设安装孔口管,自上而下分段钻孔和灌浆,各段都在孔口管上安装孔口封闭器进行灌浆。这种方法的特点是:每段灌浆时不下阻浆塞,利用钻杆代替射浆管将浆液送入孔内,孔口封闭器控制浆液返回,从而实现浆液在全孔内循环的目的。此法的关键工序是孔口管的埋设。其埋入岩石的深度视灌浆压力和地质条件而定。一般情况下,不应小于2m,此段习惯称为“孔口镶铸段”,它应采用较大的钻具(常用φ76~91mm钻具)先行钻孔,钻入岩石2m进行表层常规下塞灌浆后,埋入分段钻孔灌浆。此法的最大优点是每段灌浆结束后不须待凝,可直接开钻下一段,大大节省了时间:多次复灌,有助于提高灌浆质量。但是“孔口封闭灌浆法”也有一定的约束条件。《灌规》中明确规定:“孔口封闭灌浆法适用于高压水泥灌浆工程”,“孔口封闭器应有良好的耐压和密封性能,在灌浆过程中灌浆管应能灵活转动和升降”。“孔口镶铸段以下3或4个灌浆段长宜短,灌浆压力递增宜快”,“灌浆管外径与钻孔孔径之差宜为10~20mm”。灌浆结束条件中,也比采用其他灌浆方法的灌注时间有所延长。因此采用此法必须严格按规定的一套完整工序去做,不得只选取简便、省事的条款而废弃或忽略较严格的条款。长江三峡永久船闸闸首基岩的帷幕灌浆就采用了孔口封闭灌浆法,其设计最大灌浆压力为5~6MPa,第1~4灌浆段长分别为:2m,1m,2m,5m,以下各段按5m段长控制。开孔钻具规格为φ76mm,埋入φ73mm的孔口管,正常钻进采用φ56mm的金刚石钻头清水钻进技术。φ42mm的钻杆用平接头连接代替射浆管,射浆管口距孔底0.5m左右。孔口管上安装了孔口封闭器。灌浆过程中经常转动和上、下活动射浆管(钻杆),保持回浆管有15L/min以上的回浆量(目的是保持孔内浆液的流动,防止孔内钻杆铸死)。灌浆结束的条件时:在设计压力下,当注入率小于1L/min,延续灌注时间不少于90min,且灌浆全过程中,在设计压力下的灌浆时间不少于120min。鹤壁盘石头水库、清江水布垭水电站的面板堆石坝趾板基岩的帷幕灌浆也是采用此法。请注意:当岩石注浆量特大,长时间灌注浓浆时,要防止铸死钻杆。 3.5.3 灌浆压力的选定和控制 1.灌浆压力的选定 灌浆压力是控制灌浆质量和效益的关键因素之一。不同的地质条件、不同的加固防渗设计标准、不同的灌浆材料,应选定不同的灌浆压力。一般说来,使用较大压力可促使浆液灌入更细小的裂隙中,充填得更密实;浆液扩散范围更大,有利保证灌浆质量,减少工程量。但压力过大,可能使地质条件进一步恶化,甚至造成建筑物或岩层被抬动变形破坏,也有可能使浆液流到灌浆区域之外,造成材料浪费,拖延灌浆时间。同时,压力过大,对灌浆设备的损耗也大。 正确选定灌浆压力,是较困难的。工程设计阶段,确定灌浆压力多数是先采用类比法,即参照类似工程,先选用较适宜的灌浆压力,然后通过现场灌浆试验,加以验证和修改。也有的是通过经验计算公式,先计算相应地层的灌浆压力,再在现场进行灌浆试验,或者在灌浆施工中加以验证和修改。《混凝土重力坝设计规范》中第10.3.4条规定,固结“灌浆压力在不抬动基础岩体的原则下,经论证采用无混凝土盖重灌浆时,其灌浆压力为0.2~0.4MPa,有盖重时为0.4~0.7MPa”。第10.4.8条规定,帷幕“灌浆压力应通过试验确定,通常在帷幕孔顶段取1.0~1.5倍坝前静水头,在孔底段取2~3倍坝前静水头,但不得抬动岩体”。 经验计算公式为 p=p0+p×D (此公式适用于无盖重情况)计算的灌浆压力值由岩石的深度和岩性决定。 式中:p0——表面地层允许的压力; P——岩石每增加1m孔深,其允许增加的压力;; D——灌浆段顶以上的岩石厚度。若有压重,灌浆压力可提高为 p=k×r×h+p0+p×D 式中: k——系数,可选1~3; h——压重层厚度; r——压重层的容重。 上述公式中的p0和p可参照表3.7选取。 采用上述公式一般针对岩石的帷幕灌浆而言。应根据采用的不同灌浆方法选取p值,若采用自下而上分段灌浆法,p宜取较小值。 2.灌浆压力的控制 严格说来,灌浆压力是指灌浆段所承受的全压力,包括孔口压力表的指示值和压力表至灌浆段的高差浆柱所产生的压力。为了便于施工,易于现场操作,设计文件中要求的“灌浆压力”除特别标明外,一般指孔口回浆管上压力 表的指示值。 表3.7 岩石分类 岩性 p0(MPa) p(MPa) Ⅰ 低透水性,陡斜裂隙, 坚固大块结晶岩石 0.3~0.5 0.2~0.5 Ⅱ 风化,中等坚固块状结晶岩石或大块体沉积岩 0.2~0.3 0.1~0.2 Ⅲ 砂岩,粘性页岩,凝灰岩,中等裂隙的层状岩浆岩 0.15~0.2 0.05~0.1 Ⅳ 软质石灰岩、砂岩和泥灰岩,裂隙发育的硬岩石 0.05~0.15 0.025~0.05 Ⅴ 松散的泥沙土壤,砾石,砂,砂质粘土 0 0.015~0.025 灌浆压力的控制,主要依据灌注岩层的地质条件、灌浆段的深度、浆液注入率大小以及建筑物结构的特点。通常的原则是:注入率小时,应尽快达到设计值,即“一次升压法”;反之,则宜缓慢提升至规定值,即“分级升压法”,《灌规》中没有明文规定,根据多数工程的经验,注入率超过30L/min时,宜从最低一级压力进行灌注。特别是混凝土面板堆石坝趾板基岩灌浆,由于趾板单薄,极易造成抬动变形,严重时,使趾板产生裂缝甚至遭到破坏。所以对灌浆压力和注浆率控制十分严格。例如: ⑴鹤壁盘石头水库混凝土面板堆石坝趾板基岩帷幕灌浆第一段(接触段),按如下情况控制灌浆压力: 1 注入率大于30L/min时,灌浆压力为0.05MPa。 2 注入率大于20L/min时,灌浆压力为0.1MPa。 3 注入率大于10L/min时,灌浆压力为0.15MPa。 4 注入率小于10L/min时,可一次升至设计值0.3~0.7MPa。 ⑵清江水布垭水电站混凝土面板堆石坝趾板固结灌浆和帷幕灌浆的压力与注入率关系分别按表3.8和表3.9的标准控制。 表3.8 固结灌浆压力与注入率关系表 注入率(L/min) ≥20 ≥10 灌浆压力(MPa) <0.3 ≤0.5 表3.9 帷幕灌浆压力与注入率关系表 注入率(L/min) <40 <30 30~20 20~10 <10 最大灌浆压力(MPa) 0.8~1.0 1~2 2~3 3~4 4 在《水布垭水电站面板堆石坝基础灌浆施工技术要求》中曾强调:①特别注意当压力为4MPa及以上时,注入率应小于10L/min。②升压灌浆过程中,如变形值上升较快或已接近允许值,应立即恢复到升压前的压力灌注。 为及时掌握趾板抬动变形和即时控制灌浆压力,水布垭水电站在做基岩灌浆试验过程中,施工单位研制成功LH2001位移智能测控仪。该监测系统能自动报警、自动控制灌浆泵的停转,确保了趾板的安全。 3.5.4 浆液的配合比和浓度变换 浆液的配合比和浓度变换也是影响灌浆质量的重要因素。 水泥浆的配合比是指水和水泥在浆液中的重量比,通常称为水灰比,习惯上将水泥(俗称灰)比例定为1.例如:水灰比3∶1,即表示浆液由3份重量的水和1份重量的水泥配制而成。水灰比值越大,浆液越稀,因此浆液的水灰比即表示了浆液的浓度。 基岩灌浆采用的水灰比应根据灌浆目的和地质条件选用。SL62—94《灌规》和DL/T5148—2001《灌规》中,在“坝基岩石灌浆”的章节里规定:帷幕灌浆浆液的水灰比可采用5,3,2,1,0.8,0.6(或0.5);固结灌浆可采用3,2,1,0.6(或0.5)。 从灌浆理论和国内习惯(或者说经验),水泥灌浆施工中,浆液的变换通常按由稀逐级变浓的方式进行,目的是将流动性较好的稀浆灌入更小的细缝中,尽量扩大灌浆范围。但稀浆的析水率高,直接影响水泥结石与基岩的胶结强度,为了获得更好的灌浆效果,应尽量灌入浓浆,因此,灌浆过程中有个变换浆液浓度的原则。SL62—94《灌规》的3.5.5条和3.5.7条以及DL/T5148—2001《灌规》的6.5.6条均明确指出了浆液变换的原则: ⑴当灌浆压力保持不变,注入率持续减少,或注入率持续减少,或注入率不变而压力持续升高时,不得改变水灰比。 ⑵当某级浆液注入量已达300L以上,或灌浆时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,应改浓一级水灰比。 ⑶当注入率大于30L/min时,可根据具体情况越级变浓。 为了防止变浆不妥或其他原因,影响灌浆质量,《灌规》条文又规定:灌浆过程中,灌浆压力或注入率突然改变较大时,应立即查明原因,采取相应的措施处理。 3.5.5 灌浆结束条件 在给定的压力下,基岩水泥灌浆的注入率一般呈逐渐减少的趋势,但若达到注入率为0,则须延续很长时间(几小时甚至几十个小时)。这无论从施工进度方面,还是从成本核算方面,均是不允许的。另外,从灌浆质量方面考虑,也没有必要非要求注入率为0。根据施工经验,人为地确定了一个注入率值,并规定在设计灌浆压力下,某段岩石的注入率已小于此值,且延续了一定的时间,即可结束,这就是灌浆的结束条件。每个灌浆段均要求达到上述3个技术指标:压力、注入率、持续时间。否则,该段灌浆属于未达到结束标准的不合格段次。 1. 帷幕灌浆的结束条件 ⑴SL62—94《灌规》中3.6.1条规定。 ①帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时,在规定的压力下,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90min,灌浆可以结束。②采用自下而上分段灌浆法时,继续灌注的时间相应地减少为30min和90min,灌浆即可结束。 ⑵针对孔口封闭灌浆法的结束条件,3.7.12条指出,灌浆应同时满足下述两个条件后,方可结束:a.在设计压力下,注入率不大于1L/min时,延续灌注时间不少于90min。b.灌浆全过程中,在设计压力下的灌浆时间不少于120min。 2. DL/T5148—2001《灌规》中6.6.1条规定帷幕灌浆各段的结束条件为 ⑴采用自上而下分段灌浆法时,灌浆段在最大设计压力下,注入率不大于1L/min后,继续灌注60min,可结束灌浆。 ⑵采用自下而上分段灌浆法时,在该段最大设计压力下,注入率不大于1L/min后,继续灌注30min,可结束灌浆。 ⑶针对孔口封闭灌浆法的结束条件,6.7.13条规定:在该段最大设计压力下,注入率不大于1L/min,继续灌注60~90min,可结束灌浆。 3. 固结灌浆的结束条件比帷幕灌浆略显宽松一些 ⑴如SL62—94《灌规》3.6.2条规定:固结灌浆,在规定的压力下,当注入率不大于0.4L/min时,继续灌注30min,可以结束。 ⑵DL/T5148—2001《灌规》中6.6.2条规定固结灌浆各灌浆段的结束条件为:在该灌浆段最大设计压力下,当注入率不大于1L/min后,继续灌注30min,可结束灌浆。 水利和电力系统执行的《灌规》在灌浆结束条件方面有一定

  的差别,一是SL62—94《灌规》是在20世纪90年代初,针对SDJ210—83《灌规》修订的,当时施工技术尚停留在人工测量搅拌槽内浆量变化的水平上,误差较大,人为因素较多,为了保证灌浆质量,提出了较为严格的注入率和延续时间因搅拌槽的容积为200L,每下降1cm约4L,人工量测的精度基本控制在1cm范围。灌浆快结束时,要求5~10min测量一次,故灌浆记录中经常出现4L/(5~10min),即0.8~0.4L/min数据,这就是以前《灌规》中注入率值取0.4L/min作为结束灌浆条件之一的原因。而DL/T5148—2001《灌规》是于20世纪90年代末,在SL62—94《灌规》的基础上,适当补充了近些年的新技术成果和修改了部分条文,其中“灌浆结束条件”是修改的最重要的一条。其主要原因是:①与发达国家的灌浆技术标准比较起来,我国灌浆工程的结束条件时最严格的;②适应灌浆记录仪的普及应用。灌浆自动记录仪能使灌浆的全过程得到有效的监测,可以确保规定的压力和时间的准确性。但记录仪的流量传感器在注入率小于1L/min的工况下,精度降低;③我国一些工程的实践经验也证明,结束标准的适当放宽,对灌浆质量影响不大。如二滩、小浪底、光蓄、天荒坪等工程的灌浆结束条件较SL62—94《灌规》均有放宽;④设计规范对防渗标准也有所放宽。新发布的《混凝土重力坝设计规范》DL5108——1999对1978年的该规范进行了修订,由原来的高坝(坝高大于70m)<1Lu,中坝(坝高30~70m)1~3Lu,低坝3~5Lu放宽至坝高大于100m为1~3Lu,坝高50~100m为3~5Lu,坝高小于50cm为5Lu;⑤是灌浆专家深入论证和研讨的成果。 3.5.6 封孔 每个灌浆孔灌浆结束后,无特殊技术要求时,应该对钻孔进行回填封孔。封孔工作非常重要,帷幕灌浆孔封孔不密实,大坝蓄水后,孔内可能有水渗出,严重时可能引起防渗帷幕的破坏。封孔时强调采用机械封孔方法。机械封孔法归纳起来有导管注浆封孔法和全孔灌浆封孔法以及分段灌浆封孔法三种: 1. 导管注浆封孔法 全孔灌浆结束后将导管(胶管、铁管或钻杆)下入孔底(一般管口距孔底0.5m),用灌浆机通过导管将0.5∶1的水泥浆自下而上送到孔内,并将孔内原残留的余浆和积水排出孔外。随着水泥浆的上升,可将导管慢慢上提,但要求导管底口始终保持在浆面以下。这种方法适用于浅孔(孔深小于10m)和孔内无涌水的灌浆孔。《灌规》中要求固结灌浆孔可采用此法。 2. 全孔灌浆封孔法 全孔灌浆结束后先采用导管注浆法将孔内残留余浆置换成水灰比为0.5∶1的浓浆之后将灌浆塞卡在孔口进行纯压式灌浆封孔。灌注压力可根据工程具体情况而定,一般不宜小于1.0MPa。混凝土重力坝的封孔压力可取较大值(如三峡永久船闸帷幕孔的封孔压力采用了该孔的最大灌浆压力),而面板堆石坝趾板处灌浆孔的封孔压力宜取较低值?(如鹤壁盘石头水库趾板固结,帷幕孔采用最后排序孔浅部基础段的灌浆压力)。若采用孔口封闭灌浆法,封孔也可选用该孔的最大灌浆压力(如清江水布垭电站趾板基岩帷幕灌浆孔的封孔)。封孔灌注时间不应小于1h。 采用孔口封闭灌浆法的帷幕灌浆孔多使用全孔灌浆法封孔。 3. 分段灌浆封孔法 全孔灌浆结束后自下而上分段进行纯压式灌浆封孔。分段长度为20~30m,灌注压力为相应深度的最大灌浆压力,持续时间一般为30min。孔口段应为1h。这种封孔发放适用于采用自上而下分段灌浆、孔深较长和封孔较困难(如有涌水)的灌浆孔。帷幕灌浆的先导孔和检查孔多采用此法。 采用上述方法封孔时,均需待凝后将孔内空余部分再用干硬性水泥砂浆人工封填捣实。若空余部分的深度大于3m,应继续采用导管注浆法再次封孔。 《灌规》要求各类灌浆孔的封孔质量均应进行抽样检查。抽查数量和合格标准各工程可据具体情况制定,一般抽查数量不宜超过总孔数的5%,若抽查不合格,应加倍抽查。封孔检查采取顺原孔钻取芯样的方法。有的工程规定:获取的水泥结石芯样长度不低于孔深的95%,且结石完整,有一定的强度(抗压强度不低于20MPa)。 为了确保封孔质量,有的工程要求全孔灌浆结束并由监理人员核对孔深后,方可进行封孔。封孔也要去填写封孔记录。封孔记录的格式可参考附表9. 3.6 原始记录及资料整理 3.6.1 原始记录 灌浆工程属于隐蔽工程,其施工质量和灌浆效果无法直观评定,必须依据对施工资料的分析和按有关规定的方法进行检查,方可作出比较切合实际的结论。 施工资料主要包括施工原始记录和根据原始记录按一定的要求整理出来的统计资料及绘制的图表。 施工原始记录是最基本的施工资料,它是按照有关规范和设计文件要求,现场即时提取的真实数据的记录,数据必须准确、详细、清楚,不允许人为地随意删除或涂改。尤其在出现异常情况时,更要如实测读和填写。为排除人为因素的影响,提高国家质量,增强在招标、投标工程中的竞争能力,随着微机应用技术的普及,灌浆自动记录仪已被推广使用到重要工程的帷幕灌浆和高压固结灌浆施工中。 为表示对工程的复杂,便于查找当事人核对现场实情,每班参与施工人员(机长、班长、记录员等)应在原始记录上签字,同时也应有质检员、监理人员签字。 基岩灌浆的原始记录包括施工原始记录和质检原始记录。 ⑴施工原始记录有:钻孔记录、裂隙冲洗记录、压水试验记录、灌浆记录、封孔记录以及变形观测记录等。 ⑵质检原始记录有:孔位、孔深、钻孔测斜记录及灌浆材料、浆液密度、灌浆压力、结束条件、封孔质量检查等记录,如质检班志,检验工序表等。 各种记录表格的样式,往往需根据每个工程的特点,具体规定。为了便于统计、查阅和分析资料,国内基岩灌浆工程力求使用统一样式的表格。为此,DL/T5148—2001《灌规》在附录B(提示的附录)中列出“灌浆施工记录表”的格式(见附表8)。灌浆的全过程需将采集的一切技术数据和发生的一切情况记录下来,按本工程规定的记录表格填写。主要填写项目应包括:工程项目、部位、孔号、孔段、段长、浆液的水灰比及变换、加浆量、余浆量、注入量、注入率和灌浆压力、历时时间以及特殊情况处理等。 本书后面附表中也列出了钻孔记录、钻孔测斜记录及计算成果表、压水试验记录、封孔记录、抬动观测记录等,供参照。 3.6.2 资料整理 为及时掌握灌浆情况,便于设计、监理和施工人员查阅有关资料,应随钻孔灌浆施工的进展、收集施工原始记录并按程序予以整理、填报或绘制各类图表。 做好灌浆工程的资料整理是一项非常重要的工作,它将影响到灌浆质量和灌浆效果的评价。 灌浆资料需整理成的图标一般来说包括:灌浆成果一览表、灌浆分序统计表、灌浆成果综合统计表、灌浆成果综合剖面图。 1.灌浆成果一览表的整理 我们灌浆孔因孔深分段较多,一般说来,灌浆成果表以一个孔位单位进行整理;固结灌浆因孔浅,仅1段或2~3段,应以一个单元工程为单位对每个灌浆孔进行整理,汇总在一个成果表上。整理的主要内容是: ⑴水泥注入量的计算。以每个灌浆段的灌浆施工记录为依据,统计出该段灌浆结束后的总的耗灰量,然后扣除管路占浆和槽内剩余浆的含灰量,即是该灌浆段的实际注灰量(单位:kg),再被灌浆段长(以m为单位)去均分,即得单位注入量(单位kg/m)。 这里须指出,“耗灰量”是通过“耗浆量”中的含灰量计算而来的。如果只有一种水灰比的浆液,那么,耗灰量可用下列公式计算: 耗灰量=密度×注浆量/(水灰比+1) 例如:已知注入某灌浆段水灰比为1∶1的浆液100L,请计算注灰量是多少?(现场测得浆液的密度为1.5kg/m3) 解:根据已知条件代入上面公式 耗灰量=密度×注浆量/(水灰比+1)=1.5×100/2=75(kg) 浆液的密度(比重)可查附表4,也可用密度计现场实测。若浆液密度不易测得时,可按以下办法计算 耗灰量=该浆液单位体积的含灰量×浆液体积。如何计算某种浆液单位体积的含灰量,最简单的计算方法是: 单位体积的含灰量=水泥重量/浆液体积 例如用60kg水泥拌制了200L的浆液,单位体积的含灰量=60/200=0.3kg/L 如果该灌段用几种水灰比的浆液灌注,那么 耗灰量=∑每种浆液单位体积的含灰量×每种浆液体积 灌浆结束时应实测回浆管的回浆浓度,按此浓度扣除管路占浆和槽内余浆的含灰量,因为此时回浆管的回浆浓度可能比灌注的最浓浆液要稀一些。若管路占浆和量浆槽的余浆均按最浓的浆液扣除含灰量,所得结果使实际注入量偏低。 确定管路占浆,施工中采取两种办法:一是计算方法,二是试验方法。 计算方法是根据灌浆管路(含进、回浆管,阻浆塞内外管以及灌浆段)的长度及孔径,通过计算得到总容积;试验方法是浆液拌制后先开灌浆机,将浆液送到孔内(不加压),待回浆管回浆时,即刻测量储浆槽内的耗浆量,此量即为管路占浆。但要注意,当孔内注浆量大时,不宜采用试验方法,否则误差较大或根本不回浆,无法测得管路占浆。 ⑵透水率的计算。灌浆成果表中“透水率”的计算也比较重要。必须按有关技术要求或灌浆规范进行。每灌段的透水率如何计算,在第3.4节内容中已较全面地进行了阐述,并举例试算,不再重复。 灌浆成果一览表就是将一个孔或一个单元工程全部孔的施工成果(孔深、透水率、注浆量、注灰量、单位注入量、灌浆压力、水灰比等参数)汇总在一起的明细表。 灌浆成果一览表的格式,可参照DL/T5148—2001《灌规》附录B中的表2格式(见附表11)。 2.灌浆分序统计表的整理 以一个单元工程(一个坝段或区段)为单位,分别将不同排、序的各灌浆孔的平均单位注耗灰量和透水率填报汇总,并将每个灌浆孔各段的单位注灰量和透水率按划分的若干个区间进行段次的统计。经汇总统计后,可得出各排、序孔的平均单位注灰量和透水率以及各序孔在单位注灰量、透水率各区段的频率分布情况。由此,可大致看出该单元工程随排、序孔加密的灌浆效果。 灌浆分序统计表的格式可按DL/T5148—2001《灌规》的附录B中表3 的格式填报(见附表12)。 3.灌浆成果综合统计表的整理 将单元工程或一个单位工程(由几个单元工程组成或根据工程的具体情况按施工阶段划分的工程)的感觉分许统计表中同排同序孔的平均单位注灰量和透水率以及其区间分布频率再进行汇总,就形成灌浆综合统计表。由此表可大致看出该单位(元)工程的灌浆呈现的规律和灌浆效果。 灌浆综合统计表的格式可参照DL/T5148—2001《灌规》附录B的表4填报(见附表13)。 为更直观灌浆效果和判断灌浆呈现的规律性,常将一个单元(或单位)工程的同类灌浆各序孔的透水率和单位注灰量的分布区间频率及累计频率绘制成曲线图,绘制例图参照DL/T5148—2001《灌规》附录B的图1(见附图1)。 4.灌浆成果综合剖面图 为了将灌浆成果更形象化,通常将一个单元工程的灌浆孔的平面布置图和垂直剖面图画出来,并把灌浆成果一览表中的有关数据列在旁边。从综合剖面图中,不仅可以看出各灌浆孔在平面上的相对位置,而且各个灌浆段分布的高程位置也能一目了然,同时各灌浆段的施工成果也更直观,对分析灌浆效果、判断地质情况、指导施工都具有现实意义。 据了解,国内多数工程浅孔固结(分1~2段)灌浆的综合剖面图,只在平面图的灌浆孔旁标记灌浆成果即可。帷幕灌浆和深孔固结灌浆,应按DL/T5148—2001《灌规》附录B中图B2和B3的格式绘制成果图(见附图2、附图3)。 3.7 灌浆质量检查及工程质量评价 灌浆质量的检查包括灌浆施工的质量检查和灌浆效果的检查。 3.7.1 施工质量的检查及评定 1.施工质量的检查 施工质量是保证灌浆工程质量的基础,因此必须做好施工过程(工序)的质量控制和检查。其控制和检查的内容、方法以及合格标准应根据各工程的具体情况拟定。一般是由设计者或监理者按有关《灌规》和《评定标准》确定具体要求。 如按《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准(一)》SDJ249—88试行标准进行质检,应按表3.10的要求执行。 表3.10(岩石地基)灌浆工程质量检查内容和质量标准表 项次 项目 质量标准 帷幕及深孔固结 固结 1 钻孔 孔位允许偏差 ±10cm ±10cm △孔深偏差 不得小于设计孔深 不得小于设计孔深 2 偏斜率 直孔 <1% 3 斜孔 <1.5% 4 灌浆 钻孔冲洗与压水试验 符合设计或规程要求 符合规程要求 5 △使用压力 符合设计要求 符合规程要求 6 灌浆段长 符合设计要求 7 △浆液变换,结束标准 符合设计要求 符合设计要求 8 封孔 密实、不渗水 9 灌浆中断影响程度 检查分析后符合质量要求 检查分析后符合质量要求 10 △灌浆记录 齐全、清晰、准确 齐全、清晰、准确 按上表所列项目逐孔进行检查,标有“△”符号者均为主要检查、检测项目。 2.施工质量的评定 同类型灌浆的施工质量和工程质量的评定,应在划分的同一个灌浆单元工程范围内进行。灌浆单元工程的划分应根据建筑物的结构特。

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