XX市XX水库扩建工程
原管封堵充填灌浆试验施工方案
工程名称：XX市XX水库扩建工程 工程地点：XX市大南山镇三坑村 施工单位：XX股份有限公司
编制单位：XX股份有限公司
XX市XX水库扩建工程项目经理部 编制人：
编制日期：2010年01月02日 审批负责人：
审批日期：2010年01月02日
目 录
1.工程简况 .................................................................................................................... 2 2. 充填灌浆试验方案 .................................................................................................. 2 2.1充填灌浆试验技术要求 ...................................................................................... 3 2.1.1施工顺序........................................................................................................ 3 2.1.2钻孔、冲冼.................................................................................................... 3 2.2灌浆 ...................................................................................................................... 3 2.2.1灌浆材料........................................................................................................ 3 2.2.2 浆液的试配实验........................................................................................... 4 2.2.2灌浆方法及段长............................................................................................ 5 2.2.3灌浆方式及灌浆方法.................................................................................... 5 2.2.4灌浆................................................................................................................ 6 2.2.5 灌浆结束标准及封孔................................................................................. 6 2.2.6注水试验（检查孔）.................................................................................... 6 3. 灌浆出现问题的处理 .............................................................................................. 6 3.1 裂缝处理 ............................................................................................................. 6 3.2冒浆处理 .............................................................................................................. 7 3.3串浆处理 .............................................................................................................. 7 3.4塌坑处理 .............................................................................................................. 7 3.5 隆起处理 ............................................................................................................. 7 3.6机械故障处理 ...................................................................................................... 7 4.灌浆观测 .................................................................................................................... 8 4.1目的和要求 .......................................................................................................... 8 4.2灌浆压力和灌浆量观测 ...................................................................................... 8 5.灌浆质量检查和验收 ................................................................................................ 9 5.1质量检查 .............................................................................................................. 9 5.2验收 ...................................................................................................................... 9 6.充填灌浆施工设备配备 .......................................................................................... 10 7.人员配备 .................................................................................................................. 10
1.工程简况
XX水库位于XX市大南山镇白马河上游的三坑河谷中三坑村附近，集雨面积25.31km2，总库容1639万m3。水库1976年兴建，1980年竣工蓄水。水库枢纽包括大坝、溢洪道、引水隧洞、发电站厂房等水工建筑物。
XX市XX水库扩建工程原管封堵充填灌浆包括原管封堵充填灌浆420m，坝体钻孔（空钻）3460m。由于大坝坝中原管封堵钢管中的砼、浆砌石、回填灌浆充填体是后期管内浇筑砼、砌筑浆砌石和回填灌浆，加重原管体重量，使管体沉陷而产生裂缝，为防止土坝坝坝体内产生渗漏通道、软弱层，进而发生润湿现象或渗透破坏（管涌流土现象），消除土坝坝体隐患，提高坝体抗渗性能和稳定性，对大坝坝中原管封堵钢管管周进行充填灌浆加固处理。
根据《土坝坝体灌浆技术规范》，充填灌浆施工前，应选有代表性坝段，按灌浆设计进行布孔、造孔、制浆、灌浆。观测灌浆压力、吃浆量及泥浆容量、坝体位移和裂缝等。试验孔不少于3个。试验结束后应分析资料，总结经验，修改参数，完善和熟练灌浆工艺，然后方可全面施工。
本次充填灌浆试验计划进行单排孔试验孔5个（检查孔2个）和双排灌浆试验孔10个（检查孔2个），本次试验的主要目的是：
1、研究土坝坝中钢管充填后钢周的充填灌浆处理措施；
2、验证坝中钢管钢周充填灌浆设计排数以及孔距、排距和灌浆段长、灌浆压力、浆液配合比等参数的合理性，以达到指导整个XX市XX水库扩建工程坝中钢管钢周充填灌浆施工的目的。
2. 充填灌浆试验方案
本次充填灌浆试验共布置单排充填灌浆孔试验孔5个（检查孔2个）和双排充填灌浆孔10个（检查孔2个）。单排孔孔距2.5m。
2.1充填灌浆试验技术要求 2.1.1施工顺序
充填灌浆试验分三序施工，先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔，然后施工Ⅲ序孔，最后进行检查孔的施工。相邻的两个次序孔之间，在土坝坝体中钻孔灌浆的间隔高差不小于5m。
2.1.2钻孔、冲冼
造孔应保证铅直，偏斜不得大于孔深的2％。采用XY—1型回转式地质钻机钻进，钻孔直径为Φ56mm，土坝填筑体采用硬质合金钻头钻进，坝顶路面混凝土采用金钢石钻头钻进，钻穿混凝土层后，采用合金钻头钻进。
为保证坝中钢管管周充填灌浆的质量采用孔口封闭法进行灌浆，钻孔钻至土坝填筑体顶部时，安设护口管Φ25PVC管。
土层和混凝土面层安设完护口管后，待凝50~72h。土坝填筑体采用清水冲冼液进行钻进。并采取如下措施：
（1）清水冲冼液排量适当，防止冲冼液过大冲坏井壁、过小发生烧钻事故。
（2）提升和降下钻机要平稳。
（3）钻孔过程中，按质检员或监理工程师要求进行抽查测斜。全孔钻完后，做终孔测斜。
（4）每段钻进结束后，用适量清水进行钻孔冲冼，孔底沉积厚度不得超过20cm。
2.2灌浆 2.2.1灌浆材料
灌浆所用土料和浆液都应进行试验。土料试验包括：颗粒分析、有机质含量及可容盐含量等；浆液试验包括：容重、粘度、稳定性、胶体率及失水量
等。
（1）水泥：塔牌425#水泥，细度为通过80µm方孔筛其筛余量不大于5%。 （2）粘土：XX水库取土场A区含砂低液限粘土，基本性质具体如下：
可溶盐(%) 有机质(%) 液限(%) 塑限(%) 塑性指数(%) 60-10 10-5 5-2 2.0-0.5 粒径大小(mm) 0.5-0.25 0.25-0.075 ＜0.075 0.075-0.005 ＜0.005 % % % % % 4.3 % 4.4 % 80.9 % 37.5 % 43.4 7.3 1.8 40.0 25.0 15.0 0.0 0.0 1.7 8.7
（3）水：灌浆用水符合JGJ63—89标准的有关规定，拌浆用水最高温度不超过40℃。
(4)土料和浆液的选定。土料是灌浆的主要原料，土料选择是否适宜直接影响浆液的质量和灌浆效果。粘粒少的土料成浆率低，稳定性不好，防渗效果差；粘粒过多的土料难于制浆，泥浆粘度大，流动性差，排水固结慢，固结后的浆体收缩也大。为此，结合工程实际，并参照《土坝坝体灌浆技术规范》，选用含砂低液限粘土。浆液浓度按规范要求控制在l5～17 kN／m3 之间，按照先稀后浓的灌浆要求，用浮子式比重计在制浆桶内测量，用供水和供土的快慢调整泥浆浓度，为加快固结速度，根据设计规定,加土料重量25％的水泥。
2.2.2 浆液的试配实验
为了取得较理想的浆液级配，选择如表1的三组级配进行试验：
表1
配合比(kg/100L) 序号 1 2 3 水泥(C) 30 50 50
根据类似工程经验，配制浆液时，浆液的流动性、析水率与材料B、C、W混
粘土(B) 120 200 200 水泥:粘土 水:(粘土+水泥) 水(W) 87 81 79 0.25 0.25 0.25 0.58 0.324 0.316 类似工程经验外观 稠度较后二种稀,可灌性好 稠度次之,可灌性好 稠度较浓,析水最小 合的顺序有较大的关系，为了取得较理想的浆液混合顺序，选择如表2的三组浆液配制顺序进行试验：
表2
配合比(kg/100L) 流动度(S) 序号 1 30 50 2 50 50 3 50 200 79 4 18 W→C→B 经试验分析得出最优浆液级配、最佳浆液混合顺序结论。
根据类似工程经验，初步确定选用水泥(C)：粘土(B)：水(w)=30：120：87的级配，为了减少析水率，配制顺序按W→B→C进行。
200 200 81 79 4 6 30 1 W→C→B W→B→C 120 200 87 81 4 4 38 4 W→C→B W→B→C 水泥(C) 30 粘土(B) 120 水(W) 87 4 6 W→B→C 析水率(%) 配制顺序 2.2.2灌浆方法及段长
灌浆方法为孔口封闭、孔内循环法。灌浆段长：第一段为2m，第二段以下为5m，最后一段最长不超过7m。
2.2.3灌浆方式及灌浆方法
试验采用自上而下全段钻孔、孔口封闭式灌浆法。自上而下分段灌浆，段长一般为5～10m，灌浆塞阻塞在该灌浆段段顶0.5m处，防止地层外漏。各段灌浆结束后一般不需待凝，即可进行下一段的钻灌。
灌浆开始先用稀浆，经过3～5min后再加大泥浆稠度。若孔口压力下降和注浆管出现负压（压力表读数为0以下），应再加大浆液稠度，浆液的容重应按技术要求控制。
在灌浆中，应先灌第一序孔，待第一序孔灌浆结束后，再进行第二序孔，第二序孔灌浆结束后，再进行第三序孔。
2.2.4灌浆
充填灌浆施工自迎水面先灌上游排孔再灌背水坡下游排孔，再灌中间排孔，同一区段内的同一序孔可全部或部分造空完成后再进行灌浆，注浆按设计要求，初灌压力为0.04MPa，间隔三天后复灌压力为0.08MPa，间隔七天后复灌压力为0.1 MPa。其中迎水面坝底充填物高程▽140至▽150段，设计为全孔充填灌浆，灌浆压力为0.05 MPa，第一序孔灌浆结束后，再灌第二序孔，第二序孔结束后，再灌第三序孔，每次最大灌浆量应按设计要求控制。
2.2.5 灌浆结束标准及封孔
当浆液升至孔口，经连续复灌3次不再吃浆时，即可终止灌浆。 充填式灌浆封孔。当每孔灌完后，待孔周围泥浆不再流动时，将孔内浆液取出，扫孔到底，用直径2～3cm、含水量适中的粘土球分层回填捣实。
2.2.6注水试验（检查孔）
同一区段内的同一序孔造孔结束后由监理和建设单位指定检查孔做注水试验，记录孔水下降时间和下降深度。
3. 灌浆出现问题的处理
3.1 裂缝处理
一、当坝面出现纵向裂缝后，应分析发生原因，如果是湿陷缝，可以继续灌浆，如果是劈裂缝，应加强观测，当裂缝发展到控制宽度时，应立即停灌，待裂缝基本闭合后再灌。
二、当坝面出现横向裂缝时，应立即停灌检查。如果裂缝深度较浅，可以开挖用粘土回填夯实后继续灌浆，如果裂缝较深，可用稠浆灌注裂缝，先灌上游，再灌下游，后灌中间。
三、当弯曲坝段出现裂缝时，应立即停灌。改在坝顶上游坝肩处沿裂缝布
孔，按照多孔轮灌的方法灌注稠浆堵住裂缝。待处理好后再进行灌浆。
3.2冒浆处理
一、坝顶和坝坡冒浆，应立即停灌，挖开冒浆出口，用粘性土料回填夯实。钻孔周围冒浆，可采用压砂处理，而后再继续灌浆。
二、白蚁洞冒浆，应先在冒浆口压砂堵塞洞口，再继续灌浆。
三、水下坝坡或土坝与其它建筑物接触带冒浆，可采用稠浆间歇灌注。
3.3串浆处理
一、当第一序孔灌浆时，发现相邻孔串浆，应加强观测、分析，如确认对坝体安全无影响，灌浆孔和串浆孔可同时灌注，如不宜同时灌注，可用木塞堵住串浆孔，然后继续灌浆。
当灌浆后期，相邻孔串浆，说明已形成连续的泥墙，可减少1次灌浆量。 二、如浆液串入测压管或浸润线管，在灌浆结束后，再补设测压管或浸润线管。
3.4塌坑处理
在塌坑部位挖出部分泥浆，回填粘性土料，分层夯实。
3.5 隆起处理
发现坝坡隆起时，应立即停灌，分析原因。如确认不是与滑坡有关的隆起，待停灌5～10d后可继续灌浆，并注意监测。
3.6机械故障处理
一、缩孔卡钻，应以预防为主，改进钻具，将大钻头改为卡杆钻头。也可用倒链或打倒锤将钻杆拔出。
二、灌浆泵不吸浆，应检查泵和吸浆管是否漏气和堵塞。前者应更换易损
件，后者应疏通管道，严格泥浆过筛，提高浆液质量。
三、压力表读数增大不进浆，说明输浆管堵塞，应先用水冲洗管路，同时严格泥浆过筛，保证浆液的合理指标。
四、应采用有保护装置的压力表，以防失灵。发现压力表失灵，应立即更换。
五、注浆管堵塞，应将其提起，用稀浆冲开。
4.灌浆观测
4.1目的和要求
1. 为保证土坝坝体灌浆质量和坝体安全，检验灌浆效果，在灌浆期间应进行观测。
2.灌浆观测项目包括表面变形、内部应力及渗流观测等
3.在灌浆过程中，应有专门观测人员负责观测工作，全面控制灌浆质量，及时发现和解决问题。
4.灌浆观测应充分利用已有的观测设备，必要时可增设永久的和临时的观测设备。
5.灌浆观测与灌浆控制应密切配合，协调一致。相关的项目和标点，宜同时观测，以便于分析。观测资料应及时整理，随时掌握灌浆期间坝体的情况。
6.观测点的设置及观测方法等除本规范规定外，均可参照《水工建筑物观测工作手册》（水利电力部水利管理司，水利电力出版社，1978年）规定进行。
4.2灌浆压力和灌浆量观测
1.灌浆压力观测。在注浆管上端安装压力表，压力表精度0.1kgf/cm2，在灌浆过程中，应随时观测压力变化，并应注意记录瞬时最大压力，对照坝体位移和裂缝张开宽度，合理控制灌浆压力。
2.土坝灌浆量一般采用泥浆泵流量进行控制，重要工程的灌浆量观测，可
以使用流量计。每孔每次灌浆量及总灌浆量皆应准确记录，每次灌浆量不得超过设计允许值，以便控制灌浆质量。
5.灌浆质量检查和验收
5.1质量检查
1.质量检查可以分为灌浆过程的中间检查和灌浆结束后的最终检查。前者是为灌浆质量控制而进行的阶段性检查，后者是为验收和鉴定提供依据。
2.中间质量检查的主要内容包括：按设计要求检查布孔，造孔，工艺操作，浆液性能，综合控制情况，各孔终止灌浆达到的标准，灌浆中出现的问题和处理情况等。
3.最终质量检查的主要内容包括：坝体内部的质量（泥墙厚度、密度、连续性、均匀性），坝面裂缝，浸润线出逸点，渗流量变化情况等。
4.最终质量检查方法，主要是分析资料和进行观测，并配合钻孔，探井取样测定。钻探宜在灌浆结束3个月后进行。
5.质量检查应全面完整地搜集资料，及时准确地进行记录，作为工程验收的依据，并应归入技术档案。
6.质量检查由灌浆施工单位负责进行。施工单位应提出质量检查报告，并应接受工程管理部门和设计部门的监督和抽样检查。
5.2验收
1.灌浆结束后，由施工单位作好准备，并向主管部门提出申请验收报告，由工程主管部门组织验收委员会（或小组）进行验收。
2.验收委员会（小组）成员应由主管部门、工程管理、设计、施工及财务部门代表组成。必要时邀请同行专家参加。
3.充填式灌浆或小型土坝灌浆验收时间，宜在灌浆结束3个月后进行。 4.验收时，设计、施工管理单位应提出下列文件资料：灌浆工程竣工报告；技术总结；设计、施工文件及图纸；施工决算；物资设备消耗及移交清
册；施工、观测的原始资料及整理分析成果；中间质量检查和最终质量检查报
告；由管理部门提出的灌浆效果和效益证明。
5.土坝坝体灌浆的验收内容： ①土坝灌浆是否达到设计效果。 ②灌浆设计及施工是否合理。
③质量控制和质量检查是否满足要求。 ④经费使用是否得当。 ⑤是否有遗留问题和其它问题。 ⑥对移交和管理的意见。
6.充填灌浆施工设备配备
钻机：XY—1壹台 HT—150E壹台
注浆泵（电）BW150壹台 双层搅拌桶壹台 三相交流同步发电机壹台 P50-40-170F喷灌泵壹台
机械配套设备齐全，灌浆所用的动力有充分保证，考虑备用动力。
7.人员配备
两台钻机共计10人。分两组，每组机长1名和副机长1名、记录员1名，观测员1名，灌浆配5名。
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