坝基灌浆设计说明及技术要求.doc

1 基本资料1.1 工程规模及建筑物级别大坝为碾压式沥青混凝土心墙坝，最大坝高64.8m，坝长337m，为3级建筑物，工程区处在度地震区。坝顶宽度为8m，上游坝坡1：2.25，下游坝坡1：2.0，坝壳填筑以砂砾料为主。河床坝基宽124m，河床覆盖层采用槽孔砼防渗墙防渗。砼防渗墙厚度为1.0m，槽孔砼防渗墙下基岩设1排帷幕灌浆，先浇防渗墙，后进行灌浆，与两岸及坝肩防渗帷幕一起形成完整的防渗体系。河床覆盖层清除表面松散层，碾压密实后作为坝壳基础。坝肩沥青混凝土心墙基座基础挖至较坚硬、较完整岩石上，即弱风化上限，坝基进行灌浆防渗处理。1.2 工程地质左坝肩基岩裸露，以英安岩为主，在1446m高程以上，有少量凝灰岩，厚度约1020m，岩层产状为300°310°SW20°40°，岩层走向与坝轴线基本平行，心墙基础距凝灰岩与英安岩界限约4m。岩体透水率q10Lu线一般在基岩面以下28.6m60m，q5Lu在基岩面以下43m70m。基岩裂隙水对混凝土具有重碳酸盐型弱中等腐蚀性。河床岩性主要为Q4al砂卵砾石。河床覆盖层最大厚度约60.2m。河床覆盖层下q10Lu一般在基岩面以下13m左右， q5Lu约为30m。右岸岸坡基岩裸露，岩性主要为凝灰岩，产状为300°320°SW15°25°。岩层倾向下游略偏岸里，岸坡发育陡倾角的节理裂隙。 岩体透水率q10Lu一般位于基岩顶面以下33m61m，q5Lu约为48m69m。基岩裂隙水对混凝土具有硫酸盐型强腐蚀性。2 设计说明2.1 灌浆布置2.1.1 固结灌浆在建基面进行固结灌浆的目的是降低或消除爆破影响、提高表层基岩的整体性和提高帷幕灌浆的效果。固结灌浆孔布置在两岸左右岸坡心墙基础范围内，共2排，位于心墙轴线两侧，排距为3.0m，孔距为3.0m，梅花形布置。对通过心墙基座基础的断层及其影响带，可根据现场情况和施工地质评价结论，按照设计要求将固结灌浆孔局部加深或加密。2.1.2 帷幕灌浆帷幕灌浆孔沿心墙轴线两侧布置，孔排距布置如下：桩号坝0+008.114m坝0+137.307m，2排，排距为1.5m，孔距为2.0m，深度3850m；防渗墙底部桩号坝0+137.307m坝0+257.307m，1排，孔距为2.0m，深度2250m；桩号坝0+257.307m坝0+337.000m，2排，排距为1.5m，孔距为1.5m，深度3560m。左岸灌浆平洞内为2排，排距1.5m，孔距2.0m；右岸灌浆平洞内为2排，排距1.5m，孔距1.5m。右岸岸坡发育陡倾角的张性节理裂隙，灌浆施工前须根据地质情况做好灌浆试验。左岸灌浆平洞穿过一断层，在断层处须先导孔做压水试验确定灌浆深度和孔距，局部增加帷幕灌浆深度或调整灌浆孔距。防渗墙段帷幕灌浆须采用预埋灌浆管法施工，并采取措施确保灌浆孔位置准确。对穿过防渗轴线的顺河向断层及破碎带，可根据具体情况，局部增加帷幕灌浆排数或调整灌浆孔距。2.1.3 防渗标准坝基帷幕灌浆防渗标准为：压水试验合格标准为透水率小于10Lu，深度要求达到10lu以下35m，并且不小于设计深度。2.2 灌浆材料及技术参数2.2.1 灌浆水泥左坝肩及消力池出露的岩石中分布有黄铁矿晶体，坝址区贮存于裂隙中的地下水SO42-离子含量为514mg/L，对普通水泥具有结晶类硫酸盐型弱腐蚀强腐蚀，用于固结灌浆和帷幕灌浆的水泥采用42.5高抗硫水泥，比表面积大于3500cm2/g。帷幕灌浆所用水泥的细度宜为通过80m方孔筛的筛余量不大于5。2.3 技术标准和规程规范2.3.1 坝基灌浆试验应遵循以下技术标准和规程规范：水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 SL62-94；水利水电工程钻孔压水试验规程 SL31-2003；混凝土用水标准JGJ63-2006；水工混凝土试验规程SL352-2006。参照水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（DL/T-5148-2012）。3 灌浆试验3.1 灌浆试验目的3.1.1 论证钻孔灌浆设备和机具以及钻孔灌浆方法和工艺的适宜性和合理性。3.1.2 通过灌浆试验确定灌浆材料、灌浆设备、灌浆工艺和技术参数。3.1.3 坝基灌浆要求进行灌浆试验。3.1.4 对灌浆压力和吸浆量变化及抬动变形进行监测分析，确定灌浆压力、升压方法、浆液配比及变换等参数，并进一步了解基岩的可灌性和耗灰量。3.1.5 验证并确定灌浆孔排距布置以及质量检测方法和标准。3.2 灌浆试验布置和方法3.2.1 左岸主要为英安岩，表层部分岩性为凝灰岩，右岸岩性主要为凝灰岩。工程地质有所差异，可根据工程具体情况在左右岸各选定地质条件中等或偏差地段进行灌浆试验，或与永久灌浆区相似的地段作为灌浆试验区3.2.2 灌浆试验应在帷幕线以外的上游部位进行。3.2.3 应根据灌浆试验目的及试验项目要求进行灌浆试验孔布置并制定试验方法。4 技术要求4.1 一般规定4.1.1本技术要求适用于工程大坝坝基的固结灌浆和帷幕灌浆，按先固结灌浆后帷幕灌浆的顺序进行。 4.1.2 岩基固结灌浆宜有混凝土盖重情况下进行，其钻孔和灌浆均需在相应部位混凝土达到50%设计强度后，方可开始灌浆。4.1.3 灌浆应按分序加密的原则进行。帷幕灌浆先进行下游排孔的灌浆，然后进行上游排孔的灌浆，每排孔分3序施工。固结灌浆分2序施工，每个灌浆单元按“围、挤、压”的原则进行。4.1.4 帷幕灌浆下游排的1序孔为先导孔做简易压水试验确定帷幕深度。固结灌浆选择部分1序孔为试验孔，试验孔数不少于固结灌浆总孔数的5%。4.1.5 帷幕灌浆孔采用自上而下分段灌浆法，混凝土和岩石接触部位的灌浆段应先行，单独灌注并待凝，接触段在岩石中的长度不得大于2m，止浆塞布置在灌浆段的上部，孔底段必须伸过设计帷幕线，达到设计要求。4.1.6 帷幕灌浆上游排的第一序孔宜在同一灌浆单元内的下游排，最后次序孔均灌完3个灌浆段后再开始钻进。4.1.7 帷幕灌浆钻孔和灌浆时，同一排上相邻的两个次序孔之间以及上游排的第一序孔与其相应部位的下游排最后次序孔之间应保持3个灌浆段的间隔高差。4.1.8 应根据地质条件选择一定数量的帷幕灌浆先导孔和固结灌浆试验孔在灌浆前测量岩体波速。4.1.9 帷幕灌浆和固结灌浆各灌浆孔段，不论灌浆前压水试验透水率大小均必须按技术要求进行灌浆。4.1.10 灌浆结束时，对孔口返浆的灌浆孔应闭浆待凝。4.1.11 在进行裂隙冲洗、压水试验和灌浆施工过程中均应进行抬动监测。抬动变形值不得超过0.2mm，否则应立即停止施工，并采取措施处理。裂隙冲洗、压水试验和灌浆作业必须待抬动监测仪器装置完毕，并完成测试工作后，方可进行。4.1.12 平洞内的帷幕灌浆应在平洞的支护作业完成后进行。4.1.13 已完成或正在灌浆的地区，其附近30m以内不得进行爆破作业。4.1.14 施工中不得在帷幕灌浆线上进行可能导致不良后果的压水及灌浆试验。4.2 灌浆材料和浆液4.2.1 坝基帷幕灌浆和固结灌浆采用强度等级为42.5的高抗硫酸盐水泥。4.2.2 帷幕灌浆水泥细度要求通过80m方孔筛的筛余量小于5%，比表面积大于3500cm2/g。应尽量采用较细的水泥。应通过灌浆试验确定是否采用磨细水泥或超细水泥。4.2.3 灌浆水泥必须符合质量标准，不得使用受潮结块的水泥。采用细水泥时，应严格防潮和缩短存放时间。4.2.4 灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水的要求。4.2.5 灌浆浆液灌浆浆液应由稀到浓逐级变换，具体应通过室内浆液试验和现场灌浆试验确定浆液配比。4.4 钻孔4.4.1 灌浆孔的开孔孔位应符合施工图纸的要求，帷幕灌浆孔的开孔孔位根据设计图纸原则进行布置，孔位在心墙基座分缝处，可适当调整，并记录实际孔位。4.4.2 灌浆孔的钻孔深度、钻孔方向应按施工图纸确定。钻机应安装稳固，钻孔宜埋设孔口管。帷幕灌浆钻孔必须保证孔向准确。4.4.3 钻机和钻头应根据工程的地质条件选用，帷幕灌浆的钻孔应采用回转式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头；固结灌浆可采用适宜的钻机和钻头钻进。4.4.4 帷幕灌浆孔宜选用较小的孔径，钻孔孔壁应平直完整。4.4.5 帷幕灌浆孔应进行孔斜测量，并采取有效措施控制孔斜。4.4.6 帷幕灌浆孔孔斜偏差不得大于下表的规定。钻孔孔斜最大允许偏差值表孔深（m）2030405060孔底最大允许偏差值（m）0.250.500.801.151.50对于顶角大于5°和深度大于60m的帷幕灌浆孔，其孔斜应根据施工图纸要求或监理人的指示执行。4.4.7 钻孔孔斜偏差不符合规定时，应结合该部位灌浆资料和质量检查情况进行全面分析，如确认对帷幕灌浆质量有影响时，应采取补救措施。4.4.8 钻进结束等待灌浆或灌浆结束等待钻进时，孔口均应堵盖，加以保护。4.5 固结灌浆4.5.1固结灌浆孔采用风钻或其它型式钻机钻孔，终孔直径不小于38mm，孔位、孔向和孔深要满足设计要求。4.5.2 固结灌浆孔钻孔结束后须进行钻孔冲洗，冲净孔内岩粉、泥渣。4.5.3固结灌浆孔在灌浆前采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净为止。冲洗压力可为灌浆压力的80，若该值大于1MPa时，采用1MPa。4.5.4固结灌浆应按分序加密的原则进行，灌浆孔排与排之间和同一排孔内孔与孔之间可分为二序施工。4.5.5固结灌浆孔采用分段灌浆，接触段2.0m，灌浆压力初拟为0.30.5Mpa。固结灌浆先进行接触段灌浆，然后继续钻进完孔后再进行全孔灌浆，具体灌浆压力应由根据灌浆试验成果确定。4.5.6固结灌浆浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换。固结灌浆浆液水灰比可采用3:1、2:1、1:1、0.5:1等四个比级。4.5.7固结灌浆孔的孔底偏差应不大于1/40孔深。4.5.8固结灌浆质量检查标准：以测量岩体波速的方法，岩体波速有明显的改善或岩体波速2150m/s,不大于3%5%指标值。 4.5.11固结灌浆压水试验质量检查在该部位灌浆结束7d后进行，检查孔的数量不少于灌浆孔总数的5。4.5.12灌浆孔灌浆和检查孔检查结束后，排除钻孔内的积水和污物，采用“全孔灌浆封孔法”进行封孔，并将孔口抹平。4.6 帷幕灌浆4.6.1 帷幕灌浆终孔直径不小于46mm，采用铅直孔，孔位、孔深要满足设计要求。4.6.2 帷幕灌浆孔钻孔结束后须进行钻孔冲洗，冲净孔内岩粉、泥渣。4.6.3 帷幕灌浆孔在灌浆前采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净为止。冲洗压力可为灌浆压力的80，若该值大于1MPa时，采用1MPa。4.6.4 帷幕灌浆按分序加密的原则进行，帷幕分为三序孔施工，在帷幕灌浆的先灌排或主帷幕孔中宜布置先导孔，先导孔可在一序孔中选取，其间距不宜小于15m或按该排孔数的10%布置。4.6.5 帷幕灌浆孔采用自上而下分段灌浆法施工，孔内循环式灌浆，接触段作为单独的灌浆段，接触段长度为2m，其下帷幕灌浆段长度采用56m，特殊情况下可适当缩减或加长，但不得大于10m。4.6.6 帷幕灌浆灌浆压力初步确定：左右岸基岩段：压力接触段为0.30.5MPa，其下部分为0.5MPa1.5MPa，坝基抬动变形允许值为200m，最终由灌浆试验确定压力。 河床覆盖层混凝土防渗墙底部帷幕灌浆接触段为1.0Mpa，其下部分为1.02.0Mpa。4.6.8 帷幕灌浆浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换。灌浆浆液水灰比可采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.5:1五个比级。4.6.9 帷幕灌浆质量检查以分析检查孔压水试验成果为主结合钻孔取芯资料、岩体波速测量、灌浆记录等综合评定质量。帷幕灌浆质量检查孔采用单点法或五点法进行压水试验，帷幕灌浆质量合格标准为检查孔压水试验透水率q10lu为压水试验合格。质量的评定标准：经检查孔压水试验检查，坝体混凝土与基岩接触段及其下一段的透水率的合格率为100，其余各段的合格率不小于90。不合格试段的透水率不超过设计规定的150，且不合格试段的分布不集中，灌浆质量可评为合格。 河床防渗墙与基岩接触段一定要保证质量，灌前要进行高压冲洗，灌后待凝24h，待凝后再进行压水试验，如不合格进行复灌，直至合格，方可进行下一段的灌浆。墙下帷幕灌浆检查孔布置结合墙体检查孔进行，采用预埋管布孔，孔位布置在地质条件差的地方。4.6.10 帷幕灌浆压水试验质量检查在该部位灌浆结束14d后进行，检查孔的数量不少于灌浆孔总数的10，一个单元工程内至少应布置一个检查孔。4.6.11 灌浆孔灌浆和检查孔检查结束后，排除钻孔内的积水和污物，采用“全孔灌浆封孔法”进行封孔，并将孔口抹平。