大坝帷幕帷幕灌浆生产性试验作业指导书

大坝围堰灌浆试验作业指导书

1、编制说明

乌东德水电站大坝上、下游围堰均采用复合土工膜+塑性混凝土防渗墙+墙下帷幕灌浆的防渗方案。上游围堰防渗帷幕主要由左岸防渗墙顶延伸帷幕、左右岸堰顶延伸帷幕、左右岸岸坡段帷幕及围堰防渗墙下帷幕组成，帷幕灌浆最大孔深116.5m（墙下帷幕）。下游围堰防渗帷幕主要由左右岸堰顶延伸帷幕、左右岸岸坡段帷幕及围堰防渗墙下帷幕组成，帷幕灌浆最大孔深106.0m（墙下帷幕）。在帷幕灌浆全面施工前需进行帷幕灌浆生产性试验，指导后期大范围的帷幕灌浆施工。

现场生产性试验场地分别按在墙下帷幕和岸坡段帷幕各选一区域，墙下帷幕区域选区在对应上游防渗墙SF38~SF42槽段选取13个灌浆孔（桩号S0+181.35～S0+199.35），岸坡坝段拟选在上游围堰右岸岸坡部位选取9个灌浆孔（桩号S0+255.96～S0+269.6）。具体见《上游围堰帷幕灌浆试验区孔位布置图》。

2、帷幕灌浆施工原则、程序及方法

2.1施工原则

帷幕灌浆孔按分序加密原则进行。岸坡部位帷幕灌浆一般分Ⅲ序施工，墙下帷幕灌浆按Ⅱ序施工，各序孔孔口管段按分Ⅱ序原则先行灌浆和镶管。帷幕灌浆一般采用“孔口封闭灌浆法”灌注。第一段采用常规阻塞器阻塞在灌段与混凝土接触面处进行灌浆，其他孔段采用“孔口封闭灌浆法”的灌浆方法作业。第1段埋设孔口管可按分序先后一次埋设完，第2段及以下各段按序施工。同一单元工程内帷幕灌浆相邻两个次序孔之间，在岩石中钻孔灌浆的间隔高差不得小于 15m。采用孔口封闭灌浆法时，帷幕灌浆孔第 1 段（接触段）采用孔内循环灌浆法进行灌注，阻塞器阻塞在防渗墙或衬砌底板混凝土与基岩接触面以上混凝土内；第 2 段及以下各段采用孔口封闭灌浆法灌注。

2.2施工程序

测量放样→物探孔钻孔取芯、测试、保护→抬动孔钻孔、埋设、安装、合格→先导孔孔钻、取芯、压、灌、封→I序孔钻、压、灌、封→II序孔钻、压、灌、

封→14天后，检查孔钻、压、封→抬动孔封孔→工完场清→帷幕验收、部位移交。

2.3施工方法

2.3.1 钻孔

（1）孔排距：

2个试验区帷幕灌浆孔均为单排布置，孔距1.5m。

（2）钻孔施工要求

帷幕灌浆孔、抬动孔、物探孔采用地质钻机配备相应的金刚石钻头或无芯钻头造孔。按分序加密、自上而下分段的原则进行。

一般帷幕孔开孔孔径采用Φ91mm，孔口管埋设采用Φ73mm无缝钢管。先导孔孔口管采用Φ91mm无缝钢管，孔口管壁厚不小于3mm。墙下帷幕接触段（第1段）采用隔管法施工，即第1段灌浆结束后下设外径Φ89、壁厚3.5mm、长度4m隔管至第1段段底。一般帷幕灌浆孔段孔径不小于Φ56mm，先导孔孔径不小于Φ76mm。孔口管埋设长度为第一段段底，即第一段灌浆后埋管。物探孔及质量检查孔孔径为Φ76mm，抬动观测孔孔径为Φ76mm。

钻孔的孔位与设计孔位的偏差一般不得超过10cm。孔深应符合设计规定。实际孔位、孔口高程应予测量，实际孔位、孔口高程、孔深应做好记录。钻孔过程中，发生掉钻、坍孔、钻速变化、回水变色、失水、涌水等异常情况应详细记录，并向监理工程师报告。钻孔过程中，对混凝土厚度、地层变换、掉钻、卡钻、回水等情况应进行详细记录。

钻孔遇有洞穴、塌孔或掉块难以钻进时，在得到监理工程师批准后，先进行灌浆处理，再行钻进。如发现集中漏水或涌水，应查明情况、分析原因，经处理后再行钻进。钻孔结束时，承包人应会同监理工程师进行检查验收，检查合格，并经监理工程师签认后，方可进行下一步操作。

（3）钻孔取芯

有取芯要求的钻孔应采取取芯。所有岩芯的最大长度应限制在3m以内，一旦发现芯样卡钻或被磨损，应立即取出。若芯样采取率小于80%，则下一次应减少循环深度50%，以后依次减少50%，直至50cm为止。如果芯样的采取率很低，应更换钻孔机具或改进钻孔方法。

① 岩芯保存

岩芯应放入同一尺寸的箱体内。岩芯的放置位置应便于标记和注释，在每一隔板处都应标有循环深度，取芯完成后将岩心统一存放到监理指定的位置。

② 岩芯装箱

一个循环的岩芯应平行放置于一个箱中，从左到右，从上到下递增。机械性的岩芯破坏与岩芯的节理应予以区别及标识。各次循环的岩芯应用木块进行分隔，并清楚标出循环次数。岩芯箱标记应包括孔号、箱号、总箱数。岩芯装箱后要及时编录、拍岩芯照片。

2.3.2 抬动孔埋设

抬动变形观测孔孔深度按入岩20米控制。

（1）抬动观测孔施工程序

为确保抬动观测装置的可靠性，抬动观测测杆保护结构采用滑套式密封结构。结构内（测杆）、外管（保护管）均采用无缝钢管。两端丝扣在机械厂按标准进行加工。现场安装丝扣连接丝扣接头均缠绕麻丝进行密封拧紧。

确认锚头安装到位后，内管连接灌浆管，采用0.5:1或0.6:1浓浆先进行孔底与孔内浆液赶水，待孔口返出浓浆后，而后嵌封孔口并下压外管至锚固段上部胶球膨胀后对锚固段进行压力灌浆，灌浆压力按1MPa控制，灌注时间不小于0.5h。灌浆完成卸除灌浆管，浇筑孔口仪表支台。所有抬动装置均在灌浆作业前完成安装、调试工作（见抬动观测装置结构示意图）。现场做好抬动观测装置观测时防碰撞、震动措施，保证测试成果的真实性。抬动观测装置结构示意图如下：

（2）抬动孔观测范围

抬动变形观测孔周边 20m 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连续观测，并将观测成果反映在灌浆综合成果表中。基岩单段累计抬动变形允许值为 200μm，混凝土单段累计抬动变形允许值为 100μm

（3）抬动观测读数

派专人进行观测记录，每隔10min测记一次读数；当变形值上升速度较快，读数差≥30μm时应每隔5min测记一次读数或根据实际情况加密测记。且及时

通知压力观测者采取降压处理，防止发生抬动变形破坏。若发生抬动变形破坏，应立即停止施工，及时通知施工、质检人员及监理人员。

2.3.3 孔深、段长及孔斜控制

（1）帷幕灌浆孔终孔应同时满足下列要求：

① 达到设计图纸、文件规定指示的孔深或高程；

②帷幕灌浆终孔段灌前透水率大于5Lu设计防渗标准，应自动分段加深钻灌至满足防渗标准为止。若加深至防渗帷幕底线以下两段（10m），仍不能满足设计防渗标准时，应报监理、设计研究处理措施。

③帷幕灌浆终孔段遇性状较差、规模较大的断层、夹层、裂隙密集带、岩溶等地质缺陷时，应加深钻孔至穿过该地质缺陷 5m 以上。

（2）灌浆段长：

段长划分原则：墙下帷幕灌浆孔第 1 段(接触段)一般为 2m，岸坡坡部位帷幕灌浆孔第 1 段灌浆段长为 3m。第 2 段为 3m，第 3 段及以下各段一般为 5m。但终孔段根据实际情况可适当延长至8m，但不得大于8m。每段钻孔长度容许误差不超过0.2m，且在下一段应消除误差。

（3）孔斜控制

帷幕钻孔孔斜按下表控制；孔斜采用顶角精度≤±0.2°，方位角精度≤±4°测斜仪跟踪测斜。采用检验台校验测斜仪的读数精度。当精度不合要求时，严禁使用。

为保证钻孔孔斜满足”钻孔孔底最大允许偏差表”要求,开钻前钻机下部采用枕木支平、垫稳机身；采用地锚固定钻机；每班钻杆下入孔内后开钻前，均应采用吊线锤和水平尺校验钻机的立轴和油缸，保证立轴和油缸垂直。

轻压慢转，以造孔机具自身重量为主，适当给予钻压，避免钻压过大导致孔内钻杆弯曲而产生偏斜；所有钻孔上部20m钻孔跟踪测斜，若任意一处测点偏斜超过上表规定值，及时纠偏，直至满足要求为止。钻机开孔要保证钻机立轴垂直，孔口管镶铸前，在钻孔测斜无偏斜后方可开钻和下设，确保孔口管埋设竖直。钻孔过程中，当孔深超过80米或遇岩石软硬互层，利用钻具自重，适当降低钻压，进行减压钻进。

钻孔孔底最大允许偏差表（m）

2.3.4 钻孔冲洗及裂隙冲洗

所有钻孔每段钻终后，采用钻杆插入孔底后上提20cm，接系统水自钻杆至孔底对钻孔进行冲洗，直至回水澄清10min结束，孔底残留物不大于20cm结束。灌浆孔除第1段在钻孔冲洗后应进行裂隙冲洗，其他段次不进行裂隙冲洗。

对要求作裂隙冲洗的灌浆孔段，其单孔裂隙冲洗采用压力水脉动方式进行，脉动时间间隔为 5min；串通孔裂隙冲洗亦采用单孔裂隙冲洗方法轮换冲洗。裂隙冲洗压力为灌浆压力的80%，但不超过1Mpa和满足抬动要求。 2.3.5 压水试验及简易压水

压水试验应在钻孔冲洗或裂隙冲洗结束后、灌浆前 24h 内进行，因故中断时间间隔超过 24h，灌浆前应重新进行裂隙冲洗或压水试验。

帷幕灌浆先导孔及灌后检查孔的压水均采用单点法进行压水试验。帷幕灌浆的各序孔各灌段均采用简易压水。帷幕灌浆灌前及灌后检查孔压水按下表控制

墙下帷幕试验区压水试验压力表

岸坡（斜坡）帷幕试验区压水试验压力表

单点法压水试验稳定标准：在稳定的设计压力下，每5min测记一次压入流量Q，当连续四次读数中（Q最大-Q最小）／Q最终＜10%或Q最大-Q最小＜1L/min时，即可结束压水试验,以Q终值来计算该孔段的透水率。

简易压水试验标准：在稳定压力下压水20min,每5min测读一次压入流量，取最终值作为透水率的计算值。

2.3.6灌浆

（1）灌浆在孔段裂隙冲洗完成24小时内进行。

（2）墙下帷幕可阻塞在孔口处灌注第1段，岸坡段第1段采用常规阻塞器阻塞在灌段与混凝土接触面处进行灌浆，其他孔段采用“孔口封闭法”的灌浆方法作业。同一单元工程内帷幕灌浆相邻两个次序孔之间，在岩石中钻孔灌浆的间隔高差不得小于 15m。

（3）灌浆材料及制供浆

采用新鲜无结块的、细度通过80μm方孔筛筛余量小于5%的、强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥。水泥的品质必须符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）规范的有关规定，不合格者不得使用于灌浆。灌浆水泥应尽量使用同一品种、同一强度等级的水泥。同一灌浆孔不得使用不同厂家、不同品种、不同强度等级的水泥。灌浆水泥必须保持新鲜，受潮结块者严禁使用。现场使用水泥自出厂之日起至用完止的间隔不得超过 3 个月。

灌浆浆液采用集中制浆站集中拌制0.5:1水泥浆分送至施工部位，各灌浆机组在上搅拌桶稀释成所需的浓度。水泥浆自制浆站至用完时间不超过4h，浆温保持在5°～40°，否则弃之。