普宁市上三坑水库扩建工程劈裂灌浆试验报告.doc
7页
普 宁 市 上 三 坑 水 库 扩 建 工 程 大 坝 劈 裂 灌 浆 试 验 报 告普宁市上三坑水库扩建工程大坝劈裂灌浆试验报告工程名称：普宁市上三坑水库扩建工程工程地点：普宁市大南山镇三坑村施工单位：广东水电二局股份有限公司编制单位：广东水电二局股份有限公司普宁市上三坑水库扩建工程项目经理部编制人：覃辉煌编制日期：2010 年 12 月 18 日审批负责人：刘锡余审批日期：2010 年 12 月 20 日普 宁 市 上 三 坑 水 库 扩 建 工 程 大 坝 劈 裂 灌 浆 试 验 报 告目 录一、 灌浆设计与施工 ..............................................................................31.1 灌浆设计要点 ..................................................................................31.2 灌浆材 ..............................................................................................51.3 灌浆旋工 ..........................................................................................5二、 灌浆效果检查与分析 ......................................................................52.1 灌浆效果检查 ..................................................................................52.2 多条主浆脉成园分析 ......................................................................62.3 轴线附近坝体土密度提高，力学指标得到改善 ..........................62.4 灌浆效果 ..........................................................................................7普 宁 市 上 三 坑 水 库 扩 建 工 程 大 坝 劈 裂 灌 浆 试 验 报 告普宁市上三坑水库扩建工程大坝劈裂灌浆工程为沿加固加高后的大坝轴线利用帷幕灌浆孔对坝体进行劈裂灌浆，劈裂灌浆的主要作用是利用最小主应力面和大坝轴线方向一致的规律，根据土体水力劈裂的原理，顺大坝轴线方向布孔，在灌浆压力下以适宜的泥浆液为能量载体，有控制地劈裂坝体，将与浆脉连通的所有裂缝、空洞、空隙等隐患用泥浆充填密实，同时浆压将筑坝土压密，最终在坝内顺大坝轴线方向形成密实、垂直、连续、有一定厚度的浆液防渗固结体，从而达到防渗加固的目的。
劈裂灌浆孔位于新坝轴线上，沿坝轴线坝 0+074.0~坝 0+406.0 呈梅花状布置二排灌浆孔，排距 2.0m，孔距 4.0m主要工程量包括：劈裂灌浆 5929.1m一、 灌浆设计与施工1.1 灌浆设计要点1、采用“全孔护壁,孔底灌注”的施工方法2、劈裂灌浆呈梅花状布置灌浆孔，孔距 4.0m，双排孔距 2m劈裂灌浆由▽175.0 至强风化上线3、注浆开始，先送稀浆，泥浆容重控制在 1.3t/m3，孔口压力下降后，坝体被劈开，泥浆容重再提高到 1.6t/m3 以上4、每个注浆孔都要进行几次灌浆，第一次注浆量一般为 0.4~0.5m3/m，其它各次复灌为 0.2~0.3m3/m，终灌后平均灌浆量为 1.2~1.7m3/m5、单排劈裂灌浆形成的浆脉凝结体厚度≥10cm，分两序布孔，第一序孔间距 8m，第二序孔间距 4m，两排孔间距 2m，梅花形布孔灌浆顺序为先灌上游一排孔，后灌下游一排孔6、浆脉凝结体技术指标：浆脉 28d 抗压强度≥1.0MPa、渗透系数≤1×10 -7cm/s7、灌浆用土料，以粉质壤土为好土料选择应满足塑性指数 8~15；粘粒含量 30%~50%，粉粒含量 30%~50%，砂粒含量 10%~30%，有机质含量小于 2%，可溶盐小于 8%。
8、每孔复灌不少于 5 次，每孔每次灌浆停灌时间不少于 3d，每次灌浆两普 宁 市 上 三 坑 水 库 扩 建 工 程 大 坝 劈 裂 灌 浆 试 验 报 告坝肩水平位移不大于 2cm当发现该孔所处坝段的水平位移较大时，停灌时间延长 5~10d9、灌浆压力控制：本工程钻孔起裂压力估算最大不超过 0.20MPa，灌浆压力由试验确定，偶尔超过设计压力采取停灌或灌稀浆等措施，使压力降下来出现无压或者负压时，应立即停灌，查明坝体位移是否过大，坝体边坡是否稳定安全以后，方可继续灌浆，这时可增加单位灌浆量，灌稠泥浆10、坝顶出现冒浆时，在灌浆初期，处理后再灌，后期冒浆则停灌 1~3d 后再灌，坝坡出现冒浆要进行处理并灌稠泥浆，停灌 1~2d 后再灌11、终孔标准需同时满足以下条件：A、每孔复灌次数大于 5 次；B 、坝顶纵向裂缝反复冒浆；C、每延米吃浆量达到设计要求；D 、灌浆压力普遍有所增大12、封孔措施：每孔达到终孔标准后，拔出注浆管，孔口用土堆成“浆盆” ，反复充填稠浆，最后回填夯实13、以上灌浆质量控制要求为建议措施，最终的质量控制要求依据现场试验，其它技术要求详见《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88 及《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-94 的规定。
劈裂灌浆试验区的选择本着有代表性、对坝体劈裂灌浆施工具有指导性的原则，根据裂缝、洞穴等隐患的分布情况，结合劈裂灌浆施工的单元划分情况，选择劈裂灌浆孔段长≤30.0m 的部位、劈裂灌浆孔段长 ≤40.0m 的部位、劈裂灌浆孔段长≤50.0m 的部位和劈裂灌浆孔段长≤60.0m 的部位，共选择 6 个试验孔作为劈裂灌浆的试验孔，其中检查孔 2 个（孔号分别为 P-Ⅰ-1-34 、P-Ⅰ-1-60） ，灌浆试验形成的浆体帷幕作为永久帷幕的一部分劈裂灌浆由▽175.0 至强风化上线浆脉凝结体技术指标：浆脉 28d 抗压强度≥1.0MPa、渗透系数≤1×10 -7cm/s根据设计要求和本劈裂灌浆防渗工程有代表性地质的地层进行试验，开挖检查以便直接观察情况，测定灌浆厚度有关技术要求分别参照《水利水电工程钻孔试验规程》执行本次试验的主要目的如下：1、确定起初劈裂压力 P；普 宁 市 上 三 坑 水 库 扩 建 工 程 大 坝 劈 裂 灌 浆 试 验 报 告2、确定裂缝扩展压力 Pc；3、确定最大控制注浆压力 Pmax；4、确定注浆量 Q；5、验证劈裂灌浆施工主要技术参数(包括注浆深度、布孔方式、段长等)，以达到指导整个水库坝体劈裂灌浆施工的目的。
1.2 灌浆材所选择的土料是与坝体土相同的粉质粘土或重粉质壤土，根据土料试验结果，砂粒含量 27％ ，粉粒含量 41％ ，粘粒含量 32％ ，塑性指数 16％ 1.3 灌浆旋工(1)造孔：本合同工程劈裂灌浆是在坝基帷幕灌浆施工完成后，利用帷幕灌浆孔对坝体进行劈裂灌浆因此帷幕灌浆施工过程中应对已完成的灌浆孔和在灌的灌浆孔要采取一定的保护措施，孔口应进行堵盖，妥加保护2)制浆：选择 WJ 一 100 型搅浆机湿法制浆，所制浆液容重 l .25 ~1. 65 g／cm3 ，泥浆稳定性 0.02 ~0.05 g／cm33)灌浆原则：分 2 序施工，采取先稀后稠、少灌多复、停停灌灌、综合控制的原则4)灌浆量：本次试验灌浆总孔数 6 个，总进尺 232.4m，总灌浆量 336.5 m3平均单位注浆量每米 1.4479 m3 ．形成帷幕面积 12.066 m2， 折算浆脉平均厚度 12.0 cm 以 l 序孔灌浆量为基数，2 序孔减少 35％二、 灌浆效果检查与分析2.1 灌浆效果检查灌浆试验施工结束 30 天后，在桩号 0+206.0（P-Ⅰ-1-34）右侧、桩号0+204.0 孔探 51.0 m，单位灌浆量每米 1.75 m3 ；在桩号 0+362.0（P-Ⅱ-1-73 ）左侧、桩号 0+364.0 孔探 19.0 m，单位灌浆量每米 1.14 m3 ；挖竖井检查，井普 宁 市 上 三 坑 水 库 扩 建 工 程 大 坝 劈 裂 灌 浆 试 验 报 告径 1.6m，实际井深 18.0 m。
灌浆效果描述如下：0 ~6.0 m，无浆脉无裂缝； 6.0 ~6.5 m，轴线偏上游有 l 条主浆脉，呈锯齿状；6.5~10.0 m ，有 6 条主浆脉，其中上游 2 条，下蝣 4 条，每条单浆脒宽度一般 8~ 15 mm，最宽 19 mm，呈分技状副浆脉 3 条，单宽 3~4 mm，累计浆脉宽 69~ 79 mm，各主浆脉间距 6~14 mm，形成防渗帷幕带宽 42~70 mm；在 10.0 m 靠近轴线上游侧主浆脉一分为 2条主浆脉；10.0~13.5m ，有 7 条主浆脒．其中上游 3 条，下游 4 条单宽 8~17 mm，最宽 19 mm，呈树枝状副浆脉 6 条，单宽 2~3 mm，累计浆脉宽 92~93 mm，各主浆脉间距 8~14 cm，形成防渗帷幕带宽 70~ 76 cm；13.5~17.5m，有7 条主浆脉，其中上游 3 条，下游 4 条，单宽 l3~18 mm 累计浆脉宽 110~l14 mm，各主浆脉间距 l0~16 cm，防渗帷幕带宽 76 cm 总之自坝顶 6.5m 以下，主浆脉和帷幕带自上而下由窄变宽，帷幕由 6~7 条主浆脉组成这些主浆脉大致平行坝轴线，其中上游 2~3 条，下游 4 条，各主浆脉上下左右连续性好，与坝体结合紧密，宽窄不等呈锯齿状 有时伴生有树枝状或串珠状副浆脉：累计主浆脉宽度上窄下宽。
根据 23 组主浆脉试验资料，主浆脉呈软塑状态， 干密度 1 408．2 kg/ m3，含水量 36．2％，固结析水率为58％2.2 多条主浆脉成因分析出现 6～7 条主浆脉的原因与坝体应力状态分布有关灌浆劈裂坝体总是先自最小弱应力面开贻，当该面被泥浆充填满后，受浆压坝作用，劈裂面两侧坝体土被挤密灌浆间歇期，坝反过来压浆，从而使这一最小弱应力面应力得到改善加强下次再灌浆时，另劈开相邻的弱应力面如此反复就形成了多条主浆脉构成的防渗帷幕带它有效地实现灌浆段下部劈裂，显著地改善浆脉上下窄中间宽的缺陷2.3 轴线附近坝体土密度提高，力学指标得到改善灌浆期间，坝顶最大沉陷量 27.5 mm，这表明泥浆析水固结的湿陷作用，提高了灌浆线附近土体的密度受浆坝互压作用影响，轴线附近坝体土被压密，根据 23 组主浆脉试验资料，灌浆后坝体干密度平均值为 1 586 .7 kg/ m3普 宁 市 上 三 坑 水 库 扩 建 工 程 大 坝 劈 裂 灌 浆 试 验 报 告2.4 灌浆效果沿坝轴线形成多条连续主浆脉已与坝体紧密结台成厚实的防淳帷幕带，加之轴线附近土的密度增加，抗剪强度提高．主浆脉固结析水较好，达到了对该坝防渗补强的目的。
2.5 结论与建议(1)本次劈裂灌浆试验所采用的技术参数起初劈裂压力 P：土坝坝体钻孔起裂压力 0.15~0.18MPa，且随着坝体钻孔深度的增加，压力值也随着增大，说明土坝坝体随着深度的增加，在土体自重压力下坝体土密度也随着增大裂缝扩展压力 Pc：裂缝扩展压力见下表孔深（m） <10 10~15 15~20 20~25 25~30 30~35扩展压力（Mpa） 0.1 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55孔深（m） 35~40 40~45 45~50 50~55 55~60 60~65扩展压力（Mpa） 0.65 0.75 。
