CN111691470A - 一种应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，包括：步骤1，测量放样，在所述大坝坝基的盖重混凝土区域上标定压水孔和灌浆孔；步骤2，钻孔作业，对所述压水孔和所述灌浆孔进行钻孔；步骤3，钻孔冲洗，在压水前用压力水冲洗钻孔；步骤4，压水试验，获得每个所述压水孔和所述灌浆孔处的岩体在不同的水压下的透水情况；步骤5，灌浆采用逐步升压法进行水泥浆灌注；步骤6：对所述压水孔进行压水试验；步骤7：封灌浆孔。本发明所述施工试验方法通过配置压水孔和灌浆孔的相对位置布孔方式、对压水孔和灌浆孔进行压水试验及水泥浆灌注的步骤，能够更便利的进行固结灌浆试验，获得渗透数据，为加固坝基基础、保持大坝的稳定提供依据。

Description

一种应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法
技术领域
本发明涉及坝基混凝土施工技术领域，具体涉及一种应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法。
背景技术
水电站大坝坝基基础的固结灌浆一般先进行固结灌浆试验确定灌浆的参数及工艺是否满足设计要求，具体试验部位是根据工程监理工程师的要求或特殊地质情况确定，试验常规采用先在试验区域内把试验孔按设计的参数进行灌浆，待灌浆结束后7天选择布置检查孔进行检验灌浆后灌浆质量是否满足设计要求，然后决定是否调整设计参数。
例如，中国发明专利申请号为CN201710187690.X的专利申请文件公开了一种岩石盖重固结灌浆施工方法，具体包括如下步骤：(1)盖重层顶部岩石开挖；(2)盖重层表面清理；(3)灌浆孔位布设；(4)辅助设施布设；(5)集中制浆站安设调试；(6)钻孔灌浆设备就位；(7)抬动观测孔及装置安装；(8)物探孔钻孔及灌前测试；(9)岩石盖重钻孔灌浆；(10)建基面以下岩体钻孔灌浆；(11)质量检查；(12)加密、补强灌浆；(13)岩石盖重层开挖；(14)浅层质量检查；(15)引管补强灌浆孔位布设；(16)钻引管补强灌浆孔；(17)灌浆引管安装固定；(18)盖重混凝土浇筑；(19)引管灌浆；(20)引管封堵、管头切除。
上述现有技术公开了一种常规的大坝盖重区域的固结灌浆施工方法，该方法施工工艺复杂，不能够对固结灌浆施工进行指导。
基于现有技术存在的上述技术问题，本发明提出一种应用于大坝坝基的固结灌浆施工方法。
发明内容
本发明提供一种应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，所述固结灌浆施工试验方法施工工艺简单，能够获得固结灌浆施工试验的试验数据以对固结灌浆施工进行指导。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，包括：
步骤1，测量放样：在所述大坝坝基的盖重混凝土区域上标定压水孔和灌浆孔，将所述压水孔排布在所述灌浆孔之间，标注每个所述压水孔和所述灌浆孔的高程，并做桩位标记；
步骤2，钻孔作业：在所述大坝坝基的盖重混凝土达到5天龄期后，对所述压水孔和所述灌浆孔进行钻孔，钻孔至所述大坝坝基的盖重混凝土之下的岩体中，其中，所述压水孔和所述灌浆孔的孔径和深度均相同；
步骤3，钻孔冲洗：在所述压水孔和所述灌浆孔的孔深达到设计要求后，在压水前用压力水冲洗钻孔，冲洗时将水管插入孔底，所述压水孔和所述灌浆孔均回清水时结束冲洗；
步骤4，进行压水试验：对所述压水孔和所述灌浆孔进行压水试验，对每个孔分别以50KPa、100KPa和150KPa三个压力进行试验，获得每个所述压水孔和所述灌浆孔处的岩体在不同的水压下的透水情况；
步骤5，灌注水泥浆：将所述灌浆孔采用灌浆塞将孔口封闭，灌注水泥浆采用孔内循环的方式进行灌注，灌浆压力采用50KPa－150KPa，灌浆采用逐步升压法；
步骤6，灌浆后进行压水检查：水泥浆灌注完成7天后，对所述灌浆孔进行扫孔，并对所述压水孔采用50KPa、100KPa、150KPa、100KPa和50KPa五点压力进行压水试验；
步骤7，封灌浆孔：灌浆结束后拆除灌浆连接管，并灌注水泥浆液进行封堵所述灌浆孔。
进一步地，步骤1中，所述压水孔的数量为所述灌浆孔数量的3-4倍。
进一步地，步骤2中，钻孔至所述大坝坝基的盖重混凝土之下的岩体中5米深。
进一步地，步骤5中，所述水泥浆包括四种，四种所述水泥浆的水灰体积比分别为3:1、2:1、1:1、0.6:1，采用水灰体积比为3:1的水泥浆进行对所述灌浆孔的灌注，在50KPa的灌浆压力下持续灌注30分钟，若30分钟内，所述灌浆孔的吃浆量低于10L，则灌浆完成，否则，变浆为水灰体积比为2:1的水泥浆接续灌注，在100KPa的灌浆压力下灌注，30分钟之内，若所述灌浆孔的吃浆量低于10L，则灌浆完成，否则，变浆为水灰体积比为1:1的水泥浆接续灌注，在150KPa的灌浆压力下灌注，30分钟之内，若所述灌浆孔的吃浆量低于10L，则灌浆完成，否则，变浆为水灰体积比为0.6:1的水泥浆接续灌注，采用150KPa的灌注压力，直至达到所述灌浆孔的吃浆量低于10L时，结束灌浆。
进一步地，步骤5中，水泥浆灌注之前，还包括将所述灌浆孔的水排出的步骤。
进一步地，步骤5中，若变浆为水灰体积比为0.6:1的水泥浆连续灌注大于60分钟，仍未达到灌浆结束标准，在所述灌浆孔的临近位置钻设附加灌浆孔进行补充灌注，直至所述灌浆孔的吃浆量低于10L时，其中，所述附加灌浆孔的孔深与所述灌浆孔的孔深相同。
进一步地，步骤6中所述扫孔的钻具转速为50-60r/min，向孔内灌注冲洗液以清除孔内淤塞物。
进一步地，步骤7中，遇到涌水的孔，采取屏浆措施或采用机械压浆封孔。
进一步地，步骤7中，所述机械压浆封孔包括：将注浆管伸入孔底，采用注浆泵向注浆管注入水：水泥：砂的体积比为0.7：1：0.5的水泥浆。
进一步地，步骤7中，所述水泥浆液包括煤灰粉12份、硅藻土5份、三氧化二铝1份、氯酸钙2份、亚硝酸钠1份、钢纤维1份、水泥60份、硅灰10份、水60份、亘香醇1份、松柏醇1份、芥子醇1份、细石英砂10份和煤矸石细骨料10份，上述成分均按体积计。
进一步地，步骤7中，采用水灰比为0.75：1的水泥浆液封闭所述压水孔。
与现有技术相比，本发明的优越效果在于：
1、本发明所述的应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，通过配置压水孔和灌浆孔的相对位置布孔方式、对压水孔和灌浆孔进行压水试验及水泥浆灌注的步骤，能够更便利的进行固结灌浆试验，获得渗透数据，为加固大坝坝基基础、提高坝基承载力，保持大坝的稳定提供依据；
2、本发明所述的应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，通过采用多种水灰比的水泥浆进行灌浆，使灌浆更易结束，以缩短灌浆流程。
附图说明
图1是本发明实施例中压水孔和灌浆孔的分布示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
一种应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，包括：
步骤1，测量放样：在所述大坝坝基的盖重混凝土区域上标定压水孔和灌浆孔，将所述压水孔排布在所述灌浆孔之间，标注每个所述压水孔和所述灌浆孔的高程，并做桩位标记；
步骤2，钻孔作业：在所述大坝坝基的盖重混凝土达到5天龄期后，对所述压水孔和所述灌浆孔进行钻孔，钻孔至所述大坝坝基的盖重混凝土之下的岩体中，其中，所述压水孔和所述灌浆孔的孔径和深度均相同；
步骤3，钻孔冲洗：在所述压水孔和所述灌浆孔的孔深达到设计要求后，在压水前用压力水冲洗钻孔，冲洗时将水管插入孔底，所述压水孔和所述灌浆孔均回清水时结束冲洗；
步骤4，进行压水试验：对所述压水孔和所述灌浆孔进行压水试验，对每个孔分别以50KPa、100KPa和150KPa三个压力进行试验，获得每个所述压水孔和所述灌浆孔处的岩体在不同的水压下的透水情况；
步骤5，灌注水泥浆：将所述灌浆孔采用灌浆塞将孔口封闭，水泥浆采用孔内循环的方式进行灌注，灌浆压力采用50KPa－150KPa，灌浆采用逐步升压法；
步骤6，灌后压水检查：水泥浆灌注完成7天后，对所述灌浆孔进行扫孔，并对所述压水孔采用50KPa、100KPa、150KPa、100KPa和50KPa五点压力进行压水试验；
步骤7，封灌浆孔：灌浆结束并经检验合格后，拆除灌浆连接管，并灌注水泥浆液进行封堵所述灌浆孔。
在本实施例的步骤6中所述扫孔的钻具转速为50-60r/min，用钻具以较慢转速修整孔壁，向孔内灌注冲洗液以清除孔内淤塞物。
在本实施例的步骤7中，所述水泥浆液包括煤灰粉12份、硅藻土5份、三氧化二铝1份、氯酸钙2份、亚硝酸钠1份、钢纤维1份、水泥60份、硅灰10份、水60份、亘香醇1份、松柏醇1份、芥子醇1份、细石英砂10份和煤矸石细骨料10份，上述成分均按体积计，其中，细石英砂的粒径2-4mm。
以在蒙古泰西尔水电站的固结灌浆施工试验对本实施例进行进一步说明，如图1所示，根据坝基开挖基岩面的地质素描，钻设7个压水孔，分别为W1-W7，钻设2个灌浆孔，分别为G1和G2，压水孔的钻色位置排布在灌浆孔之间，检查同一节理组内和节理组之间水、浆液的渗透情况，通过灌前和灌后压水的透水率来确定设计参数，在图1中，相互交错的虚线表示岩体的节理。
其中，在步骤2中，采用QZJ—80B型钻机，安装合金冲击钻头进行钻孔(包括压水孔和灌浆孔)作业，钻孔的孔径为75mm，钻孔孔深为入岩5m。
通过对压水孔和灌浆孔进行压水试验，在孔口未发现串孔现象。
通过对G1和G2进行灌浆作业，灌浆的材料主要是水泥和水，灌浆前测量压水孔孔深，采用灌浆塞将孔口封闭，孔内循环方式进行灌注，灌注时，灌浆压力采用50KPa－150KPa，灌浆采用逐步升压法，为保证灌浆压力的稳定性，采用灌浆泵为SGB6-10型，搅拌槽为JS-200L型，在进浆管路上连接两个集浆包。
其中，灌浆时，采用体积比为3:1、2:1、1:1、0.6:1的灌浆液，如未达灌浆完成标准，还需要增加附加灌浆孔进行补充灌浆。
所述灌浆完成标准达成的规则如下：
采用水灰体积比为3:1的水泥浆进行对所述灌浆孔的灌注，在50KPa的灌浆压力下持续灌注30分钟，若30分钟内，所述灌浆孔的吃浆量低于10L，则灌浆完成，否则，变浆为水灰体积比为2:1的水泥浆接续灌注，在100KPa的灌浆压力下灌注，30分钟之内，若所述灌浆孔的吃浆量低于10L，则灌浆完成，否则，变浆为水灰体积比为1:1的水泥浆接续灌注，在150KPa的灌浆压力下灌注，30分钟之内，若所述灌浆孔的吃浆量低于10L，则灌浆完成，否则，变浆为水灰体积比为0.6:1的水泥浆接续灌注，采用150KPa的灌注压力，直至达到所述灌浆孔的吃浆量低于10L时，结束灌浆。
若变浆为水灰体积比为0.6:1的水泥浆连续灌注大于60分钟，仍未达到灌浆结束标准，在所述灌浆孔的临近位置钻设附加灌浆孔进行补充灌注，直至所述灌浆孔的吃浆量低于10L时，其中，所述附加灌浆孔的孔深与所述灌浆孔的孔深相同。
灌浆完成后，7个压水孔的孔口未出现冒浆现象。对7个压水孔进行孔深测量。灌浆完成后，压水孔的孔深如表1所示：
孔号 W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 备注
灌前孔深 5.54 5.56 5.34 5.24 5.32 5.48 5.56
灌后孔深 5.24 4.55 2.50 4.60 2.40 2.37 2.28
表1
由表1能够得知，7个孔虽然分布在不同的相互交错的节里带内，但节理组内透水和灌浆效果都是显著的，压水孔灌前、灌后的孔深对比发现，孔间还是有渗透浆量的，从以上分析可以看出岩石节理组间透水性较好，节里带发育、节理带间可灌性较好，达到了设计施工要求，设计参数合理，满足大坝的稳定性要求。
本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。

Claims (9)

1.一种应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，其特征在于，包括：
步骤1，测量放样：在所述大坝坝基的盖重混凝土区域上标定压水孔和灌浆孔，将所述压水孔排布在所述灌浆孔之间，标注每个所述压水孔和所述灌浆孔的高程，并做桩位标记；
步骤2，钻孔作业：在所述大坝坝基的盖重混凝土达到5天龄期后，对所述压水孔和所述灌浆孔进行钻孔，钻孔至所述大坝坝基的盖重混凝土之下的岩体中，其中，所述压水孔和所述灌浆孔的孔径和深度均相同；
步骤3，钻孔冲洗：在所述压水孔和所述灌浆孔的孔深达到设计要求后，在压水前用压力水冲洗钻孔，冲洗时将水管插入孔底，所述压水孔和所述灌浆孔均回清水时结束冲洗；
步骤4，进行压水试验：对所述压水孔和所述灌浆孔进行压水试验，对每个孔分别以50KPa、100KPa和150KPa三个压力进行试验，获得每个所述压水孔和所述灌浆孔处的岩体在不同的水压下的透水情况；
步骤5，灌注水泥浆：将所述灌浆孔采用灌浆塞将孔口封闭，灌注水泥浆采用孔内循环的方式进行灌注，灌浆压力采用50KPa－150KPa，灌浆采用逐步升压法；
步骤6，灌后压水检查：水泥浆灌注完成7天后，对所述灌浆孔进行扫孔，并对所述压水孔采用50KPa、100KPa、150KPa、100KPa和50KPa五点压力进行压水试验；
步骤7，封灌浆孔：灌浆结束并经检验合格后，拆除灌浆连接管，并灌注水泥浆液进行封堵所述灌浆孔。
2.根据权利要求1所述的应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，其特征在于，步骤5中，所述水泥浆包括四种，四种所述水泥浆的水灰体积比分别为3:1、2:1、1:1、0.6:1，采用水灰体积比为3:1的水泥浆进行对所述灌浆孔的灌注，在50KPa的灌浆压力下持续灌注30分钟，若30分钟内，所述灌浆孔的吃浆量低于10L，则灌浆完成，否则，变浆为水灰体积比为2:1的水泥浆接续灌注，在100KPa的灌浆压力下灌注，30分钟之内，若所述灌浆孔的吃浆量低于10L，则灌浆完成，否则，变浆为水灰体积比为1:1的水泥浆接续灌注，在150KPa的灌浆压力下灌注，30分钟之内，若所述灌浆孔的吃浆量低于10L，则灌浆完成，否则，变浆为水灰体积比为0.6:1的水泥浆接续灌注，采用150KPa的灌注压力，直至达到所述灌浆孔的吃浆量低于10L时，结束灌浆。
3.根据权利要求1所述的应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，其特征在于，步骤5中，水泥浆灌注之前，还包括将所述灌浆孔的水排出的步骤。
4.根据权利要求2所述的应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，其特征在于，步骤5中，若变浆为水灰体积比为0.6:1的水泥浆连续灌注大于60分钟，仍未达到灌浆结束标准，在所述灌浆孔的临近位置钻设附加灌浆孔进行补充灌注，直至所述灌浆孔的吃浆量低于10L时，其中，所述附加灌浆孔的孔深与所述灌浆孔的孔深相同。
5.根据权利要求1所述的应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，其特征在于，步骤7中，遇到涌水的孔，采取屏浆措施或采用机械压浆封孔。
6.根据权利要求1所述的应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，其特征在于，步骤2中，钻孔至所述大坝坝基的盖重混凝土之下的岩体中5米深。
7.根据权利要求1所述的应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，其特征在于，步骤1中，所述压水孔的数量为所述灌浆孔数量的3-4倍。
8.根据权利要求1所述的应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，其特征在于，步骤7中，采用水灰比为0.75：1的水泥浆液封闭所述压水孔。
9.根据权利要求1所述的应用于大坝坝基的固结灌浆施工试验方法，其特征在于，步骤7中，所述水泥浆液包括煤灰粉12份、硅藻土5份、三氧化二铝1份、氯酸钙2份、亚硝酸钠1份、钢纤维1份、水泥60份、硅灰10份、水60份、亘香醇1份、松柏醇1份、芥子醇1份、细石英砂10份和煤矸石细骨料10份，上述成分均按体积计。
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