帷幕灌浆施工方法和工艺

帷幕灌浆施工方法和工艺

帷幕灌浆主要施工方法 1.钻孔与测斜：采用小口径地质回转钻机，金钢石钻头钻孔，开孔前用两点法地锚固定，用角度尺和地质罗盘校正钻机立轴。第1段灌浆结束后进行孔口管埋设，埋入基岩深度2 m，孔口管采用 73 mm的无缝钢管。钻孔测斜选用KXP-Ⅰ型测斜仪，一般

帷幕灌浆主要施工方法 1.钻孔与测斜：采用小口径地质回转钻机，金钢石钻头钻孔，开孔前用“两点法”地锚固定，用角度尺和地质罗盘校正钻机立轴。第1段灌浆结束后进行孔口管埋设，埋入基岩深度2 m，孔口管采用 73 mm的无缝钢管。钻孔测斜选用KXP-Ⅰ型测斜仪，一般每10 m测1次。

2.钻孔冲洗与简易压水：采用高压水脉动冲洗，冲洗时间不少于30 min，回清水10 min。灌浆前均进行简易压水试验，压水压力1.0 MPa。

3.制浆与检测：采用集中制浆，分部位供浆，浆液经3台湿磨机串联磨制后送入搅拌桶，外加剂为UNF-5型高效减水剂，掺量7%。浆液浓度采用标准漏斗粘度计检测，要求漏斗粘度小于30 s；细度主要采用沉降法，用激光粒度仪校核，要求每10 t水泥检测1次。

4.自动记录：灌浆记录全部采用自动记录仪，自动记录仪为长江科学院GJY-Ⅲ型和湖南力合LHGY-2000型。

5.灌浆压力控制：在施工过程中为了避免抬动破坏,建立了注入率与最大灌浆压力的关系。

帷幕灌浆主要技术指标

坝基渗控设计采用常规防渗排水与封闭抽排相结合的方案。

1.孔深与段长：孔深按H≥1/3h+c与深入相对不透水岩体顶板以下5 m控制，同时要求终孔段应满足透水率≤1 Lu、单耗q≤20 kg/m，否则自动加深；灌浆段长第一段2 m，第二段1 m，第三段2 m，以下各段5 m。

2. 灌浆压力：设计灌浆压力按不小于1.5倍坝前水头考虑，灌浆压力值见下表1：

3. 灌浆材料与浆液配比：灌浆材料采用湿磨细水泥，细度要求D97<40μm，现场按D95<40μm按制。采用3∶1、2∶1、1∶1、0.6∶1,4个比级。

4.灌浆施工方法：按分序加密的原则，采用“小口径、孔口封闭、自上而下、孔内循环、高压灌浆”方法。

5.结束标准：在设计压力下，1～3段注入率小于0.4 L/min、以下各段小于1.0 L/min，延续灌注时间不少于90 min。 6.质量合格标准：质量合格标准q≤1.0 Lu,接触段及其下一段的合格率应为100%,

以下各段应达90%以上,且q应≤2.0 Lu。

帷幕灌浆特殊情况

1.灌浆过程中，发现冒浆 漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。

2.帷幕灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆。应一泵灌一孔。否则应将串浆孔用塞塞住，持灌浆孔灌浆结束后。串浆孔并行扫孔、冲洗，而后继续钻进和灌浆。

3.灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：

(1)应及早恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。 (2)恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。

(3)恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。 4.涌水问题：涌水是由于坝基岩体裂隙水在四周河水水压传递下，当钻孔揭露裂隙含水带后，地下水的排泄释放过程，属于地下水正常迳流。

对钻孔涌水问题，采取如下措施：对涌水严重部位，增加灌浆孔深、改单排帷幕为双排帷幕，加密灌浆孔；对涌水孔段，提高灌浆压力（设计压力+涌水压力）；提高结束标准，要求屏浆时间不少于1 h，闭浆待凝24～48 h。通过以上处理后，涌水孔段灌后扫孔均无涌水，且钻孔涌水量与涌水孔段频率随帷幕灌浆排序、孔序增加而减少。

5.灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用下列措施处理： (1)低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆； (2)浆液中掺加速凝剂；

(3)灌注稳定浆液或混合浆液。

该段经处理后仍应扫孔，重新依照技术要求进行灌浆，直至3.8.6 灌浆过程中如回浆变浓，宜换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min。即可停止灌注。 6.在岩溶地区的溶洞灌浆，应先查明溶洞的充填类型和规模，而后采取相应的措施处理。

(1)溶洞内无充填物时。根据溶洞的大小，可采用泵入高流态混凝土、投入碎石再灌注水泥砂浆、灌注混合浆液等措施。待凝后，扫孔，再灌水泥浆。

(2)溶洞内有充填物时，根据充填物类型、性能以及充填程度，可采用高压灌浆、高压喷射灌浆等措施。灌浆注入量大时，可参照第5条进行处理。

岩溶地质条件下土石坝帷幕灌浆中出现的特殊情况处理：

灌浆是在已建成的大坝顶上进行，在渗透水流的作用下，溶洞、溶蚀裂隙内的充填物几乎被冲空，构成长期漏水通道，且灌浆是在水库蓄水情况下进行，地下水流速大，水泥不易沉淀，向下游流动很远，会出现灌不住浆、吃浆量很大的现象。对此可采取以下措施处理：1.浓浆堵漏。即先灌0.6：1或0.5：1的浓浆。2.用浓浆冲灌细砂。开始时用砂浆泵灌砂浆，即用灌浆泵向孔内灌0.6：1或0.5：

1的浓浆，在孔口向孔内加20%～30%粒径为0.1～0.25毫米的细砂，直至孔口返浆。3.加速凝剂。为加快浆液凝固，避免浆液沿裂隙流失太远，在浓浆中掺入1%的水玻璃或2%～4%的氯化钙。4.孔口冲灌砾石、粗砂。用清水在孔口向孔内由粗到细冲灌砾石、粗砂，砾石的粒径控制在2～5毫米，最大不超过5毫米，砂的粒径控制在O.5～2毫米，最小不小于0.5毫米，使其沿裂隙流动、积累，使砾石、粗砂在裂隙中堵塞通道，减小渗水流速，形成反滤，建立阻浆滞浆体。

帷幕灌浆的问题 1)中断处理 . 由于停电、机械故障、器材等问题出现的被迫中断灌浆情况 ,应尽快恢复灌浆 .恢复时应从稀浆开始 ,如果吸浆率与中断前接近 ,则可尽快恢复到中断前的稠度 ,否则应逐级变浆 .若恢复后的吸浆率减少很多 ,则短时间内即告结束 ,说明裂隙口因中断被堵 ,应起出栓塞进行扫孔 ,冲洗后再灌 . 2)串浆处理 . 采取浆液加浓、降压、限流灌注 ,当吸浆率下降时 ,逐步提高灌浆压力 .被串孔则需扫孔后方可灌浆 . 3)冒浆处理 .

在灌浆过程中发生表面冒浆时 ,轻微者 ,可以稍停灌浆 ,让其自行凝固堵漏 .严重者应先行实行堵漏措施 ,无效 ,可越级变浓浆液 ,降低压力 ,中断间歇等办法 .

4)特大吃浆量的解决方法 .

在只具有一般性裂痕的岩层中灌浆 ,大都可在 1～ 3ｈ之内灌注结束 ,注灰量不会超过 100～ 200ｋｇ/ｍ[2].然而有时候会出现大量吃浆不止 ,长时间灌不结束的情况 .其原因大多不是因空隙体积太大没有灌满 ,而是因为地层的特殊结构条件促使浆液从附近地表冒出 ,或始终沿着某一固定的通道从或明或暗的地方流失了 .对此 ,采取以下方法进行处理 .进一步降低灌注压力 ,限制吸浆率不超过 5Ｌ/(ｍｉｎ•ｍ) ,以减少浆液在缝隙里的流动速度 ,促使尽快沉积 ;在最稠的水泥浆中掺入速凝剂 ,如水玻璃、氟化钙等 ,促使尽快凝结 ;灌注更稠的水泥砂浆 ;间歇灌浆 ,以促使浆液在静止状态下沉积 ,将通道堵住 .每次间歇前应灌入的材料数量和停歇时间 ,视地质条件、灌浆目的等确定 ,一般可按每次灌入 200～ 500ｋｇ/ｍ ,以停歇2～ 8ｈ掌握 .这种特殊情况的灌浆 ,限制吸浆滤 ,不使其超过 5Ｌ/(ｍｉｎ•ｓ) ,以减少浆液在缝隙里的流动速度 ,促使浆液尽快沉积 ;在最稠的水泥浆中掺入速凝剂 ,如水玻璃、氟化钙等促使尽快凝结 ;灌注更稠的水泥砂浆 ;间歇灌浆 ,以促使浆液在静止状态下沉积 ,将通道堵住 .每次间歇前应灌入的材料数量和停歇时间 ,视地质条件灌浆目的等确定 ,一般可按每次灌入 200～ 500ｋｇ/ｍ ,以停歇 2～ 8ｈ掌握 .这种特殊情况的灌浆 ,结束时不必强迫达到设计压力 ,但如能达到则必须达到 .若到此压力时就发生冒浆或大量吃浆的 ,可在较低的压力下结束 .但凡在低压结束的 ,待凝一段时间以后 ,应再将孔扫开复灌一次 ,在复灌中争取达到设计压力 .对于特大漏水通道采用直接充填细骨料的方法。

三峡二期厂坝工程帷幕灌浆设计与施工

摘要：三峡坝基渗控设计采用常规防渗排水与封闭抽排相结合的方案，帷幕灌浆采用“小口径、孔口封闭、自上而下、孔内循环、高压灌浆”方法。在施工中对部分地段进行了加排、加密、加深、孔口段升压及补充化学灌浆处理。工程质量满足要求。

关键词：渗透 灌浆 帷幕 设计 施工 三峡工程

1 工程简介

长江三峡水利枢纽工程拦河大坝为混凝土重力坝，坝轴线2 309.5 m，坝顶高程185 m，坝高183 m，正常蓄水位175 m。三峡二期厂坝工程帷幕灌浆左起12#非溢流坝段、右至纵向围堰坝身段，防渗帷幕总长1 304.5 m，2000年4月开工，2002年3月完工，累计完成水泥灌浆104 900 m，化学灌浆1 365 m。

2 工程地质条件

坝基岩性主要为闪云斜长花岗岩，建基岩体以微新岩体为主，局部利用弱风化带下部岩体，优、良质岩体占95%以上，少量的中等及中等以下岩体进行了处理。

建基面高程从两侧向主河床逐渐降低，中间为深槽，最低高程4 m，右纵坝段建基面高程45 m，左非12#坝段建基面高程80 m。

断层以陡倾角为主，约占82%，中倾角次之，占17%，缓倾角少见出露。断层长度一般30～100 m，占84%，长度大于200 m，仅占4.5%，宽度大多数小于1 m，最宽为4.5 m。区内断层走向与坝轴线多呈30°～60°的交角，仅个别断层与坝轴线近于平行与垂直。断层构造岩一般胶结较好，个别胶结较差者，规模小。陡倾角裂隙较发育，占89%，缓倾角裂隙仅占11%，裂面多被绿帘石、钙质充填。

大坝基坑四周环水，地下水主要来自河水与基坑内降水、施工用水补给，开浇抽排集水井、钻孔成为新的排水点。地下水为裂隙潜水，局部具有承压性。岩体绝大部分透水性微弱，小于1Lu约占85%～90%，在断层、裂隙密集带透水性相对较强，具有导水作用。随着深度增加，岩体透水性有减弱的趋势，但并不存在明显统一的相对隔水层，勘测设计将透水率小于1 Lu，厚度大于20 m的岩体视为相对隔水层，作为防渗帷幕设计的底线。 3 主要技术指标

坝基渗控设计采用常规防渗排水与封闭抽排相结合的方案。 3.1 布孔形式

上游主帷幕，一般按单排布置，左非17#～安Ⅲ#、左导墙坝段～19#坝段上游主帷幕为2排布置，排距0.2 m，孔距2.0 m，幕前布设1～2排、孔深10～20 m的辅助帷幕。下游封闭帷幕为单排，孔距2.5 m，幕前布设1排、孔深10m的辅助帷幕。对构造发育部位及灌浆异常部位进行补充加密处理。 3.2 孔深与段长

孔深按H≥1/3h+c与深入相对不透水岩体顶板以下5 m控制，主帷幕孔深一般为60～80 m，局部地段达125 m，封闭帷幕孔深一般为40～60 m，局部达85 m左右。同时要求终孔段应满足透水率≤1 Lu、单耗q≤20 kg/m，否则自动加深。

灌浆段长第一段2 m，第二段1 m，第三段2 m，以下各段5 m。

3.3 灌浆压力

设计灌浆压力按不小于1.5倍坝前水头考虑，灌浆压力值见下表1： 3.4 灌浆材料与浆液配比

灌浆材料采用湿磨细水泥，细度要求D97<40μm，现场按D95<40μm按制。采用3∶1、2∶1、1∶1、0.6∶1,4个比级。 3.5 灌浆施工方法

按分序加密的原则，采用“小口径、孔口封闭、自上而下、孔内循环、高压灌浆”方法。

3.6 结束标准 在设计压力下，1～3段注入率小于0.4 L/min、以下各段小于1.0 L/min，延续灌注时间不少于90 min。 3.7 质量合格标准

质量合格标准q≤1.0 Lu,接触段及其下一段的合格率应为100%,以下各段应达90%以上,且q应≤2.0 Lu。 4主要施工方法及问题处理 4.1 资源配置

二期厂坝帷幕灌浆共投入XY-2、XU-300等型号钻机96台，灌浆泵82台，自动记录仪40台，湿磨机30台，基本上采取3钻1灌配置，备用1台灌浆泵。 4.2 钻孔与测斜

采用小口径地质回转钻机，金钢石钻头钻孔，开孔前用“两点法”地锚固定，用角度尺和地质罗盘校正钻机立轴。第1段灌浆结束后进行孔口管埋设，埋入基岩深度2 m，孔口管采用73 mm的无缝钢管。钻孔测斜选用KXP-Ⅰ型测斜仪，一般每10 m测1次。

4.3 钻孔冲洗与简易压水

采用高压水脉动冲洗，冲洗时间不少于30 min，回清水10 min。灌浆前均进行简易压水试验，压水压力1.0 MPa。 4.4 制浆与检测

采用集中制浆，分部位供浆，浆液经3台湿磨机串联磨制后送入搅拌桶，外加剂为UNF-5型高效减水剂，掺量7%。浆液浓度采用标准漏斗粘度计检测，要求漏斗粘度小于30 s；细度主要采用沉降法，用激光粒度仪校核，要求每10 t水泥检测1次。 4.5 自动记录

灌浆记录全部采用自动记录仪，自动记录仪为长江科学院GJY-Ⅲ型和湖南力合LHGY-2000型。 4.6 灌浆压力控制

在施工过程中为了避免抬动破坏,建立了注入率与最大灌浆压力的关系见下表2。转 5 主要技术问题及处理 5.1 涌水问题 灌浆施工过程中，部分钻孔出现涌水。涌水部位主要在集中左厂14#～泄4#深槽坝段及右纵1#、2#坝段。涌水段数占灌浆段数50.3%，单孔平均涌水量0.63 L/min,水压0.01～0.1 MPa,最大涌水量36 L/min，水压0.15 MPa，各孔段涌水量之和3 782.08 L/min。涌水是由于坝基岩体裂隙水在四周河水水压（水头51～62 m）传递下，当钻孔揭露裂隙含水带后，地下水的排泄释放过程，属于地下水正常迳流。