代表性”为新增内容,以便使试验成果能对以后的灌浆工程具有指导意义。“代表性”一般
是指在灌浆区域内地质条件偏差的地层。“对工程可能产生不良后果”主要指破坏了地层结
构,抬动了建筑物或在地层中留下有害的物质等。
4.0.3灌浆施工的意外中断将给工程质量和施工单位造成大的损失,本项措施意在保证连续作业。
4.0.4本条对SL62—1994《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(以下简称“94灌规”)
有关内容进行了归并,并增加了环保和照明的要求。
4.0.6灌浆工程是隐蔽工程,各类钻孔很多,事先应按SDJ249的要求划分单元,统一分
类编号,一一对应,不得重复,不得混乱。此点对于使用计算机整理分析灌浆资料尤为重要。
4.0.7各种现场施工记录是分析评价灌浆工程质量的重要依据,有时是唯一依据,因此要
严格要求,认真记录。记录要在施工现场随着施工的进行随时填写,专人审核。不允许事后
补记,更不得随意编造。根据档案保存的要求,本条文在“94灌规”的基础上明确了使用
蓝黑或碳素墨水笔记录。
4.0.8 “94灌规”颁布执行以后,灌浆自动记录仪在许多工程推广应用,取得良好效果。
本条文进一步明确应使用自动记录仪的范围,其他情况的灌浆不作硬性规定。“重要工程”
一般指1、2级水工建筑物的灌浆工程,或业主有专门要求的工程。自动记录仪一般应当记
录两项参数(灌浆压力和注入率),有特殊要求时可记录1项(灌浆压力)或3项参数(灌
浆压力、注入率和水灰比)。但无论采用记录仪与否,都不能放松现场质量检查和旁站监理,
不能用仪器代替人的管理。
4.0.9灌浆是勘探与施工平行进行的作业,应随时根据施工过程中发现的新情况,修正设
计文件和施工工艺。
5灌浆材料、设备和制浆
5.1灌浆材料和浆液
5.1.1试验表明,矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥比硅酸盐水泥或普通硅酸盐泥
抗侵蚀性更好,但因其含有矿渣或火山灰,浆液过稀时易于离析。 …….
5.12根据GB175及相应的水泥试验标准,水泥的标号改为相对应的强度等级。水泥标号
与强度等级的对应关系为:625号对应52.5,525号对应42.5,425号对应32.5,原32号标准取消。本标准其他条文中的水泥标号均按此原则修改。
5.1.4 DL/T 5144—2001《水工混凝土施工规范》5.5.1规定,凡符合国家标准的饮用水,均可用于拌和与养护混凝土。5.5.2规定,其他类型水在首次用于混凝土施工时应进簪娈泥凝结时间和水泥浆结石抗压强度的试验,水的pH值和水中的不溶物、可溶物、氯化物、硫酸盐的含量应符合表1的要求。灌浆工程的用水可根据工程的具体情况参照执行。
表1拌和与养护混凝土用水的指标要求
项 目 |
钢筋混凝土 |
索混凝土 |
pH值 |
>4 |
>4 |
不溶物mg/L |
<2000 |
<5000 |
可溶物mg/L |
<5000 |
< 10000 |
氯化物(以CI-计)mg/L |
<1200 |
< 3500 |
硫酸盐(以so42-)mg/l |
< 2700 |
< 2700 |
5.1.5 (1)细水泥浆液,适用于微细裂隙岩石和张开度小于0.5ram的坝体接缝灌浆。干
磨细水泥,将普通水泥通过干法进一步磨细,一般情况下最大粒径Dmax35tam以下,平均
粒径D50为6um—10um。超细水泥,用特殊方法磨细的水泥,一般Dmax12um以下,D50
为3um—6um。湿磨水泥,将水泥浆液通过湿磨机磨细,其细度与磨机型式及研磨时间有
关,采用胶体磨一般为D97≤40um,D50= 10um—12um;采用珠磨机能达到干磨细水泥和
超细水泥的细度。
(2)稳定浆液,适用于遇水性能易恶化或注入量较大的地层的灌浆。
(3)混合浆液,包括水泥砂浆、水泥黏土浆、水泥粉煤灰浆和水泥水玻璃浆等。适用于
注入量大或地下水流速较大的地层的灌浆。
(4)膏状浆液,适用于大孔隙地层(岩体宽大裂隙、溶洞、堆石体等)的灌浆。
5.1.6根据DL/T 5055各级粉煤灰的质量指标如表2。
裹2粉煤灰品质指标和等级 %
|
|
等 级 | ||
序号
|
指 标
|
I级 |
Ⅱ级 |
m级 |
l |
细度(4卸蚰方孔筛筛余) |
≤12 |
≤20 |
≤45 |
2 |
烧失量 |
≤5 |
≤8 |
≤15 |
3 |
需水量比 |
≤95’ |
≤105 |
≤115 |
4 |
三氧化硫含量 |
≤3 |
≤3 |
≤3 |
“其他掺合料”,如石粉、赤泥、硅粉等。在有些堵漏灌浆中,甚至可掺人锯末、棉籽
壳、海带等材料。
5.1.7本条和5.1.5(2)中所说的“稳定剂”的作用是增强浆液的沉降稳定性,故名“稳
定剂”,它与石油钻井泥浆中使用的降失水剂、增黏荆相似。“其他外加剂”,如膨胀剂等。
5.2灌浆设备和机具
5.2.1高速搅拌机有多种型式,主要指涡旋式、水力式等型式的搅拌机,桨叶式搅拌机不
可能达到1200r/min以上的转速,除当储浆桶外,应逐步予以淘汰。
5.2.2 “94灌规”中规定,“灌注纯水泥浆液应采用多缸柱塞式灌浆泵”,其原因是多缸柱
塞式灌浆泵的工作压力比较稳定,这是灌浆施工所需要的。但近些年来,引进和研制出了多
种新型式的灌浆泵,许多也可适用于灌浆,因此不再规定泵的型号,而只提出压力波动要小
于20%的要求。
使用空气蓄能器可以有效地减小灌浆压力的波动。
5.2.5通常使用的灌浆塞有螺杆挤压胶球式、气胀或水胀胶囊式,还有孔口封闭器等。
5.2.9新增条文。为了保持钻孔灌浆计量器具的量值准确,必须定期进行校验或检定。校
验,是指对所使用的自制、专用和非强制检定的通用计量、检测器具,按照规定的标准和方
法检查其性能是否符合规定的要求。检定,即计量检定,是指为评定计量器具的计量性能,
确定其是否合格所进行的全部工作。计量检定必须按照国家计量检定系统表进行;必须执行
计量检定规程。根据国家质量技术监督局的决定,施工企业所使用的大部分计量器具可以由
企业自行校验。
5.3制 浆
5.3.4因为细水泥较普通水泥具有较高的表面活性,在相同水灰比下易于凝聚结团,必须
采用机械分散和化学分散;稳定浆液也必须采用机械分散和化学分散才能达到良好的性能。
另外,这两类浆液黏度较大,必须加入减水剂,改善其流动性能。
5.3.5在使用一种配比的稳定浆液灌浆的工地,集中制浆站也可直接制备稳定浆液。
6坝基岩体灌浆
6.1一般规定
6.1.1新增条文。本章主要针对大坝基岩帷幕灌浆和固结灌浆编写,其他水工建筑物的基
岩灌浆应根据工程情况和灌浆目的参照使用。
6.1.2水库开始蓄水后,孔口高程低于库水位的帷幕灌浆孔常会出现孔口涌水情况,增加
了灌浆施工的困难,灌浆质量也不易保证。特别是坝体廊道内最低部位的帷幕灌浆更应早日
完成,因为该部位承受水头最大,帷幕灌浆孔孔口很容易出现较高的涌水压力。根据多年施
工实践经验,当孔口涌水压力大于0.2MPa时,灌浆施工尤为困难。我国有些大坝坝基帷幕
灌浆为处理此类问题,耗费了较多的时间、材料和人力,应引以为戒。DL 5108--1999<混凝土重力坝设计规范》10.4.4要求“主帷幕应在水库蓄水前完成。”本条文也是对该条文的具体化。相对来讲,固结灌浆孔浅,即使孔口有些涌水,也较易处理,故在本条文中没有提及。
6.1.3由于固结灌浆孔浅,采用的灌浆压力较小,且布置在大面积上,先施工可将浅层岩石中的裂隙充填密实,从而减少了帷幕灌浆时的串、冒浆情况,也可使帷幕灌浆采用较大压力。
6.1.4 DL 5108--1999《混凝土重力坝设计规范》10.3.4规定“帷幕上游区的固结灌浆应
在基础部位混凝土浇筑后进行。其他部位的固结灌浆也宜按这种方式进行。”10.4.8规定
“帷幕灌浆必须在浇筑一定厚度的坝体混凝土作为盖重后施工。”实践证明,固结灌浆在有混凝土覆盖的情况下进行,好处较多,例如:可以防止岩石表面漏浆,减少了水泥的浪费;可以使用较大的灌浆压力,提高灌浆质量;可以进行混凝土与基岩面间的接触灌浆,增加了防渗能力和改善了接触面的力学性能等。但也有些缺点,例如:需要钻穿混凝土,增加了钻孔工程量;混凝土中若埋有冷却水管、测试仪器或其他构件时,可能被钻坏;以及易与浇筑混凝土工序相互干扰等。近年来,也有些工程采用了无盖重方式灌浆,或浇筑“找平混凝土”后灌浆,但应十分注意采取防止岩体抬动和确保浅部岩石灌浆质量的专门措施。
6.1.5 “94灌规”基本上规定各排孑L均应或宜分为三个次序施工,本条区别不同情况行规定,多排孔帷幕作了适当简化。
6.1.6新增条文,布设先导孔的目的为了核对或补充勘探资料,尽可能准确地掌握地质情
况,以便于有针对性地选择灌浆施工参数。先导孔应当最先施工,也应当布置在最深的一排
孔中。先导孔应参照DL5013的要求进行施工,应采取岩芯,分段进行压水试验、分段灌
浆。先导孔的深度一般与灌浆孔相同,当设计有要求时可适当加深。先导孔虽然具有补充勘探的性质,但由于施工阶段受工期、预算等条件制约,也应注意不能把勘探阶段的任务任意转移到先导孔来完成。
6.1.7在正常情况下,相邻两个次序的灌浆孔(同一排或不同排)应当待先序孔全孔施工
完毕以后再开始后序孔的施工。但工程中往往工期紧迫,于是在施工实践中广泛采用了后序
孔较先序孔滞后15m(通常是3个灌浆段),并行施工的方法。这样做,在一般地质条件下
相邻孔串浆的可能性较小,但对加快施工进度十分有利。
6.1.8一般指紧邻防渗帷幕的主排水孔、扬压力观测孔。离帷幕较远的辅助排水孔可视情
况处理。
6.1.9新增条文。近年来,深孔固结灌浆、高压固结灌浆工程增多,其施工工艺完全或基
本按照帷幕灌浆的要求进行。
6.1.11有些工程,重视混凝土浇筑进度,而对固结灌浆未作适当安排,曾出现过有的部位
混凝土已浇筑十几米,甚至几十米厚,但却还有若干固结灌浆孔没有钻灌,或是尚未进行质
量检查,形成非常被动的局面。本条文意在防止这种情况,必要时,应规定在固结灌浆未完
成的部位不得浇筑第二层坝体混凝±。
6.1.12为了防止岩层或混凝土面上抬,在灌浆部位安设抬动监测装置有时是必要的。但安
设抬动监测装置也会增加工程造价。故当地质条件较好,灌浆压力不高或有类似工程经验可
以借鉴,有把握保证安全时,也可不设或少设。
6.2钻 孔
6.2.1本条对“94灌规”作了补充。近些年来,国外在帷幕灌浆施工中,冲击式和冲击回
转式钻机已经较多使用。因此补充了“也可采用冲击式或冲击回转式钻机钻进”的规定。使
用冲击式或冲击回转式钻机钻进灌浆孔,可以大大提高工效,但是因为它是无岩芯钻进,岩
粉、岩屑较多,因此应当加强钻孔和裂隙冲洗。同时这种钻孔方式的孔斜率通常也高于回转
式钻进,这是应当注意的。
6.2.2孔位偏差系指对任何方向而言。
6.2.3使用同一种方法钻孔,一般说来孔径小的进尺快,成本低。另外小孔灌浆时浆液流
动速度快,可以减少浆液在钻孔内的沉淀,从而减少灌浆管在孔内被凝住的事故。
6.2.4帷幕孔一般都要进行孔斜测量,具体的测斜方法和使用仪器可根据工程要求选用。本条对“94灌规”规定的钻孔允许偏差作了适当修改,从多年的工程实践看,总的认为原规定宽严适度,但随着钻孔技术的进步,适当提高帷幕孔的孔斜要求是可行的,因此本条分别规定了单排孔和多排孔的允许偏差,单排孔的孔斜要求稍有提高。顶角大于5。的斜孔孔底允许偏差值“适当放宽”的尺度,宜根据工程具体情况确定。例如龙羊峡水电站大坝坝基倾斜的帷幕灌浆孔(顶角306),孔底最大允许偏差值比垂直孔增加50%。钻孔开孔后,深度20m范围内一定要保证孔向准确,做到这一点后,往下继续使用较长的粗径钻具(钻头加岩芯管),并适当控制压力,就不易偏斜了。若钻孔偏斜超过设计要求且纠偏无效,可考虑采取补救措施,例如重钻一孔或将来在其
旁布设一个检查孔。检查孔一方面可检查灌浆质量,一方面也可作为补强孔,弥补原灌浆孔
偏斜过大的缺点。根据许多工程实际情况看,经测斜资料分析,常常发现有些钻孔孔底偏斜值超过规定,对此问题应如何认识和处理,往往意见不同,争议较大。钻孔孔底偏斜值超过规定,说明该钻孔质量不完全合乎要求,但也考虑到两个因素:一是测斜仪的精度;二是对帷幕灌浆质量的影响。通过全面分析,如认为对帷幕灌浆质量有影响时,可以在偏斜过大的钻孔的附近布置检查孔。一个单元工程中偏斜值超过规定的钻孔较多时,可以考虑适当增加一些检查孔。一方面作为质量检查用,另一方面也可通过对检查孔进行灌浆起到补强的作用。若这些检查孔压水试验成果达到设计要求,则可认为该单元工程帷幕灌浆质量合格,而不对每个偏斜值超过规定的钻孔均一一进行补孔。
6.2.5这样做便于在灌浆时采用有针对性的技术措施,确保灌浆质量。若一旦发生质量问
题,也便于查考处理。
6.2.6即在这种情况下不必按原定的段长(如5m)分段钻灌,而应及时处理。
6.2.7钻孔冲洗,包括孔壁和孔底沉淀的冲洗。冲洗方法为在孔内下人钻具(或导管)直
到孔底,通人大流量水流,污水自孔口返出,直至符合要求。钻孔冲洗工序应为钻孔工作的
一部分。
6.3裂隙冲洗和压水试验
6.3.1裂隙冲洗,指对钻孔四周一定范围内岩体的裂隙的冲洗。其方法是在卡紧灌浆栓塞
后通过钻孔向裂隙中压入压力水流,使裂隙中的充填物被冲刷出孔外或夹带到离孔较远的地
方。在许多情况下,裂隙冲洗可结合简易压水一并进行。地质条件复杂地区,情况差别很大,工程要求不一,是否需要进行裂隙冲洗或采用特殊
的冲洗方法,难于作出统一规定,最好通过现场灌浆试验来确定,但也可由设计根据类似工
程的实践经验确定。例如在岩溶地层充填物以黏土为主的地段,帷幕灌浆孔可不进行特殊冲
洗,而采用高压灌浆方法解决,这在贵州乌江渡大坝、东风大坝、湖北隔河岩大坝坝基帷幕
灌浆施工中已取得很好的成效。采用纯压式灌浆方式进行裂隙冲洗时,因冲洗液不能返回孔外,因此只宜在裂隙发育地段或其他认为必要的地段进行。采用自下而上分段灌浆法时,除孔底段外,其余各段在灌浆前不宜进行裂隙冲洗或简易压水,以免影响前一段灌注浆液的凝固,对灌浆质量不利。
6.3.2先导孔的压水试验要求较为精确,所以不论采用孔口封闭灌浆法或自上而下分段灌
浆法,其先导孔压水试验均应自上而下分段进行。
6.3.3简易压水与裂隙冲洗工艺相同,因此二者结合进行可节省工时,许多工程这样执行
已取得良好效果。简易压水的精度要求较低,其压力计算采用的地下水位,一般可假定为满
孔水位,必要时也可按附录A.0.9测定地下水位。
6.3.4参见条文说明6.3.1。
6.3.6经验表明,在岩溶泥质充填物和遇水性能易恶化的岩层中,进行裂隙冲洗和压水试
验,不仅达不到冲洗的目的,而且还会恶化岩体性能,影响灌浆质量。广西天生桥二级水电
站引水隧洞不良地质地段围岩固结灌浆和新疆维吾尔自治区克孜尔水库主坝右坝肩岩体固结灌浆施工遇到了这样的问题,采取了本条措施。
6.4灌浆方法和灌浆方式
6.4.2本条对“94灌规”作了补充,明确提出基岩帷幕灌浆“也可采用纯压式灌浆”。采用循环式灌浆时,只有射浆管下人到灌浆段底部,才可促使浆液在灌浆段内真正保持循环流动状态,有利于保证灌浆质量。
6.4.6采用自下而上灌浆法时,9由于多种原因,有时灌浆塞在规定的位置卡不住,不得不
上提,甚至多次上提致使灌浆段很长,影响灌浆质量。本条文中规定,对长度超过lore的
灌浆段宜采取补救措施,例如可对该部位重新钻开进行分段复灌,或以后在其旁布设检查
孔,一方面检查灌浆质量,另一方面通过对检查孔进行灌浆,起到补强的作用等。
6.4.7新增条文。先导孑L本身也是灌浆孔,应当妥善进行灌浆。如采用自上而下分段进行
压水试验和灌浆的方法,即每段灌浆在该孔段压水试验完毕后立即进行,这样做对压水试验
成果的精确性会有些微影响,但对灌浆是有利的,而这正是工程的主要目的。
6.4.8作出这样规定的主要理由是:
(1)帷幕灌浆孔的每一灌浆段都需要通过在设计压力下的实际灌浆,以确保帷幕灌浆质
量;
(2)灌浆前做的简易压水所用的压力小,而灌浆时所用的压力大,有时透水率小于1Lu
的孔段,在较大的灌浆压力下,也能灌人较多水泥;
(3)某灌浆段的透水率为该段岩石透水性的平均值,岩石通常并非均质,可能仅有l~
2条裂隙,在这种情况下,透水率虽小,但也能灌入较多水泥。灌浆施工实践中,也经常发生一个灌浆段的透水率虽小,但注入水泥量却较大的情况。所以既然灌浆段已钻完,且也安装好灌浆塞,做完简易压水,还是以进行灌浆为宜,既不很费事,且可避免失误。
6.5灌浆压力和浆液变换
6.5.1灌浆压力是保证和控制灌浆质量的重要因素,同时对工程成本也有重要影响,有条
件时应尽量通过现场灌浆试验确定。
6.5.2灌浆压力应记读压力表指针摆动的“中值”(平均值),还是“峰值”(最大值),长
期未能统一。这对常规压力灌浆来讲,影响尚小,但对高压灌浆影响较大。本条文建议记读
中值,因为相对来讲,中值较峰值更能代表对灌浆段所施加的实际压力。本条文又规定,
“指针摆动范围应小于灌浆压力的20%”j即要求灌浆泵的输出压力应当稳定,这无论是对
于记读中值或峰值都是重要的。压力摆动的主要原因在于灌浆泵的类型及其工作状态。使用单缸泵,摆动就大;使用双缸泵或三缸泵,摆动就会小些。灌浆泵使用时间过久,工作状态不正常时,也会加大压力波动。所以必须重视灌浆泵的选用,注意维修保养,使其保持正常工作状态。
记读灌浆压力值的方法,在技术要求中应写清。高压灌浆时,为了防止压力过大发生地
面抬动或破坏岩层,还宜对最大限值提出要求。同一工程中记读灌浆压力的方法应保持一
致。使用灌浆自动记录仪可以方便地测记灌浆时段内的平均压力和最大压力,这对分析灌浆
过程、控制灌浆质量十分有利。
6.5.3为了保证灌浆质量,整个灌浆过程应在设计压力下进行。但当注入率大,例如大于
30或40L/min时。为了避免浆液串流过远,造成浪费和防止抬动,则应分级升压。
6.S.4惟幕灌浆浆液水灰比维持了“94灌规”的规定,既考虑了国际国内近年来倾向使用
浓浆的实际,也能适合我国普遍采用的灌浆方式方法。表3为国外纯水泥浆的流变参数资料。从表中可见水灰比为5和10的水泥浆的两项参数接近,因此开灌水灰比采用5即可。固结灌浆的水灰比要求,“94灌规”未作具体规定,这里推荐两个比级系列,以供选
用。由于细水泥浆的水泥颗粒细,比表面积大,活性高,浆液保水性强,为保证水泥结石有
一定的强度和提高灌浆质量,应采用较小的水灰比。除本条文规定的水灰比比级外,类似的比级如5.67、2.67、1.67、1.17、0.87、0.67、0.53,也是可行的,这种比级每搅拌150浆液中加入的水泥量分别为0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5袋(以每袋水泥50kg,水泥表观密度3.Og/cm3计)。有利于使用袋装水泥和分散制浆的情况。
表3的塑性屈服强度和黠度
水灰比 W |
塑性屈服强度r Pa |
黏度 mPa.s |
水灰比 W |
塑性屈服强度r Pa |
黏度 mP矗.s |
O.3 |
384 |
403 |
2.0 |
1 |
2.5 |
0.4 |
.67 |
90 |
3.0 |
|
|
0.5 |
23 |
37 |
5.0 |
0.53 |
1.4 |
0.6 |
12 |
20 |
10.O |
O.43 |
1.2 |
0.7 |
7 |
13 |
20.0 |
0.39 |
1.1 |
1.0 |
2 |
6 |
水 |
0 |
1.0 |
6.5.5稳定浆液、混合浆液和膏状浆液组分复杂,浆液比级变换不仅要改变水与固相材料
的比例(水固比),而且往往还要改变固相材料间的配比,不宜统一规定。
6.5.6 “94灌规”规定“当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达lh.而
灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,应改浓一级。”本条修改为30min,意在加快
灌注速度和多灌浓浆。
6.5.9新增条文。90年代初期,15届国际大坝会议主席,瑞士学者G.隆巴迪提出了一种
新的设计和控制灌浆工程的方法——“灌浆强度值” (Grouting Intensity Number,缩写
GIN)方法。这种方法的基本概念是,对任意孔段的灌浆,都是一定能量的消耗,这个能量
消耗的数值,近似等于该孔段最终灌浆压力P和灌入浆液体积V的乘积PV,PV就叫作灌
浆强度值,即GIN。由于裂隙岩体灌浆时,大裂隙常常注入量大而使用压力小,细裂隙常
常注入量小而使用压力高。隆巴迪认为,如果在各个灌浆段的全部灌浆过程中,都控制
GIN为一常数,就可以自动地对开敞的宽大裂隙限制其注入量,对比较致密的可灌性差的
地段提高灌浆压力。由于GIN等于常数,在压力一注入量坐标系上,GIN曲线是一条双曲
线,其值越大,曲线离开原点的距离越远。再加上对最大灌浆压力和最大注入量的限制,就
组成了一条对灌浆过程控制的包络线。
采用GIN方法灌浆的要点是:
(1)应用稳定的、中等稠度的浆液,以达到减少沉淀,防止过早地阻塞渗透通道和获得
紧密的浆液结石的目的;
(2)整个灌浆过程中尽可能只使用一种配合比的浆液,以简化工艺,减少故障,提高效
率;
(3)用GIN曲线控制灌浆压力,在需要的地方尽量使用高的压力,在有害和无益的地
方避免使用高压力;
(4)用电子计算机监测和控制灌浆过程,实时地控制灌浆压力和注入率,绘制P--V
过程曲线,掌握灌浆结束条件。此外,该法所采用的灌浆方式多是自下而上和纯压式灌浆。GIN灌浆法几乎自动地考虑了岩体地质条件的实际不规则性,使得沿帷幕体的总的注
入浆量合理分布,灌浆帷幕的效益一投资比率达到最大。GIN法在美洲一些国家的工程中首先应用,取得了较好的效果。我国于1994年引进,先后在湖南江垭水利枢纽、长江三峡水利枢纽和黄河小浪底水利枢纽进行了灌浆试验或应用,取得了有价值的成果。但总的看来,该法历时不长,经验较少,有些专家学者尚有不同看法,各工程的GIN及其他参数应如何选取,尚需经过试验或论证。
6.6灌浆结束和封孔
6.6.1 “94灌规”规定“帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时,在规定的压力下,当注入
率不大于0. 4L/min时,继续灌注60min,或不大于lL/min时,继续灌注90min,灌浆可以
结束。”实践证明该条件偏严,也不便于灌浆自动记录仪的使用,故作适当修改。
6.6.2注入率结束条件由“94灌规”的0.4L/rain改为1L/rain,适当放宽,并便于使用灌
浆自动记录仪。
6.6.3、6.3.4封孔工作非常重要,灌浆孔如果封堵不严,孔内就会有水渗出,对灌入到岩
石缝隙中的浆液结石体起到冲刷溶蚀破坏作用。“94灌规”提出四种封孔方法,都是可行
的。为应用方便,本条文作适当简化,概括为三种方法:
(1)导管注浆封孔法。全孔灌浆完毕后,将导管(胶管、铁管或钻杆)下入到钻孔底
部,用灌浆泵向导管内泵入水灰比为0.5的水泥浆。水泥浆自孔底逐渐上升,将孔内余浆或
积水顶出孔外。在泵人浆液过程中,随着水泥浆在孔内上升,可将导管徐徐上提,但应注意
务使导管底口始终保持在浆面以下。工程有专门要求时,也可注入砂浆。这种封孔方法适用
于浅孔和灌浆后孔口没有涌水的钻孔。
(2)全孔灌浆封孔法。全孔灌浆完毕后,先采用导管注浆法将孔内余浆置换成为水灰比
0.5的浓浆,而后将灌浆塞塞在孔口,继续使用这种浆液进行纯压式灌浆封孔。封孔灌浆的
压力可根据工程具体情况确定,一般不宜小于1Pa.当采用孔口封闭法灌浆时,可使用最
大灌浆压力。灌浆持续时间不应小于lh。当采用自下而上灌浆法,一孔灌浆结束后,通常全孔已经充满凝固或半凝固状态的浓稠
浆体,在这种情况下可直接在孔口段进行封孔灌浆即可。
(3)分段灌浆封孔法。全孔灌浆完毕后,自下而上分段进行纯压式灌浆封孔。分段长度
20m-- 30m,使用浆液水灰比0.5,灌浆压力为相应深度的最大灌浆压力,持续时间一般为
30min.孔口段为lh。这种封孔方法适用于采用自上而下分段灌浆、孔深较大和封孔较为困
难的情况。
当采用(2)、(3)封孔方法时,如封孔灌浆中出现较大的注入量(如大于1L/min),则应当按
6.6.1要求灌注达到结束条件。
采用上述方法封孔,待孔内水泥浆液凝固后,灌浆孔上部空余部分,大于3m时,应继
续采用导管注浆法进行封孔;小于3m时,可使用干硬性水泥砂浆人工封填捣实。
6.7孔口封闭灌浆法
1982年,乌江渡大坝坝基帷幕灌浆首创使用孔口封闭灌浆法取得成功。此法优点较多,
如孔内不需下人灌浆塞,施工简便,节省工时;每段灌浆结束后,不需待凝,即可开始下一
段的钻孔,加快了进度;上部孔段可得到多次重复灌注,对提高灌浆质量有利;使用孔口封
闭器有利于加大灌浆压力等,十几年来已获普遍推广应用。孔口封闭灌浆法是一套完整的施工工艺,有专门的技术要求。有些工程只图省事,随意简化和修改工艺,施工中存在这样或那样的问题,如不埋孔口管,不用孔口封闭器,而是在每段灌浆时,在孔口安装灌浆栓塞;不下人灌浆管(射浆管)或灌浆管不下到孔底;钻孔孔径较大;每段灌浆结束条件要求不严等,这都会影响灌浆质量。
6.7.3新增条文。指明孔口管段(即第一个灌浆段)的施工方法。
6.7.4镶铸孔口管是孔口封闭灌浆法施工的必要条件和关键工序,必须做好。由于灌浆压
力大,故要求孔口管必须镶铸牢固,不允许孔口管四周有漏浆、冒浆现象。孔口管埋人岩石
中的深度随使用的最大灌浆压力而定,灌浆地段表层岩石情况也有影响。在一般条件下,表
4可供参考。
表4孔口管埋入岩石中的深度
最大灌浆压力mpa 3.0 4.0 5.0 6.0
孔口管埋入岩石中深度1.0 1.5 2.0 2.0~1.5
6.7.5孔口封闭灌浆法的主要缺点是在灌注浓浆时间较长时,灌浆管容易在孔内被水泥浆
凝住。为此必须使用性能良好的孔口封闭器,以便在灌浆过程中经常活动灌浆管,防止其被
水泥浆凝住。
6.7.6 目的是保证孔内水泥浆有一定流速并流动畅通。
6.7.7目的是保证孔内浆液循环流动。
6.7.8采用孔口封闭灌浆法时,各灌浆段裂隙冲洗、压水试验或简易压水的作法,可以根据工程实际情况,参照本标准6.3节有关内容确定。通常采取的作法如下:
(1)各灌浆段钻孔完成后仍应进行钻孔冲洗;
(2)各灌浆段灌前裂隙冲洗和简易压水按6.3.3规定执行,但各段均在孔口封闭,在计算透水率时,段长取未灌段岩石的长度,已灌段视为不透水。
6.7.9 目的是尽快升高灌浆压力,在较浅的深度上即可使用最大的灌浆压力灌浆。表5列举了几个工程实例的情况,供参考。
表5几个工程灌浆段的段长和灌浆压力使用情况表
段次
坝名
|
岩石中第一段 (孔口管段)
|
第二段
|
第三段
|
第四段
|
第五段
|
贵州省乌江渡大坝 |
2/1.0 |
1/2.0 |
2/4.0 |
5/6.0 |
5/6.0 |
湖北省隔河岩大坝 |
2/1.0 |
1/2.5 |
2;3.5 |
5/5.0 |
5/5.O |
青海省龙羊峡大坝 |
2/1.5 |
1/2.0 |
1.5/3.0 |
5/6.0 |
5/6.O |
贵州省东风大坝 |
2.4/1.0 |
2.6/2.5 |
5/3.5 |
5/5.0 |
5/5.0 |
6.7.10高压灌浆应当特别注意的是控制灌浆压力和注入率。隆巴迪以平缝模型推导出灌浆
缝面上产生的最大上抬力如下式表示(隆巴迪<内聚力在岩石水泥灌浆中所起的作用》)。由
式中可见,上抬力与最大灌浆压力和最大注入量成正比。而注入量与注入率直接有关,因此
为防止上抬力过大而引起地面抬动,必须协调控制灌浆压力和注入率。
Fmax=VmaxPmax/6t
式中:Fmax-最大上抬力;
Pmax-最大灌浆压力;
Vmax最大注入量,即平缝中尚未发生沉淀的浆液体积;
t——缝宽的一半。 .
国内几个工程在不同的灌浆压力下控制注入率的情况如表6。
表6 灌浆压力与注入率的关系
灌浆压力MPa 1~2 2~3 3~4 >4 注入率L/min 30 30~20 20~10 <10
6.7.13根据这些年工程实践的经验,灌浆结束阶段的持续灌浆时间由“94灌规”的90min
改为“60min – 90min”。同时取消了“灌浆全过程中,在设计压力下的灌浆时间不少于
120min”的规定。在施工中,当地质条件较差或注入量很大时,持续时间可长一些,反之
可短。
6.7.14孔口封闭法灌浆达到结束条件后,在较长时间持续高压力作用下,灌人岩石裂隙内
的水泥浆会较快地泌水凝固,接着钻进时钻孔用的循环水流对其已无大影响,所以不需待凝。
6.7.15参见条文说明6.6.3、6.6.4。
6.8特殊情况处理
6.8.1新增条文。目的是为了保证帷幕底线达到设计要求,对于封闭式帷幕,这一条尤为
重要。有个别工程忽视了这一点,留下隐患。
6.8.4为便于操作可建议:中断后恢复灌浆的注入率与中断前的注入率相比较,达到90%
以上谓“相近”;达到70% --90%谓“减少较多”;70%以下谓“减少很多”。
6.8.5、6.8.6、6.8.7各条措施可以单独采用,也可以综合采用。措施中均未提定量要求,
施工人员应根据工程实际情况掌握。
6.8.8回浆变浓,一般是裂隙细微,如换用相同水灰比的新浆进行灌注,尚可再进一些浆
液,如加水改稀,一般仍然是“进水不进浆”,没有效果。
6.9工程质量检查
6.9.1新增条文。施工过程(工序)质量是保证灌浆工程质量的基础。
6.9.2检查孔压水试验成果是评价帷幕灌浆工程质量的主要依据,但也应注重施工过程质
量以及其他检查成果,综合进行评价分析。
6.9.3第2、3、4项均为灌浆工程质量容易发生问题的部位,在这些地方布置检查孔,一
是针对性强;二是可以利用检查孔进行补充灌浆。
6.9.6 “94灌规”规定帷幕灌浆检查孔压水试验“采用五点法或单点法”,本条修改为“单点法或五点法”。这是因为一般检查孔透水率很小,压水试验时水流状态为层流.p--Q
曲线属直线型,两种试验方法所得结果相同,而单点法压水试验更为简便,节约工时,故提
到首推地位。
6.9.7 DL5108--1999《混凝土重力坝设计规范》10.4.5规定坝基帷幕的防渗标准;“坝高在lOOm以上,g在ILu--3Lu;坝高在100m--50m之间.q在3Lu--5Lu;坝高在50m以
下,口为5Lu。”这比SDL21--1978《混凝土重力坝设计规范》有所放宽。根据这一变化,
本条对“94灌规”的合格标准调整为两档。当设计防渗标准较低(≥2Lu)时,帷幕检查的
合格标准稍有提高,即由原来要求的不合格段透水率的最大值应小于设计值的200%降低为
150%。
6.9.8、6.9.9从理论上讲,固结灌浆质量检查采用测量岩体波速或静弹性模量的方法比较
适宜,压水试验的方法比较间接。但由于后者方法简单,已长期为施工单位采用,试验的结
果也能说明问题,故一并提出供选用。压水试验的时间,一般应在灌浆结束7d以后,特殊
情况下也可在3d后进行。合格标准比“94灌规”稍有提高,即要求透水率小于设计标准的
试段数由80%提高到85%。随着物探技术的进步,近年来工程中通过测试岩体波速和弹性模量来检测岩土工程质量的实例越来越多,积累了大量的资料,并发布了DL5010--1992《水利水电工程物探规程》。为在有条件的工程中推广应用物探的方法,现将一些工程较为通行的作法介绍如下,供参考采用。
1检测方法
1)弹性波速测试:
在灌浆前、后采用超声波仪器进行超声波测井或跨孔测试,或采用大功率声波仪、地震
仪进行跨孔测试,根据测试成果计算灌浆前后的岩体弹性波波速,并进行对比分析。
超声波测井点距为0.2m,跨孔测试可采用同步测试或CT扫描,点距为0.2m--O.5m。
对于所测介质波速小于1400m/s时,应采用干孔超声波测井或跨孔测试。跨孔测试的钻孔
应平行,准确测量计算出孔间距离。所采用的测试方法灌前灌后应一致。
2)钻孔弹模测试:
采用钻孔弹模仪测试弹性模量,所采用的仪器的最大荷载在岩体中应大于20MPa,在
土及弱介质中应大于10MPa。钻孔孔径为60mm-90mm,根据测试探头直径确定,但孔径误差须在+3mm以内。
2质量评价
1)设计标准的确定:
设计应根据勘探、灌浆试验资料确定灌浆质量评价标准。
2)分析与评价:
超声波测井达到以下两项要求时可认为固结灌浆质量合格:85%的测试值达到设计标
准,小于设计标准的85%的测试值不超过3%.且不集中。
6.9.10检查孔完成检查任务后,按技术要求灌浆有两种作法:一是检查一段,灌浆一段;
二是全孔检查完后,自下而上分段灌浆,都是可行的。一些工程的检查孔灌浆注入了不少水
泥,相反有的工程检查孔未再灌浆,浪费了钻孔资源,甚至留下缺陷。
6.9.11灌浆孔的封孔极为重要,封孔不实,等于增加了新的渗漏通道,以往有些工程曾发
生封孔不密实的情况,给工程留下隐患。封孔质量抽样检查,主要指对已完成封孔的钻孔在原孔中进行钻孔取芯检查,其检查的数量和合格标准各工程可根据具体情况制定。一般说,钻孔孔深应符合要求,水泥浆液结石应当连续、密实或较密实。
7隧洞 灌浆
7.1一般规定
7.1.1新增条文。本章主要针对平洞灌浆编写,竖井、斜井和其他地下洞室的灌浆,许多
情况与平洞灌浆类似,但也有不同,因此规定“参照”执行。
7.1.3因为采用钢板衬砌时,施工方法不尽相同。有的先进行围岩固结灌浆,再安装钢板;
有的则先安装钢板,再回填混凝土,然后进行顶拱回填灌浆。由于施工方法不同,对各类灌
浆施工顺序的要求也有所不同。“钢衬接触灌浆应在衬砌混凝土浇筑结束60d后进行”,这是由于混凝土的凝固和冷却收缩的完成需要较长的时间。
7.1.4指孔口朝下的倒向孔和其他在灌浆结束后可能发生返浆或涌水的灌浆孔。
7.1.5 “必要时”,即可能导致隧洞混凝土或钢板衬砌发生有害变形的情况时。
7.2回填灌浆
7.2.2意在避免混凝土浇筑后钻孔的困难,保证需要灌浆的空间易于灌好。
7.2.3通常隧洞混凝土浇筑完毕后,顶部仍有较大脱空,连通也较远,一次灌浆很难填满
一条隧洞的全部空腔。较好的办法是分区段进行,这里建议每区段长度不大于3个衬砌段
(50m左右)。区段分隔的办法是当衬砌混凝土浇筑完成后,在其两端用砌石或混凝土将端部
顶拱缺口封堵严实。
7.2.4防止在灌浆过程中发生不易封堵的漏浆通路,致使影响灌浆质量并浪费浆材。
7.2.5对“94灌规”作了适当修改。由于隧洞顶部脱空区总是在最高处,注入浆液析水后
剩余的空隙也总是在最高处,所以回填灌浆的每一序孔都应包括顶孔。这样做有利于确保全
部空腔充填饱满密实。
7.2.6、7.2.7指明灌浆方法,其中7.2.7是对“94灌规”的补充。
7.2.8对“94灌规”作了补充:①取消了二序孔开灌水灰比为1的规定,尽量多灌浓浆;
②将空隙大的部位“应灌注水泥砂浆”,修改为“宜灌注水泥砂浆或高流态混凝土”,即工程
有必要且施工有条件时,应该这样做。
7.2.9参见SD134。
7.2.10灌浆孔停止吸浆后延续灌注的时间,由“94灌规”的5min增加为lOmin。如每隔
5min记录一个数据,这样可以记录2个数据,有利于获得更准确的情况。衡压时间长一点
灌浆质量也更好。
7.2.11新增条文。回填灌浆事前要做好充分准备,保证灌浆连续进行,这是灌浆取得成功
的重要条件。因故中止灌浆的灌浆孔一般都会被堵塞,必须扫孔穿透混凝土达到空腔或基岩
后,方可开始复灌。
7.2.12在灌浆过程中有的灌浆孔可能已经被串浆封堵密实,这种情况可不再进行专门封
孔。回填灌浆孔如要加深作为固结灌浆使用,则可待固结灌浆完成后再按7.3.10要求封孔。
7.3固结灌浆
7.3.3参见6.3.1条文说明。
7.3.5环间分序,就是以每一环孔为单位进行分序。例如:第1、3、5环孔为第一次序,
第2、4、6环孔为第二次序。环内加密,是指将每环上的孔间隔开来,按中间插入、逐渐加
密的原则进行钻孔灌浆。例如:先灌第1、3、5号孔,再灌第2、4、6号孔,不可按l、2、
3……顺次进行。
7.3.6 “94灌规”规定并联灌浆孔数宜为2个,本条文修改为“不宜多于3个”,许多工
程证明这样做是可行的。
7.3.9近年来一些长距离引水隧洞、抽水蓄能输水隧洞采用了高压灌浆,表7列出几个工
程的情况供参考。
工程 名称 |
灌浆部位
|
围岩 岩性 |
灌浆塞 } 灌浆孔 戮式 } 深度 |
孔段划分和压力使用
|
结柬条件
| |||
天生桥
二级水 电站
|
引水隧洞不
良地质段 (≯8.7m
-9.8m) |
岩溶发
育的石 灰岩
|
机械式
高压灌 浆塞
|
8m
|
Om-3m 2MPa-2.5MPa
3m-8m 4MPa-6MPa
|
达到设计压力持 续2h,注人率小于 0.5L/nin后继续灌
注1.5h
| ||
|
|
|
|
|
奇数环
|
I~2,SMPa
Ⅱ序4.SMPa
|
当最大灌浆压力 为4.SMPa时,注人
事小于0.4L/min | |
岔管段 |
|
0.6m-2.5m |
后继续灌注20min | |||||
广州抽水
蓄能电站
|
黑云母
花岗岩
|
法国充 气式灌
浆塞 |
5m
|
偶数环
|
4.5MPa 2.Sm~5.0m 6.5MPa
|
当最大灌浆压力 为6.SMPa时,注人 | ||
下平段 (≯8m)
|
|
0.6m--2.5m 3.0MPa 2.5m~5.0m 6.5MPa |
奉小于2.5L/min后 升压至6.5MPa继续 灌注5min
| |||||
|
上斜井 |
|
|
4HI |
4MPa | |||
(7m) |
流纹质 |
|
| |||||
天荒坪 |
下斜井 (声7m) |
角砾溶 凝灰岩 |
机械式 高压灌 |
4m-- 6m
|
人岩3m 深以内 |
5MPa~ 9MPa
|
注人事小于 2.5L/min后继续灌 | |
抽水蓄 能电站
|
下弯段、
下平段 |
和诹纹 质溶凝
|
浆塞
|
6m
|
先采用 3MPa
|
9MPa
|
注20min
| |
岔管段 |
灰岩辱
|
8m |
灌浆
|
9MPa
| ||||
7.3.10孔口朝下的倒向孔和有涌水的钻孔必须采用“全孔灌浆封孔法”封孔。
7.4钢衬接触灌浆
7.4.3钢衬上预留灌浆孔,也常用于回填灌浆,但孔径应稍大。
7.4.4目的是使浆液在可能脱空的范围内得以流动、串通,防止出现封闭区,同时也可减
少钢衬上的钻孔数量。
7.4.5压缩空气应进行油水分离或过滤,避免将污物带人缝面。
7.4.7由“94灌规”规定的1、0.8、0.6(或0.5)三个比级修改为两个比级。意在尽量
多灌注浓度较大的浆液,以减小或避免浆液泌水后形成新的空隙。如果浓浆因黏度太大灌注
困难时,可加入减水剂。减水剂的种类和掺量,应通过试验确定。
7.4.8当竖井、斜井的钢衬接触灌浆采用本法时,如一个灌浆片连续高度太大(如大于
10m),应注意防止浆体自重压力压迫钢衬变形。
7.4.11新增条文。小浪底水利枢纽引水发电压力钢管接触灌浆中使用了FUKO管代替常
规的钢衬钻孔灌浆法。FUKO管是德国一家公司用于处理建筑物接缝的专利产品,这是一
条四周带有出浆孔的特制管子,浆液可以由出浆孔流出而不能回流,还可以多次向管子中注
浆。施工时要先将FUKO管黏结固定在钢衬的外面混凝土收缩后容易产生脱空的部位,然
后浇筑混凝土。待混凝土凝固收缩稳定后,即可通过FUKO管进行接触灌浆。小浪底水利
枢纽采用这项技术取得了良好的效果。
7.5工程质量检查
7.5.1参见条文说明6.9.1。
7.5.2对“94灌规”作了修改。补充了检查孔“应布置在顶拱中心线”,因该部位最不易
回填密实;其次,对检查孔数量的要求作了修改,原规定为“灌浆孔总数的5%”,不便于
执行。
7.5.3比“94灌规”增加了(2)、(3)两种检查方法。其中(2)法曾在青海龙羊峡水电
站和新疆635水利枢纽使用,(3)法曾在广西天生桥二级水电站使用,效果均较(1)法好。
7.5.4一般说来由于隧洞固结灌浆检查孔孔径小,还有倒向孔,使用物探手段(例如测试
岩体波速)检查其质量,较坝基岩石固结灌浆难度更大一些。压水试验的方法技术成熟,简
单易行,有规范可循。
7.5.5试段合格率由“94灌规”的80%增加到85%,标准略有提高。
7.5.6参见条文说明6.9.8。
7.5.7钢衬接触灌浆质量检查的合格标准,目前尚难作出统一规定。许多工程的实践经验表明,有较多部位经过一次、两次甚至三次以上灌浆后,再进行检查时,仍有脱空感觉。为此,有些工程规定:经过一次、两次灌浆后,如脱空面积不超过一定数值,且经判断脱空程度不很严重,即不再进行灌浆。如太平哨、云峰、湖南镇等工程,规定为不大于0.5m2;石门工程,规定为不大于1m2。
8 混凝土坝接缝灌浆
8.1一般规定
8.1.1蓄水后坝体承受库水压力,缝面将受压挤紧,这种情况不利于接缝灌浆的进行。另
外,因接缝灌浆属充填性灌浆,要求缝面洁净,缝内不应存在渗水和渗压,故各灌区的灌浆
应在库水位低于该灌区的条件下进行。
8.1.2在“94灌规”的基础上进一步明确拱坝和重力坝纵横缝灌浆的顺序。接缝灌浆的施工实践表明,后灌浆的灌区可能要受到先灌区的影响,例如串浆、缝面挤压等,对灌浆质量不利。“横缝灌浆宜从大坝中部向两岸推进”,目的是尽量减少向一个方向的累积变形,防止坝块产生不利的侧向应力。“纵缝灌浆宜从下游向上游推进”,目的是使由接缝灌浆可能引起的坝块变形倾向上游,对大坝运行有利。有的时候,需要提前蓄水或汛期挡水,这时为防止上游坝块单独受力,故先对上游第一条纵缝灌浆,可使上游两个浇筑块联合受力,有利安全。
8.1.3第2款混凝土龄期的规定参照SDJ338确定。
第3款将“94灌规”中规定的上部混凝土冷却层厚度由9m改为6m。一是因为原规定
过严,施工中难以达到,有些工程因等待上部混凝土的冷却错过了接缝灌浆的有利时机;二
是近些年来有的工程(如五强溪、二滩、三峡工程等)已按6m控制,未发现工程质量问
题。
第4款接缝张开度大于或等于0.5mm时,采用普通水泥浆液可以灌进。而张开度小于
0.5ram时,需采取特殊措施施灌,见本标准8.7.5。
8.1.4埋设测温计是用来了解坝块混凝土温度的变化情况,并与使用充水闷管测温法测得
的坝块混凝土的温度相互比较,防止发生误差。表8为几个工程实例,供参考。
表8几个工程埋设弼沮计和测缝计的情况
工程 |
|
坝高 |
接麓数(条) |
坝段 |
灌区 |
灌浆面积 |
典型剖面 |
测温计 |
测缝计 | |
名称
|
坝型
|
m |
横缝 |
纵箍 |
个 |
个 |
m2 |
个 |
支 |
支 |
灌家口
|
宽缝重
力坝 |
107.5
|
不灌
|
每坝段
l~4 |
40
|
310
|
85000
|
8
|
155
|
100
|
故县
|
重力坝
|
125
|
20
|
每坝段 l~4 |
2l
|
368
|
93000
|
2
|
100
|
83
|
东江
|
重力墩
拱坝 |
157
|
30
|
无
|
29+2
|
326
|
62000
|
5
|
240
|
136
|
东风
|
双曲
拱坝 |
162
|
13
|
无
|
14
|
124
|
23500
|
5
|
150
|
80
|
8.1.5相邻的纵缝(或横缝)灌区,系指与被灌浆的纵缝(或横缝)灌区相隔一个坝块(或一个坝段)的纵缝(或横缝)灌区。
8.1.6本条将“94灌规”中上、下层灌区灌浆的间隔时间由14d改为lOd。根据室内试验
资料,水泥浆液在自然条件下凝固,14d强度可达70%以上。灌人接缝中的水泥浆液受到泌
水、压实作用,其强度可比室内条件高。施工实践经验也表明,下层灌区灌浆lOd后,基本
不会再受上层灌区灌浆的影响。有条件时,上层灌区和下层灌区连续灌浆,有利于加快施工进度。但如下层灌浆结束4h之后再进行上层灌浆,就可能对下层灌区内已处于凝固状态但尚未有强度的浆液结石产生破坏作用。
8.2灌浆系统布置
8.2.1灌区的高度是影响灌浆质量的一个重要因素。灌区高,排气管出浆难,压力也难达
到规定值。据统计河北潘家口水库大坝238个纵缝灌区灌浆资料,高度在lOm之间的灌区
合格率可达100%,而高度超过15m的灌区,合格率则下降到70%—85%。为此本条规定
“灌区高度以9m—12m为宜”。
8.2.3 “塑料拔管方式”,即将充气膨胀的塑料软管按设计规定埋人坝块接缝中,待坝块混凝土浇筑后放气拔出,形成与缝面相通的灌浆管路系统的施工措施。在“94灌规”的基础上,升浆和出浆设施的形成增加了“出浆槽方式”。二滩水电站拱坝横缝灌浆采用了这种升浆和出浆方式(图1),效果良好。
图1二滩大坝接缝灌浆系统典型布置示意图
8.2.4升浆管管顶着距排气槽太远,易影响浆液顺利通过缝面进入排气槽内:若太近,会
使浆液过快进入排气槽,影响浆液在缝面的扩展和充填。
图2沉污管结构图
8.2.5本条较“94灌规”增补了一段内容:当灌浆主管需在
灌区底部连接且开口向上时,两管端头宜采用沉污管(图2)
连接,目的是减少管路堵塞。三峡工程中已采用,效果良好。
虽加工安装增加一定难度,但对管路通畅,确保灌浆质量大有
益处。
8.2.6新增条文。出浆槽方式的特点是:取消了缝面预埋的升
浆管、出浆盒或塑料拔管系统,而用灌区底部预留水平出浆槽
代之。为减少缝内阻力,将常规梯形键槽改为球面键槽。二滩
水电站的实践表明这种方式结构简单,施工方便,节省材料,
施工进度快。一旦发现管路堵塞,即可重新设一套出浆槽和回
浆管路,并不受先后浇筑块顺序的制约,转缝灵活。出浆槽方式
目前仅有二滩工程横缝灌浆的经验,其他工程采用时应注意结合本
工程的具体情况进行试验和总结。
8.3灌浆系统的加工与安装
8.3.2灌浆管路如跨越缝面,过缝措施一定要做好。通常采用的有加“Q”形管或在管外
包裹沥青油毡条等方法。
8,3.4外露管口段换用钢管是为了便于与灌浆管连接和防止损坏。塑料管连接的焊接法适用于厂内,由于塑料焊接器搬往现场不很方便,故在工地多采用套接法或黏结法进行管间连接。
8.3.5实践证明,弯管段加工方法不当和工艺不严,常会造成管路不畅或堵塞。
8.3.6止浆片可采用塑料板、镀锌板或黑铁板,宽度均为25cm-- 30cm,厚度为塑料板
3mm--5mm.镀锌板不小于0.8mm,黑铁板不小于1.0mm。金属止浆片应作防锈处理。止
浆片搭接长度不得小于4cm,并应搭接牢固。由于塑料板可节约金属材料,不会锈蚀,成本
较低,各工程常用。止浆片止浆效果的好坏,很大程度上还取决于现场安装质量及其附近混凝土浇筑和振捣密实状况。
8.3.7后浇筑块混凝土浇完后何时将塑料软管拔出,应通过现场试验确定。若干实例可供
参考:湖北隔河岩水电站为24h;贵州东风水电站为夏季16h,春秋季约20h,冬季24h;河
北潘家口水库为夏季24h,冬季48h-72h;贵州乌江渡、湖南五强溪和东江水电站为3d。
8.3.9新增条文。规定采用出浆槽方式的注意事项。
8.3.11由于大坝基岩的灌浆施工多先于接缝灌浆,底层的止浆片若埋设不好,基岩灌浆的
浆液会进入基础灌区的缝面内,影响基础灌区的接缝灌浆质量。另外基础灌区底层止浆片比
较容易锈蚀、破损,更应做好和保护好。
8.3.12强调“必须绘制该灌区灌浆系统的竣工图”。据反映,不少工程接缝灌浆系统出现
问题时,查阅竣工图几乎千篇一律,没能反映每个灌区灌浆系统实际埋设的具体尺寸及变
更,处理时难度极大。
8.3.13从多数工程的使用情况看,区别不同类型的管路,以选择不同管径的方法效果较好。
8.4灌浆系统的检查和维护
8.4.1本条对“94灌规”相关内容进行了合并。每层混凝土浇筑前、后,都应对灌浆系统进行检查(最好是通水检查),发现问题及时处理,这是保证接缝灌浆系统完好,从而保证接缝灌浆质量的一个重要措施。实践经验证明,凡是这道工序控制不严的,常会发生灌浆管路堵塞情况。对于预埋管方式,删去了“94灌规”中要求在“先浇块浇筑前”对预埋灌浆系统进行通水检查的内容,因为在先浇块混凝土浇筑前的灌浆系统是由专业施工人员按8.3.1和
8.3.5要求加工、制作、清点、检查后现场进行安装的,一般不会造成管路堵塞。另外,在先浇块安装灌浆系统时,多数是仓号准备工作基本就绪,出浆盒和排气槽与模板四周的密封材料(水泥砂浆或腻子)未必凝固、牢靠,如果此时进行通水检查,可能有损封闭效果,且易造成仓号再次污染,对浇筑混凝土产生不利影响。本条强调每层混凝土浇筑后,应进行灌浆系统的通水检查,从而判断该层混凝土浇筑中对灌浆系统有否损坏,必要时采取措施补救。
8.4.4实践经验证明:污水流入缝内和先浇缝面不洁净,是造成缝面堵塞或不通畅的原因一。有的工程采取在后浇块收仓时将靠近接缝的混凝土浇高5cm-- lOcm的措施,使以后在清洗此块仓面时,污水不会流入接缝内而从其他部位排出,效果尚好,可供参考。
8.4.5具体说,应做好下列维护工作:
(1)维护仓面内灌浆系统不受损坏,严禁任何人员攀爬、摇晃或改动管路,严防吊罐等重物碰撞管路;
(2)确保止浆片四周混凝土振捣密实,严防大骨料集中于止浆片附近,禁止入仓混凝土直接倒向止浆片;
(3)防止混凝土振捣时,出浆盒产生错位,或水泥砂浆流入,将出浆盒堵塞;
(4)维护先浇块缝面洁净,防止浇筑过程中有污物玷污缝面。
8.4.6灌浆系统的检查应有专人负责,维护应有专人值班。以往有的工程忽略了这点,实际无人负责,造成损失。
8.5灌浆前的准备工作
8.5.1充水闷管测温法是目前国内各工程均在使用的一种方法。使用此法应注意以下几个。
问题:
(1)充入冷却水管内的水的温度不宜低于5℃;
(2)坝块中应有多少层冷却水管的闷管测温资料,应根据灌区的高度、冷却水管的埋设情况而定,通常一个灌区可选2--4层的充水闷温资料,以其平均值作为该坝块混凝土的温度;
(3)条文中未规定闷温时间,各工程可结合实际情况灵活掌握。因为冷却水管埋设的层距和间距不同,所以采取的闷温时间也可有异。如有的工程冷却水管的层距和间距为3m.闷温时间为5d;有的工程冷却水管层距和间距为2m,闷温时间为3d;
(4)闷温水的放出和测温要迅速准确,尽量减少外界气温的影响。一般应准备三个容积为IOL-20L用绝热材料制作的小桶,将闷温的水放入桶后立即插入温度计量测,取三桶水温度的平均值作为该层冷却管的闷温资料。设计规定的其他方法,如预埋测温计量测法,参见8.1.4条文说明。灌区内埋设测温计的数量、位置以及计算温度的方法依照设计规定进行。
8.5.3 (1)“一套灌浆管路畅通”是指该灌区的进浆管和回浆管或者备用进浆管和备用回浆管,两者中至少应有一套灌浆管路畅通。通常作法是从进浆管(或者备用进浆管)进水,开启回浆管(或备用回浆管),关闭其他管口,测出回浆管(或备用回浆管)的出水流量。当此流量大于30L/rain时,认为该套灌浆管路通畅。
(2)“单开通水检查”方法是目前普遍采用的一种方法。主要目的:一是检查排气管是否出水,二是了解出水流量多少?借此反映出缝面通畅程度,也可间接反应出缝面张开度情况。
(3)从以往国内各工程接缝灌浆施工情况看,缝面漏水主要有两种情况:一是与其他灌区相串;二是漏到坝体之外,两种情况难于准确分开。与其他灌区相串,虽尚可采用各串区同时灌浆的方法处理,但增加了灌浆的难度,可能对灌浆质量产生影响。若漏向坝外,则必须进行专门堵漏处理,否则将会严重影响灌浆质量。
8.5.8这是灌浆前的最后一次检查,应十分重视。在此次通水检查中若发现仍有串、漏或管路堵塞等异常情况,尚可进行处理或研究好施灌措施后进行灌浆,防止在灌浆过程中再出现问题。
8.5.9目的是使缝面保持湿润状态,以有利于浆液的灌入及其与缝面的结合。另参见条文说明7.4.5。
8.5.10三个或三个以上的灌区相互串通而需同时灌浆时,施工非常困难。施工单位应根据通水检查和预灌性压水检查掌握的详尽资料,拟订好周密可行的施灌方案,预计到可能发生的各种不利情况,准备好应对措施,以期一次灌浆成功。否则,可能造成全部串浆灌区无一合格的严重后果。
8.5.12通水平压的目的是防止该缝面被挤压,发生缝面闭合或坝块过大变形。冲洗的目的是防止浆液串入该缝面,堵塞缝面和管路系统。
8.5.13在灌浆过程中,灌浆泵与灌区间的通话和信号联系是非常必要的。尤其是采用多区同时灌浆方式时,通话联系会更频繁。
8.6灌 浆
8.6.1接缝灌浆压力系根据应力及变形条件由设计单位确定。但由于浆液在缝内的扩散规律很难掌握,坝块受力状态很难准确计算,多数工程采用类比法结合工程具体情况确定设计灌浆压力。根据DL5108--1999《混凝土重力坝设计规范》11.3.7规定,并参照《水工设计手册》第五卷第四节第五项中有关内容,建议除顶层灌区外,一般情况下灌浆压力可采取0.2MPa-O.3MPa;坝块变位——缝面的增开度允许值,纵缝不大于0.5mm,横缝不大于0.3mm。8.6.2明确规定接缝灌浆压力的记读方法。本章其他各条所用’“灌浆压力”一词,若没有另加注明时,均为此含义。“如排气管堵塞,则以回浆管管口相应的压力为准进行控制”,此处的“相应的压力”不能简单地根据高差换算求得,而应考虑浆液在缝面和管路系统的压力损失,一般应通过现场试验确定,并宜在灌浆技术要求中具体写明。
8.6.3灌浆进行过程中,经观测坝体变形超过设计规定值时,必须通水平压,平压压力由设计规定。
8.6.4 “94灌规”中,开灌水灰比为3(或2),现改为2。根据施工单位反映:对管路通畅,混凝土温度满足设计要求的灌区,开始灌注水灰比为3的浆液目的只是润滑管路、缝面。为了尽快使浓浆充填缝面,使用较浓的浆液更有利于提高灌浆质量,缩短灌浆时间,因此取消开灌水灰比3。
8.6.5实践经验证明,开灌时两个排气管的阀门全部打开放浆,可使浆液很快充满缝面,
加快灌注进度。除进浆管、排气管外,其他管路可间断地放浆,以利缝内浆液的扩散,并可保持各管路在灌浆过程中不被堵塞。测量放出浆液的密度和放浆量,以计算缝内实际注入的水泥量。
8.6.10下层灌浆结束时间亦应有所控制,上、下层灌区灌浆结束间隔时间不宜过长,一般控制在1h之内为好。上、下灌区在同时进行灌浆时,灌注面积大,可能对未灌浆的邻缝灌区产生不利影响,故要求对未灌浆的邻缝灌区进行通水平压。
8.7特殊情况处理
必须注意,接缝灌浆只能进行一次有效的灌注,若失败了再进行补救,不仅非常困难,
而且效果不会理想。为此,应尽量避免在灌浆过程中发生“特殊情况”。所谓特殊情况多为:漏、串、堵、中断。漏、串、堵的情况应在灌浆前预灌性压水检查中发现,在灌浆前予以解决。
8.7.1发现外漏,不要采用间歇灌浆的方法。间歇后,灌浆管路和缝面易于堵塞,很难或无法从原管路复灌。
8.7.3 “打开所有管口放浆”的作用是卸压,松动堵塞物;“提高进浆压力”的作用是冲开堵塞物,疏通管路。
8.7.5潘家口水库在坝体接缝灌浆中,因处于廊道口附近的已灌浆灌区超冷后缝面再次张开,经研究采取了打骑缝孔灌注改性环氧浆液,收到一定效果。但据了解国内很少有整个细缝灌区采用化学灌浆的实例。从经济和施工角度考虑,化学灌浆造价高、难度大,只有在无法采用其他措施,而“细缝”所处位置又非常重要的情况下采用。
8.8工程质量检查
8.8.1参见条文说明6.9.1。
8.8.2对灌浆施工记录和成果资料的分析主要分为两方面:一为开灌前的条件;二为灌浆
施工情况。其中最主要的是灌浆时坝块的温度和龄期、灌浆结束时排气管的出浆密度和压
力。钻孔及槽检是评定接缝灌浆质量的辅助手段,因为不可能也没有必要对每个灌区都凿
槽、钻检查孔,以进行取样、压水试验和孔内电视检查工作。
8.8.4应从评为灌浆质量好的、中等的、不合格的各类灌区中选取若干有代表性的灌区进
行钻孔取心、压水试验等检查工作,作为评定的辅助资料。不合格的灌区应多选一些,因为
若该灌区检查结果较好,灌区质量有可能重新评为合格。吉林白山水电站大坝接缝灌浆就有
通过钻孔取芯检查成果重新评定达到合格的情况。
骑缝钻孔和槽检取样虽有一定的局限性,但由于能直观缝面充填状况,许多工程仍较多
采用。手工凿槽劳动强度大,可少用。检查孔压水试验,有的工程采用单孔压水,有的工程
采用双孔压水,具体的试验方法及合格标准可视工程实际情况而定。
8.8.5 “94灌规”要求每一坝段内纵缝灌区合格率不低于70%,每一条横缝灌区的合格率
不低于70%。近年来的工程实践证明,这一标准应予以适当提高,施工中经过努力亦可以
做到,故本条文均修改为75%。
9岸坡接触灌浆
本章对“94灌规”作了较大的改动,较系统和详细地提出了岸坡接触灌浆三种方法的
施工技术和质量检查要求,专作一章。
9.0.3即“94灌规”中的钻孔灌浆法。
9.0.4岸坡建基面应整修平整,通常要求不平度不宜大于lOcm。如果岸坡起伏高差太大,
出浆盒极易堵塞,.灌浆管路也不易安装稳固,易错位、断裂。止浆及排气设施很难形成。
边缘灌浆孔
图3岸坡接触灌浆(直接钻孔灌浆法)布孔示意图(尺寸单位:m)
9.0.5新增内容。直接钻孔灌浆法类似在有益重条件下的固结灌浆工艺(图3),唯其应受
坝块混凝土温度和龄期限制。但由于岸坡坝体混凝土浇筑进度不可能等待较长时间,为此本条文提出预留横向廊道或上、下游平台,以便日后进入廊道或平台进行岸坡接触灌浆。采用该灌浆法避免了在要浇筑的仓号内打孔埋设灌浆系统的相互干扰现象,排除了接触灌浆
系统在浇筑过程中屡遭损坏的症结。此法适用于规模较小、坡度较缓、岩基较好的岸坡坝段。
9.0.6岸坡接触灌浆系统安装后,现场仍需检查、维护。灌前也需做“测温、测缝、测流量”等准备工作。
9.0.7先从上、下游边缘开始施灌,可以达到封闭灌浆范围的目的。然后再自下而上分层
分序地进行钻灌。上、下游边缘孔灌浆的浆液浓度应适当加浓,压力适当降低。
9.0.8新规定了双孔连通试验的检查方法。不串水的含义是指向一孔压水时,其注入率等
于或接近于0,另一孔孔口不冒水。
竣工资料和工程验收
本章删除了“94灌规”中关于灌浆工程验收的程序和组织的内容。
10.0.1、10.0.3对坝基岩体帷幕灌浆和混凝土坝接缝灌浆的施工现场记录、成果资料和检
验测试资料分别列出。一般说,这里所列资料是最齐全的,各工程情况不同,并非都要具备
所有全部资料。一个工程具体应提供哪些资料,应遵照设计规定执行。
10.0.4新增条文。单元工程是工程项目的组成部分,及时地进行单元工程的验收,有利于
工程进度的安排和及时发现工程缺陷,以便尽早修补。最终有利于竣工验收。
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