5 灌浆
5.1 灌浆材料
强度等级为32.5R普通硅酸盐水泥,细度为通过80m方孔筛其筛余量不大于5%.
5.2灌浆方法及段长
灌浆方法为孔口封闭、孔内循环法。灌浆段长:第一段为2m,第二段以下为5m,最后一段最长不超过7m.
5.3灌浆方式及灌浆方法
试验采用自上而下分段钻孔、孔口封闭式灌浆法。自上而下分段灌浆时,灌浆塞阻塞在该灌浆段段顶0.5m处,防止地层外漏。各段灌浆结束后一般不需待凝,即可进行下一段的钻灌。
5.4浆液变换
浆液浓度由稀到浓,逐级变换。浆液水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1等7个比级,开灌水灰比为5:1 .实际施工时若透水率大,开灌水灰比可采用3:1或2:1,但必须经监理工程师批准。
浆液变换原则:灌浆时,当灌浆压力保持不变,注入量持续减少或注入率不变,压力持续升高时,不得改变水灰比。当某一级浆液注入量达到300L以上或灌浆时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,应改变一级水灰比。当注入率大于30L/min,可根据情况越级变浓。
灌浆过程中灌浆压力或注入率突然改变较大时,应立即查明原因,采取相应的措施措施处理。
5.5灌浆结束条件
在该灌浆段最大设计压力下,注入率不大于0.4L/min时,继续灌注60min,或注入率不大于1L/min时继续灌注90min即可结束灌浆。
5.6终孔标准
钻孔到达设计灌浆底线后,如灌前压水透水率q>10Lu时,加深一段(5m)。当灌前压水透水率q<3Lu时,可灌浆终孔。
5.7封孔
采用“自上而下”分段压力封孔法,即将该孔分成2~3段,每段段长不大于15m进行复灌封孔。
灌浆前压水透水率出现882.5Lu及488.5Lu,可能为孔口封闭灌浆过程中由于追求高压,致使顶板劈裂形成。单位注入量单段最高达1390.9kg/m,最小为41.4kg/m.T2、T4孔由于追求高压,致使顶板劈裂,使浆液压入砂砾石层,14m用水泥10637.2kg,平均760kg,是Ⅰ、Ⅱ序孔平均535kg的1.42倍,是Ⅱ序孔平均值172.14kg的4.42倍。试验主要根据**水库岩基情况和水库设计的等级、库容为依据参数,该大坝岩基帷幕灌浆阶段设计原则采用常规中压灌浆(0.5~3MPa)进行施工。试验阶段在了解地层分层界限钻探和第一段压水试验(当下入14m护壁套管,并在帷幕灌浆顶线上的1.3~1.5m风化岩用压力水泥浆将12.5~14m段全部固结,水泥凝固50小时后再次复钻,第一段2m段压力为0.52Mpa,也就证明,帷幕灌浆顶高程以上下班1.3~1.5m水泥固结后去灌浆盖重顶板最大承受压力是0.52Mpa)。
所以在帷幕灌浆试验中提出第一段压力1Mpa,最低压力为0.7Mpa,以下各段视具体情况采取措施达到3Mpa压力或根据地层构造的最大承受压力决定灌浆压力。
依据试验孔的同类曲线频繁产生,所以**水库岩基帷幕灌浆必须依据大坝岩基的地质构造,由其对全、强风化地层采取常规的中值压力灌浆。该地区不能使用国内目前倾向的高压灌浆,若采取取一些施工手段进行较高灌浆压力是不必要的。
灌浆压力是提高和灌浆质量的重要因素之一,一般地层结构良好的情况下,使用较高
压力是有利的,但是灌浆压力的选择必须结合地层实际情况,使用压力过大会产生如下问题:
1)使岩石裂隙扩宽、甚至产生新的裂隙。
2)使原来的地质条件恶化或使岩石抬动变形。
3)扩大灌浆范围,使浆液在高压作用下延伸到扩散区域以外,形成浪费。
因此,依据**水库大坝岩基地质构造及试验孔的实践论证,提出不同深度的岩层在灌浆时采用与此相匹配的压力值。
6 帷幕灌浆试验检查
帷幕灌浆试验结束后,待凝22天后对灌浆效果进行了钻孔取芯和压水试验检查。按试验方案检查孔布置两个。
6.1取芯
帷幕灌浆检查孔钻孔时,对全风化片麻岩进行了干钻取芯,取芯部位在试灌第一段,岩样长度200mm,由于机械和金钢石钻头的研磨压缩,全风化岩体以挤压成砂状。但被灌入裂隙中水泥浆结石成碎片同时取出其最大长度30mm,厚度3mm,可推断全风化岩层裂隙发育,洗孔良好,裂隙灌浆效果好。
6.2压水试验
压水试验采用五点法进行,透水率值灌浆前三序孔平均值25.2Lu,灌浆后透水率平均值为2.06Lu,满足设计要求。
7 结语
通过灌浆过程和灌浆资料分析,有如下认识:
1) 本次灌浆试验采用的施工程序、施工工艺能够适应本工程的地层条件;
2) 试验中帷幕灌浆施工参数如孔距、排距、深度是合理的。
3) 试验中使用O32.5普通硅酸盐水泥能满足工程标准的要求。
4)灌浆孔灌前透水率以及灌浆单位注入量随灌浆次次序序递减明显,符合一般灌浆规律。
5)应该指出由于地质条件的不确定性,本次灌浆试验孔数较少,以及灌浆试验中为了探索本工程中灌浆压力的最大值在一定程度上造成了灌浆水泥用量的增加。
6)对于**水库全风化地层透水率偏大,在灌浆过程中,低压开灌也会产生注入量很大的情况,为做到尽快达到灌浆压力的灌浆原则必须对特殊情况进行低压、浓浆、限量、间歇灌浆、分级升压的方法进行处理。以便提高灌浆质量,减少工程造价,是正确的施工措施。