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1、毕业设计姓名：班级：目录1工程概况31.1概况31.2地层情况32试验目的、要求和工程量32.1试验目的32.2试验要求42.3施工依据42.4试验工程量43试区选择与钻孔布置53.1试区选择53.2钻孔布置54灌浆材料及浆液54.1水泥灌浆材料及配合比5水泥灌浆材料5水泥浆液配合比55 帷幕灌浆试验施工65.1 施工程序与工艺流程65.2 钻孔65.3 钻孔冲洗与压水试验75.4 灌浆75.5 灌浆过程中特殊情况处理85.6 试验区内地层抬动的控制措施116施工质量控制117灌浆效果的检查及分析137.1材料注入量分析13单位水泥注入量分析13灌后岩体透水性综述187.2钻孔岩芯情况分析18
2、7.3耐久性压水分析188结论与建议188.1结论188.2建议191 工程概况1.1 概况重庆市巫溪县中梁水电枢纽工程一级电站水库防渗工程防渗轴线位于坝趾上游6.4km的星溪沟下游约200m处，平行于星溪沟布置，灌浆平洞分上下两层，顶层灌浆平洞高程626.0m，洞长517m，为PD7勘探平洞扩挖而成；底层灌浆平洞高程540.0m，可以通过星溪沟出口附近212m长的斜洞进入，斜洞洞口高程为585m。高程 540.0m平洞轴线在626.0m平洞轴线下游8.5m。 上层平洞与下层平洞可以通过626m高程交通洞相连，两洞衔接部位坡度为1:0.8。灌浆平洞为城门洞形，断面尺寸4.05.0m（宽高）。帷
3、幕灌浆布置在两层灌浆平洞内，设计初步拟定在上下层平洞内按三排布置，孔距2.0m，排距1.3-1.5m，布孔方式为梅花型，两层灌浆平洞的帷幕在底层灌浆平洞内设搭接帷幕，平均孔深12.5m。在防渗工程正式开始前，为进一步优化设计方案，论证施工工艺和确定施工参数，需进行帷幕灌浆生产性试验。试验总体方案是：上层平洞内布置一个试验区，布置成双排孔形式，排距1.5m，孔距2.0m，上层平洞内孔深暂定为91m（以626m高程计，帷幕底线高程为535m）。1.2 地层情况试验区为长兴组与吴家坪组灰色厚层含燧石灰岩，底部王坡段为3m黑色炭质页岩、铝土岩夹煤层。岩层倾角由67逐渐过渡到80，倾向SW。试验段揭露2
4、个溶洞。在施工下游排SX5孔（0+200m）时，孔深20.0m钻孔开始漏水，20.0-20.5m进尺快，起钻后钻具带有少许黄泥，岩芯呈溶蚀状。通过15.5-20.5m灌浆段注浆，浆液可自流孔内但孔内无残留，孔内并伴有上窜气流，初步断定与溶洞相通。该孔钻孔加深10cm左右即脱空至24.0m深度，钻具下压1.0m（至25.0m深度）取出黄泥。30.5-34.1m为黄泥，34.1-34.6m取上岩芯，岩芯破碎。40.5-47.0m处有多层夹泥层，风化严重。钻进时，有明显失水现象（返水小），返水呈黄色或铁红色。在施工下游排SX3孔（0+196m）时，孔深10.7m钻孔开始漏水，13.5m脱空至18.0
5、m（10.7-13.5m进尺快，起钻后钻具带有黄泥），18.0m以下充填黄泥，孔内伴有上窜气流，初步断定该部位所遇溶洞与SX5溶洞相连通，为半充填型无水溶洞。在施工上游排SX5孔（0+199m）时，孔深25.5-30.5m有多层夹泥沙，返水正常，水色呈鹅黄色或铁红色。30.5-45.5m属强风化层，岩性较软，并伴有夹泥，返水正常，水色为铁红色。此两部位应与溶洞相通。在施工上游排SX4孔（0+197m）时，孔深25.5-28.0m有多层夹泥层，返水为黄色，水中夹有少量泥沙。2 试验目的、要求和工程量2.1 试验目的库区防渗上层平洞灌浆施工轴线总长度412m，帷幕灌浆56479m，合同计划完工日期
6、为2008年12月31日。库区防渗帷幕灌浆工程具有施工难度大、工期紧的特点。鉴于灌浆区地层溶洞、裂隙发育，岩石破碎，为使灌浆帷幕顺利施工，确保工程的质量和进度，在施工之前进行生产性试验，以了解灌浆区的地质特性和可灌性。通过灌浆试验，优选灌浆材料、浆液配合比和施工工艺，验证设计提出所采用的相应灌浆方法和技术参数是否可行，为帷幕灌浆施工提供依据，以确保基础帷幕灌浆方案的合理性和可靠性。2.2 试验要求（1）通过灌浆试验，为在设计深度以内建造可靠的防渗帷幕提供依据，力求达到帷幕透水率小于3Lu的设计指标。（2）通过灌浆试验，验证设计提供的排数、孔距、灌浆材料、浆液配合比、灌浆压力及灌浆段长能否达到灌
7、浆效果。（3）根据灌浆成果、压水试验结果和检查孔芯样的研究，分析灌浆帷幕的可靠性。2.3 施工依据重庆大宁河中梁一级电站库区防渗灌浆实验技术要求水工建筑物水泥灌浆施工技术规范DL/T5148-2001；水电水利工程钻探规程DL/T5013-2005；水电水利工程钻孔压水试验规程DL/T5331-2005； 设计施工图纸和相关文件； 发包人和监理人指令。2.4 试验工程量本次帷幕灌浆试验从2008年5月20日开工，2009年2月18日将试验区内灌浆孔施工完毕。待凝14天以上于2009年3月15日开始检查孔施工，4月14日两个检查孔的耐久性压水做完，至此上平洞灌浆试验施工结束。完成的主要工作量见表
8、2-1。表2-1 帷幕灌浆试验主要工作量表序号项 目单位工程量备 注1试验孔钻孔m/孔93695/10上游排5个，下游5个2试验孔灌浆m/段93195/191共灌注水泥401610.2kg3抬动观测孔m/孔8/1深度为8m4检查孔钻孔m/孔177.37/2孔径为91mm5检查孔压水段38SJ1采用五点法,SJ2采用单点法6检查孔灌浆m/段/未进行,待方案7岩芯编录与描述孔32个检查孔，1个先导孔8资料统计与整理项1详见相关成果9各种试验与检验项1详见试验报告3 试区选择与钻孔布置3.1试区选择试验区的选择十分重要，应当遵循以下原则：（1）试区地质条件具有代表性。试区地层应包含有主要的处理地层，
9、有条件时应尽可能接近所处理的对象。（2）便于施工。便于施工场地的布置，水、电、风、材料供应方便，交通和安全条件较好。根据上述要求，经设计现场实地考察研究，试验段布置在桩号为0+1900+200m的位置。3.2钻孔布置考虑试验目的及试区地层条件，根据设计要求，上层平洞试验区孔位为双排孔布置，排距1.5m，孔距2.0m，分三序施工，具体布置形式见下图。图例： 一序孔二序孔三序孔检查孔抬动孔0+2002.02.02.02.0ST1SX5SX11.5SS5SS11.08.00+191上层灌浆平洞灌浆试验孔布孔图4 灌浆材料及浆液4.1 水泥灌浆材料及配合比4.1.1 水泥灌浆材料水泥灌浆采用宜昌华兴水
10、泥厂产的华兴牌P.O32.5、P.O42.5级普通硅酸盐水泥和宜昌三源水泥厂产的三源牌P.O42.5级普通硅酸盐水泥。4.1.2 水泥浆液配合比根据现场地层条件，采用3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1（重量比）等五个比级的普通水泥浆液。水泥浆液配合比见表4-1。表4-1 水泥浆液配合比水灰比3:12:11:10.8:10.5:1水（L）300300200200150水泥（Kg）100150200250300制浆量（L）332.26 348.39 264.52 280.65 246.77 比重（g/cm3）1.20 1.29 1.51 1.60 1.82 5 帷幕灌浆试验施工5.1
11、施工程序与工艺流程1）施工程序帷幕灌浆按分序加密的原则进行施工，并按先下游排、后上游排、再中间排，每排先序孔，后序孔，再三序孔的施工顺序进行（三排孔布置时分两序施工）。2）帷幕灌浆施工工艺流程见下图。钻机就位、锚固、定向第一段钻孔、冲洗和压水待凝扫孔复灌灌 浆是否达到结束标准？否是镶铸孔口管待凝第二段钻孔冲洗、压水扫孔复灌灌 浆是否达到结束标准？否是下一段至终孔段钻孔、冲洗、压水、灌浆是否达到终孔标准？否是封 孔施工工艺流程图5.2 钻孔帷幕灌浆孔采用金刚石钻头清水钻进成孔，终孔孔径76mm，质量检测孔终孔孔径为91mm，抬动观测孔终孔孔径为76mm。先导孔、检查孔按规范要求采集岩芯并进行地质
12、编录，对采集的岩芯拍照并绘制钻孔综合柱状图。由于试验区地层复杂，钻进时要根据地层情况随时调整钻压、转速、泵压和泵量等技术参数，提高钻孔效率并保证钻孔质量。钻进过程中随时注意返水和地层情况，防止烧钻、塌孔等事故的发生。钻孔分段与灌浆分段一致。钻孔孔斜测量采用上海地质仪器厂生产KXP-1型轻便测斜仪，并加强孔深20m内的侧斜工作，终孔进行全孔侧斜。钻孔孔底偏距不大于下表中的规定，经过孔斜检测，试验孔最大孔斜偏差为0.313m，最小孔斜偏差为0.096m，孔斜均满足设计要求（详见各孔测斜成果表）。 钻孔孔底最大允许偏差值表 单位：m孔 深203040506070最大允许偏差值0.250.50.81.
13、151.52.05.3 钻孔冲洗与压水试验每段灌浆开始前，对灌浆孔段进行裂隙冲洗和简易压水试验（SX5先导孔采用单点法压水），灌浆孔段的冲洗采用大流量水冲洗，裂隙冲洗采用压力水冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80%，但不大于1MPa，冲洗时间为回水澄清10分钟且总冲洗时间不少于30min结束，对回水达不到澄清要求的孔段，需继续冲洗，孔内残存沉积物厚度不得超过20cm。压水试验在裂隙冲洗后进行，一般灌浆孔采用“简易压水”进行压水试验，SX5先导孔采用自上而下分段卡塞“单点法”压水，压水试验压力为灌浆压力的80%，并不大于1MPa。压入流量稳定标准：在稳定的压力下，每5min测读一次压入流量，连续四次读
14、数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，本阶段压水试验即可结束，取最终值作为计算值。5.4 灌浆1）灌浆方法本次试验灌浆方法采用孔口封闭、自上而下分段灌浆。浆液拌制采用集中制浆方式，灌浆采用自动记录仪记录。2）灌浆段长与灌浆压力帷幕灌浆分段长度按“灌浆压力及分段表”的规定执行，第四段及以下各段遇特殊情况时，根据监理人批准可适当缩短或加长灌浆段长，但最大段长不得大于8m。各灌浆段的最大灌浆最大压力暂按“灌浆压力及分段表”采用，并结合注入率参考“压力与注入率关系表”，灌浆过程中应根据实际情况及时进行调整。灌浆压力及分段表分 段第一段（接触段）第二段第三段第四段第五段第六段及以下各段235555灌浆压力（MPa）1序孔0.81.52.
