大坝补强灌浆方案

大坝补强灌浆方案

1、工程概况

大坝蓄水后，大坝下游面、层间结合缝、预留现浇牛腿空腔局部有渗水，为防止随着大坝达到正常蓄水位压力的增大，渗水量有增大发展的趋势，局、公司、项目部组织专题会议，对大坝渗水产生的原因及如何采取补救进行了专项分析。最终确定从坝体内部以帷幕补强灌浆为主、化学灌浆为辅的方案进行处理。

2、坝体渗水情况及范围

大坝下游面渗水主要集中在EL345-EL385m高程处，在EL345m以下有少量渗水，EL385m以上由于上游水位不是很高，所以目前渗水点较少，有待进一步观察。

3、坝体渗水处理方案

1）坝体防渗补强灌浆：主要充填碾压混凝土局部空腔和缝隙，防渗截漏，通过灌浆加固补强坝体和提高防渗性能，形成防渗体。对局部帷幕灌浆无法完全封堵的渗水点采用化学灌浆补充的施工方法。对坝体内部排水孔可能会出现因为补强灌浆造成封堵的情况在灌浆完成后对封堵的排水孔全部进行二次钻孔透孔，保证坝体排水系统畅通。

2）主要工程量：

补强灌浆钻孔总计6300延米，由于右岸坝顶道路影响419.3~384高程补强灌浆施工，目前能施工的为5046延米。按初步计划补强灌浆单耗50KG/m计算（包含弃浆量和封孔用量）约需425水泥约252T。。

3）施工分区

对大坝帷幕灌浆进行分区，分为三个区进行施工，EL419.3灌浆区、EL360灌浆区、EL306灌浆区。

4）施工步骤

计划在大坝左岸或右岸EL360m灌浆平洞内首先进行一个坝段的帷幕灌浆作为实验性灌浆，为后续灌浆提供基础资料。

4、设备及材料选择

（1）造孔设备；

钻孔采用回转式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头钻进钻孔。

（2）灌浆设备；

高速制浆机、拌和机、多缸活塞式灌浆机、承压输浆胶管、注浆管、胶塞、压力表、比重计等。

（3）灌浆材料；大坝补强灌浆采用425#中热硅酸盐水泥。

5、大坝防渗灌浆施工

5.1钻孔施工

（1）360、420俯孔钻孔孔位放样时，先在360廊道轴线下游0.5m处拉一条线绳，然后拉尺放样各孔位，确保孔间距准确，孔位成直线布置。钻孔采用地质钻施工，开孔孔位与测放孔位偏差不大于5cm，孔径不小于76mm，306仰孔采用坑道钻机进行钻孔，钻孔前钻机安装要周正平稳并按方案要求调试好钻孔角度，钻孔过程中应经常检查钻孔角度，避免钻孔角度偏差。钻孔结束后，妥善保护孔口，防止污水、泥沙流入孔内。

（2）补强灌浆钻孔按排序加密、自上而下分段的原则进行，灌浆孔分为I、II孔，孔距2.5m。目前计划补强灌浆孔先分两序进行施工，再根据现场灌浆单孔灌浆量、灌浆后下游面检查、进行局部补加III序孔。

（3）对钻孔中发现的各种情况如混凝土厚度、失水、卡钻、塌孔、断裂结构等做详细记录，作为分析灌浆质量的基本资料。

（4）补强灌浆孔钻孔分段长度与各灌浆段长一致，采用小口径钻孔，孔口

封闭、自上而下分段、孔内循环灌浆法，进行各段灌浆分段为5m。钻孔孔斜按下表控制

（5）钻孔孔底最大允许偏差

钻孔孔底最大允许偏差值

孔深（m) 20 30 40 50 ≥60

0.25 0.45 0.70 1.0 1.3

允许偏差值

（m)

（6）单孔工艺流程：钻机就位固定→钻进第一段（洗孔、压水试验、灌浆）→镶嵌孔口管（待凝72h）→钻进第二段（洗孔、压水试验、灌浆）……依次循环直至全孔灌浆结束封孔。

5.2钻孔冲洗、压水试验

（1）大坝补强灌浆孔均进行钻孔冲洗，具体方法为：每段钻孔结束后，应立即用大流量水流将孔内岩粉等物冲出，直至回水澄清后延续10min结束，并测量、记录冲洗后钻孔孔深。钻孔冲洗后孔底残留物厚度不大于20cm。若钻孔冲洗无回失水，则冲洗30min后结束。钻孔冲洗压力采用80%的灌浆压力，风压：采用50%的灌浆压力。

（2）大坝补强灌浆孔灌前压水目的是为坝体补强灌浆提供准确的数据，并指导施工，保证效果。大坝补强灌浆孔进行简易压水，在稳定压力下，压水20min，每5min测读一次压入流量，取最终值作为计算混凝土透水率q值的计算值。

5.3灌浆方法：

灌浆方法和方式如下：

(1)大坝高程306m、右岸360m基础廊道内仰孔第一段采用常规“孔内阻塞灌浆法”进行灌浆，阻浆塞阻塞在孔口混凝土0.8m内；灌浆孔第二段采用“小口径钻孔、孔口封闭、自上而下分段、孔内循环”法灌注。

(2) 大坝360、420俯孔补强灌浆第一段采用常规“孔内阻塞灌浆法”进行灌浆，第二段用“自上而下、孔内阻塞、孔内循环式”方式灌注。第一段灌浆结束后采用在孔口安装孔口管进行灌浆，孔口管采用与钻孔直径相对应的无缝钢管。孔口管深度按深入混凝土0.8m控制，孔口管埋设后至少待凝3d后再进行第二段补强灌浆。

孔口管埋设重点检查的项目：①钻孔孔斜；②孔口管嵌入混凝土深度；③孔口管接头是否有脱节；④压水检查外侧是否漏水。

孔口管须镶铸牢实，如在钻孔、压水、灌浆时发现孔口管外侧冒水、冒浆时，须返工重新埋设，孔口管露出廊道底板混凝土10cm左右。

（3）灌浆段长

补强灌浆孔灌浆段长度与各钻孔分段长度一致，各段灌浆分段为5m。终孔段根据现场灌浆实际情况，适当加长段长。

（4）灌浆压力

306、360仰孔灌浆压力第一段0.30MPa～0.50MPa，第二段以及以下各段均采用0.80MPa，现场施工时根据现场检测Lu值进行调整。

360、420俯孔各段灌浆压力采用初步计划采用0.50MPa，根据孔深变化和上游水位变化现场进行实时调整，当上游水头和水深高差在40-50m左右时要适当加大灌浆压力，以保证浆液压力要大于上游渗水压力。

（5）各灌浆段灌浆时，射浆管管口距孔底不大于0.50m，射浆管的外径与钻孔孔径之差为10mm～20mm。采用钻杆作射浆管时，使用平接头连接。灌浆过程中经常转动和上下活动射浆管，以防射浆管在孔内因水泥浆凝固而造成孔内事故。灌浆过程中，密切观察，当发生地表冒浆，压力突然升、降，吸浆量突然增、减等异常现象时，立即查明原因，采取相应措施妥善处理，并作好详细记录。（6）浆液浓度及其变浆标准

浆液水灰比：纯水泥浆液水灰比(重量比)采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1等4个比级，开灌水灰比采用2:1。对于灌前钻孔失水、不起压等孔段采用较浓浆液开灌。

变浆标准，满足下述条件之一时，应变浓一级水灰比灌注。

1 注入量大于300L，且灌浆压力不变；

2 灌注时间已达1h，且灌浆压力不变、注入率无显著改变。

3 灌浆过程中，每隔10min～15min测记一次浆液密度和回浆温度。

（7）灌浆结束标准和封孔方法：

1 灌浆段在要求最大压力下，注入率不大于1L/min后，保持回浆压力不变，继续灌注时间在120min以上，或以浆液出现初凝时间为准，以保证灌入坝体内部浆液不因水压力而全部流失，方可结束灌浆作业。

2 封孔

大坝补强灌浆孔全孔灌浆结束以后立即进行封孔，封孔使用新鲜的水泥浆液，水灰比采用0.5:1的浓浆。大坝补强灌浆孔采用“全孔灌浆封孔法”封孔。封孔时,利用原灌浆管灌注水灰比为0.5:1的新鲜浓浆，将孔内余浆置换成浓浆，直至孔口返出0.5:1的浓浆，上提灌浆管，并不断灌入0.5:1的浓浆。再将阻塞器阻塞在孔口，进行灌浆封孔，灌浆封孔压力采用该孔的最大灌浆压力，灌浆持续时间不少于2h。

6、特殊情况处理

灌浆过程中，如发现冒浆、漏浆时，根据具体情况可采用嵌缝、表面封堵、限压、浓浆、限流、限量灌注等方法处理。

钻灌过程中发现串通时，先查明串通部位和串通量，如与混凝土构造分缝、混凝土冷却水管等串通时，立即停灌并进行封堵。如与其它灌浆孔串通，具备条件时尽量将串通孔和被串通孔同时灌注，被串通孔不具备灌浆条件时，在其串通部位上方0.5m～1m处将串通孔阻塞住，灌浆孔灌浆结束并待凝24h后，再进行

串通孔的扫孔、冲洗、钻进及灌浆。

在现场施工时要注意观测电缆的敷设位置，不能因为钻孔将坝内观测线路破坏。

7、化学灌浆裂缝处理工艺和方法

1）施工准备

施工过程中的准备主要包括吊篮的安装，水电的安装以及裂缝处理过程中所需的工具材料的配置。

2）裂缝清查及描述

施工准备工作做完后首先对裂缝进行清查，并对裂缝的性状进行描述记录。

3）缝面清理

在具有裂缝的混凝土表面进行打磨，打磨范围裂缝两侧各0.2m、缝两端各延伸1m的范围，除去表面浮灰、水泥浮浆、油垢等。

4）手提式水钻钻骑缝孔

采用手提式水钻沿裂缝钻骑缝灌浆孔，间距按照现场实际情况而定，孔距应在30cm～50cm之间，孔径27mm，穿过裂缝即可。造孔完成后，采用清水进行冲洗，冲洗时孔口敞开，将水管插入孔底连续冲洗，待回清水后结束。

5）贴灌浆嘴

待缝面和灌浆孔冲洗干净后，在灌浆孔内埋入Φ26mm的塑料灌浆嘴。其灌浆嘴图片如下：

6）环氧胶泥封缝

灌浆嘴埋入后，使用环氧胶泥封堵，然后沿着裂缝两边10-15cm涂刮环氧胶泥，胶泥的厚度应取缝中线高，两边低的形状，中高为0.5-0.8cm。环氧胶泥性能如下：

7）压水压风检查

待嵌缝材料有一定强度后进行裂缝贯穿检查，一般采用压水或压风检查，具体根据现场情况而定。

压水检查：采用单孔、逐孔检查，水压控制在0.2 MPa，待坝面裂缝有水流流出后再对裂缝进行开槽封缝处理，并做好记录，封缝处理方法同上，封缝处理时沿缝间隔30cm左右预埋一个回浆管。压水检查的同时检查封缝情况，若有外漏，及时进行补嵌或加固。

压风检查：采用单孔、逐孔检查。风压控制在0.15MPa，观察缝面，若有水或气泡外溢，说明灌浆管与裂缝之间通畅，并做好记录。封缝处理方法同上，封缝处理时沿缝间隔30cm左右预埋一个回浆管。

8）裂缝化学灌浆

（1）灌浆材料

化学灌浆采用长委CW改性环氧树脂类灌浆材料，其主要性能指标见表：（2）灌浆设备

灌浆设备采用TTB10/2化学灌浆泵。

（3）灌浆工艺

施工工序为：吹干孔及缝面→灌浆→表面处理

①吹干钻孔、缝面

灌浆前，将所有孔嘴全部打开，自灌浆孔用压缩空气（经油水分离器）将孔内、缝内的积水吹挤干净。争取达到处于干燥或无水状态，风压控制在灌浆

②灌浆

a、灌浆孔的灌浆按压水检查时串通性好的灌浆孔开始灌浆，封闭其余灌浆孔，待回浆管返浆后封闭回浆管，按照由下到上，由深到浅，由一侧向另一侧的顺序进行灌浆。

b、灌浆压力一般控制在0.2MPa～0.3MPa。灌浆压力需逐级升高，压力从

0.1MPa开始，按每级0.1MPa升压。灌浆结束标准为单孔吸浆率趋于零，再继续灌注30min即可结束。灌浆结束后将管口封堵闭浆24h。

c、回灌管返浆后的灌浆采用单孔进浆，其余未灌浆孔口全部敞开，待相邻进浆孔冒出浓浆后并灌，两孔同时进浆。待第三进浆孔冒出浓浆后，则将第一孔的灌浆管阀门关闭，接入第三孔，并继续与第二孔同时灌注，如此循环进行。

d、浆液现场配制,每次配浆量要与进浆速度相应，灌浆过程中，浆液不得因粘度增大而随意掺加稀释剂，已发生暴聚现象的浆液不得使用。

9 ）灌后质量检查

灌后质量检查在灌浆结束28d后进行，其主要方法如下：

①压水检查：现场布骑缝孔，冲击钻造孔(孔径18～20mm、孔深10～15cm)后，采用单点法压水，压水检查压力为0.2MPa。合格标准：压水检查透水率q ≤0.1Lu。目测合格标准：压力不下降且裂缝表面无水渍。

②钻孔取芯：采用岩芯钻机钻骑缝取芯孔，砼芯样进行检查浆材结石情况，并加工试样后进行拉拔试验。

10 ）灌浆嘴割除及缝面处理

化灌完毕后，待浆液待凝72h后铲除灌浆管（嘴），取芯结束后，使用快速封堵材料对取芯孔进行封堵，然后缝面使用角磨机进行打磨处理，尽量使混凝土表面平整外观一致，工程所用的主要材料必须检验合格，并有出厂合格证方可使用。

8、现场管理措施

（1）大坝补强灌浆孔质量控制要求每天对现场施工作业过程、灌浆完成工作量、灌浆过程中出现的问题，各段灌浆情况及存在的问题进行整理并上报。

（2）施工前封堵坝体冷却水管，避免浆液从冷却水管、排水孔等部位流失，尤其是夜间施工时要加强监控，出现吸浆量突然增大等异常现象时要及时观察、寻找原因，杜绝浪费和无用功，保证灌浆质量。

（3）施工过程质检站要全程参与，安排专人负责现场的质量监督检查工作。

（4）施工全过程必须有详实的记录资料，对孔位、孔距、长度、分段、灌浆时间、灌浆压力、灌浆量，特别是出现异常现象的处理记录，做好备案资料，为验收提供支持性资料；同时要形成施工日报和周报。

9、工期计划及资源配置

根据目前计算工程量，计划2个月完成除右岸419.3m至384m之外的全部工程，按照每台钻机每天完成12m进尺，每月按照25天工作强度计算，完成5386m灌浆任务需要配备钻机9台，考虑备用因素在内，需要配置如下资源

名称型号规格单位数量

地质钻机XY-2PC 台10

坑道钻台 2

灌浆泵台 6

高速制浆机ZJ-400 台 2

空压机20m3台 1 双层搅拌桶JQJ-200-2 台 4

自动记录仪HT-Ⅱ台 2

压力传感器B0803 个10

技术工人名55