灌浆试验报告

灌浆试验报告

⼀﹑前⾔

红河恒昊矿业股份有限公司⾦平分公司⾼冰镍冶炼⼚防洪堤⼯程位于红河州⾦平县⼤寨乡红河岸边，距⾦平县城75km，距个旧市88km。是⼀项以⼯矿企业防洪为主的⼯程，其主要保护对象为红河恒昊矿业股份有限公司⾦平分公司⾼冰镍冶炼⼚。

本次灌浆试验由于⼯期紧，并结合⼯程实际情况，为了给灌浆施⼯提供合理的灌浆技术参数，设计为了优化、调整和复核灌浆设计，进⼀步指导灌浆⼯作的全⾯铺开。分别在右岸⾥程k000＋k180～k000＋k200和k000＋k251～k000＋k271梅花型布置孔间排距为2.0m和2.5m、1.5m 的灌浆试验孔，共布设98个钻孔进⾏固结灌浆试验。

⼆﹑灌浆试验的⽬的与任务1﹑固结灌浆试验的⽬的

为了使河堤基础固结灌浆设计和施⼯更符合实际情况，布置更合理，在初步拟定的设计基础上，通过灌浆试验，以试验所得的成果作为基础灌浆,设计施⼯的主要参考资料。2﹑灌浆试验的任务

⑴论证固结灌浆在技术上的可⾏性，效果上可靠性。

⑵推荐合理的施⼯程序，良好的施⼯⼯艺，合宜的灌浆材料和最优的浆液配合⽐。

⑶提供有关灌浆技术参数，如孔距﹑孔深﹑选定灌浆压⼒，初步确定灌浆材料耗⽤量，提出灌浆设备意见及编制基础灌浆设计和施⼯技术要求⽂件的依据。

三﹑灌浆试验区的地质条件

地基主要为砂卵砾⽯层，砂卵砾⽯层结构松散，抗冲刷⼒低，特别建堤后河床断⾯压缩，⽔流流速增⼤，下切作⽤加强，故堤基应⾄于冲刷深度以下，并对堤基作防冲刷处理，下伏吃⼒层作固结灌浆处理。

四﹑灌浆试验施⼯1﹑灌浆孔的布置

右岸⾥程k000＋k180～k000＋k200，孔间排距2.0m；

右岸⾥程k000＋k251～k000＋k261，孔间排距2.5m；

右岸⾥程k000＋k261～k000＋k271，孔间排距1.5m。2﹑固结深度

灌浆试验固结深度为5.0m。3﹑施⼯程序

灌浆试验中，孔按两个次序加密施⼯，即先施灌Ⅰ序孔，再加密施灌Ⅱ序孔。4、钻孔⼯作

⑴、钻孔选⽤7台HT150型钻机钻孔，钻孔开孔孔径为75mm和93mm。钻孔⼀律采⽤合⾦钻头结合⾦刚⽯钻头钻进，钻杆⽤Φ42mm和Φ50mm内丝钻杆。

⑵、钻孔⽅法：①采⽤⼲钻或管外送⼩⽔跟管钻进，因地基为砂卵砾⽯层，此⽅法垮孔严重，孔内垮孔后形成漏⽃形，灌浆时与砼垫层的接触带易冲通漏浆，影响灌浆质量。

②将钻杆加⼯为梅花型花管，送⼩⽔钻进，确保花管通畅，钻⾄设计孔深时将钻杆作为射浆管进⾏灌浆，试验中主要采⽤此⽅法钻孔灌浆，对灌浆效果更为明显。

③固结灌浆试验孔钻孔深均稍⼤于5.0m。

5、钻孔的冲洗及压⽔试验

⑴、因堤基为砂卵砾⽯层，因钻孔冲洗和压⽔会造成灌浆孔壁的塌孔，影响灌浆质量，故在试验孔中在每试验段选⼀孔进⾏压⽔试验，以确定灌前透⽔率，不进⾏钻孔冲洗。

⑵、压⽔试验采⽤单点法。6、灌浆施⼯

⑴灌浆材料

固结灌浆试验施⼯，采⽤纯⽔泥浆液灌注。

⽔泥采⽤红河牌32.5复合⽔泥，灌浆试验段所⽤⽔泥必须符合规定的质量标准，所采⽤⽔泥新鲜，不使⽤受潮结块的⽔泥，且⽔泥不得存放过久，出⼚期超过三个⽉的⽔泥不得使⽤。

⑵制浆①各类浆液搅拌均匀。

②纯⽔泥浆液的搅拌时间：使⽤普通搅拌机时，不少于3min；使⽤⾼速搅拌机时，不少于30s，从制备到⽤完的时间⼩于4h。

③浆液温度保持在5~40℃，低于或超过此标准的视为废浆。

⑶灌浆⽅式和⽅法①采⽤⽌⽔器砼垫层⽌⽔的⽅法。②采⽤钻杆花杆钻灌施⼯⽅法。

③串浆孔可以采⽤⼀泵2～3孔同时灌注。

⑷浆液浓度及变换①采⽤纯⽔泥浆液灌注，浆液⽐级为5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：

1、0.5：1六个⽐级。

②浆液⽐级变换

a、当灌浆压⼒保持不变，注⼊率持续减少时，或当注⼊率保持不变⽽灌浆压⼒持续升⾼时，不改变⽔灰⽐。

b、当某⼀级浆液的注⼊量已达300L以上，或灌注时间已达30min，⽽灌浆压⼒和注⼊量均⽆改变或改变不显著时，改浓⼀级。

c、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，采取相应的措施处理。

⑸灌浆压⼒①为保证堤基能充分固结，灌浆压⼒拟按下式计算确定：

P=P0+MD

式中：P—灌浆压⼒（MPa）P0—表⾯砼垫层允许的压⼒（MPa）P0=0.05~0.4Mpa；

M—灌浆段在岩层中每增加1m所允许增加的压⼒值，取值为0.025~0.03Mpa。

D—灌浆顶（栓塞）以上岩层的厚度（m）。

在灌浆中当压⼒表读数为0.4Mpa时，砼垫层出现开裂现象，当压⼒表读数为0.05Mpa时，砼垫层边孔出现冒浆现象，故P0取值为0.05~0.4Mpa，

灌浆顶（栓塞）以上岩层的厚度为0m，故式中MD值为0。

因灌浆为孔⼝⽌浆，可忽略浆柱压⼒，压⼒为孔⼝压⼒表值，故灌浆压⼒P取值为0.05~0.4Mpa。②灌浆中尽快达到灌浆压⼒。

⑹灌浆结束标准和封孔①在规定压⼒下，当注⼊率不⼤于1L/min时，继续灌注30min。

②当长时间达不到结束标准时，查明原因研究处理措施使之达到结束标准。

⑺特殊情况处理①冒浆、漏浆、串浆的处理

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。

固结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。②灌浆中断的处理

a、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。

b、恢复灌浆时，应使⽤开灌⽐级的浆液进⾏灌注，如注⼊率与中断前的相近，即可改⽤中断前浆液⽐级继续灌注；如注⼊率较中断前的减少较⼤，则浆液⽐级应逐级降低浓度继续灌注。c、⼤裂隙的处理

采⽤间歇灌注的⽅式（停15~20min），让裂缝回弹闭合后再进⾏灌注，如果不在冒浆，可按正常灌浆继续进⾏，如果仍继续冒浆，则采⽤低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等⽅法进⾏处理。

五、灌浆质量和效果的检查1、⼯序质量检查

灌浆⼯程系隐蔽性⼯程，⼯序控制是保证灌浆质量的关键，本次施⼯均在监理、现场技术⼈员的监督指导下进⾏，杜绝违规⾏为，任何⼀道⼯序达不到要求，则不能进⾏下⼀道⼯序的施⼯。

各孔终孔后，及时整理、归档原始资料，施⼯单位⾃检后，监理单位进⾏审查、评定和签认，见附件。

通过⼯序的严格控制，从根本上保证了灌浆施⼯质量。2、单注量，透⽔率递减情况

灌浆施⼯结束后，通过资料统计整理得出各序单注量递减情况和透⽔率递减情况如下表：

从各试验灌浆孔单位注⼊量统计的情况看，单注量递减情况均出现CⅠ> CⅡ的正常递减规律。且随着灌浆的推进，单注量呈现出⼤值区间段数逐渐减⼩，⼩值区间段数逐渐增多的变化趋势。3、灌前、灌后透⽔率⽐较

该⼯程施⼯，每孔均在监理的监督下进⾏，从根本上保证了灌浆质量。从资料的整理看，灌前属强透⽔，通过灌浆后，得到明显改善。

综上所述，说明随着灌浆次序的推进，逐次固结，灌浆施⼯正常，灌浆效果良好。4、检查孔检查

检查孔施⼯，检查孔的布置是在全⾯分析灌浆试验⼯程原始资料、结合现场情况由监理确定。每⾥程10m布置检查孔1个，共布置检查孔4个，其位置详见附图。

检查孔钻孔保证检查孔岩芯采取率⼤于75%，通过取芯观察，经过灌浆后，堤基的完整性、密实性较灌前得到较⼤的改善，可见混合浆呈条带状、块状和蜂窝状固结，胶结较好。（详见检查孔岩芯照⽚图）。共进⾏检查孔压⽔试验4段。

在灌浆前各⾥程压⽔流量均⼤于70L/min，但没有压⼒，透⽔率较⼤，属强透⽔松散地层。根据灌后检查孔压⽔情况看，孔距为2.0m和1.5m透⽔率值均⼩于10Lu，能满⾜设计要求，孔距为2.5m的灌后透⽔率值为16.52 Lu，较设计标准偏⼤，在该⾥程布置了3个加强孔进⾏灌浆补强。检查孔压⽔情况见下表：

综上所述，试验结果表明，所施⼯地段，该地层灌浆施⼯后整体强

度和整体稳定性得到了较好的改善。

六、试验成果分析和评述1、单注量分析

根据资料统计，各序孔单注量情况如下：

灌浆试验平均单注量为117kg/m，设计预算平均单注量为65kg/m，较设计预算单注量增加52kg/m。2、灌浆压⼒

通过灌浆试验施⼯，其堤基有粉砂层，吃⽔不吃浆，为保证堤基砂卵砾⽯间孔隙的充分充填，同时提⾼固结的强度，加强固结灌浆的整体性，建议在今后灌浆时推荐灌浆设计压⼒取0.1～0.35Mpa。

灌浆压⼒，根据本地实际情况及以往的经验，针对不吃浆或吃浆量较⼩的孔段适当加⼤压⼒，注重观察和分析，避免砼垫层受到破坏。3、孔间排距、孔向和孔深

⑴根据本次灌浆试验资料分析，从各序孔注⼊量递减率及透⽔率递减情况和检查压⽔试验结果来看，从技术性和经济性的⾓度，该⼯程固结灌浆孔孔间排距推荐采⽤2.0m。

⑵孔向和孔深：钻孔孔向采⽤铅直孔和固结深度5.0m的埋深是⽐较合理的。3、灌浆施⼯⼯艺

⑴灌浆采⽤两序施⼯，序间加密的⽅法。

⑵灌浆⽅法采⽤孔⼝封闭灌浆法。

⑶固结灌浆地层为砂卵砾⽯层遇⽔易垮孔恶化，灌浆前不再进⾏裂

隙冲洗和简易压⽔。

⑷固结灌浆孔相互串浆时，可采⽤群孔并联灌注，孔数不宜多于3个，并控制压⼒，防⽌混凝⼟⾯抬动。4、灌浆材料和浆液

灌浆材料采⽤纯⽔泥浆。⽔泥为红河牌标号32.5复合硅酸盐⽔泥。

灌浆浆液⽐级采⽤5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1六个⽐级。在灌浆试验中5：1的浆液在没有压⼒的情况下混凝⼟垫层侧就冒浆，另固结段存在地下⽔，以防浆液被⽔带⾛，建议Ⅰ序孔灌浆开灌⽐级采⽤2：1的浆液，Ⅱ序孔灌浆开灌⽐级采⽤3：1的浆液灌注。6、钻进⽅法

为保证钻孔质量，有利于灌浆时的⽌⽔⽌浆，钻进⽅法采⽤花眼钻杆钻⽆泵钻进后进⾏灌浆，钻头使⽤⾦刚⽯、硬质合⾦钻头，终孔直径不⼩于38mm。7、特殊情况处理措施本⼯程灌浆特殊情况应按《⽔⼯建筑物⽔泥灌浆施⼯技术规范》（SL62-94）相应条款进⾏处理。

⑴冒浆、漏浆、串浆的处理

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。

固结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。

⑵灌浆中断的处理a、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。

b、恢复灌浆时，应使⽤开灌⽐级的浆液进⾏灌注，如注⼊率与中断前的相近，即可改⽤中断前浆液⽐级继续灌注；如注⼊率较中断前的减少较⼤，则浆液⽐级应逐级降低浓度继续灌注。

⑶⼤裂隙的处理

采⽤间歇灌注的⽅式（停15~20min），让裂缝回弹闭合后再进⾏灌注，如果不在冒浆，可按正常灌浆继续进⾏，如果仍继续冒浆，则采⽤低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等⽅法进⾏处理。8、待凝

为保证灌浆质量和不延误⼯期，灌浆后应进⾏待凝，待凝时间以8h 为宜，但对于耗灰量较⼤的孔段可适当延长待凝时间。9、推荐使⽤的各种灌浆机械设备

灌浆设备的选⽤本着保证灌浆质量、提⾼施⼯效率的原则，本⼯程机械设备的选⽤如下：

⑴选⽤XY-150型和XY-100型钻机；

⑵灌浆泵：选⽤BW250/50型中⾼压灌浆泵；

⑶制浆设备：选⽤⽴式0.5m3,wj-100型搅拌机。10、灌浆试验完成⼯作量、消耗材料、⼯效和单位⼯程的单价概算⑴完成⼯作量如下表：

⑵消耗材料：钻灌总进尺580.83m，灌浆段长498.45m，检查孔19.88m，灌浆耗⽤⽔泥58.09t，单注量117kg/m。

⑶⼯效：本次试验⼯程正常施⼯为6台钻机，每台平均完成83m，台效率14m/台·天。由于为灌浆试验施⼯，关参数需在现场施⼯中确定，造成部份施⼯⼯作重复，钻机待机时间多，对施⼯进度有⼀定的影响，正常施⼯台效率应乘以1.4的系数，故正常钻机施⼯台效率20m/台·天。

通过本次灌浆施⼯，得到了该项⼯程今后⽣产性灌浆的有关参数，可有⼒的指导今后的灌浆施⼯，现有钻机7台，故可计算出整个灌浆⼯期：⼯期＝总⼯作量/钻机台效率·钻机台数＝2800/20×7＝20天在施⼯中考虑3天不确定影响因素，固结灌浆时间为2008年5⽉10⽇全部结束。