中华人民共和国水利部土坝灌浆规范

第一章总则

第1.0.1条 凡采用灌浆方法,以消除土坝坝体隐患、提高坝体防渗能力和稳定性的灌浆工程,均应遵守本规范。

第1.0.2条 本规范适用于坝高50m 以下的均质土坝和宽心墙坝,土堤可参照执行。

第1.0.3条 土坝坝体灌浆可以处理以下问题: 一、土坝坝体碾压不实,密实度普遍较差。 二、土坝坝体内有渗漏通道、软弱层,坝后坡浸润线出逸点过高,发生 洇湿现象或渗漏破坏(管涌、流土)现象。

三、土坝坝体由于不均匀沉陷而产生的裂缝(不包括滑坡裂缝)。 四、土坝分层施工,质量差的结合部位容易产生水力劈裂的情况。

五、坝体和其他建筑物(如放水洞、闸墙)结合不好,存在空隙和接触冲刷。

六、坝体内存在生物洞穴,如蚁穴、鼠洞、獾洞及腐烂树根等。 第1.0.4条 土坝坝体灌浆分为充填式灌浆和劈裂式灌浆。充填式灌浆适用于处理性质和范围都已确定的局部隐患;劈裂式灌浆适用于处理范围较大,问题性质和部位又都不能完全确定的隐患。 第1.0.5条 土坝坝体灌浆必须勘探、设计、施工三方面密切配合,并根据土坝坝体的具体情况,因地制宜地选择灌浆方法和施工工艺,做到安全可靠,经济合理,保证质量。

第1.0.6条 土坝坝体灌浆,一般应在水库低水位期进行,以加速泥浆固结,保证土坝安全。

第1.0.7条 在灌浆前,应对参加灌浆的人员进行技术培训。要求主要技术人员能全面了解灌浆设计和掌握施工技术规范,能及时发现和处理问题。技术工人应该熟练掌握操作规程,能及时排除机械故障。

第二章 灌浆前的准备工作

第一节 一 般 规 定

第2.1.1条 灌浆前应全面、仔细、及时做好各项准备工作,包括搜集资料,进行隐患探测和分析,做好灌浆设计,准备好灌浆材料、机具。

第2.1.2条 土坝灌浆设计需要搜集的资料包括:

一、 已建土坝的地质、设计和施工资料。

二、 土坝历年的各种观测整编分析资料。

三、 土坝施工和运行期间出现的问题,如:塌坑、裂缝、洞穴、

坝后坡渗透变形、湿润带及滑坡等。

第二节 隐 患 勘 探

第2.2.1条 土坝坝体隐患勘探可分为普遍性勘探和针对性勘探。从坝面上不能确定的性质和范围时,应采用普遍性勘探;从坝面上大致可以确定隐患的性质和范围时,可采用针对性勘探。

第2.2.2条 勘探方法应采用不损伤坝体的物探法。包括:电测声剖面法、电阻率法、自然电场法、激发极化法等。上述几种方法一般是结合使用。物探法采用的仪器和适用条件参考附录一。

第2.2.3条 如有必要,勘探坝体隐患也可以采用损伤坝体的钻探、井探、槽探等方法。

检查坝体的土质、密实度、含水量、软弱层时,可采用钻探方法。 如需直观检查坝体的裂缝,内部洞穴和坝体质量时,可采用井探法。如较浅又较长时,也可采用槽探法。

钻孔、探井、探槽的位置和深度应经过认真论证和设计后方可进行勘探。

第2.2.4条 在进行勘探时,应按要求及时记录、取样、描绘和照相。待取得资料后,应处理好钻孔、探井、探槽,不得留下人为缺陷。

第2.2.5条 土坝坝体隐患勘探不宜采用注水试验的方法。如需掌握坝体灌浆压力和吃浆量,可作灌浆试验。

第三节 灌浆物料、机具的准备

第2.3.1条 土料是土坝坝体灌浆的主要材料,土料应满足灌浆设计要求和本规范的规定,料场储量应不少于需要量的2~3倍。 第2.3.2条 其它灌浆材料的准备:制浆用水一般为过量杂质的淡水。如灌浆设计有特殊要求,还应备够其他材料如:水泥、水玻璃、澎润土及化学药物等。

第2.3.4条 灌浆机具选择,根据灌浆工程的规模、工程量、进度及操作人员的素质等条件综合考虑,应选择工作性能可靠、轻便耐用的灌浆机具。

第2.3.4条 灌浆机具包括:动力、运料、造孔、制浆、输浆、控制及量测等设备。型号可参考附录二。

灌浆的关键设备及易损机具,如灌浆机(泥浆泵)、注浆管等,应有备用。

灌浆所用的动力应有充分保证,必要时应有备用动力。

第三章 灌浆设计

第一节 一 般 规 定

第3.1.1条 灌浆设计必须在收集资料和勘探隐患的进行综合分析,提出灌浆处理方案,并论证灌浆方案的可行性、可靠性和经济合理性

第3.1.2条 灌浆设计一般包括以下内容:基本资料分析,勘探试验报告,灌浆可行性、可靠性和经济合理性的论证,灌浆技术参数设计,灌浆设计平面布置图、纵剖面布置图、特殊部位设计图、观测设备布置图,概预算及经济效益分析,施工及管理说明等。

第3.1.3条 土坝坝体灌浆施工概算可参考有关定额及实际灌浆工程定额。因灌浆的不可预见性较大,概预算的不可预见费应略高于一般规定。

第二节 劈 裂 式 灌 浆 设 计

第3.2.1条 当坝体质量普遍不好,坝体外部有裂缝、塌陷、浸润线出逸点过高、坝后坡出现大面积湿润,坝体有明显渗漏或坝体内部有较多隐患,可安排劈裂式灌浆设计。

第3.2.2条 劈裂式灌浆是运用坝体应力分部规律,用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时灌注合适的泥浆,形成铅直连续的放渗泥墙,堵塞漏洞、劈裂或切断软弱层,以提高坝体的放渗能力,同时通过灌浆、坝互压和湿陷,使坝体内部压力重分部,提

高坝体变形稳定性。

第3.2.3条 劈裂灌浆应按河床段、岸坡段、弯曲段和其他特殊坝段的不同情况分别进行设计。

第3.2.4条 在河槽段,一般沿坝轴线(或稍偏上游)单排布孔。如果坝体普遍碾压不好时,可双排(或三排)布孔。

终孔距离:在河槽段孔深大于15m 时可采用10m 左右;孔深小于15m 时,可采用5m 左右适宜孔距也可通过灌浆试验确定。

在岸坡段、弯曲坝段布孔,应适当缩小孔距,可参照充填式灌浆布孔,或通过试验确定。

第3.2.5条 造孔深度应大于隐患深度2~3m 。如附排孔处无隐患,孔深约为相应主排孔深的1/3。

第3.2.6条 泥墙设计厚度可采用5~20cm ,应根据土坝土质、碾压质量、隐患性质和坝高等情况合理确定。当坝体(或心墙)的渗透系数大于或等于10-4cm/s,或坝体存在上下游贯通的水平沙层时,应专门计算泥墙的厚度并进行渗漏破坏验算专门试验研究

第3.2.7条 泥墙的设计干容重,可根据不同的土坝,不同的灌浆方法和浆液中粘粒含量的多少提出要求,灌浆1年以后应为

1.4~1.6t/m3(指重粉质土和粉质壤土)。

第3.2.8条 灌浆压力系指注浆管上端孔口压力。最大允许灌浆压力可在现场试验确定,也可用公式计算,计算公式见附录三。 第3.2.9条 对灌浆土料和浆液物理力学性能的要求分别见表

3.2.9-1、表3.2.9-2。

第3.2.10 条 如有特殊要求,浆液中可掺入下列外加剂: 一、为提高泥浆的流动性,可掺入少量的水玻璃,掺量可占干土重的0.5~1.0%,最佳用量可通过试验确定。

二、为加速浆液凝固和提高后期强度,可掺入适量水泥,水泥掺量可为15%左右,必要时应通过试验确定。

三、如结合灌浆消灭白蚁,在浆液中可掺入少量灭蚁药物,但要防止污染水源。

四、为提高泥浆的稳定性和泥浆后期强度,可掺入适量膨润土。

表3.2.9-1 灌浆土料选择表

表3.2.9-2 浆液物理力学性能表

第3.2.11条 每孔每次平均灌浆量,以孔深计每米孔深控制在0.5~1m 3, 每孔灌浆次数应在五次以上。

第3.2.12条 为保证灌浆期坝坡安全,应对灌浆期坝体沿轴线全线劈开的最不利情况进行坝坡稳定性验算,验算方法见附录五。若稳定安全系数小于或等于1时,应改进灌浆工艺,如:延长各序各次灌浆间隔时间,改善浆液性能,增加稠度等。

第三节 充 填 式 灌 浆 设 计

第3.3.1条 当坝体存在局部裂缝及洞穴等,可按充填式灌浆设计。

第3.3.2条 充填式灌浆是利用浆液自重将浆液注入坝体隐患处,以堵塞洞穴和裂缝。灌浆孔一般布置在隐患处或附近,按多排梅花形布孔,终孔距离可为1~2m 。

第3.3.3条 造孔深度应超过隐患1~2m 。

第3.3.4条 注浆管上端孔口压力应小于4.9 104Pa(0.5kgf/cm2)

第3.3.5条 对浆液和浆料的物理力学性质的指标要求, 见表

3.2.9-1和表3.2.9-2. 每米孔深每次灌浆量可为0.3~0.5m 3. 若已知洞穴很大, 可适当增加灌浆量和和提高浆液稠度.

第四章 灌 浆 施 工

第一节 施 工 准 备

第4.1.1条 制浆和灌浆机械的布置,应考虑灌浆泵容量的大小,输浆距离的远近,扬程高低和料场位置等因素,尽量满足施工干扰少、搬迁次数以及电源和交通方便等原则。

第4.1.2条 灌浆施工前应确定好观测点位置,埋设好必要的观测设备。并应准备好观测和试验仪器以及观测记录和成果表。可参见附录四、附录六。

第4.1.3条 灌浆施工前应做灌浆试验。选有代表性坝段,按灌浆设计进行布孔、造孔、制浆、灌浆。观测灌浆压力、吃浆量及泥浆容重、坝体位移和裂缝等。试验孔不少于3个。试验结束后应分析资料,总结经验,修改参数,完善和熟练灌浆工艺,然后方可全面施工。

第4.1.4条 灌浆所用土料和浆液都应进行试验。土料试验包括:颗粒分析、有机质含量和可溶盐含量等; 浆液试验包括:容重、粘度、稳定性、胶体率及失水量等。试验用仪器设备见附录四

第二节 造 孔

第4.2.1条 首先按设计要求布孔,然后按要求造孔。造孔必须按序进行,一般要求2~3序。

第4.2.2条 造孔应保证铅直,偏斜不得大于孔深的2%。应用干法造孔,不得用清水循环钻进。

第4.2.3条 作好造孔的记录和描述,如发现特殊情况时,应

详细记录并分析处理。

第三节 制 浆

第4.3.1条 应采用专用机械制浆。如灌浆量少时,也可以采用人工制浆,但土料应先在泥浆池中浸泡数小时,搅拌成浆,通过过滤筛清除大颗粒和杂物,灌浆前再通过35孔/cm2的过滤筛。

第4.3.2条 浆液各项指标应按设计要求控制。灌浆过程中浆液容重和输浆量应每小时测定一次并记录,浆液的稳定性和自由析水率10天测一次,如浆料发生变化,应随时加测。

第四节 灌 浆

第4.4.1条 劈裂式灌浆应先灌河槽段,后灌岸坡段和弯曲段。 充填灌浆应先灌上游排孔,再灌下游排孔,后灌中间排孔。

第4.4.2条 劈裂式灌浆应采用孔底注浆全孔注浆的方法;充填式灌浆应采用分段灌注方法,由下至上,下套管分段灌注,段长可为5~10m 。

第4.4.3条 灌浆开始先用稀浆,经过3~5min 后再加大泥浆稠度。若孔口压力下降和注浆管出现负压(压力表读数为0以下),应再加大浆液稠度,浆液的容重应按技术要求控制。

第4.4.4条 在灌浆中,应先对一序孔轮灌,采用“少灌多复”的方法。待第一序孔灌浆结束后,再进行第二序孔,第二序孔灌浆结束后,再进行第三序孔。

第4.4.5 条 每次最大灌浆量应按设计要求控制,每孔灌浆次数应通过试验确定,一般为5~10次。

第4.4.6条 岸坡坝段或弯曲坝段的劈裂式灌浆,可采用加密孔距,减小灌浆压力和1次灌浆量,轮灌或几孔同时灌注,增加复灌次数的方法。

第4.4.7条 作好灌浆记录 ,并绘制图表。格式见附录六的表

(一)至表(四)。

第五节 灌浆综合控制

第4.5.1条 灌浆综合控制是保证灌浆期间坝体安全和灌浆质量的重要措施。综合控制包括:灌浆量控制,灌浆压力控制,横向水平位移控制,裂缝开展宽度控制。综合控制施行于灌浆过程的始终。

第4.5.2条 两次灌浆间隔时间不应少于5天。 第4.5.3条 孔口压力,应控制在设计最大允许灌浆压力以内。 第4.5.4条 在灌浆时,坝顶上、下游两坝肩处横向水平位移的允许量应根据试验确定,一般控制在3cm 以内,要求在停灌后能基本复原。+

第4.5.5条 充填式灌浆应尽量避免坝面出现裂缝; 劈裂式灌浆应尽量推迟和限制坝面出现裂缝,裂缝限制宽度应根据灌浆试验确定,一般控制在3cm 以内,要求在停灌后坝体裂缝能基本闭合。

第六节 灌浆结束标准及封孔

第4.6.1条 当浆液升至孔口,经连续复灌3次不再吃浆时,既可终止灌浆

第4.6.2条 劈裂式灌浆封孔,当每孔灌完后,可将注浆管拔出,注满容重大于1.5t/m3的稠浆,如果浆面下降,可继续灌注稠浆,

直至浆面升至浆面升至坝顶不再下降为止。

第4.6.3条 充填式灌浆封孔,当每孔灌完后,待孔周围泥浆不再流动时,将孔内浆液取出,扫孔到底,用直径2~3cm 、含水量适中的粘土球分层回填捣实。均质土坝可向孔内灌注稠浆或用含水量适中的制浆土料捣实。

第七节 灌浆出现问题的处理

第4.7.1条 裂缝处理

一、当坝面出现纵向裂缝后,应分析发生原因,如果是湿陷缝,可以继续灌浆,如果是劈裂缝,应加强观测,当裂缝发展到控制宽度时,应立即停灌,待裂缝基本闭合后再灌。

二、当坝面出现横向裂缝时,应立即停灌检查。如果裂缝深度较浅,可以开挖用粘土回填夯实后继续灌浆,如果裂缝深度较浅,可以用稠浆灌注裂缝,先灌上游,再灌下游,后灌中间。

三、当弯曲坝段出现裂缝时,应立即停灌。改在坝顶上游坝肩处沿裂缝布孔,按照多灌轮灌的方法灌注稠浆堵住裂缝,待处理好后按

4.4.6条的方法进行灌浆。

第4.7.2条 冒浆处理

一、坝顶和坝坡冒浆,应立即停灌,挖开冒浆出口,用粘性土料回填夯实。钻孔周围冒浆,可用压砂处理,而后再继续灌浆。

二、白蚁洞冒浆,应先在冒浆口压砂堵塞洞口,再继续灌浆。 三、水下坝坡或土坝与其他建筑物接触带冒浆,可用稠浆间歇灌注。

第4.7.3条 串浆处理 一、当第一序孔灌浆时,发现相邻孔串浆,应加强观测、分析,如确认对坝体安全无影响,灌浆孔和串浆孔可同时灌注,可用木塞堵住串浆孔,然后继续灌浆。当灌浆后期,相邻孔串浆,说明已形成连续的泥墙,可减少1次灌浆量

二、如浆液串入测压管或浸润线管,,在灌浆结束后,再补设测压管或浸润线管。

第4.7.4条 塌坑处理,在塌坑部位挖出部分泥浆,回填粘性土料,分层夯实。

第4.7.5条 隆起处理,发现坝坡隆起时,应立即停灌,分析原因。如确认不是与滑坡有关的隆起,待停灌5~10天后可继续灌浆,并注意监测

第4.7.6条 机械故障处理 一、缩孔卡钻,应以预防为主,改进钻具,将大钻头改为钻杆钻头。也可用倒链或打倒锤将钻杆拔出。

二、灌浆泵不吸浆,应检查泵和吸浆管是否漏气和堵塞。前者应更换易损件,后者应疏通管道,严格泥浆过筛,提高浆液质量。

三、压力表读数增大不进浆,说明输浆管堵塞,应先用水冲洗管路,同时严格泥浆过筛,保证浆液的合理指标。

四、应采用有保护装置的压力表,以防失灵。发现压力表失灵,应立即更换。

五、注浆管堵塞,应将其提起,用稀浆冲开。

第五章 灌 浆 观 测

第一节 目 的 和 要 求

第5.1.1条 为保证土坝坝体灌浆质量和坝体安全,检验灌浆效果,在灌浆期间应进行观测。

第5.1.2条 灌浆观测项目包括常规项目和特殊项目,常规项目有表面变形、内部应力及渗流观测等。特殊项目有土坝坝体位移、灌浆压力、裂缝、冒浆及泥浆固结观测等。

第5.1.3条 在灌浆过程中,应有专门观测人员负责观测工作,全面控制控制灌浆质量,及时发现和解决问题。

第5.1.4条 灌浆观测应充分利用已有的观测设备,必要时可增设永久的和临时的观测设备。

第5.1.5条 灌浆观测和灌浆控制应密切配合,协调一致。相关的项目和标点,宜同时观测,以便于分析。观测资料宜及时整理,随时掌握灌浆期间坝体的情况。

第5.1.6条 观测点的设置及观测方法等除本规范规定

外,均可参照《水工建筑物观测工作手册》

第二节 坝 体 变 形 观 测

第5.2.1条 坝体变形观测分水平位移(横向、纵向)、竖向位移(沉陷)和坝面变形观测,具体观测项目应根据不同需要进行。

第5.2.2条 横向水平位移观测。可沿坝轴线方向每隔10~20m 设一组观测标点,每组至少分别在坝顶上、下游坝间处

各设一个观测标点,标点可用木桩或砼桩。灌浆期间,每天观测1~2次,非灌浆期间,每5天观测一次。

第5.2.3条 在土坝的岸坡段灌浆时,有可能发生纵向水平位移,必要时也应观测。

第5.2.4条 坚向水平位移观测。坚向位移观测。坚向位移桩和水平位移桩结合,,并同时进行观测,以便进行资料分析。在灌浆前,至少应观测2次。在灌浆期间,每天观测1~2次,非灌浆期间每5天观测一次。

第5.2.5条 坝面变形观测。为掌握灌浆对土坝断面的影响,可在沿槽段和有严重隐患的坝段,参照第5.2.2条的规定进行坝面变形观测.

第三节 渗 流 观 测

第5.3.1条 测压管和浸润线管观测. 在灌浆期间, 应对灌浆孔附近的测压管和浸润线管, 每隔1~2h 观测一次, 在灌浆结束一个月后, 再按正常规定时间观测.

第5.3.2条 应在灌浆前后和灌浆期间进行渗流量的对比观测, 以检查灌浆效果.

第5.3.3条 当坝下游坡存在湿润区时, 应在灌浆前后和灌浆期间注意观测其部位、面积及含水量,记录并绘图,用以判断灌浆效果。

第四节 灌浆观测和灌浆压力

第5.4.1条 灌浆压力观测。在注浆管上端安装压力表,

压力表精度0.1kg/cm2, 在灌浆过程中, 应随时观测压力变化, 并应记录瞬时最大压力, 对照坝体位移和裂缝张开宽度, 合理控制灌浆压力.

第5.4.2条 土坝灌浆量一般采用泥浆泵流量控制, 重要工程的灌浆量观测, 可以使用流量计. 每孔每次灌浆量及总灌浆量皆有准确记录, 每次灌浆量不得超过设计允许值, 以便控制灌浆质量.

第五节 裂缝和冒浆观测

第5.5.1条 裂缝观测内容包括:裂缝位置、宽度、

走向、深度、错距和裂缝发生历时、开展速度等。正在灌浆的坝段每天观测1~2次,如裂缝发展较快,应加强观测。菲灌浆坝段每5天观测1次。要做好观测记录,并绘制在平面图上。 第5.5.2条 冒浆观测,在灌浆期间要有专人经常巡视

坝坡、坝面。如发现冒浆,应及时处理,同时应记录和描述,并绘制在平面图上。

第六节 其 他 观 测

第5.6.1条 在特殊情况下,应进行下列项目的观测:

一、用电测仪测定被灌入坝体的浆液液面,了解液面上升高度和速度,以便控制灌浆质量。

二、用测压管及孔隙水压力计,测定浆液的孔隙水压力及其消散过程,了解泥浆固结程度和对坝体稳定性的影响。

三、在坝体内部设置土压力计和孔隙水压力计,了解灌浆坝体高土坝坝体灌浆技术积累科学数据。

第一章总则

第1.0.1条 凡采用灌浆方法,以消除土坝坝体隐患、提高坝体防渗能力和稳定性的灌浆工程,均应遵守本规范。

第1.0.2条 本规范适用于坝高50m 以下的均质土坝和宽心墙坝,土堤可参照执行。

第1.0.3条 土坝坝体灌浆可以处理以下问题: 一、土坝坝体碾压不实,密实度普遍较差。 二、土坝坝体内有渗漏通道、软弱层,坝后坡浸润线出逸点过高,发生 洇湿现象或渗漏破坏(管涌、流土)现象。

三、土坝坝体由于不均匀沉陷而产生的裂缝(不包括滑坡裂缝)。 四、土坝分层施工,质量差的结合部位容易产生水力劈裂的情况。

五、坝体和其他建筑物(如放水洞、闸墙)结合不好,存在空隙和接触冲刷。

六、坝体内存在生物洞穴,如蚁穴、鼠洞、獾洞及腐烂树根等。 第1.0.4条 土坝坝体灌浆分为充填式灌浆和劈裂式灌浆。充填式灌浆适用于处理性质和范围都已确定的局部隐患;劈裂式灌浆适用于处理范围较大,问题性质和部位又都不能完全确定的隐患。 第1.0.5条 土坝坝体灌浆必须勘探、设计、施工三方面密切配合,并根据土坝坝体的具体情况,因地制宜地选择灌浆方法和施工工艺,做到安全可靠,经济合理,保证质量。

第1.0.6条 土坝坝体灌浆,一般应在水库低水位期进行,以加速泥浆固结,保证土坝安全。

第1.0.7条 在灌浆前,应对参加灌浆的人员进行技术培训。要求主要技术人员能全面了解灌浆设计和掌握施工技术规范,能及时发现和处理问题。技术工人应该熟练掌握操作规程,能及时排除机械故障。

第二章 灌浆前的准备工作

第一节 一 般 规 定

第2.1.1条 灌浆前应全面、仔细、及时做好各项准备工作,包括搜集资料,进行隐患探测和分析,做好灌浆设计,准备好灌浆材料、机具。

第2.1.2条 土坝灌浆设计需要搜集的资料包括:

一、 已建土坝的地质、设计和施工资料。

二、 土坝历年的各种观测整编分析资料。

三、 土坝施工和运行期间出现的问题,如:塌坑、裂缝、洞穴、

坝后坡渗透变形、湿润带及滑坡等。

第二节 隐 患 勘 探

第2.2.1条 土坝坝体隐患勘探可分为普遍性勘探和针对性勘探。从坝面上不能确定的性质和范围时,应采用普遍性勘探;从坝面上大致可以确定隐患的性质和范围时,可采用针对性勘探。

第2.2.2条 勘探方法应采用不损伤坝体的物探法。包括:电测声剖面法、电阻率法、自然电场法、激发极化法等。上述几种方法一般是结合使用。物探法采用的仪器和适用条件参考附录一。

第2.2.3条 如有必要,勘探坝体隐患也可以采用损伤坝体的钻探、井探、槽探等方法。

检查坝体的土质、密实度、含水量、软弱层时,可采用钻探方法。 如需直观检查坝体的裂缝,内部洞穴和坝体质量时,可采用井探法。如较浅又较长时,也可采用槽探法。

钻孔、探井、探槽的位置和深度应经过认真论证和设计后方可进行勘探。

第2.2.4条 在进行勘探时,应按要求及时记录、取样、描绘和照相。待取得资料后,应处理好钻孔、探井、探槽,不得留下人为缺陷。

第2.2.5条 土坝坝体隐患勘探不宜采用注水试验的方法。如需掌握坝体灌浆压力和吃浆量,可作灌浆试验。

第三节 灌浆物料、机具的准备

第2.3.1条 土料是土坝坝体灌浆的主要材料,土料应满足灌浆设计要求和本规范的规定,料场储量应不少于需要量的2~3倍。 第2.3.2条 其它灌浆材料的准备:制浆用水一般为过量杂质的淡水。如灌浆设计有特殊要求,还应备够其他材料如:水泥、水玻璃、澎润土及化学药物等。

第2.3.4条 灌浆机具选择,根据灌浆工程的规模、工程量、进度及操作人员的素质等条件综合考虑,应选择工作性能可靠、轻便耐用的灌浆机具。

第2.3.4条 灌浆机具包括:动力、运料、造孔、制浆、输浆、控制及量测等设备。型号可参考附录二。

灌浆的关键设备及易损机具,如灌浆机(泥浆泵)、注浆管等,应有备用。

灌浆所用的动力应有充分保证,必要时应有备用动力。

第三章 灌浆设计

第一节 一 般 规 定

第3.1.1条 灌浆设计必须在收集资料和勘探隐患的进行综合分析,提出灌浆处理方案,并论证灌浆方案的可行性、可靠性和经济合理性

第3.1.2条 灌浆设计一般包括以下内容:基本资料分析,勘探试验报告,灌浆可行性、可靠性和经济合理性的论证,灌浆技术参数设计,灌浆设计平面布置图、纵剖面布置图、特殊部位设计图、观测设备布置图,概预算及经济效益分析,施工及管理说明等。

第3.1.3条 土坝坝体灌浆施工概算可参考有关定额及实际灌浆工程定额。因灌浆的不可预见性较大,概预算的不可预见费应略高于一般规定。

第二节 劈 裂 式 灌 浆 设 计

第3.2.1条 当坝体质量普遍不好,坝体外部有裂缝、塌陷、浸润线出逸点过高、坝后坡出现大面积湿润,坝体有明显渗漏或坝体内部有较多隐患,可安排劈裂式灌浆设计。

第3.2.2条 劈裂式灌浆是运用坝体应力分部规律,用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时灌注合适的泥浆,形成铅直连续的放渗泥墙,堵塞漏洞、劈裂或切断软弱层,以提高坝体的放渗能力,同时通过灌浆、坝互压和湿陷,使坝体内部压力重分部,提

高坝体变形稳定性。

第3.2.3条 劈裂灌浆应按河床段、岸坡段、弯曲段和其他特殊坝段的不同情况分别进行设计。

第3.2.4条 在河槽段,一般沿坝轴线(或稍偏上游)单排布孔。如果坝体普遍碾压不好时,可双排(或三排)布孔。

终孔距离:在河槽段孔深大于15m 时可采用10m 左右;孔深小于15m 时,可采用5m 左右适宜孔距也可通过灌浆试验确定。

在岸坡段、弯曲坝段布孔,应适当缩小孔距,可参照充填式灌浆布孔,或通过试验确定。

第3.2.5条 造孔深度应大于隐患深度2~3m 。如附排孔处无隐患,孔深约为相应主排孔深的1/3。

第3.2.6条 泥墙设计厚度可采用5~20cm ,应根据土坝土质、碾压质量、隐患性质和坝高等情况合理确定。当坝体(或心墙)的渗透系数大于或等于10-4cm/s,或坝体存在上下游贯通的水平沙层时,应专门计算泥墙的厚度并进行渗漏破坏验算专门试验研究

第3.2.7条 泥墙的设计干容重,可根据不同的土坝,不同的灌浆方法和浆液中粘粒含量的多少提出要求,灌浆1年以后应为

1.4~1.6t/m3(指重粉质土和粉质壤土)。

第3.2.8条 灌浆压力系指注浆管上端孔口压力。最大允许灌浆压力可在现场试验确定,也可用公式计算,计算公式见附录三。 第3.2.9条 对灌浆土料和浆液物理力学性能的要求分别见表

3.2.9-1、表3.2.9-2。

第3.2.10 条 如有特殊要求,浆液中可掺入下列外加剂: 一、为提高泥浆的流动性,可掺入少量的水玻璃,掺量可占干土重的0.5~1.0%,最佳用量可通过试验确定。

二、为加速浆液凝固和提高后期强度,可掺入适量水泥,水泥掺量可为15%左右,必要时应通过试验确定。

三、如结合灌浆消灭白蚁,在浆液中可掺入少量灭蚁药物,但要防止污染水源。

四、为提高泥浆的稳定性和泥浆后期强度,可掺入适量膨润土。

表3.2.9-1 灌浆土料选择表

表3.2.9-2 浆液物理力学性能表

第3.2.11条 每孔每次平均灌浆量,以孔深计每米孔深控制在0.5~1m 3, 每孔灌浆次数应在五次以上。

第3.2.12条 为保证灌浆期坝坡安全,应对灌浆期坝体沿轴线全线劈开的最不利情况进行坝坡稳定性验算,验算方法见附录五。若稳定安全系数小于或等于1时,应改进灌浆工艺,如:延长各序各次灌浆间隔时间,改善浆液性能,增加稠度等。

第三节 充 填 式 灌 浆 设 计

第3.3.1条 当坝体存在局部裂缝及洞穴等,可按充填式灌浆设计。

第3.3.2条 充填式灌浆是利用浆液自重将浆液注入坝体隐患处,以堵塞洞穴和裂缝。灌浆孔一般布置在隐患处或附近,按多排梅花形布孔,终孔距离可为1~2m 。

第3.3.3条 造孔深度应超过隐患1~2m 。

第3.3.4条 注浆管上端孔口压力应小于4.9 104Pa(0.5kgf/cm2)

第3.3.5条 对浆液和浆料的物理力学性质的指标要求, 见表

3.2.9-1和表3.2.9-2. 每米孔深每次灌浆量可为0.3~0.5m 3. 若已知洞穴很大, 可适当增加灌浆量和和提高浆液稠度.

第四章 灌 浆 施 工

第一节 施 工 准 备

第4.1.1条 制浆和灌浆机械的布置,应考虑灌浆泵容量的大小,输浆距离的远近,扬程高低和料场位置等因素,尽量满足施工干扰少、搬迁次数以及电源和交通方便等原则。

第4.1.2条 灌浆施工前应确定好观测点位置,埋设好必要的观测设备。并应准备好观测和试验仪器以及观测记录和成果表。可参见附录四、附录六。

第4.1.3条 灌浆施工前应做灌浆试验。选有代表性坝段,按灌浆设计进行布孔、造孔、制浆、灌浆。观测灌浆压力、吃浆量及泥浆容重、坝体位移和裂缝等。试验孔不少于3个。试验结束后应分析资料,总结经验,修改参数,完善和熟练灌浆工艺,然后方可全面施工。

第4.1.4条 灌浆所用土料和浆液都应进行试验。土料试验包括:颗粒分析、有机质含量和可溶盐含量等; 浆液试验包括:容重、粘度、稳定性、胶体率及失水量等。试验用仪器设备见附录四

第二节 造 孔

第4.2.1条 首先按设计要求布孔,然后按要求造孔。造孔必须按序进行,一般要求2~3序。

第4.2.2条 造孔应保证铅直,偏斜不得大于孔深的2%。应用干法造孔,不得用清水循环钻进。

第4.2.3条 作好造孔的记录和描述,如发现特殊情况时,应

详细记录并分析处理。

第三节 制 浆

第4.3.1条 应采用专用机械制浆。如灌浆量少时,也可以采用人工制浆,但土料应先在泥浆池中浸泡数小时,搅拌成浆,通过过滤筛清除大颗粒和杂物,灌浆前再通过35孔/cm2的过滤筛。

第4.3.2条 浆液各项指标应按设计要求控制。灌浆过程中浆液容重和输浆量应每小时测定一次并记录,浆液的稳定性和自由析水率10天测一次,如浆料发生变化,应随时加测。

第四节 灌 浆

第4.4.1条 劈裂式灌浆应先灌河槽段,后灌岸坡段和弯曲段。 充填灌浆应先灌上游排孔,再灌下游排孔,后灌中间排孔。

第4.4.2条 劈裂式灌浆应采用孔底注浆全孔注浆的方法;充填式灌浆应采用分段灌注方法,由下至上,下套管分段灌注,段长可为5~10m 。

第4.4.3条 灌浆开始先用稀浆,经过3~5min 后再加大泥浆稠度。若孔口压力下降和注浆管出现负压(压力表读数为0以下),应再加大浆液稠度,浆液的容重应按技术要求控制。

第4.4.4条 在灌浆中,应先对一序孔轮灌,采用“少灌多复”的方法。待第一序孔灌浆结束后,再进行第二序孔,第二序孔灌浆结束后,再进行第三序孔。

第4.4.5 条 每次最大灌浆量应按设计要求控制,每孔灌浆次数应通过试验确定,一般为5~10次。

第4.4.6条 岸坡坝段或弯曲坝段的劈裂式灌浆,可采用加密孔距,减小灌浆压力和1次灌浆量,轮灌或几孔同时灌注,增加复灌次数的方法。

第4.4.7条 作好灌浆记录 ,并绘制图表。格式见附录六的表

(一)至表(四)。

第五节 灌浆综合控制

第4.5.1条 灌浆综合控制是保证灌浆期间坝体安全和灌浆质量的重要措施。综合控制包括:灌浆量控制,灌浆压力控制,横向水平位移控制,裂缝开展宽度控制。综合控制施行于灌浆过程的始终。

第4.5.2条 两次灌浆间隔时间不应少于5天。 第4.5.3条 孔口压力,应控制在设计最大允许灌浆压力以内。 第4.5.4条 在灌浆时,坝顶上、下游两坝肩处横向水平位移的允许量应根据试验确定,一般控制在3cm 以内,要求在停灌后能基本复原。+

第4.5.5条 充填式灌浆应尽量避免坝面出现裂缝; 劈裂式灌浆应尽量推迟和限制坝面出现裂缝,裂缝限制宽度应根据灌浆试验确定,一般控制在3cm 以内,要求在停灌后坝体裂缝能基本闭合。

第六节 灌浆结束标准及封孔

第4.6.1条 当浆液升至孔口,经连续复灌3次不再吃浆时,既可终止灌浆

第4.6.2条 劈裂式灌浆封孔,当每孔灌完后,可将注浆管拔出,注满容重大于1.5t/m3的稠浆,如果浆面下降,可继续灌注稠浆,

直至浆面升至浆面升至坝顶不再下降为止。

第4.6.3条 充填式灌浆封孔,当每孔灌完后,待孔周围泥浆不再流动时,将孔内浆液取出,扫孔到底,用直径2~3cm 、含水量适中的粘土球分层回填捣实。均质土坝可向孔内灌注稠浆或用含水量适中的制浆土料捣实。

第七节 灌浆出现问题的处理

第4.7.1条 裂缝处理

一、当坝面出现纵向裂缝后,应分析发生原因,如果是湿陷缝,可以继续灌浆,如果是劈裂缝,应加强观测,当裂缝发展到控制宽度时,应立即停灌,待裂缝基本闭合后再灌。

二、当坝面出现横向裂缝时,应立即停灌检查。如果裂缝深度较浅,可以开挖用粘土回填夯实后继续灌浆,如果裂缝深度较浅,可以用稠浆灌注裂缝,先灌上游,再灌下游,后灌中间。

三、当弯曲坝段出现裂缝时,应立即停灌。改在坝顶上游坝肩处沿裂缝布孔,按照多灌轮灌的方法灌注稠浆堵住裂缝,待处理好后按

4.4.6条的方法进行灌浆。

第4.7.2条 冒浆处理

一、坝顶和坝坡冒浆,应立即停灌,挖开冒浆出口,用粘性土料回填夯实。钻孔周围冒浆,可用压砂处理,而后再继续灌浆。

二、白蚁洞冒浆,应先在冒浆口压砂堵塞洞口,再继续灌浆。 三、水下坝坡或土坝与其他建筑物接触带冒浆,可用稠浆间歇灌注。

第4.7.3条 串浆处理 一、当第一序孔灌浆时,发现相邻孔串浆,应加强观测、分析,如确认对坝体安全无影响,灌浆孔和串浆孔可同时灌注,可用木塞堵住串浆孔,然后继续灌浆。当灌浆后期,相邻孔串浆,说明已形成连续的泥墙,可减少1次灌浆量

二、如浆液串入测压管或浸润线管,,在灌浆结束后,再补设测压管或浸润线管。

第4.7.4条 塌坑处理,在塌坑部位挖出部分泥浆,回填粘性土料,分层夯实。

第4.7.5条 隆起处理,发现坝坡隆起时,应立即停灌,分析原因。如确认不是与滑坡有关的隆起,待停灌5~10天后可继续灌浆,并注意监测

第4.7.6条 机械故障处理 一、缩孔卡钻,应以预防为主,改进钻具,将大钻头改为钻杆钻头。也可用倒链或打倒锤将钻杆拔出。

二、灌浆泵不吸浆,应检查泵和吸浆管是否漏气和堵塞。前者应更换易损件,后者应疏通管道,严格泥浆过筛,提高浆液质量。

三、压力表读数增大不进浆,说明输浆管堵塞,应先用水冲洗管路,同时严格泥浆过筛,保证浆液的合理指标。

四、应采用有保护装置的压力表,以防失灵。发现压力表失灵,应立即更换。

五、注浆管堵塞,应将其提起,用稀浆冲开。

第五章 灌 浆 观 测

第一节 目 的 和 要 求

第5.1.1条 为保证土坝坝体灌浆质量和坝体安全,检验灌浆效果,在灌浆期间应进行观测。

第5.1.2条 灌浆观测项目包括常规项目和特殊项目,常规项目有表面变形、内部应力及渗流观测等。特殊项目有土坝坝体位移、灌浆压力、裂缝、冒浆及泥浆固结观测等。

第5.1.3条 在灌浆过程中,应有专门观测人员负责观测工作,全面控制控制灌浆质量,及时发现和解决问题。

第5.1.4条 灌浆观测应充分利用已有的观测设备,必要时可增设永久的和临时的观测设备。

第5.1.5条 灌浆观测和灌浆控制应密切配合,协调一致。相关的项目和标点,宜同时观测,以便于分析。观测资料宜及时整理,随时掌握灌浆期间坝体的情况。

第5.1.6条 观测点的设置及观测方法等除本规范规定

外,均可参照《水工建筑物观测工作手册》

第二节 坝 体 变 形 观 测

第5.2.1条 坝体变形观测分水平位移(横向、纵向)、竖向位移(沉陷)和坝面变形观测,具体观测项目应根据不同需要进行。

第5.2.2条 横向水平位移观测。可沿坝轴线方向每隔10~20m 设一组观测标点,每组至少分别在坝顶上、下游坝间处

各设一个观测标点,标点可用木桩或砼桩。灌浆期间,每天观测1~2次,非灌浆期间,每5天观测一次。

第5.2.3条 在土坝的岸坡段灌浆时,有可能发生纵向水平位移,必要时也应观测。

第5.2.4条 坚向水平位移观测。坚向位移观测。坚向位移桩和水平位移桩结合,,并同时进行观测,以便进行资料分析。在灌浆前,至少应观测2次。在灌浆期间,每天观测1~2次,非灌浆期间每5天观测一次。

第5.2.5条 坝面变形观测。为掌握灌浆对土坝断面的影响,可在沿槽段和有严重隐患的坝段,参照第5.2.2条的规定进行坝面变形观测.

第三节 渗 流 观 测

第5.3.1条 测压管和浸润线管观测. 在灌浆期间, 应对灌浆孔附近的测压管和浸润线管, 每隔1~2h 观测一次, 在灌浆结束一个月后, 再按正常规定时间观测.

第5.3.2条 应在灌浆前后和灌浆期间进行渗流量的对比观测, 以检查灌浆效果.

第5.3.3条 当坝下游坡存在湿润区时, 应在灌浆前后和灌浆期间注意观测其部位、面积及含水量,记录并绘图,用以判断灌浆效果。

第四节 灌浆观测和灌浆压力

第5.4.1条 灌浆压力观测。在注浆管上端安装压力表,

压力表精度0.1kg/cm2, 在灌浆过程中, 应随时观测压力变化, 并应记录瞬时最大压力, 对照坝体位移和裂缝张开宽度, 合理控制灌浆压力.

第5.4.2条 土坝灌浆量一般采用泥浆泵流量控制, 重要工程的灌浆量观测, 可以使用流量计. 每孔每次灌浆量及总灌浆量皆有准确记录, 每次灌浆量不得超过设计允许值, 以便控制灌浆质量.

第五节 裂缝和冒浆观测

第5.5.1条 裂缝观测内容包括:裂缝位置、宽度、

走向、深度、错距和裂缝发生历时、开展速度等。正在灌浆的坝段每天观测1~2次,如裂缝发展较快,应加强观测。菲灌浆坝段每5天观测1次。要做好观测记录,并绘制在平面图上。 第5.5.2条 冒浆观测,在灌浆期间要有专人经常巡视

坝坡、坝面。如发现冒浆,应及时处理,同时应记录和描述,并绘制在平面图上。

第六节 其 他 观 测

第5.6.1条 在特殊情况下,应进行下列项目的观测:

一、用电测仪测定被灌入坝体的浆液液面,了解液面上升高度和速度,以便控制灌浆质量。

二、用测压管及孔隙水压力计,测定浆液的孔隙水压力及其消散过程,了解泥浆固结程度和对坝体稳定性的影响。

三、在坝体内部设置土压力计和孔隙水压力计,了解灌浆坝体高土坝坝体灌浆技术积累科学数据。


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