1、中寧縣長山頭水庫除險加固工程固結灌漿試驗報告紅寶實業2010年4月批準: 審查：校核：編寫：協作單位：西北水利水電工程有限責任公司1 概況51.1工程概況51.2工程地質概況5壩址區地形地貌及物理地質現象 51.2.2 水文地質51.2.3 受灌體地質條件 52灌漿試驗區布置 62.1試驗地段選擇 62.2孔位布置63施工進度及完成工程量 73.1施工進度73.2完成工程量74施工組織84.1勞動力組織84.2設備投入84.3現場布置84.3.1 施工用風84.3.2 施工用水84.3.3 施工用電94.3.4 制漿站94.3.5 施工道路94.3.6 施工通訊94.3.7 施工總平面布置圖

2、94.4施工質量、職業健康安全、環境保護管理 124.4.1 施工質量管理 124.4.2 職業健康安全管理 134.4.3 環境保護管理 155灌漿試驗施工方法175.1施工依據175.2施工流程175.3抬動觀測孔施工185.4固結灌漿孔施工 205.4.1 造孔205.4.2 洗孔205.4.3 簡易壓水20544 灌漿20545 封孔225.5試驗檢查孔236灌漿試驗成果分析 246.1各序孔壓水試驗成果分析246.2各序孔單位注入量分析246.3抬動觀測分析246.4鉆孔取芯分析 247結論258附件261概況1.1工程概況長山頭水庫位于黃河一級支流清水河下游、中寧縣城南20km處的

3、長山頭狹谷入口出處，壩址以上流域面積14171km2多年平均徑流量1.24億m3多年平均輸沙量3390萬t < 1959年3月開工建設，1960年8月建成，工程的主要任務是防洪、攔沙、淤泥綜合利用， 由主壩、副壩、輸水涵洞組成。主壩先后經4次加高，現溢流壩頂高程1268m壩高30m根據設計文件，對主壩進 行固結灌漿加固。在固結灌漿開始前，先施工固結灌漿試驗，以論證和推薦合理的施工參 數。1.2工程地質概況壩址區地形地貌及物理地質現象壩址區屬長山頭及煙洞側的低丘陵地貌，清水河切穿山體北流，狹窄，兩岸地形較陡，地下水有腐蝕性。水文地質長山頭水庫地處西北陸干旱區，受大陸西風氣流控制，呈現大陸性

4、氣候特征，春季短 且干旱多風，沙塵多，冬季干燥，嚴寒而漫長，降水量少，區域氣溫較大，無霜期短，降 水量少，蒸發量大。受灌體地質條件固結灌漿受灌體為主壩壩體。主壩由溢流壩段和非溢流壩段組成，為漿砌與干砌石混合砌筑的砌石重力壩。壩頂高程1265.7m,壩頂總長126.5m，其中溢流壩段長 64.0m,頂面高程1261.20m,上游壩坡1:0.45，下游壩坡1:1.2，上、下游壩坡各有厚1.5m的1:2:9水泥白灰漿砌塊石，包干砌 塊石，其中上、下游壩坡的第二層為 1： 3石灰砂漿砌塊石1.5m厚，壩基基礎部分（除輸 水洞底部分外）均為1: 2： 9水泥白灰砂漿砌大塊石，厚4.0m。2灌漿試驗區布置

5、1G2-4I-2TG2-T1mJ041G2-J11G2-3I-2G2-2II-22.1試驗地段選擇根據設計圖紙結合現場條件，在溢流壩頂部選擇固結灌漿試驗地段，樁號 0+0700+074m 孔口高程 1266.71267.7m。2.2孔位布置試驗區鉆孔布置型式：采用二個施工次序，等腰三角型布置型式。如下圖所示。圖例：I序孔s II序孔T抬動觀測孔J檢查孔圖2-1固結灌漿試驗孔位布置圖3施工進度及完成工程量3.1施工進度試驗孔鉆孔灌漿于2010年4月10日開鉆，先施工抬動觀測孔，再施工灌漿孔。灌漿 孔施工于2010年4月16日完成。布置檢查孔1個，于2010年4月19日2010年4月 20日完成。

6、灌漿試驗共歷時11日歷天。3.2完成工程量主要完成工程量見表3-1。表3 1灌漿試驗主要完成工程量表序號項目名稱單位工程量備注設計實際1抬動觀測孔m31311孔2固結灌漿孔m88.8903孔3檢杳孔m29.829.81孔4鑲注孔口管個333孔5壓水試驗段24244孔4施工組織4.1勞動力組織根據本次固結灌漿試驗的特點和工期要求，派遣對灌漿施工作業經驗豐富的工程技術管理人員和技術精煉的操作工人，連續24小時分班作業，勞動力配置見表4-1表4-1勞動力配置表序號崗位單位數量備注1施工負責人人12技術負責人人13質檢員人24安全員1人15班長人26記錄員人27鉆探工人108灌漿工人89空壓工人210

7、修理工人211輔助人員人4合計人354.2設備投入根據工期要求和地層特性配置設備，機械設備資源配置見表4-2表4-2機械設備資源配置表序號名稱型號或規格單位數量備注1空壓機23m3/min臺12地質鉆機XY-2PB臺23潛孔鉆機臺34灌漿泵BW200/40臺45制漿機800L臺16儲漿攪拌機400L臺37灌漿自動記錄儀GMS2004-拖八套18施工車輛輛14.3現場布置施工用風采用23m3/min空壓機集中供風。施工用水采用潛水泵抽取水質合格的河水施工用電從附近變壓器低壓側接引，分別在各輔助系統設置簡易配電柜， 并根據安全用電要求， 各配電柜都安裝漏電保護器，并做到一機一閘一保護。制漿站在右岸

8、非溢流壩段上游空余場地設制漿站， 安裝1臺800L制漿機，制備水灰比為0.5 : 1的純水泥漿液，輸送到各灌漿作業面。在使用前測定供漿密度，根據需求摻加適量水調 制使用。制漿站如圖4-1所示。過煬圖4-1集中制漿站布置示意圖根據現場情況，水泥庫搭建采用鋼管或木材搭建，在地面鋪設20cm木板或架空地面30cm以上，防止水泥受潮結塊變質，同時配備防雨布遮蓋，確保工程施工時不受影響。施工道路利用現有的施工道路。施工通訊利用手機和外界保持通訊。施工總平面布置圖見圖4-2。9臨時庫房制漿站空壓機變壓器4.4施工質量、職業健康安全、環境保護管理施工質量管理嚴格執行 GB/T19001-2000 idt I

9、S09001 : 2000質量管理體系要求重視“過程控制”和“質量記錄”，建立有效運作的質量保證體系（見圖4-3），做到試驗產品的合格率達到100%圖4-3質量保證體系框圖（1）全面動員，確保施工質量 組織有能力、有經驗的施工技術人員學習掌握設計技術文件及有關規程規，編制施 工組織措施，確保技術先進、工藝簡單、經濟合理。 強化管理，規制度：強化部管理，制定全方位的項目管理辦法，優化項目部運作機 制，以現代企業模式進行施工管理。 及時、果斷作出決策：施工負責人常駐現場，對有關問題及時、果斷作出決策，確 保施工順利進行，為保質、保量完成任務提供可靠的保證。（2）過程控制 對所購材料和施工設備進行到

10、貨檢驗； 對天然建材進行物理力學試驗，以檢驗其性能是否滿足設計要求，嚴防不合格材料 進入施工場地； 按照施工工藝要求對每一工序質量進行控制，嚴防不合格工序進入下一工序，每一 工序找出質量控制要點進行重點控制，施工過程執行“三檢制”。 對所有原始記錄、中間成果資料及最終成果資料進行質量控制，以完備的質量 檢制”和成果資料逐級審簽制度保證工程資料的質量（3）原材料質量控制所有材料均有出廠合格證和材質檢驗單，使用前進行嚴格的檢驗，并要有全面、詳實 的材質檢驗報告。（4）預防和處理質量事故由于客觀原因造成質量缺陷時，及時上報并作詳細記錄，征得有關各方同意后，嚴格 按照批準的補救措施進行處理，確保工程不

11、留質量隱患。442職業健康安全管理嚴格執行GB/T28001-2001職業健康安全管理體系規，按照“安全第一，預防為主”的安全管理方針，建立安全管理體系，見圖4-4。圖4-4 安全管理體系框圖（1）制定安全生產責任制以現代施工企業管理科學化、程序化、制度化為標準，嚴格按照“管生產必須管安全” 的管理原則，逐級簽定安全生產責任書，做到“層層有專責，事事有人管”。確保責、權到人，實現管生產和管安全雙線并軌的一體化管理。（2）交通安全管理規定制定交通安全管理規定。包括當班專人專車制、車況檢查維護制、駕駛員考核制及載人值班車管理規定等。（3）施工用電安全管理辦法工區施工用電線路管理采取一級管理兩級維護

12、的管理模式。a、電工必須按停、送電作業程序進行施工操作，嚴格執行電工作業“三票”制度， 實行掛牌和人員監護制。b、制定停、供電的程序及應急措施。（4）勞務安全管理規定所有臨工人員進場時必須經審查符合要求，并具有強烈的安全施工意識，簽定合同時 必須有安全條款，必須 “小三證”齊全，并且買人身保險，經三級入場安全教育后持證 上崗。（5）勞保用品管理辦法員工勞保用品按國家有關規定并結合施工實際需求情況進行發放。（6）機械設備管理辦法對施工設備的安全運行、維護保養及修理報廢做出詳細的規定。（7）檢查評比考核制度根據天氣、季節及施工需要，定期地組織安全大檢查、設備安全大檢查和不定期地組 織其它專項安全檢

13、查，檢查的結果以安全檢查整改紀要下發。各施工作業隊按隱患“三 定”（定時限、定措施、定人員）整改原則進行整改。月末，按各隊隱患條數對各單位進 行評比考核。安全監察部和專職安全員做好日常巡查工作并認真填寫安全員日巡查記錄。 安全員嚴格按照“三工制”（班前、班中、班后檢查）對作業面進行檢查。（8）安全教育與培訓制度主要包括施工人員三級入場教育、特殊工種業務再培訓及考核、各級安全管理人員培 訓等。對考試合格的員工發上崗證，統一持證上崗。（9）安全生產考核辦法及實施細則為規管理，控制人的不安全行為，提高全員的安全意識和素質，按“獎先懲后”的原 則，制定與安全管理辦法相配套的安全生產考核辦法及獎懲實施細

14、則，對各作業組、個人 進行考核、獎罰。（10）危險源識別及預防監控措施根據本工程生產活動情況，制定危險源清單，見表 4-1。表4-1危險源識別清單序號過程/活動危險因素可能導致的事故后果備注1施工用電配電箱設置不規、電線老化漏電，觸電，火災序號過程/活動危險因素可能導致的事故后果備注2材料庫房、施工現 場動火作業堆放雜亂，無防火設施；氧氣瓶 與乙炔瓶無安全距離，消防器材 不足，明火火災3高處作業搭設不規、臨邊、四口無防護； 工具、材料、設備墜落違規作業高處墜落、人員傷害重大危險源預防控制措施： 應在施工區域圍劃定明確的施工安全界線，四周設立護欄，禁止外人進入施工現場。 作業時應在危險區設立明顯

15、的安全警示標志。 作業人員進入施工現場必須佩帶安全帽、絕緣手套等勞動防護用具。 現場應設專職安全檢查員隨時檢查，發現安全隱隱及時排除。 針對重大危險源建立本工程應急救援預案，成立應急救援小組，配備救援器材及設備，對事故前兆做好預控，發生事故后的全力開展救援及事故處理工作。443環境保護管理嚴格執行GB/T24001-2004 idt IS014001 : 2004環境管理體系 要求及使用指南， 建立環境保護管理體系，見圖4-5。圖4-5 環境保護管理體系框圖（1）工程環境保護規劃根據本工程施工的特點和要求，在工程開工時，將對工程施工過程中，可能會對環境 保護、水土保持、人群健康造成污染和影響的

16、工程項目、污染源、工序、工藝進行預測評 估，并做出治理措施和工程環保總體規劃。（2）環境保護管理辦法主要包括各級管理部門和管理人員的環保職責；監督檢查實施細則；考核、獎罰標準 以及環保監察員的工作程序。（3）檢查、報告制度定期進行環保大檢查和日常巡查，并做好記錄和跟蹤驗證工作，對工程施工過程中存 在的重大環保治理問題，以書面的形式向上級主管部門匯報。（4）文明施工，工完場地清嚴格按照項目CI形象設計，規操作，文明施工。工作面材料擺放整齊，管線路規、 分明，場面完工及時清理，把“工完場地清”作為企業文明施工驗收的強制性標準。（5）制定環境因素控制清單及預防監控措施根據本工程生產活動情況，制定環境

17、因素清單，見表4-2。表4-2 環境因素識別清單序號活動或設施名稱環境因素排放去向備注1機油、潤滑油遺撒、油 棉紗丟棄油污染污染水體、土體2生活垃圾、污水排放水體、土壤污染污染水體、土體重要環境因素預防監控措施： 嚴禁隨地大小便；在臨時倉庫、臨時生活辦公場所等區域，設置固定的工地廁所, 并米取定期清掃、消毒、火蚊蠅等措施，確保環境衛生。 對油氈、橡膠、塑料、皮革等會產生有毒煙塵和惡臭氣體的廢棄物，采取收集后按 環保要求集中消毀措施，禁止隨意焚燒。 在生活、施工區域設置垃圾收集箱并定期清理。 對油料的保管和使用過程中，為防止跑、冒、滴、漏現象，加強設備的維護保養并 采取收集集中處理措施，以防污染

18、道路、場所、水源。5灌漿試驗施工方法5.1施工依據(1) 本工程設計圖紙；(2) 水工建筑物水泥灌漿施工技術規DL/T5148-2001 ;(3) 水利水電工程鉆探規程(DL5013-92)。5.2施工流程總施工流程：抬動觀測孔f固結灌漿試驗孔f試驗檢查孔抬動觀測孔施工流程：全孔一次性成孔一安裝管一安裝外管固結灌漿試驗孔施工流程：I序孔f II序孔，單孔流程見圖5-1f詁孔7<圖5-1固結灌漿試驗孔單孔施工流程圖試驗檢查孔施工流程：鉆孔至第一段（孔口以下 5m -洗孔一單點壓水試驗-鉆孔至 下一段（段長5m）-洗孔-單點壓水試驗-終孔段（段長不大于 6m）洗孔-單點 壓水試驗-全孔灌漿-

19、封孔5.3抬動觀測孔施工為及時控制洗孔、壓水、灌漿等過程可能出現的地表抬動破壞，先施工抬動觀測孔， 對洗孔、壓水、灌漿、封孔全過程進行抬動變形觀測。抬動觀測孔孔徑91mm孔向鉛直，孔深31m采用小口徑金剛石清水鉆進，一次性鉆 至設計孔深，下入© 25mm鍍鋅管至孔底。用M10水泥砂漿在孔底錨固，長度1m再下入 © 80mn外管，對外管與孔壁之間回填細砂，在孔口澆筑一小塊混凝土平臺放置抬動觀測孔 千分表。抬動觀測裝置詳見圖5-2。混凝土平臺細砂園定臺粟囿定測臺孔壁圖5-2抬動觀測裝置圖5.4固結灌漿孔施工造孔(1) 孔位：根據設計圖紙測量放線，平面誤差不大于10cm(2) 孔

20、徑：設計文件規定孔徑不小于 38mm實際開孔孔徑91mm終孔孔徑© 75mm(3) 孔深：按不下于設計孔深控制。(4) 孔向：孔向鉛直，開鉆前用水平尺校正鉆孔方向。(5) 鉆孔機械：根據固結灌漿試驗區和當地實際地形地貌，選用探礦機械廠生產的 XY-2PB型地質鉆機。(6) 鉆進方法：對于孔口有覆蓋層的孔，先鑲注孔口管。待凝后采用小口徑金剛石 清水鉆進。根據設計文件采用自下而上分段灌漿的方法，一次性成孔。但因灌漿試驗需取 各段灌前透水率值對比分析，自上而下分段鉆孔、洗孔、簡易壓水，終孔后自下而上分段 灌漿。洗孔鉆孔至段位后用灌漿泵進行壓力水裂隙沖洗，孔底沉積厚度不得超過20cm沖洗時間

21、 可至回水清凈時止。洗孔壓力為各段設計灌漿壓力的80%該值若大于1MPa時，采用1MPa 自下而上分段灌漿前，先連同孔底段一起進行全孔沖洗，壓力為該孔孔底段洗孔壓力。簡易壓水各段鉆至段位洗孔后進行簡易壓水。簡易壓水采用GMS200灌漿自動記錄儀記錄。壓力為灌漿壓力的 80%并不大于1Mpa 壓水時間20min,每5min測讀一次壓入流量，取最后的流量值作為計算流量，其成果以透 水率q表示，單位為呂榮。計算式：q=Q/(P x L)q透水率，單位LuQ計算流量，單位L/mi nP壓力表壓力(MPa)+壓力表距地面高度(m /100，地下水位忽略不計。L試段長度，單位mGMS200灌漿自動記錄儀能

22、自動按5min間隔記錄流量和壓力，并自動計算出透水率。 灌漿(1) 灌漿材料灌漿材料采用高抗硫水泥P.O 42.5級水泥，灌漿用水采用水質合格的河水。（2）灌漿機械集中制漿：800L制漿機；送漿：BW200/40型灌漿泵；儲漿：400L儲漿攪拌機；灌漿:BW200/40型灌漿泵；記錄儀：GMS200灌漿自動記錄儀。灌漿機械布置圖見圖5-3。GM襄ULI俱筆 自動記呈檢采用800L攪拌機集中制漿。漿液攪拌均勻并測定漿液密度。純水泥漿液的攪拌時間，使用普通攪拌機時，不少于 3mi n；漿液在使用前過篩，自制備至用完的時間小于4h。漿液溫度不低于5C。（4）灌漿方法固結灌漿試驗采用自下而上分段孔循環

23、式灌漿方法，射漿管距段底不大于50cm（5）灌漿段長及壓力自孔口每隔5m分一段。孔底剩余段最大段長不宜大于 6m否則分兩段。固結灌漿段段長及壓力劃分見5-1。表5-1固結灌漿段長及灌漿壓力劃分表段次1（孔底段）23456 （孔口段）段長（m）555555孔深（m）30252015105壓力（Mpa0.70.60.50.40.30.2（6）灌漿水灰比本次固結灌漿試驗灌漿水灰比采用2 ： 1、1 ： 1、0.8 ： 1、0.6 : 1、0.5 : 1五個漿液 比級，開灌水灰比為2 : 1。漿液遵循由稀到濃的原則，濃度變換條件按下述標準執行： 灌漿壓力保持不變，注入率持續減小時；或注入率不變而壓力持

24、續升高時，不改變 水灰比。 某一比級的漿液灌注量達300L以上時或灌注時間已達1h,而灌漿壓力和注入率均 無改變或改變不顯著時變濃一級漿液。 注入率大于30L/min時，根據具體情況越級變濃一級漿液。（7）結束標準在設計壓力下，當注入率不大于 1L/min時，連續灌注30min即可結束。（8）特殊情況處理 灌漿過程中發現冒漿、漏漿時，根據具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、 限流、限量、間歇、待凝等方法進行處理。 固結灌漿過程中發生串漿時，如串漿孔具備灌漿條件，采取一泵一孔同時進行灌漿， 否則將串漿孔用塞塞住，待灌漿孔灌漿結束后，串漿孔再行掃扎、沖洗，而后繼續鉆進或 灌漿。 灌漿作業連續進

25、行，若因故中斷，按下述原則處理：a. 盡快恢復灌漿，否則立即沖洗鉆孔，再恢復灌漿；若無法沖洗或沖洗無效，則進行 掃孔，再恢復灌漿；b. 恢復灌漿時，使用開灌比級的水泥漿進行灌注，如注入率與中斷前相近，即可改用 中斷前水泥漿的比級繼續灌注；如注入率較中斷前減少較多，逐級加濃漿液繼續灌注；c恢復灌漿后，如注入率較中斷前減少很多，且在短時間停止吸漿，采取補救措施。 灌漿段注入量大而難以結束時，可選用下列措施處理：a. 低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿；b. 灌注速凝漿液； 灌漿過程中如回漿變濃，可換用相同水灰比的新漿灌注，若效果不明顯，繼續灌注 30mi n,即可結束灌注，不再進行復灌。 灌漿孔段遇

26、特殊情況，無論采用何種措施處理，其復灌前進行掃孔，復灌后達到規 定的結束條件。封孔采用全孔灌漿封孔法封孔。即在最后一段灌漿結束后，采用0.5 : 1的水泥凈漿置換出孔漿液，用該孔最大設計灌漿壓力下持續灌注30min結束。待凝48h觀察孔口空余段長度，若該值大于3.0m時，使用相同方法重復封孔，直至孔口空余段小于3.0m時再用M20水泥砂漿人工搗實填至孔口。5.5試驗檢查孔固結灌漿質量檢查采用壓水試驗檢查為主，結合部分取芯檢查為輔。檢查孔壓水試驗 合格標準根據規程規確定為：透水率 qv 5Lu。檢查孔應在分析施工資料的基礎上在下述部位布置：(1) 斷層、巖體破碎、裂隙發育等地質條件復雜的部位；(

27、2) 末序孔注入量大的孔段附近；(3) 灌漿過程不正常等經分析資料認為可能對質量有影響的部位；固結灌漿檢查孔的數量可為灌漿孔總數的5%檢查孔的孔徑一般不小于 75mm孔深比固結灌漿試驗孔淺0.5m，孔向鉛直。檢查孔按灌漿孔分段的段位，自上而下分段鉆孔、洗孔、壓水試驗(單點法)，壓力均采用孔深相應段設計灌漿壓力的80%且不大于1MP終孔段壓水結束后全孔沖洗，進行全孔灌漿，灌漿壓力采用該孔最大設計灌漿壓力，封孔方法采用全孔灌漿封孔法。單點法壓水試驗結束標準：在穩定的設計壓水壓力下，每35min測讀一次壓入流量， 連續四次讀數中，當最大值與最小值之差小于最終值的10%或最大值與最小值之差小于1L/min時，本階段壓水試驗即可結束。6灌漿試驗成果分析6.1各序孔壓水試驗成果分析I序孔、II序孔、檢查孔壓水試驗成果見表 6-1 o表6-1各序孔灌前壓水試驗成果表孔序孔數（個）壓水試驗段數（段）平均