报告编写：审核：批准：南阳市卧龙区打磨石岩除险加固工程大坝充填灌浆试验报告1 工程概况1.1概述打磨石岩水库坝址位于南阳市西北35km处卧龙区安皋镇太清观村潦河东支上，属长江流域唐白河水系，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾水产养殖等综合利用的中型水利枢纽工程。

水库控制流域面积52km2，坝址以上主干流长14.75km，河道平均比降1/161，最大坝高28米，灌浆段坝高最大24米，大坝坝体填筑材料以含少量砾粉质粘土为主，其次为重粉质壤土。

水库下游有安皋、王村、潦河等乡镇，居民12万人，8万多亩耕地及南水北调中线工程、宁西铁路、焦枝铁路、岭南高速公路、312国道、龙升工业园区等重要设施，防洪任务十分繁重。

1.2 目的与任务了解灌浆设计孔间的合理性，提出合理的灌浆压力，泥浆物理性质，一次吃浆量，提出每孔灌浆次数、间隔时间和工期以及观测项目积累资料，为灌浆设计、施工提供基础资料。

1.3 工作量充填式灌浆试验选取有代表性地段一处，位于桩号0+063—0+072处，共布置灌浆试验孔10个，进尺48.5m，检查孔2个，进尺9.8m，土料试验6组，泥浆试验15组，布观测桩6个，工作基点2个详见灌浆试验孔平面布置图。

2 灌浆孔的设计及试验孔的布置2.1 灌浆孔的设计（1）充填灌浆处理范围及灌浆孔布置大坝桩号0+015—0+115、0+437—0+521段进行坝体充填灌浆，在坝顶沿坝轴线上下游各1.0m处布设一排灌浆孔。

（2）灌浆孔布置及分序坝体充填灌浆沿坝轴线上下各1m布孔，终孔间距2.0m，采用三序施工，一序孔间距8.0m，二序孔间隔8.0m，三序孔间隔4.0m.。

（3）检查孔布置为保证灌浆质量，设置一定数量的检查孔。

检查孔的孔数，按规范要求不少于5%，充填灌浆检查孔根据灌浆时坝体吃浆量情况选择检查孔位置。

（4）灌浆试验在进行施工前，应先进行灌浆试验。

在灌浆试验中进一步确定浆孔距、灌浆压力、浆液浓度等参数，以便使灌浆能够取得最佳效果。

（5）灌浆压力根据《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88，主坝充填灌浆压力应不大于49kPa。

（6）灌浆方法采用先灌上游排孔，后灌下游排孔，分段灌注，自下而上，下套管分段灌注。

（7）灌浆材料灌浆材料采用水泥粘土浆，含量占85%，选择粘土应选择料场，并通过试验确定本次灌浆要求的料场。

土粒符合以下要求：粘粒含量20-45%；粉粒含量40-70%；砂粒含量小于10%；有机质含量小于2%。

（8）灌浆孔封孔当浆液升至孔口，经连续复灌3次不再吃浆时，即可终止灌浆。

每孔终灌后，注满容重大于15.0KN/m3,的稠浆自灌至少3次，即达封孔目的。

2.2 试验孔的布置根据灌浆设计书及设计单位的意见，充填式灌浆试验选取有代表性地段一处，位于桩号0+063—0+072处，共布置灌浆试验孔10个。

2.3 灌浆试验原则根据《南阳市卧龙区打磨石岩水库除险加固工程施工设计报告》、《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88，通过试验验证灌浆设计排距、孔距、孔序的合理性，提出合理的灌浆压力、泥浆物理性质、回弹比、一次吃浆量，确定灌浆次数，积累观测资料，为灌浆设计提供依据，以便指导工程施工。

3 灌浆试验3.1 造孔钻探使用钻探机具采用GXY-150型钻机，采用干钻法造孔，孔径采用110mm，偏斜度不大于孔深2%。

3.2 灌浆材料及浆液试验（1）灌浆材料土料场选于水库施工现场，该土料岩性为低液限粘土，其物理力学指标为：比重2.738，塑性指数25.0，砂粒含量7.5%，粉粒含量59.5%，粘粒含量33.0%，有机物含量1.0%。

各项指标满足设计要求。

（2）浆液试验本次灌浆试验所用水泥粘土浆液容重为 1.3-1.6t/m3,粘度35-50s，稳定性0.020-0.05g/cm3,胶体率85-95%，失水量21-26cm3/30min。

（3）裂缝试验通过各试验孔观察，裂缝宽度达到7.0mm时，停灌24小时后，裂缝宽为2mm，其回弹比为71.4%，满足规范要求，建议灌浆施工时，裂缝宽度应控制在5mm以内。

（4）灌浆压力试验通过灌浆试验，灌浆孔口压力0.01-0.03Mpa，增加至0.04Mpa后坝顶出现纵向裂缝且冒浆。

建议浅孔充填灌浆压力采用0.01-0.03Mpa，深孔充填灌浆压力采用0.03-0.05Mpa。

（5）一次灌浆量试验一次灌浆量与灌浆压力，坝体水平位移及沉陷，泥浆固结，浆体强度、浆坝互应的效果都有直接的关系，因此对一次灌浆量应严加控制，通过试验，一次灌浆量0.02—0.23m3，单位吸浆量0.001-0.048m3/m，因此建议充填式灌浆单位吸浆量0.001—0.10 m3/m。

（6）灌浆间隔时间及灌浆次数充填式灌浆间隔时间为5d，每孔灌浆5次。

（7）灌浆中特殊情况的处理○1充填式灌浆段尽量避免出现纵向裂缝，若出现纵向裂缝应采取灌灌停停的办法，纵缝宽度应控制在5mm以内，并开挖回填夯实待下次再灌。

○2坝顶出现斜向、横向裂缝，立即停灌，开挖回填夯实，用稠浆少灌多复，直到灌好。

○3钻孔周围冒浆，采取压砂处理。

○4相邻两孔串浆时，采取加盖帽或两孔同灌的办法进行处理。

（8）终灌标准及封孔○1终灌标准：坝体灌浆时，当启动灌浆机后，坝顶表面裂缝即冒浆，或者当浆液升至孔口，连续复灌三次不再吃浆即可终灌。

○2封孔：每孔终灌后，待孔内浆液不再流动，将孔内浆液取出，扫孔到底，注满容重大于1.5/m3的稠浆自灌至少3次，当孔口浆液不再下降时即达封孔目的。

4 灌浆观测为保证坝体灌浆质量和坝体安全，检查灌浆效果，在灌浆期间应进行观测工作。

4.1 沉陷位移试验（1）观测点的埋设：根据《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88，在坝两端各埋设一个工作基点，在0+063—0+072灌浆范围内，设一组观测标点，在坝顶、上下游坝坡处各设一个观测标点，标点可用木桩，灌浆期间，每天观测1次，非灌期间，5天观测1次。

4.2 灌浆压力和灌浆量观测灌浆过程中，随时观测压力变化，并记录瞬间最大压力，对照坝体位移和裂缝张开情况，合理控制灌浆压力，对灌浆量每10分钟测量一次。

4.3 裂缝和冒浆观测灌浆期间，正在灌浆的坝段，每天观测1-2次，对坝顶裂缝的位置、长度、宽度及停灌后的闭合情况等进行观测。

灌浆期间，派专人在坝坡、坝面巡视，发现冒浆，应及时处理，并应记录和描述。

5 灌浆试验效果5.1 灌浆量（1）桩号0+063-0+072坝段：上游排5孔，进尺24.5m，灌注25次，灌浆量1.895m3，平均单位注浆量0.077m3/m,折合干土重1.045t，单位干土重0.044t/m，详见附表2；下游排5孔，进尺24.0m，灌注25次，灌浆量1.83m3，平均单位注浆量0.076m3/m,折合干土重1.031t，单位干土重0.042t/m，详见附表3.（2）各排灌浆量的比较与分析通过以上试验段进行灌浆可知，上游排的灌浆量大于下游排的灌浆量。

（3）累计灌浆量总灌浆孔10个，灌浆量3.725m3，单位注浆量0.077m3/m，折合干土重2.076t，单位干土重0.043t/m。

5.2 灌浆效果检查灌浆结束后，在灌浆试验段上下游各布置一个检查孔，检查孔分别位于上游排桩号0+066，下游排桩号0+069处，由于固结时间短，粘土浆为糊状。

检1（桩号0+066）钻孔深4.9m：S2注入粘土浆0.259m3，单位注入量0.053m3/m ,折合干土0.141t，单位干土重0.029t/m；S3注入粘土浆0.399m3，单位注入量0.081m3/m,折合干土0.217t/m，单位干土重0.044t/m；S7注入粘土浆0.33m3，单位注入量0.07m3/m,折合干土0.189t，单位干土重0.04t/m。

但从检查孔取出的岩芯中可以看出，在坝体土裂缝中充填1-2mm的脉状泥浆呈糊状，根据钻孔注水试验，渗透系数K=5.79x10-6cm/s,属微透水，满足设计要求。

检2（桩号0+069）钻孔深4.9m：S4注入粘土浆0.312m3，单位注入量0.064m3/m,折合干土0.17t，单位干土重0.035t/m；S9注入粘土浆0.228m3，单位注入量0.046m3/m,折合干土0.13t/m，单位干土重0.026t/m；S8注入粘土浆0.425m3，单位注入量0.087m3/m,折合干土0.243t，单位干土重0.049t/m。

但从检查孔取出的岩芯中可以看出，在坝体土裂缝中充填1-2mm的脉状泥浆呈糊状，根据钻孔注水试验，渗透系数K=4.80x10-6cm/s,属微透水，满足设计要求。

钻孔注水试验成果表详见表5-1.充填灌浆检查孔统计表表5-16 结论及建议打磨石岩水库大坝进行灌浆试验，经检查表明：在坝体裂缝内充填粘土浆，充填灌浆形成了防渗泥墙，解决了坝体散浸问题，保证了大坝的安全，灌浆试验效果较好。

综上所述，通过充填灌浆试验得出以下结论与建议：(1)灌浆设计排距2.0m及孔距2.0m是适宜的。

(2)充填式灌浆方法采用下套管，分段灌注法是可行的。

根据《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88第4.4.2条,充填式灌浆应采用分段灌注方法，由下而上，下套管分别灌注，段长可为5—10m。

(3)根据《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88第4.6.3条,均质土坝可向孔内灌注稠浆封孔。

打磨石岩水库大坝灌浆工程灌注泥浆中掺有15%的水泥，加之坝体干燥，浆液固结速度较快，根据《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88编制说明4.5.2条之相关规定，灌浆间隔时间建议缩短为1—3天。

(4) 实验中证明下游排吸浆量明显小于上游排，二序吸浆量小于一序，三序吸浆量小于二序吸浆量。

，根据《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88编制说明4.6.1条，在施工中达到设计灌浆压力吸浆量小于0.2-0.4L/min，并延续30分钟作为终孔标准。

(5)坝体充填灌浆压力上部段采用0.01-0.03Mpa，下部段采用0.03-0.05Mpa。

(6)充填灌浆一次灌浆量在0.005-0.10m3/m之间。

(7)充填灌浆坝顶出现纵向裂缝，纵向裂缝宽度控制在5mm以内，且回弹比必须大于50%。

(8)灌浆施工中必须加强坝体变形观测、裂缝和冒浆等观测，并应详细记录。

(9)灌浆材料：灌浆土料位于水库除险加固工程施工现场，岩性为低液限粘土，各项指标满足设计要求。

(10)浆液物理力学性能指标按《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88执行。