小型水库除险加固大坝灌浆及坝内涵管封堵设计导则

一、前言

小型水库除险加固大坝灌浆及坝内涵管封堵设计导则

广西水利电力勘测设计研究院

2008年3月20日

为保证设计产品质量， 提高设计工作效率， 特制定小型水库除险   加固施工图阶段大坝灌浆、 坝内涵管封堵的设计导则， 即主要设计原则和施工技术要求， 请各专业队所参照执行。

1、 出图模式

考虑到小型水库除险加固工程的施工项目基本均为常规施工， 因   此， 小型水库除险加固工程的施工图设计一般可将“施工技术要求”写于图纸上， 不出“施工技术要求” 单行本。

2、大坝基础帷幕灌浆

2. 1 大坝基础帷幕灌浆设计主要原则

帷幕灌浆设计一般按初设批复方案进行。

大坝基础帷幕灌浆设计一般采用单排方案， 灌浆孔孔距视工程具   体地质条件进行优化后选取， 灌浆孔孔距一般为 2m。基础帷幕灌浆孔布置应与坝体灌浆孔布置相协调， 并尽可能同孔共用。

2. 2 大坝基础帷幕灌浆主要施工技术要求

2.2.1 钻孔

（1） 钻孔孔径推荐采用φ 75， 可采用回转式钻机钻进。

（2） 钻孔开孔位置与设计位置的偏差不得大于 100mm。

（3） 钻孔偏斜不得大于孔深的 2％。

2.2.2 钻孔冲洗和压水试验

（1） 灌浆孔（段） 在灌浆前应进行冲洗。

（2） 冲洗水压采用 80％的灌浆压力， 压力超过 1MPa 时采用 1MPa。

（3） 灌浆前应进行压（注） 水试验， 水压采用 80％的灌浆压力， 压   力超过 1MPa 时采用 1MPa， 试验孔数为灌浆总孔数的 10％。

2.2.3 灌浆方法和灌浆方式

（1） 帷幕灌浆宜应在较低库水位下进行。

（2） 灌浆材料采用水泥强度等级为 42.5MPa 的普通硅酸盐水泥， 水   泥细度应满足通过 80μ m 方孔筛的筛余量不大于 5％。

（3） 灌浆孔基岩段长度小于 6m 时可采用全孔一次灌浆法， 大于 6m   时采用自下而上分段灌浆法， 灌浆段长度采用 5～6m。

（4） 灌浆应按分序加密的原则进行， 灌浆按三序进行施工。

2.2.4 灌浆压力和浆液变换

（1） 灌浆压力推荐采用 0.2～0.4MPa。

（2） 灌浆浆液应由稀到浓逐级变换， 浆液水灰比可采用 3：1、 2：1、   1：1、 0.8：1、 0.6：1、 0.5：1 等六个比级（重量比）， 开灌水灰比可采用 3：1。

2.2.5 灌浆结束标准和封孔方法

（1） 在规定压力下， 当注入率不大于 0.4L/min， 继续灌注 30min，   灌浆即可结束。

(2 )帷幕灌浆孔采用自下而上分段灌浆时，应采用“置换和压力灌   浆封孔法”或 “压力灌浆封孔法”，采用自上而下分段灌浆时，应采用“分段压力灌浆封孔法”。

2.2.6灌浆质量检查

(1) 帷幕灌浆质量检查应以检查孔压水试验成果为主，结合竣工资料和测试成果评定其质量。

(2) 灌浆检查孔的数量为灌浆孔数的10%。

(3) 灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14天后进行。

(4) 帷幕灌浆检查孔压水试验结束后，应进行灌浆和封孔。

(5) 验收标准：帷幕的透水率小于10Lu。

2.2.7其它

灌浆特殊情况处理以及灌浆施工其它技术要求遵照《水工建筑物   水泥灌浆施工技术规范》(SL62-94)执行。

3、大坝充填灌浆

3.1大坝充填灌浆主要设计原则

充填灌浆设计一般按初设批复方案进行。

大坝充填灌浆浆液采用水泥粘土浆，充填灌浆一般采用单排方   案，灌浆孔孔距一般取为初设批复孔距。

充填灌浆应进行现场灌浆试验，以确定灌浆技术参数，判断灌浆   效果。设计应在设计文件中提出相应试验要求，灌浆试验完成后，应按试验能达到的效果对大坝渗流和稳定安全进行复核计算，如达不到要求，应研究解决方法，并向水利厅技术中心提出变更设计申请，保证加固后大坝安全达到要求。

3. 2 大坝充填灌浆主要施工技术要求

3. 2. 1 钻孔

(1) 钻孔孔径推荐采用   Φ     75。

(2) 钻孔开孔位置与设计位置的偏差不得大于l00mmo造孔应用干 法造孔，不得用清水循环钻进。

(3) 钻孔偏斜不得大于孔深的2%。

3. 2. 2 灌浆材料

大坝充填灌浆采用水泥粘土浆，水泥采用强度等级为42.5MPa 的普通硅酸盐水泥，掺量约为15%, 土料选择及浆液的物理力学性质指标按《土坝坝体灌浆技术规范M SD266-88)表 329-1、表 329-2 采用，浆液最优配合比应根据试验确定。

3. 2. 3 灌浆

(1) 大坝充填灌浆应在水库低水位期进行。

(2) 充填灌浆应按分序加密的原则进行，充填灌浆按分三序施工。

(3) 充填式灌浆应优先采用自下而上、下套管分段灌注方法   段长可采用5? 10m ,灌浆方式采用循环式。

(4) 大坝充填灌浆注浆管上端孔口压力应小于0.05MPa。

(5) 每米孔深每次灌浆量为0.3? O.5m3。

3. 2. 4 灌浆结束标准及封孔

(1) 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。

(2) 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, 也可向孔内灌注稠浆或用含水量适中的制浆土料捣实。

3. 2 .5 灌浆质量检查

(1) 充填灌浆最终质量检查方法，主要通过钻孔注水成果并分析灌浆资料确定。

(2) 充填灌浆检查孔数量为充填灌浆孔数的10% ,检查孔布置于两相邻灌浆孔中间。充填灌浆检查孔应取芯样，并进行钻孔注水试验，渗透系数应满足设计要求(由设计根据大坝渗透和坝坡稳定计算的要求提出，一般应小于5X10 5cm/So)

3. 2. 6 其它

灌浆特殊情况处理以及灌浆其它施工技术要求遵照《土坝坝体灌浆技术规范》(SD 266-88)执行。

4、大坝高压喷射灌浆

4.1 大坝高压喷射灌浆主要设计原则

高压喷射灌浆设计一般按初设批复方案进行。

高压喷射灌浆设计一般采用单排方案，灌浆孔孔距视工程具体地质条件选取，一般灌浆孔孔距1.2? 1.6m。灌浆浆液一般采用水泥浆。

4. 2 大坝摆喷灌浆主要施工技术要求

鉴于小型水库除险加固大坝高压喷射灌浆多采用摆喷法，本导则按摆喷灌浆提出施工技术要求。

4.2. 1 高喷墙结构形式

灌浆采用双管法或三管法。摆喷形式采用对接或折接。

4. 2. 2 材料

水泥采用强度等级为42.5MPa的普通硅酸盐水泥。灌浆浆液水灰比为 1.5：1? 0.6：1 (密 度 约 1.4? 1.7g/cm3),最终水灰比通过灌浆试验确定。水泥浆的搅拌时间，使用普通搅拌机不应小于90s。

4. 2. 3 喷射施工

( 1 ) 钻孔

采用套管护壁法钻机造孔。钻孔开孔位置与设计位置的偏差不得大于100mm,钻孔直径应大于喷射管外径20mm以上。

钻孔偏斜不得大于孔深的1.5%。

（2） 喷射灌浆

喷射灌浆宜采用全孔自下而上连续作业，当需中途拆卸喷射管时,   搭接段应进行复喷，复喷长度不小于0.2m。灌浆结束，应利用水泥浆进行回灌，直至孔口浆面不再下降为止。

初选灌浆主要施工参数如下表，最终应通过灌浆试验确定。

4. 2. 4 灌浆质量检查

灌浆质量检查主要采用钻孔取芯和压水试验方法进行检查。

检查孔布置在墙体中心线上相邻两孔中间，检查孔的数量为总灌浆   孔数的10%。墙体的性能指标要求如下（双管法渗透系数取低值抗压强度取高值，三管法反之）:

粉土层：渗 透 系 数 （1? 9） X 10-6cm /s,抗压强度0.5~3MPa；

砂土层：渗 透 系 数 （l~9） X10-6cm /s,抗压强度1.5?5.0MPa；

砾石层：渗透系数应小于（1? 9） X 10-5? （1? 9） X10-6cm /s,抗压强度应大于3.0?10MPa；

4 .2 .5 其它

摆喷灌浆特殊情况处理以及灌浆其它施工技术要求遵照《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》（DL/T5200-2004） 执行，

5、坝内涵管封堵

5 .1 坝内涵管封堵设计方案

坝内涵管封堵设计方案一般按初设批复方案进行。一般原则是：有沿管壁渗漏现的，无论初设是否有截水板，施工图阶段都必须设截水板；初设批复设截水板的执行设截水板方案；。无沿管壁渗漏，初设批复也没有的可不设截水板。

设截水板方案的做法如下：

在涵管进口段挖槽设混凝土堵头；在坝上游坡设1? 2道截水井， 最下游一道截水井应位于高于正常蓄水位处，截水井采用现浇混凝土结构护壁；对涵管进口混凝土堵头至大坝灌浆中心线或坝轴线下游 3? 5m处的范围，对涵管管身及管周进行充填灌浆，必要时适当往下 游延伸，涵管较短时全涵管管身全部充填；涵管出口设反滤及排水。

不设截水板方案除无截水板外，做法与有截水板方案相同。

5 .2 坝内涵管封堵主要施工技术要求

有截水板方案的施工技术要求如下，无截水板方案的技术要求可参照执行。

(1) 截水井由坝坡垂直下挖，一般挖至涵管底以下2m ,截水井 自上而下挖一节浇护壁混凝土一节，每节长度Im ,配单层巾6@200 X200构造钢筋。截水井在涵管底以下2m至涵管顶以上2m范围浇 筑 C20混凝土截水板，井内其余部分回填粘土。

(2) 待截水板混凝土强度达到设计强度的70%后，进行涵管内部即管身的封堵。涵管无法进人的，由坝坡向下钻孔至涵管内，充 填水泥砂浆或细骨料混凝土；涵管可进人的，采用预埋管的方法进 行涵管内部充填及回填灌浆。

(3) 涵管管身封堵14天后，采用水泥粘土浆对涵管周边和封堵 段进行充填灌浆。由坝坡向下钻孔，竖向灌浆范围为涵管底以下2m 至涵管顶以上2m。

(4) 拌制水泥砂浆采用强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥，一 般配合比为水泥：砂：水=1：1：0.6 (重量比)，施工时可根据情况 作适当调整。

(5) 水泥粘土浆的充填灌浆与大坝充填灌浆的技术要求相同。

(6) 坝内涵管封堵质量检查方法，主要通过渗漏观测结合竣工资料评定其质量。涵管封堵后，涵管出口渗漏应较小，且无浑水现象。

( 7 ) 充填灌浆特殊情况处理以及灌浆其它施工技术要求参照   《土坝坝体灌浆技术规范》(SD266—88 )中有关充填灌浆的技术要 求执行。

6、典型设计参考图

为便于设计参考，选列如下典型的灌浆设计图。设计时请根据各自工程的特点以及本指导意见作相应修改完善。

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