土坝灌浆技术规范.pdf
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1、ICS 93160P 55 SL中华人民共和国水利行业标准SL 5642014替代sD 26688Technical specification of earth dam grouting20140703发布 20141003实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国水利部关于批准发布水利行业标准的公告()201 4年第36号中华人民共和国水利部批准(SL 564 2014)为水利行业标准,现予以公布。l序号 标准名称 标准编号 替代标准号 发布日期 实施日期|l 上坝灌浆技术 Sl。564 2 014 SD 266 88 2014 7 3 201410 3规范水利部2014年7月2日刖 置根
2、据水利部水利行业标准制修订计划,按照水利技术标准编写规定(SI,卜2002)的要求对土坝坝体灌浆技术规范(SD 266 88)进行修订。修订后的标准名称为。本标准共6章和3个附录,主要技术内容有:土坝灌浆设计、施:、监测和质量检查,以及有关劈裂灌浆压力和稳定性验算的计算公式。本次修订的主要内容有:一对标准的适用范围进行r修改和补充;一增加了术语和堤坝地基劈裂灌浆的内容;一一对灌浆试验的内容进行了补充;一对钻孔、灌浆等工序和工艺要求进行了修改和补充;一将原规范中第二章“灌浆前的准备工作”的相关内容分别归并到灌浆设计和灌浆施工等章节中;一一删除了原规范中关于工程验收等管理性质的内容,简化了原规范中
3、附录的内容;一增加了土坝劈裂灌浆设计灌浆压力计算公式,完善了土坝劈裂灌浆控制压力计算公式和土坝劈裂灌浆不利情况下的坝体稳定性验算公式。本标准为全文推荐。本标准所替代标准的历次版本为:一一SD 26688本标准批准部门:中华人民共和国水利部本标准主持机构:水利部建设与管理司本标准解释单位:水利部建设与管理司本标准主编单位:山东省水利科学研究院本标准参编译位:河北省水利工程局本标准出版、发行瞥位:中国水利水电出版社本标准主要起草人:=t=It1森王洪恩耿灵生 高印军肖立生卢超阎伟忠李海民朱艳明叶良茂李明巩向锋本标准审查会议技术负责人:杨晓东本标准体例格式审查人:陈登毅目 次1 总则2术语-3灌浆设
4、汁-31 般规定一3 2隐患勘探。3灌浆试验-3 1堤坝坝体劈裂灌浆设计3j堤拙!地基劈裂灌浆|殳f36堤坝危填建壤设il 4灌浆施】。-11施l:准备L 2钻孔-13制浆t,l壤浆l 5灌浆榨制。一6灌浆结束标准及封扎1i特殊情况处理。j灌浆监测5 l 般规定二2坝体变形监测j渗流临测 j l裂缝和冒浆豁渊5 5其他监测-6淞浆质:t检杏6I质h榆色塑求62质榆查内择134441078999O01224441;66663质量检查方法附录A土坝劈裂灌浆控制压力和设计灌浆压力的计算附录B土坝劈裂灌浆不利情况下的坝体稳定性验算附录C灌浆监测记录和成果汇总表标准用词说明。条文说明1618192227
5、291 总 则101为规范土坝灌浆的设计和施工,做到安全可靠、经济合理、保证质量,制定本标准。102本标准适用于高度70m及以下的均质土坝、土质心墙坝、土堤及其浅层软土地基的土体灌浆。103 土坝灌浆可用于处理下列工程隐患:1坝体内有渗漏通道,坝后坡浸润线出逸点过高,发生洇湿或渗透破坏现象。2坝体碾压不实,密实度较差,坝体分段分层填筑施工质量差的部位。3坝体由于不均匀沉陷而产生的裂缝(不包括滑坡裂缝)。4坝体和其他建筑物结合不好,存在空隙和渗水通道。5坝体内存在洞穴。6堤坝浅层软土地基附加应力场主要影响范围以内的渗漏和缺陷。104土坝灌浆应根据土坝的具体情况,因地制宜地选择灌浆方法和施工工艺。
6、、105土坝灌浆宜在旱季和水库低水位期进行。106在灌浆工程施工前,应对施工人员进行技术培训。107土坝灌浆应积极采用成熟可靠的新设备、新材料、新技术和新工艺。108本标准的引用标准主要有下列标准:通用硅酸盐水泥(GB 1 75)土的工程分类标准(GB 50145)堤防工程设计规范(GB 50286)水利水电工程地质勘探规范(GB 50487)水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(SI。62)】小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则土工试验规程(SL 237)碾压式土石坝设计规范(SL 274)土石坝安全监测技术规范(SI。551)109土坝灌浆除应符合本标准规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2
7、2术 语201土坝灌浆earch dam grouting对已建成的、存在缺陷或隐患的土坝(土堤)工程,为提高其密实性、整体性、稳定性和防渗性能所进行的土体灌浆。202劈裂灌浆hydrofracture grouting根据坝体小主应力的分布规律布孔,利用水力劈裂原理,有控制性地劈裂坝体,并灌人合适的浆液,形成防渗帷幕,同时使所有与浆缝连通的裂缝、洞穴、软弱夹层等坝体隐患,均能得到浆液的充填挤压密实,使坝体达到防渗加固目的的一种灌浆方法。203充填灌浆filling grouting利用浆液压力,充填坝体内已有的裂缝、洞穴等坝体隐患,以达到加固堤坝目的的一种灌浆方法。204堤坝地基劈裂灌浆hy
8、drofracture grouting in dam foundation在堤坝附加应力场作用下,堤坝软土地基轴线处的一定深度范围内存在一个小主应力面,沿该小主应力面进行合理布孔,并采取相应的灌浆工艺,进行压力灌浆,能沿小主应力面实现定向劈裂,构筑出符合设计要求的防渗体,从而达到堤坝软土地基防渗加固目的的一种灌浆方法。205泥墙grouted cutoff利用灌浆压力,沿土坝坝轴线小主应力作用面劈裂坝体,向缝隙中灌注黏土浆,浆液析水固结后形成的具有一定厚度的、在竖直方向上连续分布的、具有防渗作用的泥浆浆体帷幕。3灌浆设计31一般规定311土坝灌浆可分为劈裂灌浆和充填灌浆。劈裂灌浆适用于处理范
9、围较大,性质和部位不能完全确定的隐患;充填灌浆适用于处理性质和范围都已确定的局部隐患。3I2灌浆设计应在已有资料的基础上进行可行性、可靠性论证,提出灌浆方案。313灌浆设计前,应收集下列资料:1已建工程的地质、设计和施工资料。2安全监测资料。3工程施工和运行期间出现的问题。4隐患勘探资料。5灌浆试验资料。314灌浆设计应对施工期监测与质量检查等提出要求。32隐患勘探321土坝隐患勘探可分为普遍性勘探和针对性勘探。从坝面上不能确定隐患性质和范围时,应进行普遍性勘探;需要迸一步确定其性质和准确位置时,可进行针对性勘探。322参照GB 50487,普遍性勘探可采用物探方法,针对性勘探可采用钻探、井探
10、、槽探等方法。323钻孔、探井、探槽的位置和深度应经过分析、论证和设计。324隐患勘探完成后,应及时回填钻孔、探井、探槽,不应留下人为缺陷。325 土坝坝体隐患勘探不宜采用注水试验。33灌浆试验331对于大、中型工程或有特殊要求的灌浆工程,设计前应进行灌浆试验,为灌浆设计提供依据。332灌浆试验前,应根据隐患勘探情况,分析隐患产生原因和危害程度,并参考类似工程经验,初步确定灌浆试验的技术参数。333应选取长度2050m存在隐患的典型坝段,进行单孔和多孔的灌浆试验。334灌浆试验应布设相应监测设施。335灌浆试验过程中应详细记录现场施工情况和出现的问题,包括钻孔、灌浆压力、浆材、灌浆量、裂缝出现
11、的长度、深度、宽度、连续性和方向等。336对灌浆土料、浆液和外加剂,宜进行必要的物理力学性能试验,可参照SI。237。337应根据现场试验情况及时优化灌浆技术参数。338应根据试验结果,提交灌浆试验报告。34堤坝坝体劈裂灌浆设计341当坝体质量普遍较差,有大面积渗漏或坝体内部有较多隐患时,可按劈裂灌浆设计。342坝体劈裂灌浆宜按河床段、岸坡段、弯曲段和其他特殊坝段的不同情况分别进行设计。34。3在坝体河床段宜沿坝轴线(或稍偏上游)单排布孔。当隐患程度特别严重时,可根据坝体隐患的范围和程度,分两排或多排布孔。终L孔距:在河床段,孔深不小于20m时,可采用5lOm;7L深小于20m时,可采用35m
12、。也可通过现场灌浆试验确定。344在岸坡段、弯曲坝段和其他特殊坝段布孔,宜布置多排5孔。并适当缩小7L距或通过试验确定。345灌浆孔应为铅直孔。钻孔深度应超过隐患深度23m。在主排孔两侧出现沉陷缝时,主排孔灌浆结束后应布置副排孔,孔深可为主排孔孔深的3。346泥墙设计厚度应根据土坝土质、碾压质量、隐患性质和坝高等情况合理确定,可采用520cm。347灌浆孔孔口压力应以灌浆孔孔口处进浆管内的浆液压力为准。灌浆控制压力和设计灌浆压力可按附录A规定的公式分别计算。348灌浆材料可参照GB 50145采用粉质黏土或黏土,其性能指标宜满足表3481的要求,浆液物理力学性能指标宜满足表3482的要求。裹3
13、48一l灌浆土科性健指标要求项目 指标 项日 指标埋性指数 1025 砂粒音量() 030黏裁古量() 2045 有机质胄帚() 2粉粒含量(“) 3070 水溶盐禽量(蹦) 3裹3432灌浆浆液物理力学性能要束项目 指标 项目 指标密度(gcm3) 1 316 胶体宰() 70黏度(s) 20100 失水量(cril330rain) 1030稳定性(gcm3) 001 5349有特殊要求时,浆液中可根据需要掺入下列材料:l 当需要提高浆液的流动性时,可掺入水玻璃,掺量宜为干土质量的0,51,O。或通过试验确定。2当需要加速浆液凝固和提高浆液固结强度时,可掺入水泥掺量宜为干料质量的101 5。
14、与已有建筑物接触部位,水泥掺量应适当增加,必要时应通过试验确定。63当需要提高浆液的稳定性时,可掺入适量膨润土或其他外加剂。4当需要结合灌浆防止生物危害时,可在浆液中掺人适量的相应药物,但要防止污染环境。3410土坝劈裂灌浆每次灌浆量应严格控制。采用多次灌浆的方法,每个灌浆孔都应进行多次灌浆。每个灌浆孔的灌浆次数应根据灌浆孔的深度和坝体隐患的程度确定,坝高弘m以内的坝体灌浆次数宜在5次及以上;坝高30m及以上的坝体灌浆次数宜在】0次以上。每米孔深每次平均灌浆量,宜控制在0510m3。3411应对灌浆期坝体被浆柱压力全线劈开的不利工况进行坝坡稳定性验算,验算方法见附录B。若验算抗滑稳定安全系数不
15、大于SL 274中规定的坝坡抗滑稳定最小安全系数时,应调整灌浆工艺(如延长各序各次灌浆间隔时间、减少每次灌浆量、控制灌浆压力、改善浆液性能等),并增加监测次数。35堤坝地基劈裂灌浆设计351堤坝地基劈裂灌浆宜适用于堤坝高度小于10m,且地基处理深度小于15m的粉土、粉土质砂和软土透水地基的防渗加固灌浆。352灌浆iL沿堤坝轴线布置宜布置单排孔,孔距宜为23m。353劈裂灌浆宜灌注水泥黏土浆液,水泥含量宜为干料质量的3040,浆液中水和干料质量比宜为15:l08:1也可通过试验确定。354对灌浆土料和浆液性能,宜满足表348一l和表3482的要求。355灌浆所用水泥的强度等级可为425级或以上宜
16、为普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥其质量应符合GB 1 75的要求。356灌浆所形成的浆体帷幕厚度,应满足渗透稳定要求。7357堤坝地基劈裂灌浆灌人量应满足浆体帷幕厚度的要求。36堤坝充填灌浆设计361 当坝体存在局部裂缝及洞穴等隐患时,可按充填灌浆设计。362孔位布置在隐患位置,可按梅花形布置多排7L,终:fLL距可为12m,或按试验确定。363钻孔深度应超过隐患深度12m。364深孔灌浆时。宜下套管分段灌浆。365灌浆压力应小于50kPa。366对灌浆土料和浆液性能,宜满足表3481和表3482的要求。367充填灌浆宜一次灌注至设计要求。如隐患规模较大也可多次灌注,每米L深每次灌浆量,应根据隐患
17、程度通过现场试验确定。当无试验资料时,可取每米孔深每次灌浆量为0305m3。若已知洞穴较大,可适当增加灌浆量和提高浆液稠度。84灌浆施工41施工准备411灌浆土料性能指标宜满足表3481的要求,料场储量宜为需要量的23倍。412制浆用水应符合拌制水工混凝土用水的要求。413需掺加其他材料时,材料品质应满足sI。62的相关要求。414灌浆前应对浆液进行试验,浆液性能宜满足表3482的要求。采用水泥黏土浆时,应进行不同水泥含量的浆液和结石的物理力学性能试验。对中、小型工程,应满足Sl。189的相关要求,浆液指标可参照相关试验资料选取。415应优先采用灌浆新设备,灌浆机具应有备用。灌浆所用的动力应有
18、保证。416灌浆施工前应根据GB 50286的规定埋设监测设施。417灌浆施工前应选择有代表性坝(堤)段进行牛产性试验,试验孔不宜少于3个。42钻 孔421应按设计要求布孔和钻孔。土坝的河床段钻孔应分序进行,宜分2序或3序。土坝的岸坡段、弯曲段、其他特殊坝段和堤坝地基劈裂灌浆钻孔可不分序。422灌浆孔位置与设计位置偏差不宜大于lOcm,孔底偏斜率不宜大于孔深的2。1堤坝坝体劈裂灌浆,孔径宜为4576mm,孔径应与所下注浆管相匹配。当孔深小于30m时,宜用于法成孔;当孔深不小于30m或孔深小于30m、但坝体内有大量砂砾f阳t,可采用泥浆护壁钻进。2堤坝地基劈裂灌浆,可采用泥浆护壁钻进,坝(堤)体
19、9内应下设套管,套管下设深度至坝(堤)基以下lm处,在套管内继续钻孔至设计深度。3充填灌浆,宜采用干法钻孔。深孔宜下套管,套管下至最低灌浆段的顶部。423钻L完成后,应及时下注浆管(或套管),注浆管(或套管)与iL壁应结合紧密、封闭,防止灌浆时浆液沿孔壁向上冒出。灌浆孔的孔口处应做保护。424应做好钻孔过程的记录和描述,如发现特殊情况时,应详细记录并及时分析处理。43制 浆431制浆应采用专用机械。搅拌成浆后应先清除大颗粒和杂物,灌浆前再通过36孔cm2过滤筛过滤。432制浆过程中浆液密度、输浆量应每小时检测1次,浆液的稳定性和自由析水率每lOd检测1次,如浆料发生变化,应随时增加检测频率。4
20、4灌 浆441 堤坝坝体劈裂灌浆应符合下列要求:1应先灌河床段,后灌岸坡段和弯曲段;多排孔灌浆时,应先灌边排孔,再灌中排孔。同一排孔灌浆,应先灌第一序孔,再灌第二序孔、第三序孔;对于坝体质量较差的宽顶坝,可采用相邻两孔或多孔同时灌浆的方法。2灌浆采用纯压式灌浆方式进行时,注浆管应下至距离孔底05lm处,自下而上分段灌浆。当孔底段经过多次灌注、灌浆量或灌浆孔孔口压力达到设计要求时,应提升注浆管36m,继续f:面一段的灌浆,依次进行。当注浆管出浆口提升至距坝顶lOm时,不应再提升,直至灌浆达到结束标准。3灌浆开始应先用稀浆灌注,经过35min的灌浆,坝体劈裂后,再加大浆液稠度。若孔El压力下降或出
21、现负压(压力表10读数为0以下),应加大浆液稠度。4灌浆量应按设计要求控制。5坝的岸坡段、弯曲段和其他特殊坝段灌浆,可采用缩小孔距、减小灌浆压力和每次灌浆量、增加复灌次数、相邻多孔同时灌注的方法。442堤坝地基劈裂灌浆应符合下列要求:1套管与注浆管之间应设阻浆塞,采用纯压式灌浆方式进行灌浆。2灌浆宜采用相邻两孔或多孔同时灌浆的方法。3灌浆宜一次灌至设计要求。需要分次灌浆时,结束前应灌注35min黏土浆,防止注浆管堵塞。4坝体和坝基都需要灌浆时,应先灌坝基部分,套管与注浆管,再进行坝体部分灌浆。443充填灌浆应符合下列要求:每次灌浆然后提升1多排孔灌浆时,应先灌边排孔,再灌中排孔。2深孔充填灌浆
22、时,宜采用自下而上分段灌注的方法,段长可为5lOm。应先对最底段进行灌浆,当灌浆达到设计要求,提升套管和注浆管5lOm,然后进行上段的灌浆,直至该孔灌浆结束。3各段灌浆宜一次灌注至设计要求,隐患规模较大的也可多次灌注。4对于高度小于lOm的堤坝,灌浆可不下套管,也可不分段。444应做好灌浆记录和成果汇总。格式可参照附录C。45灌浆控制451灌浆过程中应对灌浆孔孔口压力、灌浆量、问隔时间、横向水平位移和裂缝开展宽度等进行综合控制。452灌浆:L:ft,口压力应控制在灌浆控制压力以内,压力表精度不应大于lOkPa。在灌浆过程中,应随时监测压力变化,记录11灌浆压力。453灌浆量宜采用泥浆泵流量进行
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