灌浆资料整理方法分析

灌浆资料整理方法分析

付新梅

中国水利水电第四工程局有限公司，青海西宁

摘  要：  通过灌浆资料整理重要性分析，详细叙述了灌浆基本资料的内容、作用，资料整理的前提条件，透水率、钻孔偏距、单位注入量等的计算方法，各种图表整理的内容、依据和关联关系以及灌浆效果分析、质量评定的依据。

主题词：  灌浆  资料  整理  方法  分析

1、灌浆资料整理的重要性

灌浆工程是一项隐蔽工程，灌浆质量的优劣直接影响主体工程的稳定、安全运行和效能的发挥。而灌浆浆液在岩石中的扩散与充填情况、浆材结石与岩石的胶结程度等无法直观观察，灌浆质量、防渗能力如何，亦无法直观评定。注入灌浆材料的多少仅能反映基岩的地质条件的优劣，并不能说明灌浆质量。灌浆施工虽然严格执行技术要求、规范标准，严格工艺流程控制，但灌浆过程浆液在岩石中扩散时遇到了什么问题，灌浆效果如何，均需通过灌浆资料的整理、分析，才能论证评定。

通过前期灌浆资料的整理分析，能及时发现影响灌浆质量的因素和施工操作中存在的问题，其解决的措施、方法对后期的灌浆具有指导作用。

由于工程单元地质条件的差异，通过资料整理分析及时发现采取补纠措施，不仅可以保证灌浆质量，减少不必要的返工、材料损失、工期延误，而且还能对灌浆技术文件不符合工程实际地质条件的部分及时进行修订、补充，使灌浆技术文件更加完善，更好地指导灌浆施工，以较少的投资取得较好的灌浆效果。

灌浆质量的评价，必须依据灌浆资料、检查孔压水资料及其它资料、数据综合分析，才能得出切合实际的结论。

因此灌浆资料整理分析是灌浆工程施工中非常重要，必不可少的工作，做好浆资料整理分析具有十分重要的意义。

2、灌浆资料的基本资料

灌浆资料的基本资料是：钻孔记录、钻孔测斜记录、洗孔记录、压水试验记录、灌浆记录、抬动变形测记录及物探测试记录等。

2.1钻孔记录、钻孔测斜记录

钻孔记录记录了灌浆孔钻探的全过程，通过钻孔岩心的分析可判断灌浆单元的地层状况（岩石的完整程度、地质构造发育程度等），间接判断地层耗浆量的大小，在地质条件复杂区域根据钻探过程孔内返水情况、岩心的完整程度分析，可确定灌浆初始水灰比、外加剂的种类和掺入比例。

钻孔是实施灌浆的先决条件，只有通过特设的钻孔，才能进行岩石灌浆，钻孔质量的好坏直接影响浆液的扩散、岩石结构的改善程度，防渗帷幕的成败，所以钻孔过程控制孔斜是非常必要的。按照规定的倾角和方位角进行钻孔，控制每个孔（段）底部偏距不超过允许值，在实施灌浆后，才能保证浆液在岩石中充分扩散后连接成一体，起到改善岩石结构，防渗堵漏的作用。

一般在钻探过程中每间隔10—15m测量孔斜一次，若偏距超过规定值，则通过纠偏措施可恢复原孔斜和方位。

2.2 洗孔记录

   洗孔是钻孔灌浆前必不可少的一项工作，灌浆前清除孔内的岩粉、裂隙或空洞中的充填物，对灌浆质量有利。包括孔壁冲洗和裂隙冲洗。

   孔壁冲洗是将附着在孔壁上的岩粉冲洗干净，钻探结束后，取出岩心后将孔钻具下到孔底用大流量水进行冲洗，直至回水变清为止，孔内残留物一般不超过20cm。

   裂隙冲洗采用灌浆塞或孔口封闭器，用压力水将岩石裂隙或空洞中的充填物冲出孔外或推移到灌浆处理范围之外，一般采用脉冲法，冲洗压力为该孔段灌浆压力的80%，最大不超过1Mpa，特殊地段可大于1Mpa，冲洗时间在回水变清后延续30min。

   钻孔冲洗的目的是清除孔内及灌浆处理范围内岩石裂隙中的充填物，减少浆液流通的阻力，利于浆液在岩石裂隙中扩散，形成较大的扩散半径，浆液凝固后形成的结石与岩石胶结紧密，有利于岩石结构的改善和防渗能力的提高。

2.3 压水试验记录

灌浆前进行压水试验是一项重要的工作，可结合洗孔进行，用透水率（Lu）表示，其目的是：

（1）了解岩石的渗透性，根据透水率的大小，判断注入量的大小，控制配置浆夜的数量和灌浆材料的储备数量。在地质条件复杂的地区，可根据透水率的大小，确定灌浆初始水灰比。

（2）单位透水率结合单位注入量可以判断各孔段的灌浆效果。

（3）是资料整理的基本资料，是绘制单位透水率曲线和频率累计曲线的基本资料。

（4）根据岩石单位透水率大小和岩石的完整程度，可以确定灌浆方法和灌浆段长。

（5）各次序孔透水率的变化情况，是评定灌浆质量的重要依据之一。特别是检查孔压水资料是评定灌浆质量的重要依据，其透水率值的大小决定着灌浆质量的合格与否。

灌浆前压水试验一般采用简易压水法和单点压水法，检查孔采用单点压水法和五点法。简易压水法和单点压水法压水压力一般为灌浆压力的80%，最大1Mpa，五点法压水压力为0.3、0.6、1.0三个压力点。但不同的工程防渗标准不同，压水压力亦有差异，如重庆江口电站帷幕灌浆检查孔压水最大压力为2.0Mpa。

2.4 灌浆记录

灌浆记录记录了灌浆的全过程，包括灌浆次序、灌浆方法、灌浆压力、灌浆方式、灌浆材料、灌浆时间、灌浆水灰比与变换、起始注入量、单位注入量、特殊情况处理方法、灌浆结束标准、封孔等。其作用是：

（1）通过各序孔单位注入量的变化，了解岩石中裂隙节理的充填情况和岩石结构的改善程度，是评定灌浆效果的重要依据。

（2）单位注入量结合单位透水率判断各孔段的灌浆效果。

（3）是资料整理的基本资料，是绘制单位注入量曲线和频率累计曲线的基本资料。

2.5 抬动变形观测记录

抬动变形观测记录是指在洗孔、压水、灌浆、封孔过程中观测混凝土、岩石变形情况的记录。在灌浆过程中岩石发生轻微的抬动，可增大注入量，对灌浆有利，但超过一定的限度则对混凝土、岩石产生结构性破坏，影响建筑物的稳定，在洗孔、压水、灌浆、封孔过程通过岩石变形控制压力是非常重要的，所以准确的抬动变形观测记录是确定灌浆压力的重要依据。

2.6 物探测试记录

    评价岩石灌浆后其物理力学性能的改进程度，目前通常采用弹性波速表示，在同一地点灌浆前和灌浆后做弹性波速试验，根据其灌浆后弹性波速的增高情况评定灌浆效果，故物探测试记录时评定灌浆效果的依据之一。

3、资料整理的前提条件

（1）准确记录施工过程中的一切技术数据，如浆液配合比、压力变化等。

（2）真实反映施工情况，如钻进时孔口返水量的大小、颜色、岩心的完整程度，在灰岩地区与溶洞时必须记录清楚溶洞顶、底的深度，灌浆过程中有无串浆、漏浆现象，有无中断，出现异常情况的原因及处理措施等。

所以各种记录填写必须及时、准确、详实、清楚、洁净，否则根据原始记录整理出来的一切统计资料和绘制的图表均失去真实意义，严重影响灌浆效果的分析和质量的评定。

4、灌浆资料的整理

4.1 基本资料计算

(1) 钻孔偏斜率、偏距计算

计算公式为:

钻孔偏斜的方位角

ΣLsinθ.sinα

α=arctg

ΣLsinθ.cosα

钻孔偏斜角

√（ΣLsinθ.sinα）2+（ΣLsinθ.cosα）2

θ= arctg

ΣLcosθ

钻孔偏距

d =√（ΣLsinθ.sinα）2+（ΣLsinθ.cosα）2

钻孔偏斜率

√（ΣLsinθ.sinα）2+（ΣLsinθ.cosα）2

δ=

ΣLcosθ

L：为钻孔测斜段的长度（m）

θ：为测斜段的偏斜角

α:为测斜段钻孔水平投影的方位角

ΣLsinθ.sinα：为东西向偏距的总和

ΣLsinθ.cosα：为南北向偏距的总和

（2）透水率计算

透水率计算公式为：

Q                               

             q =

                  P．L

q：为压水段透水率（Lu）

Q：为压水流量L/min

P：为作用于压水段的全压力（Mpa）

L：为压水段长度（m）

（3）单位注入量计算

    根据灌浆段中实际注入岩层中的水泥量除以灌浆段的长度即为单位注入量，但不包括管路和灌浆机内浆液中的水泥量。目前水泥灌浆通常采用七个比级，每个比级100升浆液中水泥量如下：

4.2 资料统计

（1）根据灌浆记录、压水记录及计算成果填写灌浆孔一览表（表一），内容包括：孔号、孔序、段次、段长、孔径、岩石情况简述、透水率、水灰比、注入率、水泥用量、单位注入量、灌浆压力、灌浆时间。

（2）根据表一填写灌浆分序统计表（表二），内容包括：排序、孔号、灌浆次序、钻孔深度、水泥用量、单位注入量、单位注入量区间分布、平均透水率、透水率区间分布。

（3）根据表一填写灌浆综合统计表（表三）内容包括：排序、灌浆次序、钻孔长度、灌浆长度、水泥用量、单位注入量、单位注入量频率、平均透水率、透水率频率。

各种统计表格式参照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148—2012。

4.3 资料整理

（1）根据钻孔记录绘制灌浆孔柱状图；

（2）根据钻孔测斜记录绘制灌浆孔平面投影图；

（3）根据灌浆成果一览表绘制灌浆孔平面位置图、综合剖面图、单位透水率和单位注入量关系曲线图；

（4）根据灌浆综合统计表绘制各次序孔单位透水率频率曲线及频率累计曲线和各次序孔单位注入量频率曲线及频率累计曲线图；

（5）根据先导孔结合Ⅰ序孔压水试验资料绘制灌浆前渗透剖面图；

（6）根据检查孔结合Ⅲ序孔压水试验资料绘制灌浆后渗透剖面图；

各种记录、图表的关联关系详见下图：

5、结束语

钻孔记录、钻孔测斜记录、洗孔记录、压水试验记录、灌浆记录、抬动变形测记录及物探测试记录等记录了灌浆的全过程，是资料整理的基本资料，亦是灌浆质量评定、效果分析的依据；灌浆过程中资料整理能及时发现影响灌浆质量的因素和施工操作中存在的问题，其解决的措施、方法对灌浆施工具有指导作用。

根据各种记录整理出来的图表是灌浆成果分析、灌浆质量评定的依据，各种记录填写质量的好坏直接影响图表的真实性、灌浆成果分析的可靠性，故各种记录填写必须准确、详实，这样反映的灌浆过程才能准确，分析的灌浆成果才能真实反映灌浆效果，灌浆质量评定结论才能真实有效。

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