水庫(kù)壩基帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)

1、水庫(kù)壩基帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)1 前言* 水庫(kù)工程處于山西省呂梁地區(qū)中部，壩址位于山西省呂梁地區(qū)三川河支流北川河干流 上，方山縣班莊與 * 兩村之間。樞紐主要建筑物包括大壩、泄洪洞、供水發(fā)電洞、電站。壩址河谷地形平坦開闊，河谷寬度650m河床高程11001109m,左岸為黃土臺(tái)地，右岸為基巖山區(qū)。在河流兩岸發(fā)育有二級(jí)階地。I級(jí)階地高出河床25m,階面寬150300m. n級(jí)階地高出河床510m階面寬100200m.I、n級(jí)堆積階地均呈條帶狀分布于兩岸。壩址左岸黃土臺(tái)地底部為一古河道，屬掩埋古河道。根據(jù)壩基地質(zhì)條件，大壩壩基防滲采用塑性混凝 土防滲墻與帷幕灌漿相結(jié)合的方案，其中砂礫石層以下基巖全強(qiáng)風(fēng)

2、化層2530m為中透水帶；右岸壩肩全強(qiáng)風(fēng)化基巖層為右岸繞壩滲漏的主要通道。本次設(shè)計(jì)擬對(duì)壩基及右岸壩肩沿壩軸 線 0-0700+992 范圍內(nèi)基巖 10Lu 線以上范圍設(shè)灌漿帷幕， 壩基段灌漿帷幕頂部與防滲墻的搭 接長(zhǎng)度為4m,帷幕設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為灌漿后基巖透水率為5Lu.本次灌漿試驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行單排孔試驗(yàn)孔 5個(gè)（檢查孔 2個(gè)）和雙排灌漿試驗(yàn)孔 10個(gè)，本次 試驗(yàn)的主要目的是研究有地下水條件下的強(qiáng)風(fēng)化巖層中的灌漿處理措施，驗(yàn)證壩基帷幕灌漿 設(shè)計(jì)排數(shù)以及孔、排距和灌漿段長(zhǎng)、壓力等參數(shù)的合同性，以達(dá)到指導(dǎo)整個(gè)* 水庫(kù)壩基帷幕灌漿施工的目的。2、壩址區(qū)的地質(zhì)概況2.1 工程地質(zhì)條件壩址區(qū)出露的基巖地層有： a

3、. 上太古界赤堅(jiān)嶺組的混合花崗巖，分布于壩基及右岸，為 壩基主要涉及的基巖地層； 地下水類型有第四第松散松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩種類型。 b. 下原古界野雞山群楊樹嶺組變質(zhì)礫巖、石英片巖分布于右岸。節(jié)理裂隙發(fā)育三組：第一組走相 N3050E傾向SE或 NW頃角6080;第二組走相 N7080W 傾向NE傾角6580;第三組走相 N20N44W傾向NE傾角4565.裂隙面比較垂直，裂隙 寬度多在210mm裂隙內(nèi)多數(shù)無充填，少數(shù)有泥質(zhì)填充?；鶐r片麻巖節(jié)理面多向北西傾斜， 總體為單斜構(gòu)造，片麻理產(chǎn)狀N40N50E，NW10Lu時(shí)，加深一段（5m）。當(dāng)灌前壓水透水率 q3Lu 時(shí)，可灌漿終孔。5.

4、7 封孔采用“自上而下”分段壓力封孔法，即將該孔分成23段，每段段長(zhǎng)不大于 15m進(jìn)行復(fù)灌封孔。灌漿前壓水透水率出現(xiàn) 882.5Lu 及 488.5Lu ，可能為孔口封閉灌漿過程中由于追求高壓， 致使頂板劈裂形成。單位注入量單段達(dá) 1390.9kg/m ，最小為 41.4kg/m.T2 、T4 孔由于追求高 壓，致使頂板劈裂，使?jié){液壓入砂礫石層，14m用水泥10637.2kg，平均760kg，是I、n序孔平均535kg的1.42倍，是H序孔平均值172.14kg的4.42倍。試驗(yàn)主要根據(jù)*水庫(kù)巖基情 況和水庫(kù)設(shè)計(jì)的等級(jí)、庫(kù)容為依據(jù)參數(shù)，該大壩巖基帷幕灌漿階段設(shè)計(jì)原則采用常規(guī)中壓灌 漿（0.53

5、MPa）進(jìn)行施工。試驗(yàn)階段在了解地層分層界限鉆探和第一段壓水試驗(yàn)（當(dāng)下入14m護(hù)壁套管，并在帷幕灌漿頂線上的1.31.5m風(fēng)化巖用壓力水泥漿將12.514m段全部固結(jié)，水泥凝固50小時(shí)后再次復(fù)鉆，第一段2m段壓力為0.52Mpa，也就證明，帷幕灌漿頂高程以上下班 1.31.5m 水泥固結(jié)后去灌漿蓋重頂板承受壓力是 0.52Mpa）。所以在帷幕灌漿試驗(yàn)中提出第一段壓力1Mpa最低壓力為0.7Mpa，以下各段視具體情況采取措施達(dá)到3Mpa壓力或根據(jù)地層構(gòu)造的承受壓力決定灌漿壓力。依據(jù)試驗(yàn)孔的同類曲線頻繁產(chǎn)生，所以 *水庫(kù)巖基帷幕灌漿必須依據(jù)大壩巖基的地質(zhì)構(gòu) 造，由其對(duì)全、強(qiáng)風(fēng)化地層采取常規(guī)的中值壓

6、力灌漿。該地區(qū)不能使用國(guó)內(nèi)目前傾向的高壓 灌漿，若采取取一些施工手段進(jìn)行較高灌漿壓力是不必要的。灌漿壓力是提高和灌漿質(zhì)量的重要因素之一，一般地層結(jié)構(gòu)良好的情況下，使用較高 壓力是有利的，但是灌漿壓力的選擇必須結(jié)合地層實(shí)際情況，使用壓力過大會(huì)產(chǎn)生如下 問題：1 ）使巖石裂隙擴(kuò)寬、甚至產(chǎn)生新的裂隙。2）使原來的地質(zhì)條件惡化或使巖石抬動(dòng)變形。3）擴(kuò)大灌漿范圍，使?jié){液在高壓作用下延伸到擴(kuò)散區(qū)域以外，形成浪費(fèi)。因此，依據(jù) * 水庫(kù)大壩巖基地質(zhì)構(gòu)造及試驗(yàn)孔的實(shí)踐論證，提出不同深度的巖層在灌漿 時(shí)采用與此相匹配的壓力值。6 帷幕灌漿試驗(yàn)檢查帷幕灌漿試驗(yàn)結(jié)束后， 待凝 22 天后對(duì)灌漿效果進(jìn)行了鉆孔取芯和壓水

7、試驗(yàn)檢查。 按試驗(yàn) 方案檢查孔布置兩個(gè)。6.1 取芯帷幕灌漿檢查孔鉆孔時(shí)，對(duì)全風(fēng)化片麻巖進(jìn)行了干鉆取芯，取芯部位在試灌第一段，巖 樣長(zhǎng)度200mm由于機(jī)械和金鋼石鉆頭的研磨壓縮，全風(fēng)化巖體以擠壓成砂狀。但被灌入裂 隙中水泥漿結(jié)石成碎片同時(shí)取出其長(zhǎng)度30mm厚度3mm可推斷全風(fēng)化巖層裂隙發(fā)育，洗孔良好，裂隙灌漿效果好。6.2 壓水試驗(yàn)壓水試驗(yàn)采用五點(diǎn)法進(jìn)行， 透水率值灌漿前三序孔平均值 25.2Lu ，灌漿后透水率平均值 為 2.06Lu ，滿足設(shè)計(jì)要求。7結(jié)語(yǔ)通過灌漿過程和灌漿資料分析，有如下認(rèn)識(shí)：1）本次灌漿試驗(yàn)采用的施工程序、施工工藝能夠適應(yīng)本工程的地層條件；2）試驗(yàn)中帷幕灌漿施工參數(shù)如孔

8、距、排距、深度是合理的。3）試驗(yàn)中使用 O32.5 普通硅酸鹽水泥能滿足工程標(biāo)準(zhǔn)的要求。4）灌漿孔灌前透水率以及灌漿單位注入量隨灌漿次次序序遞減明顯，符合一般灌漿規(guī)律。5）應(yīng)該指出由于地質(zhì)條件的不確定性， 本次灌漿試驗(yàn)孔數(shù)較少， 以及灌漿試驗(yàn)中為了探 索本工程中灌漿壓力的值在一定程度上造成了灌漿水泥用量的增加。6）對(duì)于* 水庫(kù)全風(fēng)化地層透水率偏大， 在灌漿過程中， 低壓開灌也會(huì)產(chǎn)生注入量很大的 情況，為做到盡快達(dá)到灌漿壓力的灌漿原則必須對(duì)特殊情況進(jìn)行低壓、濃漿、限量、間歇灌 漿、分級(jí)升壓的方法進(jìn)行處理。以便提高灌漿質(zhì)量，減少工程造價(jià)，是正確的施工措施。備注說明，非正文，實(shí)際使用可刪除如下部分。

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