帷幕灌漿技術(shù)在壩基防滲處理中的應(yīng)用

1、    帷幕灌漿技術(shù)在壩基防滲處理中的應(yīng)用    盧國(guó)璋摘要：帷幕灌漿技術(shù)是水工建筑物地基防滲處理的主要手段，對(duì)保證水工建筑物的安全運(yùn)行起著重要作用。文章結(jié)合某水利樞紐工程實(shí)例，通過(guò)對(duì)電站壩基帷幕灌漿施工效果的分析研究，闡述了在復(fù)雜地質(zhì)條件下，利用帷幕灌漿的技術(shù)措施處理壩基防滲問(wèn)題，供參考借鑒。關(guān)鍵詞：帷幕灌漿；水工建筑；壩基防滲；工藝控制；abstract: the curtain grouting technology is the primary means of hydraulic structures foundation seepage co

2、ntrol plays an important role in ensuring the safe operation of hydraulic structures. in combination with a water control project instance, on the analysis of the dam foundation curtain grouting effect on technical measures to deal with seepage preventing problems in complex geological conditions, t

3、he use of curtain grouting, for references.keywords: grouting curtain; hydraulic construction; foundation seepage control; process control;中圖分類(lèi)號(hào)：tv52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：2095-2104（2012）05-0020-02在閘壩的巖石或砂礫石地基中采用灌漿建造防滲帷幕的工程。帷幕頂部與混凝土閘底板或壩體連接，底部深入相對(duì)不透水巖層一定深度，以阻止或減少地基中地下水的滲透；與位于其下游的排水系統(tǒng)共同作用，還可降低滲透水流對(duì)閘壩的揚(yáng)壓力1。20世紀(jì)以

4、來(lái)，帷幕灌漿一直是水工建筑物地基防滲處理的主要手段，對(duì)保證水工建筑物的安全運(yùn)行起著重要作用2。一、工程概況水利樞紐是一座以發(fā)電為主，結(jié)合航運(yùn)，兼顧其他綜合利用的水電樞紐工程，壩址距上游樞紐壩址41.35km，距下游河口24km，為該河道開(kāi)發(fā)的最末一個(gè)梯級(jí)。壩址以上控制集雨面積為18261km2，多年平均流量為580m3/s，多年平均徑流量為182.9億立方米，設(shè)計(jì)洪水流量19400m3/（sp=2%），校核洪水流量27100m3/s（p=0.2%），多年平均懸移質(zhì)年輸沙量246.7萬(wàn)噸，水庫(kù)正常蓄水位18.5m，相應(yīng)庫(kù)容1.078億立方米；右岸廠房右岸船閘樞紐總體布置方案（16孔溢流壩，堰頂高

5、程6m），電站裝機(jī)3×2mw，年利用小時(shí)數(shù)3957h，多年平均發(fā)電量237.4gw·h；船閘按通航1+2×120t級(jí)船隊(duì)及300t單船設(shè)計(jì)；本項(xiàng)目帷幕灌漿工程分布在右岸接頭土壩段、門(mén)庫(kù)壩段、一期溢流壩段、河床式水利樞紐主機(jī)間、安裝間和航運(yùn)工程閘首和閘室等部位，帷幕灌漿工程量3320m。二、工程地質(zhì)概況壩址區(qū)地貌為侵蝕、剝蝕低山地貌，右岸為一級(jí)階地。河谷呈寬“u”字型，兩岸地形不對(duì)稱(chēng)。土壩布置在右岸沖積一級(jí)階地及剝蝕的低山丘陵坡地上，壩肩發(fā)育有一條沖溝橫切山坡；壩基地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，未發(fā)現(xiàn)有圈套的斷裂構(gòu)造分布，沖積粉質(zhì)黏土或砂礫石層均能滿足壩基承載力要求；壩基滲漏主要表

6、現(xiàn)沖洪積層滲漏、中等透水巖體的一般滲漏和沿裂隙密集帶的集中滲漏。廠房地基在2#背斜的核部，巖體較為破碎，構(gòu)造裂隙發(fā)育，但規(guī)模較小，主要為短小的裂隙，為弱中等透水。通航建筑物的上引航道渠底大部分位于一級(jí)階地上，階地厚為11.519.8m；上閘首地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，處在2#背斜的核部，巖層產(chǎn)狀變化較大，裂隙較發(fā)育。閘室及下閘首地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖層呈單斜結(jié)構(gòu)，裂隙較發(fā)育，但規(guī)模較小，延伸不長(zhǎng)。下引航道地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，處在2#向斜的核部，巖層產(chǎn)狀變化較大，裂隙較發(fā)育。三、灌漿試驗(yàn)施工灌漿試驗(yàn)選在土壩的上游段，試驗(yàn)段長(zhǎng)7m，混凝土厚度2.63.3m，該段壩前水深2m，共布置5個(gè)灌漿鉆孔，孔距分別為2m及1.5m

7、，分為3序次采用孔口封閉循環(huán)灌漿法施工，孔口管埋入混凝土1.5m。灌漿段長(zhǎng)度:第1段2m，第2段3m，第3段及以后均為5m最后一段可適當(dāng)加長(zhǎng)，但不超過(guò)89m。由于壩基巖體軟弱、風(fēng)化、節(jié)理裂隙發(fā)育，壩前水深小，灌漿壓力為0.20.5mpa。序孔的平均透水率為30.8lu，單米注入水泥量為2.714kg/m。ii序孔的平均透水率為10.7lu，為序孔的34.7%，單米注入水泥量為90.7kg/m，為序孔的41.7%。iii序孔的平均透水率為6.13lu，為ii序孔的57.3%，單米注入水泥量為32.7kg/m，為ii序孔的36%，符合基巖灌漿的一般規(guī)律。檢查孔位于透水率大、吸漿量大多次冒漿、串漿的

8、第11、12號(hào)鉆孔之間，混凝土與基巖接觸面有水泥結(jié)石，厚35mm，膠結(jié)緊密。壓水試驗(yàn)共作10段，透水率為0.41.8lu，全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)段灌漿成果表明，壩基的巖體風(fēng)化較強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙較發(fā)育，透水率大。序孔孔深3848m，透水率達(dá)1134lu，小于等于5lu的深度大為增加；混凝土與基巖接觸面透水率大、吸漿量大、多次冒漿。試驗(yàn)成果資料表明：（1）孔距2m是合適的，能達(dá)到設(shè)計(jì)要求；（2）防滲帷幕應(yīng)適當(dāng)加深；（3）首先進(jìn)行混凝土以下2m接觸段的首段灌漿，達(dá)到灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，下入孔口管，用水泥固結(jié)，待凝48h，再進(jìn)行以下段灌漿，效果較好。四、帷幕灌漿施工工藝流程帷幕灌漿采用自上而下分段鉆進(jìn)，分段

9、灌漿，孔內(nèi)循環(huán)的灌漿方法?；炷僚c基巖接觸段巖石段長(zhǎng)2m，單獨(dú)灌漿并待凝，以下灌漿段長(zhǎng)56m。在斷層、破碎帶地質(zhì)條件地區(qū)縮短灌漿段長(zhǎng)并待凝。1 造孔施工。造孔是灌漿工程中極為重要的一環(huán)，成孔的質(zhì)量及進(jìn)度直接關(guān)系著整個(gè)灌漿工程的質(zhì)量及進(jìn)度3，必須嚴(yán)格控制成孔質(zhì)量。（1）安裝鉆架、擺放鉆機(jī)。在確定灌漿孔位后做好標(biāo)記，清理平整場(chǎng)地，然后鋪地板、方木搭制鉆探平臺(tái)，鉆機(jī)安裝要穩(wěn)固、周正。擺放鉆機(jī)要保持天車(chē)、主動(dòng)鉆桿、灌漿孔中心3點(diǎn)成1線，然后準(zhǔn)備開(kāi)鉆；（2）試車(chē)、開(kāi)鉆。安裝完畢后，啟動(dòng)動(dòng)力設(shè)備進(jìn)行試車(chē)，包括鉆機(jī)、供水供電系統(tǒng)，待所有設(shè)備均運(yùn)轉(zhuǎn)正常后進(jìn)行開(kāi)鉆；（3）鉆進(jìn)工藝。本次灌漿造孔對(duì)于壩基礎(chǔ)部分、先

10、導(dǎo)孔和檢查孔，施工中采用59mm金剛石鉆頭進(jìn)行基巖部分的鉆孔。每次鉆孔前都要認(rèn)真檢查所有的鉆桿及鉆具、主動(dòng)鉆桿和鉆桿接手等，不準(zhǔn)使用彎曲變形的鉆桿、鉆具，各部位接頭要接牢，各部位接頭和管材要保持良好同心度。金剛石鉆進(jìn)成孔間隙小，鉆頭水口窄，需要較大的泵壓和中等泵量才能產(chǎn)生強(qiáng)制冷卻和沖洗作用。2 裂隙沖洗及壓水試驗(yàn)。帷幕灌漿在鉆孔結(jié)束后，采用由導(dǎo)管通入大流量高壓水流從孔底向孔外沖洗的方法沖洗孔壁，鉆孔沖洗擬采用單孔沖洗，直至回水澄清后，再繼續(xù)沖洗10min，且總的時(shí)間要求不少于30min，串通孔不少于2h，底殘?jiān)怀^(guò)20cm。一般部位的裂隙沖洗壓力采用同段灌漿壓力的80%。壓水試驗(yàn)在裂隙沖洗后

11、進(jìn)行，本次灌漿選擇10%的灌漿孔做先導(dǎo)孔，并在序孔中選擇。先導(dǎo)孔應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)采用單點(diǎn)法，壓力采用同段灌漿壓力的80%，且不大于1mpa。簡(jiǎn)易壓水時(shí)間為20min，每35min測(cè)讀1次壓入流量，取最后的流量作為計(jì)算流量。3 灌漿施工。帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法時(shí)，在規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率不大于0.4l/min時(shí)，繼續(xù)灌注60min，或不大于1l/min時(shí)，繼續(xù)灌注90min，灌漿即可結(jié)束。而采用自下而上分段灌漿法時(shí)，繼續(xù)灌注時(shí)間相應(yīng)減少為30min和60min，灌漿即可結(jié)束。灌漿過(guò)程中，隨時(shí)測(cè)量進(jìn)漿和回漿比重，當(dāng)回漿變濃時(shí)，換用與進(jìn)漿相同比級(jí)的新漿液進(jìn)行灌注。若效果不明顯，延續(xù)灌注30min，即可停止灌注。4 封孔。灌漿結(jié)束采用全孔灌漿封堵法封孔：全孔灌漿結(jié)束后，用0.51的水泥漿置換孔內(nèi)漿液并取出所有灌漿管后0.51的水泥漿純壓30min，壓力為最大灌漿壓力，并做好灌記錄。五、結(jié)論該水利樞紐防滲工程經(jīng)帷幕灌漿處理后，下層灌漿洞洞基本保持干燥，未發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的滲水現(xiàn)象，灌漿質(zhì)量較好。為前蓄水、按時(shí)發(fā)電做出了應(yīng)有貢獻(xiàn)。目前水庫(kù)已蓄水并達(dá)到發(fā)電要求水位，大壩下游及邊坡周?chē)鷽](méi)