淺談壩體帷幕灌漿抗?jié)B能力的提高

淺談壩體帷幕灌漿抗?jié)B能力的提高

1骨干工程之一—工程概況寶雞峽谷第一個(gè)加水口工程位于寶雞以西約11公里的河流峽谷出口。工程以灌溉為主,結(jié)合發(fā)電,是解決陜西省渭北旱原地區(qū)干旱問(wèn)題的骨干工程之一。該工程屬Ⅲ等工程,壩高49.6m,為混凝土重力壩。壩下基巖為砂礫巖,風(fēng)化輕微,以中等堅(jiān)硬巖為主,部分較軟,局部有緩傾角裂隙。特別是右岸開(kāi)挖之后基巖比較破碎,裂隙發(fā)育較多,加之左右壩肩存在F1斷層,壩下基巖中有L0緩傾角裂隙,為確保大壩安全蓄水,減少大壩壩基的滲流量、降低滲透壓力,保證壩基的滲透穩(wěn)定,須對(duì)大壩上游進(jìn)行帷幕灌漿處理。2主流道2.1壩段灌漿與壩側(cè)灌漿寶雞峽渠首加壩加閘工程的上游帷幕位于壩軸線上0+000.65樁號(hào)處,全長(zhǎng)253.6m,最大幕深48m;灌漿包括廊道內(nèi)灌漿、非溢流壩段頂帷幕灌漿和左右壩肩帷幕灌漿。設(shè)計(jì)灌漿孔為269個(gè),總進(jìn)尺5043m,帷幕灌漿主要在廊道內(nèi)進(jìn)行,廊道內(nèi)底板上灌漿孔為向上游傾斜10°,其余均為垂直灌漿孔。上游帷幕廊道最低高程600m,最高高程610m。壩基以下分布第三系沉積的肉紅色粗粒砂巖、鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)。巖體完整,風(fēng)化程度輕微,巖體發(fā)育4組緩傾角裂隙和緩傾角構(gòu)造斷層,該裂隙和構(gòu)造斷層是影響壩基透水的重點(diǎn),也是此次帷幕灌漿的關(guān)鍵。2.2平洞和廊道內(nèi)的灌漿孔限制鉆具設(shè)計(jì)該工程鉆孔主要采用了150m及300m兩種型號(hào)的回旋鉆機(jī),由于施工空間有限,對(duì)于平洞和廊道內(nèi)的灌漿孔限制鉆具長(zhǎng)度不超過(guò)1.0m,且設(shè)計(jì)中有斜孔,因此采用加長(zhǎng)巖心管、增加鉆桿扶正器和使用50mm鉆桿進(jìn)行施工,確?？仔逼钤谠试S范圍內(nèi)。2.3灌漿壓力沖洗孔一般采用灌漿泵帶壓循環(huán)沖洗方式,總沖洗時(shí)間不小于30min且直至回水清凈為止,沖洗壓力可為灌漿壓力的80%,該值若大于1MPa時(shí)采用1MPa。壓水試驗(yàn)采用單點(diǎn)法進(jìn)行壓水,即只采用一個(gè)固定壓力進(jìn)行壓水。2.4計(jì)算2.4.1灌漿段的長(zhǎng)度考慮到這次帷幕灌漿孔深度為4m～48m,為確保質(zhì)量采用循環(huán)式自上而下分段灌漿法和孔口封閉灌漿法,且射漿管距孔底距離不得大于50cm,灌漿方式采用燈籠式橡膠塞串聯(lián)止?jié){,孔內(nèi)循環(huán)灌漿方式,采用自上而下分段灌漿法的特點(diǎn)是:一是建筑物和基巖的接觸段要先進(jìn)行單獨(dú)灌漿并待凝,接觸段在巖石中的長(zhǎng)度不能大于2m,以下灌漿段長(zhǎng)度采用不大于5m,滲透量較小的部位可適當(dāng)增大,但不超過(guò)10m;二是灌漿塞要塞在已灌段段底以上0.5m處,以防漏灌;三是孔口無(wú)漏水的孔段,灌漿結(jié)束可不待凝,但在斷層、破碎帶等地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)要待凝,待凝時(shí)間為一般巖石不小于24h,破碎石不小于48h。采用孔口封閉灌漿法的特點(diǎn)是:一是孔口管必須預(yù)先埋設(shè),由于此灌漿法壓力大,故要求孔口管必須鑲鑄牢固,決不允許孔口四周有漏、冒漿現(xiàn)象、又因孔口管要求埋入巖石中深度為1.0m,所以一般操作為下鉆入巖石1m,然后將孔口管放入,再行灌漿,待凝后使孔口管牢固地鑲在孔內(nèi);二是灌漿管的外徑與鉆孔孔徑之差不大于20mm,鉆桿作為灌漿管時(shí)接頭為平接頭;三是此灌漿法是孔口一次封閉,各灌漿段不待凝,多次重復(fù)灌漿,灌漿壓力大,利于保證質(zhì)量。但灌漿管易在孔內(nèi)凝固,因此在封閉好孔口的同時(shí)還要在灌漿中經(jīng)?；顒?dòng)灌漿管。2.4.2灌漿壓力和注入率控制根據(jù)設(shè)計(jì)要求,初步確定采用循環(huán)式自上而下灌漿法時(shí)開(kāi)始灌漿壓力為0.4MPa,采用孔口封閉灌漿法時(shí)開(kāi)始灌漿壓力為0.6MPa,結(jié)合這次各灌漿孔實(shí)際分段長(zhǎng)及設(shè)計(jì)灌漿壓力如表1。在灌漿過(guò)程中,應(yīng)盡快達(dá)到設(shè)計(jì)灌漿壓力,但當(dāng)吸漿量較大時(shí)應(yīng)分級(jí)升壓。這次灌漿水灰比采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1七個(gè)比級(jí),開(kāi)灌水灰比選用5∶1,灌漿漿液的濃度要由稀變濃,逐級(jí)變換。當(dāng)灌漿壓力不變,注入率持續(xù)減小時(shí),或當(dāng)注入率不變而灌漿壓力持續(xù)升高時(shí),不得改變水灰比;當(dāng)某一級(jí)漿液注入量已大于300L或灌注時(shí)間已達(dá)1h,而灌漿壓力和注入率均無(wú)改變或改變不明顯時(shí),應(yīng)改濃一級(jí)。當(dāng)注入率大于30L/min時(shí),可根據(jù)情況越級(jí)變濃。2.4.3灌注結(jié)束時(shí),孔口封閉灌漿法(1)采用循環(huán)式自上而下分段灌漿法時(shí),在規(guī)定的壓力下,當(dāng)注入率不大于0.4L/min,斷續(xù)灌注60min時(shí),或注入率不大于1.0L/min,繼續(xù)灌注90min時(shí),灌漿即可結(jié)束。(2)采用孔口封閉灌漿法時(shí),同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件方可結(jié)束。即設(shè)計(jì)壓力下,注入率不大于1.0L/min和延續(xù)灌注時(shí)間不少于120min。2.5封鎖開(kāi)口2.5.1復(fù)灌封孔封孔即全孔灌漿結(jié)束后,首先采用壓力灌漿封孔法進(jìn)行分段復(fù)灌,灌漿壓力使用0.8～1.0MPa,按10m的段長(zhǎng)自下而上分段進(jìn)行復(fù)灌。注入率不大于1L/min時(shí),持續(xù)30min停止,隨即進(jìn)行上一段10m的復(fù)灌,直到孔口結(jié)束。然后采用機(jī)械壓漿法進(jìn)行封孔,即用膠管或鐵管下到鉆孔底部,不用止?jié){塞,用灌漿泵壓入水灰比為0.5∶1的濃漿,直到孔口冒出漿為止。水泥初凝后,孔內(nèi)空余段大于3.0m時(shí),采用更濃水泥漿、砂漿等進(jìn)行人工密實(shí)封孔。2.5.2封灌的基礎(chǔ)條件即全孔灌漿結(jié)束后,立即用稠一級(jí)漿液(0.5∶1)對(duì)全孔作一次濃漿封灌,壓力為原灌漿壓力,按正常灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,待水泥漿干硬后,對(duì)未被填滿部分排除孔內(nèi)積水后,再用干硬性水泥砂漿封填。2.6檢查孔的布設(shè)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,該次灌漿的檢查標(biāo)準(zhǔn)為ω≤0.03L/min·m·m,以檢查孔壓水試驗(yàn)成果為主,結(jié)合竣工資料及試驗(yàn)成果的分析,進(jìn)行綜合評(píng)定,檢查孔數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的10%,1個(gè)壩段或1個(gè)單元工程內(nèi),至少布設(shè)1個(gè)檢查孔?？咨钆c該部位帷幕孔深一致。檢查孔布設(shè)在施工質(zhì)量較差的部位。如:鉆孔偏斜大,灌漿出現(xiàn)異常,巖石破碎、斷層、裂隙等部位;注入率大的孔段附近。檢查孔壓水試驗(yàn)在該部位灌漿