水库坝基帷幕灌浆生产性试验

水库坝基帷幕灌浆生产性试验1、前言水库工程处于省地区中部，坝址位于省地区三川河支流北川河干流上，县与两村之间。枢纽主要建筑物包括大坝、泄洪洞、供水发电洞、电站。坝址河谷地形平坦开阔，河谷宽度650M，河床高程11001109M，左岸为黄土台地，右岸为基岩山区。在河流两岸发育有二级阶地。级阶地高出河床25M，阶面宽150300M级阶地高出河床510M，阶面宽100200M、级堆积阶地均呈条带状分布于两岸。坝址左岸黄土台地底部为一古河道，属掩埋古河道。根据坝基地质条件，大坝坝基防渗采用塑性混凝土防渗墙与帷幕灌浆相结合的方案，其中砂砾石层以下基岩全强风化层2530M为中透水带；右岸坝肩全强风化基岩层为右岸绕坝渗漏的主要通道。本次设计拟对坝基及右岸坝肩沿坝轴线00700992范围内基岩10LU线以上范围设灌浆帷幕，坝基段灌浆帷幕顶部与防渗墙的搭接长度为4M，帷幕设计标准为灌浆后基岩透水率为5LU本次灌浆试验计划进行单排孔试验孔5个（检查孔2个）和双排灌浆试验孔10个，本次试验的主要目的是研究有地下水条件下的强风化岩层中的灌浆处理措施，验证坝基帷幕灌浆设计排数以及孔、排距和灌浆段长、压力等参数的合同性，以达到指导整个水库坝基帷幕灌浆施工的目的。2、坝址区的地质概况21工程地质条件坝址区出露的基岩地层有A上太古界赤坚岭组的混合花岗岩，分布于坝基及右岸，为坝基主要涉及的基岩地层；地下水类型有第四第松散松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种类型。B下原古界野鸡山群杨树岭组变质砾岩、石英片岩分布于右岸。节理裂隙发育三组第一组走相N3050E、倾向SE或NW，倾角6080；第二组走相N7080W、倾向NE，倾角6580；第三组走相N20N44W，倾向NE，倾角4565裂隙面比较垂直，裂隙宽度多在210MM，裂隙内多数无充填，少数有泥质填充。基岩片麻岩节理面多向北西倾斜，总体为单斜构造，片麻理产状N40N50E，NW10LU时，加深一段（5M）。当灌前压水透水率Q3LU时，可灌浆终孔。57封孔采用“自上而下”分段压力封孔法，即将该孔分成23段，每段段长不大于15M进行复灌封孔。6、灌浆试验成果统计分析灌浆前各孔段压水透水率及灌浆水泥耗量统计表见表1、表2从表1、表2可见，灌浆前压水透水率出现8825LU及4885LU，可能为孔口封闭灌浆过程中由于追求高压，致使顶板劈裂形成。单位注入量单段最高达13909KG/M，最小为414KG/MT2、T4孔由于追求高压，致使顶板劈裂，使浆液压入砂砾石层，14M用水泥106372KG，平均760KG，是、序孔平均535KG的142倍，是序孔平均值17214KG的442倍。试验主要根据水库岩基情况和水库设计的等级、库容为依据参数，该大坝岩基帷幕灌浆阶段设计原则采用常规中压灌浆（053MPA）进行施工。试验阶段在了解地层分层界限钻探和第一段压水试验（当下入14M护壁套管，并在帷幕灌浆顶线上的1315M风化岩用压力水泥浆将12514M段全部固结，水泥凝固50小时后再次复钻，第一段2M段压力为052MPA，也就证明，帷幕灌浆顶高程以上下班1315M水泥固结后去灌浆盖重顶板最大承受压力是052MPA）。所以在帷幕灌浆试验中提出第一段压力1MPA，最低压力为07MPA，以下各段视具体情况采取措施达到3MPA压力或根据地层构造的最大承受压力决定灌浆压力。依据试验孔的同类曲线频繁产生，所以水库岩基帷幕灌浆必须依据大坝岩基的地质构造，由其对全、强风化地层采取常规的中值压力灌浆。该地区不能使用国内目前倾向的高压灌浆，若采取取一些施工手段进行较高灌浆压力是不必要的。灌浆压力是提高和灌浆质量的重要因素之一，一般地层结构良好的情况下，使用较高压力是有利的，但是灌浆压力的选择必须结合地层实际情况，使用压力过大会产生如下问题1）使岩石裂隙扩宽、甚至产生新的裂隙。2）使原来的地质条件恶化或使岩石抬动变形。3）扩大灌浆范围，使浆液在高压作用下延伸到扩散区域以外，形成浪费。因此，依据水库大坝岩基地质构造及试验孔的实践论证，提出不同深度的岩层在灌浆时采用与此相匹配的压力值。7、帷幕灌浆试验检查帷幕灌浆试验结束后，待凝22天后对灌浆效果进行了钻孔取芯和压水试验检查。按试验方案检查孔布置两个。71取芯帷幕灌浆检查孔钻孔时，对全风化片麻岩进行了干钻取芯，取芯部位在试灌第一段，岩样长度200MM，由于机械和金钢石钻头的研磨压缩，全风化岩体以挤压成砂状。但被灌入裂隙中水泥浆结石成碎片同时取出其最大长度30MM，厚度3MM，可推断全风化岩层裂隙发育，洗孔良好，裂隙灌浆效果好。72压水试验压水试验采用五点法进行，透水率值灌浆前三序孔平均值252LU，灌浆后透水率平均值为206LU，满足设计要求。8、结语通过灌浆过程和灌浆资料分析，有如下认识1）本次灌浆试验采用的施工程序、施工工艺能够适应本工程的地层条件；2）试验中帷幕灌浆施工参数如孔距、排距、深度是合理的。3）试验中使用325普通硅酸盐水泥能满足工程标准的要求。4）灌浆孔灌前透水率以及灌浆单位注入量随灌浆次次序序递减明显，符合一般灌浆规律。5）应该指出由于地质条件的不确定性，本次灌浆试验孔数较少，以及灌浆试验中为了探索本工程中灌浆压力的最大值在一定程度上造成了灌浆水泥用量的增加。6）