碧流河实验报告

..>奇台县碧流河水库工程坝基及坝肩防渗试验报告葛洲坝新疆工程局〔〕奇台县碧流河根底处理工程经理部2015年8月15日审批：编写：灌浆试验的目的与任务根据设计说明及要求，通过灌浆试验主要到达以下几个目的；通过灌浆试验确定灌浆防渗效果，从而评价经灌浆处理后提高防渗能力的可行性和可靠性。了解岩石的可灌性，补充灌浆区域的地质资料。通过灌浆试验确定合理有效的灌浆参数。如：深度、灌浆材料、浆液级配、待凝时间、灌浆压力、干料单位耗量和特殊情况处理等。灌浆试验区的地质条件。坝轴线走向E90°，河谷呈"V〞型，河床宽度约15m，走向近正N方向，河床蛇曲不明显、较顺直，枯水期河水位水面宽度3～6m。水库正常蓄水位高程，对应河床宽度约137m。按坝轴线的工程地质条件，将坝线分为左岸坝肩、河床坝基、右岸坝肩三局局部别评述：左岸坝肩：左岸(0-155～0-006m)段高程1672～1770m之间，岸坡坡度50°～55°，下部近乎直立，高程1738～1761m之间，坡度约35°～45°。岸坡走向354°，向下游岸坡渐缓。左岸坝肩大多基岩裸露，仅在高程1738～1762m之间，表层有厚1～2m厚的碎石土或风积粉土。基岩岩性为石炭系上统博格多群上亚群第一组凝灰质砂岩，灰黑色，中厚层状，岩层产状50°SE∠37°，岩体强风化层厚约5～6m，纵波速度Vp＝3100～3500m/s；弱风化带厚15～18m，纵波速度Vp＝3500～4000m/s；微～新鲜基岩纵波速度Vp=5000～5500m/s。根据试验资料显示岩体的颗粒密度为、干密度、湿密度、自然吸水率为0.27%、饱和吸水率为0.30%、空隙率0.78%、烘干后抗压强度118MPa、饱和抗压强度、软化系数、烘干后抗剪强度c为、为度、浸水后抗剪强度c为2.3MPa、为度。左岸坝肩桩号处发育有一小型断层：f7：65°NW∠86°，断层破碎带宽度～，为碎裂岩，与岸坡走向呈大角度相交，因此该断层对坝肩及岸坡稳定影响不大。岩石裂隙主要发育L9：65°NW∠86°，延伸长度5～8m，面平直，闭合，为硬性构造面，两组裂隙与层面相互切割，岩体被分割成10～20cm的块状，由于两组裂隙与岸坡走向呈大角度相交，因此对岸坡稳定影响不大，目前左坝肩自然边坡虽然较陡，但边坡的稳定性尚好，坡脚没有发现大规模的崩塌物，但在坝线附近山体岩石凸凹不平，需要进展削坡处理。心墙根底范围内的断层破碎带必须进展处理，建议沿断层走向去除破碎岩层，在开挖过程中，假设破碎带水平方向延伸深度较浅应全部去除，假设延伸较深，无尖灭迹象，开挖深度不小于2倍的破碎带宽度且不应小于1.0m，回填混凝土处理，在去除过程中应注意上部岩体的稳定，对不稳定岩体可适当的削坡。据左岸钻孔试验资料，岩体透水率q≤10Lu值界限均在基岩面以下埋深45～65m，透水率q≤5Lu值界限均在基岩面以下50～76m，透水率q≤3Lu值界限均在基岩面以下62～84m。河床坝基：(0-006～0+009m段)：现代河床宽15m，河水高程约，河床高程左右，主流偏右侧。河床砂卵砾石厚度10～12m，渗透系数×10-2cm/s，属强透水，河床覆盖层地震有效波速Vep=500～1000m/s，根据砂卵砾石层试验，天然状态平均湿密度，干密度，含水率4.9%；比重，超重型动探试验资料显示，河床卵砾石表层为稍密状，以下为中密-密实状，承载力特征值为350～400kPa；下伏基岩岩性为为石灰系上统博格多群上亚群第一组凝灰质砂岩，灰黑色，中厚层状，岩层产状50°SE∠37°，岩体强风化层厚约5～6m，纵波速度Vp＝3100～3500m/s；弱风化带厚15～18m，纵波速度Vp＝3500～4000m/s；微～新鲜基岩Vp=5000～5500m/s。根据试验资料显示岩体的颗粒密度为、干密度、湿密度2.68g/cm3、自然吸水率为0.27%、饱和吸水率为0.3%、空隙率0.78%、烘干后抗压强度118MPa、饱和抗压强度、软化系数、烘干后抗剪强度c为、为度、浸水后抗剪强度c为2.3MPa、为度。据钻孔压水试验资料，岩体透水率q≤10Lu值界限均在基岩面以下埋深48～61m，透水率q≤5Lu值界限均在基岩面以下埋深55～69m，透水率q≤3Lu值界限均在基岩面以下埋深60～75m。河床坝基段据钻孔及地面测绘，未见大的断层通过，裂隙主要发育两组：①320°～325°SW∠65°～75°，延伸长8～10m，面平直，闭合；②70°～80°SE∠65°～75°，延伸长5～8m，面平直，闭合，为硬性构造面。右岸坝肩：右岸(0+009～段)河床陡砍基岩裸露，岸坡近直立，在高程1676～1730m和1752～之间，表层有厚2～6m左右的坡积碎石土和风积粉土，其构造较松散。据地表测绘和钻孔揭露，右岸坝肩发育两断层，f10:350°NE∠70°，破碎带宽度一般20～30cm，以角砾岩、碎裂岩为主；f11：60°SE∠70°，破碎带宽度一般10～20cm，以角砾岩、碎裂岩为主。心墙根底范围内的断层破碎带必须进展处理，建议沿断层走向去除破碎岩层，在开挖过程中，假设破碎带水平方向延伸深度较浅应全部去除，假设延伸较深，无尖灭迹象，开挖深度不小于2倍的破碎带宽度且不应小于1.0m，回填混凝土塞处理，在去除过程中应注意上部岩体的稳定，对不稳定岩体可适当的削坡。除断层外，裂隙主要发育两组：①320°～325°SW∠65°～75°,延伸长8～10m，面平直，闭合；②70°～80°SE∠65°～75°,延伸长5～8m，面平直，闭合，为硬性构造面。经钻孔、平洞及物探测试，岩体强风化层厚约5～6m，最大8m，纵波速度Vp＝3100～3500m/s；弱风化带厚15～18m，纵波速度Vp＝3500～4000m/s；微～新鲜基岩Vp=5000～5500m/s。根据试验资料显示岩体的饱和抗压强度、软化系数、浸水后抗剪强度c为2.3MPa、为度。据钻孔压水试验资料，岩体透水率q≤10Lu值界限均在基岩面以下埋深40～65m，透水率q≤5Lu值界限均在基岩面以下埋深70～80m，岩体透水率q≤3Lu值界限均在基岩面以下埋深80～90m。灌浆试验的施工灌浆孔的布置；进展生产性固结和帷幕灌浆试验，在帷幕线上选择有代表性的地段作灌浆试验区，布置在段，具体位置如附图所示。..>..>钻孔灌浆开孔孔位与设计孔位的偏差不大于10cm。固结灌浆钻孔采用100E型潜孔钻机进展钻孔，钻孔孔径为91mm。帷幕灌浆钻孔采用*Y-2型钻机钻孔，第一个施工的I序孔做为先导孔，先导孔采取自上而下分段钻孔〔取芯〕，钻孔孔径为75-91mm。根本孔根据成孔情况采取综合造孔法〔自上而下或自下而上〕。钻孔孔斜控制如下孔深〔m〕203040506080100最大允许偏差值〔m〕冲洗、各灌浆孔〔段〕在灌浆前应采用压力水进展裂隙冲洗，直至回水清净时止。冲洗压力可为灌浆压力的80%，并不大于1Mpa。采用自下而上分段灌浆法时，各灌浆孔可在灌浆前全孔一次裂隙冲洗。压水试验；简易压水可在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进展。先导孔自上而下分段压水，根本孔只做孔底段的单点压水。压力可为灌浆压力的80%，该值假设大于1MPa时，采用1MPa。压水20min，每5min测读一次压入流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果仍以透水率表示。灌浆工作；浆液的控制灌浆浆液采用普通硅酸盐水泥，细度通过80um方孔筛的筛余量不大于5%。拌浆机采用YJC-340型双层立式搅拌机，搅拌时间不低于3min，上层拌浆桶内水泥浆应过筛后放入下层拌浆桶使用。浆液浓度采用重量比为5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1七个比级，通过计算确定各比级的浆液配合比。施工中为计量配制准确，各比级浆液配合比〔272L〕见下表：附表2水灰比5:13：12：11：1：1：1：1水〔Kg〕255204192水泥〔Kg〕51204240比重灌浆施工过程中，随时抽测浆液的比重。.灌浆抬动观测在灌浆试验地段上，设置盖板抬动变形观测的装置，盖板面抬动限位。灌浆固结灌浆浆液开灌比3:1，水灰比初定为3:1、2:1、1:1、〔〕：1四个比级固结灌浆应严格按照先下游后上游，单排分序加密的原则进展，同排分二序施工。帷幕灌浆浆液开灌比为5:1，水灰比初定为5:1、3:1、2:1、2:1、0.8:1、〔〕:1等六个比级帷幕灌浆应分序加密的原则进展，单排分三序，其施工顺序为I序—II序—III序。先导孔采取自上而下，根本孔采取综合灌浆法。浆液变换(1)当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。(2)当*一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级。(3)当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。灌浆特殊情况控制灌浆过程中，发现冒浆漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、外表封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进展处理。帷幕灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进展灌浆。应一泵灌一孔。否则应将串浆孔用塞塞住，持灌浆孔灌浆完毕后。串浆孔并行扫孔、冲洗，而后继续钻进和灌浆。灌浆工作必须连续进展，假设因故中断，可按照下述原则进展处理：

(1)应及早恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。假设无法冲洗或冲洗无效，则应进展扫孔，而后恢复灌浆。

(2)恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进展灌注。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。

(3)恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停顿吸浆，应采取补救措施。灌浆完毕标准固结灌浆的完毕条件为：在试验设计最大压力下，当注入率不大于后，继续关注30min，可完毕灌浆。固结灌浆封孔应采用全孔灌浆封孔法。帷幕灌浆的完毕条件为:采用自上而下分段灌浆时，灌浆段在最大设计压力下，注入率不大于后，继续灌注60min，可完毕灌浆。采用自下而上分段灌浆时，灌浆段在最大设计压力下，注入率不大于后，继续灌注60min，可完毕灌浆。帷幕灌浆封孔：自上而下采用"置换和压力灌浆封孔法〞进展封孔。自下而上采用："全孔灌浆封孔法〞。灌浆孔封孔后，待孔内水泥浆液凝后，灌浆孔上部空余局部应采用导管浆液法或干硬性M20砂浆人工封填捣实。灌浆试验检查固结灌浆完毕3-7天后进展灌浆效果检查，固结检查孔数量为灌浆孔总数的5%，且每个灌浆单元至少有一个检查孔。帷幕灌浆完毕14天后进展灌浆效果检查，检查孔数量为灌浆孔总数的10%，且每个灌浆单元至少有一个检查孔。灌浆检查孔自上而下分段钻孔取芯、压水，压水采用单点压水法，检查孔压水试验完毕后，按技术要求进展灌浆和封孔。帷幕灌浆质量压水试验检查，坝体混凝土与基岩接触段及其下一段的合格率应为100%；再以下的各段的合格率应在90%以上，不合格段的透水率值不超过设计规定值的150%，且不集中，灌浆质量可认为合格。否则应由建立单位会同设计、监理、施工单位商定处理方案。观测工作；放孔采用全站仪放样，专人记录，并保存放样点位。钻孔孔斜采用测斜仪测量，专人记录。抬动采用千分表控制，压水灌浆时专人观察，并予以记录。浆液采用比重计检测，专人记录。压力采用压力表和压力传感器，双向控制，采集仪记录流量采用流量计输出采集仪记录试验中的问题和处理。无试验成果的分析和评述，灌浆工程量原定固结灌浆22个灌浆孔，入岩6m，设计132m。原定帷幕灌浆11个灌浆孔，入岩75m，设计825m。水泥用量分析固结灌浆各孔序的单位注入量单位注入量〔kg/m〕灌浆次序III最大最小平均2506总平均帷幕灌浆各孔孔序的单位注入量单位注入量〔kg/m〕灌浆次序IIIIII最大最小平均总平均固结各次孔序单位注入量频率累计曲线由图可以看出单位注灰区间I百分比II百分比<10325%550%10～50975%440%50～10000110%100～5000000>5000000合计1210即I序单位注入量频率最大是在10～50kg/m，约占75%，II序单位注入量频率最大是在<10kg/m区间，约占50%，最大单位注入量频率100～500区间，约占10%。由此可以反映出岩体主要是细微裂隙与较大的裂隙两种。帷幕各次孔序单位注入量频率累计曲线由图可以看出单位注灰区间I百分比II百分比III百分比<101020%1531%4860%10～50816%1633%3240%50～100918%715%00100～5002244%1021%00>50012%0000合计504880即I序单位注入量频率最大是在100～500kg/m，约占44%，II序单位注入量频率最大是在10～50kg/mkg/m区间，约占33%，III序单位注入量频率最大是在<10区间，约占60%，最大单位注入量频率>500区间，约占2%。由此可以反映出岩体主要是裂隙与较大的裂隙两种。帷幕各次孔序单位透水率频率累计曲线由图可以看出单位注灰区间<11～55～1010～50>50合计I1101322450百分数2%20%26%44%8%即I序单位透水率频率最大是在10～50lu，约占44%，最大单位透水率频率>50区间，约占8%。由此可以反映出岩体主要是强透水率。单位注入量和灌浆次序关系分析固结各次序的单位注入量及期间的各占百分数的关系灌浆次序灌浆段总长水泥消耗量单位注入量各次序孔的单位注入量的百分比〔以I序孔为100%〕I100II82即单位注入量的递减速度来看，I序和II序孔递减速度并不明显。说明岩体裂隙延伸短。帷幕各次序的单位注入量及期间的各占百分数的关系灌浆次序灌浆段总长水泥消耗量单位注入量各次序孔的单位注入量的百分比〔以I序孔为100%〕I100II47III7即单位注入量的递减速度来看，I序、II序和III序孔递减速度明显。说明岩体深层裂隙发育，延伸长。岩心分析钻数孔深岩心长度采取率〔%〕钻数孔深岩心长度采取率〔%〕186238135844780586269507114581355914301016150111860122060132261142347152515016277517288518307519328620339121356022376523385524406025425526436327455528476529487