大崗山水電站抗剪洞固結灌漿試驗及成果分析

張國青 吳尚珍 黨建濤

摘要：本文主要是通過隨機選取洞室內的局部洞身段作為試驗區，通過試驗區的生產性試驗，來校核原設定灌漿參數，并為后期洞室內大面積灌漿提供灌漿施工參數，以科學、合理地指導后期的洞室內灌漿施工。

關鍵詞：抗剪洞 試驗區 固結灌漿 成果分析

中圖分類號：TV543 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（b）-0026-01

1 概述

1.1試驗區概況

1120抗剪洞固結灌漿區域長86.2m，分六個單元進行固結灌漿，共計29排725孔；固結灌漿孔沿平洞洞周輻射發散進行布置，排距3m，呈梅花形布置。本次灌漿試驗段選擇在1120抗剪洞樁號K0-39—K0-30進行。該洞室完成鉆孔75個（其中Ⅰ序37個，Ⅱ序孔30個Ⅲ序孔8個），鉆孔延長627m，累計耗灰162.15T，單位注漿量為258.6kg/m。

1.2試驗區地質情況

該灌漿區圍巖巖性以微新花崗巖、輝綠巖脈為主，局部呈次塊狀結構，段內發育β4（f5）及f231等巖脈及斷層、總體屬Ⅳ-Ⅲ圍巖。

2 試驗灌漿施工程序、施工工藝

2.1施工程序

在固結灌漿全面展開后，將以“鉆孔→裂縫沖洗→灌前壓水→固結灌漿→終孔封孔→檢查孔→檢查孔封孔”的程序進行施工。

2.2施工工藝

2.2.1側墻底板灌漿施工工藝

（1）入巖8m孔采用兩次成孔，自上而下，分2/6m段阻塞、孔內循環灌漿法；（2）入巖10m孔采用兩次成孔，自上而下，分3/7m段阻塞、孔內循環灌漿法；（3）入巖20m孔采用四次成孔，自上而下，分2/6/6/6m段阻塞、孔內循環灌漿法；（4）在局部裂隙較發育段將采取純壓式灌漿。

2.2.2頂拱灌漿施工工藝

（1）入巖8m孔采用兩次成孔，自上而下，分2/6m段純壓式灌漿法；（2）入巖10m孔采用兩次成孔，自上而下，分3/7m段純壓式灌漿法。

3 灌漿漿液配比的使用、灌漿壓力的選定

（1）從灌漿成果表顯示各次序不同比級的漿液隨著施工的先后順序呈遞減趨勢進行變化，總體灌漿比較正常，局部出現異常情況說明該試驗段地質條件變化復雜，因2：1的漿液起灌對該巖層比較適合；同時灌漿成果表中顯示0.5∶1的漿液為主灌漿漿液，因灌漿最終比級宜為0.5∶1。

建議漿液比級為：2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1五個比級。

（2）灌漿壓力擬定采用下表1壓力所示

4 各類灌漿成果

4.1灌漿試驗成果

從灌漿成果統計表顯示注入量超過100kg/m小于300kg/m的孔占總孔數的52.1%，小于100kg/m孔占總孔數的23.3%。大于300kg/m的孔占總孔數的24.6%，此數據表明各孔隨著施工的先后順序，單位注漿量也跟著減小，整體灌漿比較正常。經分析該洞室的輝綠巖脈發育，以陡傾角、傾向坡里的為主，屬巖塊巖屑型、巖屑夾泥型或泥夾巖屑型，巖層松散，無膠結，透水性好，吸漿量較大。

4.2各次序孔灌漿統計

從灌漿成果顯示，I序孔灌漿總量大于II序孔灌漿總量，II序孔灌漿總量大于Ⅲ序孔灌漿總量。灌注水泥量隨著壓力的增大而增大，說明該區段可灌性好；隨著孔序的次序而減小，減小頻率約為30%和60%，說明每次序孔灌漿效果顯著，其數據變化符合固結灌漿的一般規律。

從灌漿數據顯示各段次隨著孔深和壓力的增大，單位注入量亦隨之增大，說明深層巖石吸漿量較大，可灌性較好，其數據變化符合固結灌漿的一般規律。

4.3透水率和單位注灰量

試驗區Ⅰ序孔最大透水率為46.72Lu，最小透水率為10.04Lu，平均透水率29.83Lu。其中透水率在15～20Lu區間的頻率為13%，透水率在20～30Lu區間的頻率為33%，透水率在30～40Lu區間的頻率為46%，透水率在40～50Lu區間的頻率為8%。

試驗區Ⅰ序孔注灰量在10～50kg/m區間的頻率為7%，注灰量在50～100kg/m區間的頻率為15%，注灰量在100～1000kg/m區間的頻率為78%；Ⅱ序孔注灰量在10～50kg/m區間的頻率為8%，注灰量在50～100kg/m區間的頻率為19%，注灰量在100～1000kg/m區間的頻率為73%；Ⅲ序孔注灰量在10～50kg/m區間的頻率為33%，注灰量在50～100kg/m區間的頻率為42%，注灰量在100～1000kg/m區間的頻率為25%。

4.4檢查孔壓水試驗成果

灌前壓水平均透水率為29.83Lu，灌后壓水平均透水率0.44Lu，遠小于灌前透水率。固結灌漿前后透水率說明固結灌漿效果非常明顯，且達到設計要求（設計要求透水率小于3Lu）。

5 結語

試驗區灌漿效果顯著，水泥漿液充分堵塞了巖體中的裂隙和滲水通道，提高了1120抗剪洞巖體整體性及抗變形能力。通過試驗表明以下漿液配比和壓力均能滿足設計要求。結合本次試驗成果分析，本次試驗采用的施工方法和灌漿工藝得當，可作為后期固結灌漿主要灌漿方法。