對不良地質體條件下壩基固結灌漿工藝的研究

【摘要】在不同的工程地質構造、斷層、粘土、煤層地質中，提高壩基固結灌漿控制，協調和解決混凝土快速固結灌，對于工程建設具有十分重要的意義。本文通過壩基特殊地質層，對壩基固結灌漿施工技術的研究，在固結灌漿施工早期（測試部分）遇到施工難題時，在解決固結灌漿工藝方案、治療效果的過程中應當詳細記錄和說明，重點把學科建設作為研究的重點工程，為隨后的灌漿施工提供參考。

【關鍵詞】不良地質；固結灌漿；壩基；工藝研究

1、前言

壩基加固采用更復雜可靠的自上而下、孔隙間形成循環的固結注漿法，克服了地質缺陷的影響及各種施工難度，成功的完成了壩基特殊地質層的固結灌漿施工，其成果符合設計規范要求和加固壩基的。

2、壩基固結灌漿檢測指標要求

壩基固結灌漿灌漿和試驗指標以聲波速度和單位滲透率為主，在試驗指標原理、復雜地質條件下（壩基固結灌巖溶裂隙密度、層間擠壓帶開發和其他原因），導致聲波速度的值超過85%后，要求低于5%（不包括度量單位點和透水率）。針對此問題，專門召開了監督、設計和測試系統的地球物理勘探單位參與的評審，會議將根據鉆孔變形模量、巖體聲波速度、平均孔全景圖像和灌漿施工、灌裝后巖體質量的綜合評價，鉆孔變形模量、巖體的平均聲波速度。

3、重點研究方向

3.1抬動監測控制

因地質條件比較復雜，而且巖石破碎且整體性差，擠樂破碎帶、斷層及軟弱夾層分布較廣，灌漿過程中抬動情況極易發生，因此灌漿時抬動監測控制尤為重要。

3.2特殊壩段地基加固處理

壩基的基礎主要由中厚砂巖組成，巖石一般不活潑，局部風化巖石較強。由于構造的影響，形成了巖體的節理和夾層缺乏完整性、鑲嵌結構或層間結構；大壩根部附近基巖的弱夾層、壓縮帶、關節和層流巖體均為二級，壓縮帶的發展及其影響區為IV～V級。

4、工藝改進

4.1灌漿工藝研究及改進

復雜的工程地質條件，高臺區巖體質量總體良好，但薄弱的夾層較多，而且跑漿漏現象嚴重，在注漿過程中容易起升；裂縫區域分布廣泛，巖石破碎。地下水豐富，對水的抬升控制和制漿也很容易搬運，這是非常困難的。

4.4.1技術創新

由于混凝土蓋板厚度較小，在早期的幾周內，由于混凝土的厚度較小，巖體的變形越來越嚴重，單次注漿時間和累積起升值達到200PM。為有效防止變形，應分析該地區進行動態特性，灌漿技術的創新，使每個孔灌漿后成整個巖體的灌漿掩護重”。

4.1.2調整參數

根據現場實際注漿情況，參數直接與混凝土蓋層厚度、注漿排斥力和流量大小有關。為了進一步控制移動變形，避免后續注漿現場的頻繁影響，針對不同的在湍流區開發了相應的注漿排斥力，調整原設計，調整了灌漿流量控制措施和混凝土的參數。

4.2提升監控

可以通過控制注漿升降機的狀態，在沒有注漿點的位置設置自動報警裝置進行觀測，在檢查表面升力的同時，在所有的固結灌漿表面都保存了一個二級水平測流點，每一天都必須是一個詳細的觀察。通過以上兩項措施，可以有效地進行檢測。

4.2.1采用智能位移測控儀觀測系統

該儀器的性能特點是；單一傳感器傳輸；設置和上下限值控制值；實時顯示、存儲、打印和檢測數據，按要求打印時間-提升花式曲線；測試精度1um，測試范圍0～100pm；為下限值激光報警器，其中下限語音報警可以解除，可以恢復；停電后，需求的上限和下限，檢測數據不損失零點值，

4.2.2取消雙重控制

使用觀測方法為“雙控制”，即在地質上設置升降視圖，設置二度光學觀察點。為了保證測量孔的精度，標準定位是準確的，光學觀察點使用的是在前一階段被埋的鐵長凳，頂部的焊接是直徑為30mm的鐵球。與此同時，鐵板被磚塊保護。如果原來的鐵長凳不滿意，則重新鉆孔（每塊6個）。外觀檢測每天執行一次。

5、優化固結灌漿的快速施工技術

5.1施工方案調整優化

升船機為碾壓混凝土大壩混凝土，開挖面低，會造成碾壓混凝土的情況，將面臨高溫時期和雨季，溫度控制碾壓混凝土施工難度增加，和固結灌漿施工需要2～3灌漿。為了保證順利的碾壓混凝土在低溫季節，調整固結灌漿高程，大面積時間深孔整合深粘稠液體，不僅可以滿足寒冷的冬季運行的順利施工的混凝土的質量，增加固結灌漿厚度的同時，可以降低風險。通過對施工方案的調整和優化，整個施工周期提前兩個月。

5.2詳細的工期

針對固結灌漿的高峰強度，對工程數量進行了分解。為了避免在低溫和低降水季節的壓力混凝土。在高平臺上合理安排固結灌漿施工。建筑強度從每月2.5萬米減少到每月1.9萬多米。

5.3使用先進的設備

由于特殊的地質條件，氣動鉆孔巖1損傷較大，容易壓裂，為了確保灌漿的質量。研究固結灌漿鉆井液鉆機和2型地質鉆機。

5.4優化灌漿段長

在不影響灌漿的質量的前提下，齒槽部分固結灌漿厚度在15米深孔（巖石25米、30米）長除法來調整，部分長度進行了優化，減少了灌漿段的總數，加快施工進度和灌漿的周期。

6、結束語

本次在固結灌漿施工過程中嚴格按照試驗方案和有關規范進行，通過對本次灌漿試驗成果的分析及評價，得出以下幾點結論。固結灌漿，可灌性好。根據現場施工與資料分析，孔段注入量的大小與透水率大小基本相合。本次固結灌漿試驗所選的參數及所用的灌漿設備、高壓灌漿管路線、灌漿自動記錄儀等灌漿設備能滿足本工程固結灌漿要求，本次試驗所采用的自上而下分段孔內循環式灌漿法施工工藝滿足設計要求。本次固結灌漿試驗圓滿完成，驗證了灌漿試驗前所擬定的灌漿參數，灌漿施工方法以及施工工藝，尤其是在應對文中所述的固結灌漿特殊情況時，明確了處理方法及處理措施響應參數，證明了在不良地質情況下的固結灌漿可以通過科學的設計、合理的統籌安排、采取得當的應對措施取得良好灌漿效果，對后續的壩基固結灌漿提供了有價值的參考。

參考文獻：

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[2]廖偉，何剛，許海燕等.高地應力條件下巖體松弛時間效應檢測[J].工程地球物理學報，2011，8（5）：605-619.

作者簡介：黨現宏（1979-）男，陜西蒲城縣人，工程師，大學文化，現主要從事水土保持工程、水利水電工程建筑等施工監理工作。