心墻巖基固結灌漿效果分析★

舒連剛 姚德兀 許軍才

(1.四川中水成勘院工程物探檢測有限公司，四川 成都 610072；2.合肥市勘察院有限責任公司，安徽 合肥 230009)

·水利工程·

心墻巖基固結灌漿效果分析★

舒連剛1姚德兀1許軍才2*

(1.四川中水成勘院工程物探檢測有限公司，四川 成都 610072；2.合肥市勘察院有限責任公司，安徽 合肥 230009)

心墻基巖的滲透性的好壞直接影響水工結構的工作性能，研究心墻巖基固結灌漿效果，對評價水利水電工程建設具有重要的現實意義。采用聲波測試技術對心墻巖基固結灌漿效果進行評價，對比研究心墻巖基固結灌漿前后聲波波速變化，分析表明通過固結灌漿能有效地提高心墻巖基的整體性與均質性。

固結灌漿，聲波測試，聲波波速，心墻巖基

0 引言

隨著我國水利水電大規模建設的開展，筑壩高度越來越高，工程規模越來越大。這對心墻基巖的地質條件要求將會越來越高，傳統的采用爆破開挖，對心墻巖基會產生破壞性的損傷，固結灌漿技術對基巖的傷害相對爆破開挖破壞性要小的多，該方法在心墻巖基固結被廣泛采用[1-3]。因此，研究心墻巖基固結灌漿效果，對評價水利水電工程建設具有重要的現實意義和應用價值。

對固結灌漿效果的研究，國內外學者做了一定的研究工作。本文基于固結灌漿前、后心墻巖基波速的變化，分析心墻巖基灌漿后巖體波速的提高與灌漿前巖體波速之間的關系[4,5]。

1 檢測方法

灌漿效果是以透水率、聲測波速的大小及彈性模量提高的程度來判斷的。其中，聲波檢測檢測速度快、準確及時等優點。目前工程實踐中，固結灌漿效果的檢測以聲測波速為主，輔以壓水試驗、鉆孔電視等方法相結合。

根據彈性力學理論，在各向同性的巖體中，縱波波速與彈性模量及泊松比存在一定的關系，其關系表達式為：

(1)

式中：VP——巖體的縱波波速；

μ——泊松比；

ρ——密度；

Ed——動彈性模量。

固結灌漿效果的評價主要基于巖體物探試驗參數的絕對值指標及相關參數的相對提高率指標。絕對值指標主要指灌漿后巖體波速、模量及透水率的大小；相對提高率指標主要指巖體聲測波速及變形(彈性)模量的提高率。聲測波速模量提高率為[6]：

(2)

式中：ηv——巖體波速提高率；

V0——灌漿前巖體聲測波速;

V1——灌漿后巖體聲測波速。

2 工程概況與聲波測試

2.1工程概況

某水電站是大渡河流域水電規劃“3庫22級”開發方案的第5級，位于四川省阿壩州馬爾康市、金川縣境內大渡河上源足木足河、綽斯甲河匯口以下約2 km河段。電站裝機容量200萬kW，多年平均年發電量約77.07億kW·h。水庫調蓄可增加下游大渡河17個梯級電站枯水年枯期平均出力1 758 MW、枯期電量約66億kW·h。

該工程左右壩肩巖體主要由致密堅硬的細～中粒似斑狀黑云鉀長花崗巖和細～中粒二云二長花崗巖組成，巖石抗風化能力強，風化作用主要沿裂隙進行，其風化強度、深度和分布規律明顯受構造、地形、巖體卸荷和地下水等因素控制。左壩肩試驗區位于電站進水口平臺(高程為2 397 m)，為Ⅲ類基巖，表層基巖完整，裂隙微發育，隨著后續帷幕鉆孔的施工，在9 m以下逐漸出現較大裂隙通道、鉆孔時出現無回水現象，尤其在20 m～40 m深度范圍這一現象較為普遍；右壩肩試驗區位于右岸邊坡臺地(高程為2 510 m)，為Ⅳ類基巖，表層基巖較完整，局部裂隙發育。

2.2聲波試驗方案

巖體的完整性，為了獲取最佳鉆孔功效，計劃在本試驗區進行鉆孔工藝的對比試驗，具體布置見圖1。

固結灌漿試驗主要工作程序見圖2。

灌漿過程中特殊情況處理，灌漿過程中，個別孔段吃漿量較大，采取了以下措施進行處理：

1)在施工中采取了低壓、濃漿、限流、間歇灌漿等方法進行處理。

2)灌注膏狀漿液和水泥砂漿，對大裂隙進行充填。

3)對個別特大滲漏通道灌注水泥水玻璃雙液漿進行了封堵。

針對試驗區灌前測試3孔，灌漿后測試2孔，測試結果如表1所示。波速主要分布在4 838 m/s～5 112 m/s，平均波速為4 937 m/s，波速大于4 500 m/s的占比85.87%，波速低于3 825 m/s的占比3.26%；灌后測試2孔，波速主要分布在4 936 m/s～5 186 m/s，平均波速5 061 m/s，灌后巖體波速均大于4 500 m/s。經固結灌漿處理過后，巖體波速有一定提高，波速提高率ηv=2.5%，滿足設計驗收標準。

表1 測試區灌漿前后聲波波速

3 結語

本文采用聲波檢測技術對心墻巖基固結效果進行測試，通過對研究區灌漿前后變化，分析表明通過固結灌漿能有效地提高巖石的整體性與均質性，提高巖石的抗壓強度與彈性模量，減少巖石的變形與不均沉陷，通過此次試驗表明固結灌漿對心墻巖基進行加固在技術上是可行的，效果是可靠的。

[1] 孔祥輝，周火明，李新勝.帷幕灌漿技術在基巖防滲工程中的應用[J].地下空間與工程學報,2006,2(S2):1396-1398.

[2] 楊劍鋒，張俊德，謝文峰，等.錦屏一級大壩左岸建基面f2斷層處理施工技術[J].人民長江,2017(2):40-43.

[3] 楊 偉.瀘定水電站超百米混凝土防滲墻施工技術[J].施工技術,2010,39(5):32-36.

[4] 陳 磊，戴前偉，曾凡卿.大壩建基巖體物理探測方法應用[J].工程地球物理學報,2006,3(3):221-224.

[5] 童廣秀，劉康和.黃河沙坡頭水利樞紐壩基巖體灌漿效果檢測[J].華北地震科學,2003,21(4):35-41.

[6] 張文舉，盧文波，陳 明，等.基于灌漿前、后波速變化的巖體固結灌漿效果分析[J].巖石力學與工程學報,2012,31(3):469-478.

Analysisonconsolidationgroutingeffectofrockbaseofcore-wall★

ShuLiangang1YaoDewu1XuJuncai2*

(1.SichuanZhongshuiChengkanyuanGeophysicalExplorationCo.,Ltd,Chengdu610072,China;2.HefeiInvestigationInstituteLLC,Hefei230009,China)

The permeability of core-wall bedrock directly affects the working performance of hydraulic structure, and it is of great practical significance to evaluate the effect of core-rock foundation consolidation grouting. In this paper, acoustic grouting technique is used to evaluate the effect of consolidation the core-wall rock foundation. The results show that the consolidation and grouting can improve the integrity and the qualitative of core-wall rock base.

consolidation grouting, acoustic testing, acoustic wave velocity, core-wall rock base

TV543.5

A

1009-6825(2017)26-0207-02

2017-07-02 ★：國防重點學科實驗室開放基金(RGET1502)

舒連剛(1978- )，男，高級工程師

許軍才(1980- )，男，博士，工程師