淺論白鶴灘水電站二道壩固結灌漿試驗

2021-11-01 02:25:42曾曉洲申銀海

城市建設理論研究(電子版) 2021年22期

曾曉洲申銀海亢亮

四川二灘國際工程咨詢有限責任公司四川成都 610000

1 工程概況

白鶴灘水電站二道壩采用重力式混凝土壩，壩頂高程606.0m，最大壩高65.0m，壩頂寬度8.0m。二道壩上游坡比1:0.6，下游坡比1:0.8。二道壩內(nèi)設灌漿、排水廊道，并與水墊塘排水廊道相通。二道壩全壩基進行固結灌漿處理，灌漿孔間排距為3.0m×3.0m，入巖孔深為5.0m和7.0m，梅花型布置，采用無蓋重固結灌漿。

2 工程地質(zhì)條件

二道壩壩基部位主要由P2β31層、P2β32層隱晶質(zhì)玄武巖、角礫熔巖、柱狀節(jié)理玄武巖和杏仁狀玄武巖組成。

左岸F17斷層從上游坡腳斜切河床壩基，斷層產(chǎn)狀N30°～40°E，NW∠70～80°，斷層帶寬度約1.50m，主要為構造角礫巖，近地表風化強烈。主要發(fā)育層內(nèi)錯動帶為LS321，產(chǎn)狀N40°E，SE∠15～20°，厚度2cm～10cm，波狀起伏，主要以角礫化構造巖為主，頂、底部斷續(xù)泥質(zhì)。右岸邊坡發(fā)育NW斷層F18、F20等。

3 工程設計指標

二道壩固結灌漿質(zhì)量控制標準以巖體波速為主，結合鉆孔壓水試驗、灌漿前后物探成果、灌漿施工資料以及鉆孔取芯資料等綜合評定其質(zhì)量。設計質(zhì)量控制標準：

（1）單孔平均巖體波速不小于4600m/s，單孔測點巖體波速小于4000m/s的不超過10%，且不集中。

（2）灌后質(zhì)量檢查孔85%以上壓水試驗段透水率不大于3Lu，其余試段透水率不大于4.5Lu，且不集中，壓水試驗采用單點法。

4 固結灌漿試驗

4.1 固結灌漿試驗目的

試驗目的：為摸索適合二道壩地質(zhì)條件下合理的固結灌漿參數(shù)和有效的施工工藝，在滿足質(zhì)量要求的同時能加快施工進度，確保總進度目標的實現(xiàn)。

4.2 固結灌漿試驗區(qū)及工程量

試驗位置：二道壩河床4#壩段進行固結灌漿試驗。本次固結灌漿共163孔，482.0m。

4.3 固結灌漿試驗方法

本次固結灌漿試驗采用循環(huán)式灌漿施工方法。

5 固結灌漿施工工藝

5.1 鉆孔施工

（1）試驗區(qū)布置抬動觀測孔1個，孔深為8m，孔徑Ф91mm。灌漿、壓水過程中均進行抬動變形監(jiān)測并記錄，基巖抬動允許值要求不大于200μm；

（2）灌前物探測試孔布置總孔數(shù)5%，地質(zhì)鉆機鉆孔，孔徑Ф91mm；（3）固結灌漿孔采用100B潛孔鉆鉆孔，孔徑Ф76mm；（4）灌后檢查孔按總孔數(shù)5%布置，地質(zhì)鉆機鉆孔，孔徑為Ф91mm。

5.2 壓水實驗

灌前物探測試孔、灌后質(zhì)量檢查孔均進行“單點法”壓水試驗。灌漿孔進行“簡易壓水”試驗[1]，時間為30min，壓力為灌漿壓力的80%，該值若大于1MPa時，采用1MPa。

5.3 灌漿工藝控制

5.3.1 灌漿設計

固結灌漿孔間排距3.0m×3.0m，垂直于建基面，深入基巖5m或7m。設計防滲標準為透水率q≤3Lu。

灌前測試孔、灌后質(zhì)量檢查孔孔徑Ф76mm，其余固結灌漿孔徑Ф56mm，鉆孔垂直于建基面，深入建基面以下5m、7m。

試驗區(qū)固結灌漿壓力與段長詳見表1。

表1 固結灌漿壓力

為控制基巖抬動變形，注入率和壓力的關系按表2進行控制。

表2 注入率和壓力關系參考表

5.3.2 灌漿漿液及漿液變換

（1）固結灌漿均采用普通硅酸鹽水泥漿液灌注，其強度等級不低于42.5MPa。水泥漿液的水灰比采用3、2、1、0.8、0.5五級，采用最稀水灰比開灌。

（2）灌漿漿液由稀到濃逐級變換，其變換遵循如下原則：

1）當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少，或注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比；

2）當某級漿液注入量已達300L以上，或灌注時間已達30min，而灌漿壓力和注入率均無顯著改變時，換濃一級漿液灌注；

3）當注入率大于30L/min時，根據(jù)具體情況，可越級變濃；

4）灌漿過程中，灌漿壓力或注入率突然改變較大時，立即查明原因，采取相應的措施進行處理。

5.3.3 灌漿結束標準及封孔

（1）灌漿結束標準：在設計壓力下，當注入率不大于1L/min，繼續(xù)灌注30min，灌漿結束；

（2）當長期達不到結束標準時，上報監(jiān)理工程師共同研究處理措施；

（3）全孔灌漿結束后，采用“全孔灌漿封孔法”進行封孔，封孔水灰比采用0.5:1，封孔灌漿壓力為灌漿孔的最大壓力且不大于1MPa，封孔時間不少于30min；

（4）已進行封孔的灌漿孔，待水泥漿液凝固后，清除孔內(nèi)污水、浮漿，采用預縮砂漿封填密實[2]。

5.3.4 特殊情況處理

（1）對冒漿、漏漿采用表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇、待凝等方法處理；

（2）發(fā)現(xiàn)串漿時，如串漿孔具備灌漿條件，采用一泵一孔同時進行灌漿。否則，塞住串漿孔，待灌漿孔灌漿結束后，對串漿孔進行掃孔，沖洗，然后繼續(xù)鉆進或灌漿；

（3）灌漿因故中斷，應盡快恢復灌漿，否則立即沖洗鉆孔，而后恢復灌漿，若無法沖洗或沖洗無效則掃孔復灌。恢復灌漿時，使用開灌比級的水泥漿灌注。若注入率與中斷前相近，采用中斷前的比級水泥漿灌注：若注入率較中斷前減少較多，則逐級加濃漿繼續(xù)灌注：如注入率較中斷前減少很多，且在短時間內(nèi)停止吸漿，則采取補救措施；

（4）有涌水的灌漿孔段，選用純壓式灌漿、提高灌漿壓力、濃漿、閉漿、待凝等措施處理；

（5）注入量大而難以結束時，可選用下列措施處理：

①降低灌漿壓力，待漿液流動性降低后，逐漸升高壓力，按正常灌漿進行；

②控制進漿量在15～25L/min之間，使用濃漿灌注，待進漿量明顯減小后升高壓力進行正常灌漿；

③灌注速凝漿液。

（6）灌漿孔段遇特殊情況時，無論采用何種措施進行處理，其復灌前均應進行掃孔，復灌后應達到規(guī)定的結束條件。