面板堆石坝帷幕灌浆检查孔布置原则及效果分析

面板堆石坝帷幕灌浆检查孔布置原则及效果分析

中国水利水电第十二工程局有限公司浙江杭州310004

摘要:本文以滩坑水电站面板堆石坝坝基帷幕灌浆施工为例,介绍帷幕灌浆检查孔布置原则及其效果。

关键词:滩坑水电站帷幕灌浆检查孔效果分析

帷幕灌浆完成后,需对其质量﹑效果进行评定,因灌浆工程隐蔽性強,无法直观了解岩体内部裂隙的水泥灌注实际情况。灌浆质量有否达到设计目的,灌浆过程中有否出现特殊情况,岩石中的浆液充填与扩散,裂隙中水泥浆胶凝程度等,其中一项重要的检查就是进行检查孔压水试验,检查孔设置有两项重要意义,第一项为检查灌浆质量效果,第二项进一步补强灌浆效果,帷幕灌浆检查孔的数量可为灌浆孔总数的10%左右,一个坝段或一个单元工程内,至少应布置一个检查孔。

帷幕灌浆检查孔的布置有四项基本原则(1)帷幕中心线上;(2)断层、岩体破碎、裂隙发育、强岩溶等地质条件复杂的部位;(3)末序孔注入量大的孔段附近;(4)钻孔偏斜过大、灌浆情况不正常以及经分析资料认为对帷幕灌浆质量有影响的部位。本文结合滩坑水电站坝址渗漏帷幕灌浆情况,在已完成的钻孔﹑灌浆资料进行统计﹑分析确定检查孔的布置位置。

1滩坑电站实例

1.1工程概况

滩坑水电站工程位于浙江省青田县境内,工程以发电为主,兼顾防洪及其它综合利用效益,是一座具有多年调节能力的大型水电站,电站装机容量为3×200MW,年发电量10亿千瓦时,水库总库容41.9亿立方米,大坝为钢筋混凝土面板堆石坝,坝顶高程171.0m,最大坝高162.0m,坝顶长507.0m,坝体填筑总量为948.23万m3。

1.2工程地质情况

坝址区河谷呈“U”形,主河道位于左侧河床。左岸基岩以晶屑熔结凝灰岩(J3xⅡ(j))为主,河床与右岸以火山集块岩(J3xⅠ)为主。趾板线无大的地质构造,左岸主要有:F16、P1、P17、P101、P102、βu2均为高倾角结构面,除βu2宽度大于1.0m外,其余宽度小于0.5m,带内上部岩石呈全~强风化破碎夹泥为主,其中P1、P17、P102与趾板线夹角小,对趾板地基影响长度较大,但因破碎带宽度较窄仅0.1~0.3m,工程上处理容易。右岸较发育有:F49、P27、F60、P30、P31、P32、P35、P45,结构面宽度除P31、P35、P45宽(包括影响带)1.0~1.20m外,其余宽度小于0.7m,除P32、P45为中缓倾角外,其余均为高倾角结构面,破碎带以充填全~强风化岩石、角砾岩夹泥为主,其中破碎带P31与趾板线夹角小,带内全风化岩石宽1.0m。河床仅见小断层F5与趾板线夹角较大,宽度0.1~0.5m,充填灰绿色角砾凝灰岩,对坝基稳定无影响。

1.3帷幕灌浆设计

帷幕灌浆沿趾板线布置一排灌浆孔,孔距2m,孔深深入相对隔水层(q≤3lu)以下,其深度为52~83m之间,在地质不良部位,在帷幕线上游2m增加一排加强孔,成梅花型布置及帷幕线两帷幕孔之间增设加强孔,如岩脉βμ2、断层F5、F60及节理裂隙发育等部位,均设置了帷幕加强孔。施工过程中,根据钻孔、压水、灌浆情况分析,在一些部位增设补强孔。帷幕灌浆防渗质量标准为透水率≤3Lu。

1.4灌浆施工

帷幕灌浆孔采用的SGZ型回转式地质钻机造孔,金刚石钻头钻进,自上而下分段造孔,接触段为2m,以下基本段为5~6m,最大段不超过7m;帷幕灌浆分三序施工,先Ⅰ序,后Ⅱ序,再Ⅲ序的分序加密的原则进行;钻孔KXP-1型测斜仪进行测斜。钻孔冲洗采用压力水脉冲洗孔,压力为灌浆压力的80%,大于1.0Mpa,以1.0Mpa计;所有灌浆孔均自上而下分段进行压水试验,先导孔采用单点法,其余孔采用单点法或简易压水法,压水压力为灌浆压力的80%,大于1.0Mpa,以1.0Mpa计;灌浆采用SGB6-10型灌浆泵自上而下、孔口封闭、孔内循环进行,接触段灌好埋入孔口管,孔口管深入基岩内1.0m以上,待凝24小时后,继续循环往下钻灌。

2帷幕灌浆完成情况

已完成的帷幕基本孔为458只,共计29681.51m,加强孔吸浆量经过主帷幕的分序灌浆后,吸浆量明显减少,帷幕灌浆成果详见表1(透水率和单位注灰量平均值),可见三序孔最大透水率为11.8Lu,最小为0.06Lu,平均1.16Lu,平均注灰量16.3kg/m。

0+223.25段112孔为III序孔,113孔为II序孔,接触段透水率偏大,设置检查孔。

0+231.25段116孔为III序孔,接触段最大透水率为5.3Lu,115孔为I序孔,接触段最大透水率为1.47Lu,地质情况较为复杂,设置检查孔。

0+237.25段119孔接触段最大透水率为1.95Lu,注浆量较大,单为I序孔,左右118孔、120孔平均透水率均小于1,因此不需要设检查孔。

4检查孔布置检查效果

帷幕灌浆布置检查孔为50只,加强帷幕孔为181只,加强孔吸浆量经过主帷幕的分序灌浆后,吸浆量明显减少,设计根据施工现场实际情况及灌浆成果资料分析,已布置了检查孔11只,并增设了19只补强孔(兼检查孔),检查孔和补强孔均按照检查孔的要求进行施工。检查孔压水总段数672段,最大透水率为1.89Lu,最小为0Lu,均小于防渗标准3Lu,其中接触段及其下一段的透水率最大为1.32Lu,最小为0Lu,合格率为100%。.补强孔(兼检查孔)压水总段数246段,最大2.79Lu,最小为0Lu,均小于防渗标准3Lu,其中接触段及其下一段的透水率最大为2.79Lu,最小为0Lu,合格率为100%。满足设计和规范要求。

5结语

帷幕灌浆质量好坏,直接影响大坝基岩的渗透性,关系到大坝的安全与稳定,工程质量管理人员必须全过程把控灌浆工程进展,对各孔段的灌浆资料及时整理分析,对灌浆中出现的异常情况,及时调整施工方案,同时要科学合理布置检查孔,既要从各序孔的效果来分析,又要结合现场地层、岩性构造分析,这样不但可以检查基本孔灌浆效果,还可以对透水率稍大部位进一步灌浆增强。滩坑水电站从2008年运行至今,大坝基础及边坡稳定,说明帷幕灌浆设计参数、施工质量是可靠的。

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