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(xié)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(huán)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(guī)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(fā)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(jiān)督、設計和測試系統(tǒng)的地球物理勘探單位參與的評審，會議將根據(jù)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(jiān)測控制

因地質條件比較復雜，而且?guī)r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(fā)生，因此灌漿時抬動監(jiān)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(jié)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(jié)和層流巖體均為二級，壓縮帶的發(fā)展及其影響區(qū)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(qū)巖體質量總體良好，但薄弱的夾層較多，而且跑漿漏現(xiàn)象嚴重，在注漿過程中容易起升；裂縫區(qū)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(chuàng)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(qū)進行動態(tài)特性，灌漿技術的創(chuàng)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(shù)

根據(jù)現(xiàn)場實際注漿情況，參數(shù)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(xù)注漿現(xiàn)場的頻繁影響，針對不同的在湍流區(qū)開發(fā)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(shù)。

4.2提升監(jiān)控

可以通過控制注漿升降機的狀態(tài)，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(tǒng)

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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)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(zhí)行一次。

5、優(yōu)化固結灌漿的快速施工技術

5.1施工方案調整優(yōu)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(jié)，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(yōu)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(shù)量進行了分解。為了避免在低溫和低降水季節(jié)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(yōu)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(yōu)化，減少了灌漿段的總數(shù)，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(guī)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(jù)現(xiàn)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(shù)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(huán)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(shù)，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(shù)，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(tǒng)籌安排、采取得當?shù)膽獙Υ胧┤〉昧己霉酀{效果，對后續(xù)的壩基固結灌漿提供了有價值的參考。

參考文獻：

[1]電力行業(yè)標準.DL/T5148-2001水工建筑物水泥灌漿施工技術要求[S].中國經濟出版社，2002.

[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(xiàn)宏（1979-）男，陜西蒲城縣人，工程師，大學文化，現(xiàn)主要從事水土保持工程、水利水電工程建筑等施工監(jiān)理工作。