曾曉洲 申銀海 亢 亮

四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)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(shè)灌漿、排水廊道，并與水墊塘排水廊道相通。二道壩全壩基進(jìn)行固結(jié)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(jié)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(gòu)造角礫巖，近地表風(fēng)化強(qiáng)烈。主要發(fā)育層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶為L(zhǎng)S321，產(chǎn)狀N40°E，SE∠15～20°，厚度2cm～10cm，波狀起伏，主要以角礫化構(gòu)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(shè)計(jì)指標(biāo)

二道壩固結(jié)灌漿質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)以巖體波速為主，結(jié)合鉆孔壓水試驗(yàn)、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(píng)定其質(zhì)量。設(shè)計(jì)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：

（1）單孔平均巖體波速不小于4600m/s，單孔測(cè)點(diǎn)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(yàn)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(yàn)采用單點(diǎn)法。

4 固結(jié)灌漿試驗(yàn)

4.1 固結(jié)灌漿試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

試驗(yàn)?zāi)康模簽槊鬟m合二道壩地質(zhì)條件下合理的固結(jié)灌漿參數(shù)和有效的施工工藝，在滿足質(zhì)量要求的同時(shí)能加快施工進(jìn)度，確?？傔M(jìn)度目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

4.2 固結(jié)灌漿試驗(yàn)區(qū)及工程量

試驗(yàn)位置：二道壩河床4#壩段進(jìn)行固結(jié)灌漿試驗(yàn)。本次固結(jié)灌漿共163孔，482.0m。

4.3 固結(jié)灌漿試驗(yàn)方法

本次固結(jié)灌漿試驗(yàn)采用循環(huán)式灌漿施工方法。

5 固結(jié)灌漿施工工藝

5.1 鉆孔施工

（1）試驗(yàn)區(qū)布置抬動(dòng)觀測(cè)孔1個(gè)，孔深為8m，孔徑Ф91mm。灌漿、壓水過程中均進(jìn)行抬動(dòng)變形監(jiān)測(cè)并記錄，基巖抬動(dòng)允許值要求不大于200μm；

（2）灌前物探測(cè)試孔布置總孔數(shù)5%，地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，孔徑Ф91mm；（3）固結(jié)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(jī)鉆孔，孔徑為Ф91mm。

5.2 壓水實(shí)驗(yàn)

灌前物探測(cè)試孔、灌后質(zhì)量檢查孔均進(jìn)行“單點(diǎn)法”壓水試驗(yàn)。灌漿孔進(jìn)行“簡(jiǎn)易壓水”試驗(yàn)[1]，時(shí)間為30min，壓力為灌漿壓力的80%，該值若大于1MPa時(shí)，采用1MPa。

5.3 灌漿工藝控制

5.3.1 灌漿設(shè)計(jì)

固結(jié)灌漿孔間排距3.0m×3.0m，垂直于建基面，深入基巖5m或7m。設(shè)計(jì)防滲標(biāo)準(zhǔn)為透水率q≤3Lu。

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

試驗(yàn)區(qū)固結(jié)灌漿壓力與段長(zhǎng)詳見表1。

表1 固結(jié)灌漿壓力

為控制基巖抬動(dòng)變形，注入率和壓力的關(guān)系按表2進(jìn)行控制。

表2 注入率和壓力關(guān)系參考表

5.3.2 灌漿漿液及漿液變換

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

（2）灌漿漿液由稀到濃逐級(jí)變換，其變換遵循如下原則：

1）當(dāng)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(shí)，不得改變水灰比；

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

3）當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，根據(jù)具體情況，可越級(jí)變濃；

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

5.3.3 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及封孔

（1）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在設(shè)計(jì)壓力下，當(dāng)注入率不大于1L/min，繼續(xù)灌注30min，灌漿結(jié)束；

（2）當(dāng)長(zhǎng)期達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，上報(bào)監(jiān)理工程師共同研究處理措施；

（3）全孔灌漿結(jié)束后，采用“全孔灌漿封孔法”進(jìn)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(shí)間不少于30min；

（4）已進(jìn)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(yù)縮砂漿封填密實(shí)[2]。

5.3.4 特殊情況處理

（1）對(duì)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(shí)，如串漿孔具備灌漿條件，采用一泵一孔同時(shí)進(jìn)行灌漿。否則，塞住串漿孔，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，對(duì)串漿孔進(jìn)行掃孔，沖洗，然后繼續(xù)鉆進(jìn)或灌漿；

（3）灌漿因故中斷，應(yīng)盡快恢復(fù)灌漿，否則立即沖洗鉆孔，而后恢復(fù)灌漿，若無法沖洗或沖洗無效則掃孔復(fù)灌?；謴?fù)灌漿時(shí)，使用開灌比級(jí)的水泥漿灌注。若注入率與中斷前相近，采用中斷前的比級(jí)水泥漿灌注：若注入率較中斷前減少較多，則逐級(jí)加濃漿繼續(xù)灌注：如注入率較中斷前減少很多，且在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿，則采取補(bǔ)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(jié)束時(shí)，可選用下列措施處理：

①降低灌漿壓力，待漿液流動(dòng)性降低后，逐漸升高壓力，按正常灌漿進(jìn)行；

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

③灌注速凝漿液。

（6）灌漿孔段遇特殊情況時(shí)，無論采用何種措施進(jìn)行處理，其復(fù)灌前均應(yīng)進(jìn)行掃孔，復(fù)灌后應(yīng)達(dá)到規(guī)定的結(jié)束條件。

6 灌漿成果分析

6.1 灌前測(cè)試成果分析

本次試驗(yàn)共布置6個(gè)灌前測(cè)試孔，孔深為5.0m。灌前平均透水率為65.02Lu。灌前巖體波速檢測(cè)平均值為4372m/s。

6.2 灌漿成果分析

（1）壓水成果

本次壓水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)詳見表3。

表3 壓水試驗(yàn)區(qū)間頻率統(tǒng)計(jì)表

從上表可看出，試驗(yàn)區(qū)各次序巖體透水率隨次序的增加而遞減的規(guī)律明顯。巖體的平均透水率灌后比灌前降低了65%；Ⅱ序孔比Ⅰ序孔遞減了77.3%。表明隨著灌漿次序的增加，巖體的滲透條件也隨之逐步改善，防滲效果明顯

（2）灌漿成果

本次灌漿成果統(tǒng)計(jì)詳見表4。

表4 灌漿成果綜合統(tǒng)計(jì)表

從上表可以看出，單位注灰量Ⅱ序孔比Ⅰ序孔遞減了64.44%，錯(cuò)動(dòng)帶加密孔比Ⅱ序孔遞減了21.52%，試驗(yàn)區(qū)各次序孔的單位注灰量均遵循逐序遞減的規(guī)律，說明隨著灌漿次序的增進(jìn)，巖體裂隙逐漸被漿液充填密實(shí)。

6.3 灌后效果檢查及評(píng)價(jià)

6.3.1 灌后壓水檢查

本次灌漿試驗(yàn)檢測(cè)采用了鉆孔取芯、壓水試驗(yàn)及巖體波速等綜合檢測(cè)手段。

本次試驗(yàn)區(qū)共布置了5個(gè)檢查孔，壓水試驗(yàn)結(jié)果詳見表5。

表5 檢查孔壓水試驗(yàn)成果表

灌后壓水試驗(yàn)段透水率均不大于3Lu，檢查結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。

6.3.2 灌后巖體波速測(cè)試

所有檢查孔均進(jìn)行了巖體波速檢測(cè)，檢查結(jié)果見表6。

表6 灌后檢查孔巖體波速統(tǒng)計(jì)表

檢查孔平均波速均大于4600m/s，巖體波速無小于4000m/s以下的測(cè)點(diǎn)，檢查結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。

7 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)本次固結(jié)灌漿試驗(yàn)成果進(jìn)行分析，可以得出如下結(jié)論

（1）本次試驗(yàn)所采用的施工工藝及初步設(shè)計(jì)施工參數(shù)（段長(zhǎng)、壓力、灌漿深度）在本工程地質(zhì)條件下是適宜的，能夠滿足設(shè)計(jì)固結(jié)要求；

（2）強(qiáng)度為42.5MPa的普通硅酸鹽水泥及漿液配比能夠適應(yīng)本類地層固結(jié)灌漿要求；

（3）間排距為3m的布孔型式滿足設(shè)計(jì)要求[3]；

（4）特殊情況采取的處理措施是適宜的。