对某水电站大坝帷幕灌浆试验与分析 3页

文章编号：loo6—2610(2011)01—0064—03某水电站大坝帷幕灌浆试验与分析姚惠芹，彭朝福(三峡大学水利与环境学院，湖北省宜昌市443002)摘要：介绍了某水电站大坝需要灌浆处理和为此所做的灌浆试验工作，包括灌浆试验的目的、设计、一艺及存在问题处理等。指出通过前期的灌浆试验T作，可为后序的坝基处理提供技术和丁艺依据，效果显著。灌浆试验采取孔口封闭、自上而下分段循环式的水泥浆液灌浆T艺，对帷幕灌浆的可行性及灌浆参数进行了探讨，并对灌浆效果进行了分析。结果表明试验达到了预期目的，得到了帷幕灌浆施工必需的设计参数，为复杂条件下的帷幕灌浆积累了经验。关键词：帷幕灌浆；试验；成果分析；大坝中图分类号：TV543文献标识码：AlYstandattalysisofcurtaingroutingfi)radamYAOHut—qin，PENGChao—fu(CollegeofWaterResourcesandEnvironment，ThreeGorgesUniversity，Yiehang443002，China)Abstract：Thispaperdescribesthenecessarygroutingforthedamofahydropowerstationandthegroutingtests，includingtestaims，design&technology．andproblemssolution．Itpointsoutthatthegroutingtestscanprovidetechnicalandprocessbasisfordamfoun—dationtreatment，andtheresultisremarkable．Thegroutingtestsappliedtheprocessofclosingtheholecollarandgroutingthecementgroutindescendingstage．Itdiscussesthefeasibilityofcurtaingroutingandthegroutingparameters，andanalyzesthegroutingresults．Theresultsshowthattheexpectedaimsarereached，thedesignparametersnecessaryforcurtaingroutingconstructionareobtained，andexperienceforcurtaingroutingincomplicatedconditionsisaccumulated．Keywords：curtaingrouting；test；resultanalysis；dam盘。枢纽区共发现Fbl，fbl，fb2一■条断层，其中Fbllf--It[i"'2坟地顷繁为一级结构面，规模较大，另2条为二级结构面，规该水电站位于云南省昆明市普渡河下游，电站模较小。且河床坝基存在JPI，JP2，JP3层问剪切破装机容量2×57MW枢纽布置主要由建筑物碾压混碎夹层。试验主要以震旦纪浅灰、灰白色巾～厚凝土重力坝、发电引水隧洞、调压井、压力管道、厂房层自云岩为主，下部主要分布有Fbl断层及JP3挤及升站等组成。碾压混凝土重力坝最大坝高8O．6压破碎带、J1层问小断层，地质条件相当复杂。该m，坝顶长148．321"11。试验区域选择与主帷幕的地质情况一致，并代表了电站枢纽区出露岩层为震旦系(Zbdn)及第四未来主帷幕灌浆施丁区域所具有的中等偏劣的地质系松散堆积，坝址区地层岩性Zbdnl一3白云岩、灰条件。质白云岩，坚硬岩；坝址位于普渡河大断层w(下)2灌浆验收稿日期：2010~9—182．1试验目的作者简介：姚惠芹(1979一)，女，湖北省孝感市人，讲师，从事水为验证设计的灌浆方法及各种参数在该地质条_i=结构工程设‘l丁作．件施工效果上的可靠性，进一步寻求合理的施工程n西北水电·2011年·第1期65序、良好的施T工艺、合宜的灌浆材料和最优的灌浆灌浆要求，采取4级升至设计压力，即0．8，1．2，参数。同时为了解灌浆对断层、挤压破碎带等特殊1．6，2．0MPa。并在灌浆过程中全面观测第4段以地质条件的施工效果。特在大坝帷幕开二r前进行了前的灌浆过程巾混凝土的抬动变形情况。试验区灌帷幕灌浆试验，以保证设计灌浆在技术上的可行性浆材料采用42．5普通硅酸盐水泥，经检验各项指标和灌浆效果的可靠性及经济上的合理性¨I4。均达到规范和设计要求。开灌水灰比为5：1，以后2．2灌浆实验位置按照3：1，2：1，1：1，0．8：1，0．6：1的次序逐级帷幕灌浆试验区布置在坝内1156m高程廊或越级变浓。灌浆结束条件为在各段的设计压力下道，坝横0+5．1m、坝纵0+75．55m～0+89．05m注入率小于1L／rain，并延续60rain，即可结束灌浆。段，试验区长l3．5m，共布置9个孑L，分3个次序施帷幕灌浆质量检查以检查孔孔压水试验为主，结合工，其中I序孔3个、Ⅱ序孑L2个、Ⅲ序孔4个，孔距灌浆资料以及钻孔取芯等综合分析评定，帷幕灌浆全部按照设计孑L距1．5m，在该段内设置抬动观测质量检查标准为q≤5Lu。孔1个，检查孑L2个。试验盖重混凝土厚6．5m，2．4灌浆质量与效果分析总钻孑L深为41．5～50．0m，共计完成工程量：钻孑L按照要求，布设了2个检查孑L(WS—J1、WS—409．6In，灌浆351．1m，压水97段次，灌入水泥J2)，其中WS—Jl布置在2号与3号之问，WS一3266．6t，镶注孑Lu管57．5iTl。布置存5号与6号之间，检查孔开孑L孑L径91liqm，钻2．3施工工艺及灌浆过程TLTL径76mm，检查孔采用自上而下分段卡寒进行该_丁程灌浆采用的是孑L口封闭、孔内循环、自上单点法压水。根据检查孔压水试验结果分析，水而下分段循环灌浆法，其工艺流程为：钻孑L一冲洗钻共计18段，其中小于5Lu的8段，占总数的孑L一压水试验一封闭孑L口一灌浆一灌浆结束一钻第44．4％，大于5Lu的有10段，占55．6％。除2号检2灌浆段，如此循环，直至灌完全孑L，最后封孑L。查孑L终孑L段为7．78Lu外，其余不合格段均为10～钻孔采用XY一2PC型回转式地质钻机，开孔孔30Lu之问，且主要集巾在第4～7段(孔深l6．5～径911TIII'I，1号(先导孔)和2号孔钻d~LTL径76ITlrfl，36．5m)。其它灌浆孔钻孑L孑L径60mm。钻孑L进行的程序为：通过试验区灌浆试验，可以得出以下结论：抬动观测孑L—I序孑L一Ⅱ序孑L一Ⅲ序孔一检查孔。(1)根据灌浆过程中呈现的频繁孑L内堵塞和抱孑L深除先导孔(1号)终孑L段加深3．5In以外，其余管情况分析，试验区采用的施1方法，质量不能达到均按照永久帷幕底线进行控制。先导孑L全孑L段钻孔设计要求且作业人员的安全得不到保障，需要进一均未取m岩芯，且大部分孔段在钻进过程均有不同步对工艺或材料优化后投入施工。程度的涌水。(2)根据先导孑L和检查孑L全孔未取ffJ任何岩芯灌浆孑L在灌浆前必须进行孑L壁、孔底和裂隙冲(ROD=0)和回浆返浓的实际情况分析，该试验jX洗，冲洗分为钻孔冲洗和裂隙冲洗。冲洗方法采用下部岩层极为破碎，地质条件相当差，可以推测该试压水冲洗，其压力小于该段灌浆压力的80％，冲洗验区下部不仅存在断层、挤压破碎带，还可能存在微至回水澄清，延续10rain即可结束。小裂隙，且主要集中存孔深16．5～36．5m段。灌浆采用的是孑L口封闭、孔内循环、自上而下分(3)坝体外侧水位和地下水位较高，仅坝体外段循环灌浆法，但由于该试验区呈现出孑L内回浆堵侧水位高出廊道底板高程约171TI，孑L内大量的涌水塞、抱管现象，为避免安全事故的发生，被迫上提射造成施T难度过大，施T进度缓慢，是否影响灌浆施浆管，使被灌段为纯压式灌注。为避免施丁过程中工质量需要进一步论证。盖重混凝土发生变形，存试验区域内布置了1个抬(4)各灌浆孔终孔段灌前压水以及单位注灰量动孔，通过灌浆过程中的观测，未发现有任何变形。均大于设计标准，灌前压水透水率最小为10．83Lu，各灌浆孔的接触灌浆段长深至基岩以下2m，第2大于设计<5Lu的标准；终孑L段单位注灰量最／J、段深至基岩面以下51TI，其下第3，4段直至孑L底段49．43Lu，大于设计<5kg／ITI的标准。长均为5m。(5)试验区曾对2个孔的孑L口管长度按照2．5灌浆设计最大压力为2MPa，根据孔口封闭法m进行了施工，灌浆过程中未发现混凝土抬动和漏n姚惠芹，彭朝福．某水电站大坝帷幕灌浆试验与分析浆情况发生，下一步帷幕灌浆孑L口管按照2．5ITI进进行施工，可有效地降低浆液回浓的速率和便于对行施工是可行的。浆液回浓情7兕采取措施。2．5灌浆存在问题处理(3)对于有涌水的孑L段采取屏浆、闭浆、待凝等针对灌浆实验分析结论在原试验右侧顺延5方法是有效和必须的。孑L进行，『二次试验，彳F水泥浆液巾掺加膨润土和减3结论水剂的施}：方法，采取双排帷幕，在第2次试验～卜游帷幕线上增加2个试验孑L，待试验结束后，进行检(1)检查孑L的灌浆效果，检查结果表明，灌浆效查，确定双排帷幕灌浆效果。果完全满足设计要求，采用的参数可以直接指导后施方法仍然为小孔径孑L口封闭、孑L内循环、白续施工，生产性试验达到了目的。上而下、分段钻灌的施T方法，并辅以屏浆闭浆的措(2)孔口封闭灌浆法适用于该水电站的帷幕灌施，基本施工过程工艺同前次试验。本次试验施工浆，应在帷幕施工中优先使用，这样做可以加快施r工艺同前次试验的区别主要有以下儿方面：①存后进度，充分发挥施]二单位的优势，同时在下一段灌浆期的试验中将部分孔段的最大灌浆压力提升为3．0时上一段可得到复灌，对提高T程质量有益，但材料MPa；②在水泥浆液中掺加膨润土和高效减水剂。消耗略有增加。施工前期采取小循环灌浆，后期改用两参数大循环(3)对丁有涌水的孑L段采取屏浆、闭浆、待凝等的方法进行施T，灌浆浆液中掺加5％～9％的膨润方法是有效和必须的。土和0．6％～0．8％的减水剂；③采取屏浆，每段灌总之，用述工艺方法、设计原则进行灌浆试浆结束后，继续对灌浆孑L段施加压力，防止浆液短时验，_I丁以达到了灌浆试验的目的，为整个大坝灌浆提问返流溢出；④采州闭浆，为防止孑L段内的浆液返供了可靠的技术和T艺以及设计上的依据。各方面流溢出，每段灌浆段的屏浆结束后，立即关闭阀门，效益都很著。使灌入的浆液仍暂时处于受压状态，并待凝4～12h参考文献：后进行下一段次的施T。经处理后，其效果有很大改善并得出如下结论：[1]DL／T514820O1，水T建筑物水泥灌浆施技术规范[S]．[2]陈同平，军社大连新船坞扩建T程临睢幕滟浆试验分析(1)JJu入膨润土和减水剂后，能有效地降低孑LlJ]四川水利，2006，(6)：27—30．内凝管和堵塞的频率，当膨润土掺量达到50％时，『3]陈平，云峰，李浩强．夫降水利枢纽坝皋帷幕滞浆施『与质浆液回浓速度有所减缓，且未有孔内堵塞情况发牛。量控制[J]．水利水电技术，2005，36(12)：54—56．证实膨润土掺量提高至50％，在该地质条件下采，}+j[4]高大水，潭界雄，刘瑞一，綮汉牛．皂市水利枢纽大坝基1fi{l：现场孑L口封闭、孔内循环、自上而下分段灌浆的施T方法灌浆试验研究[J]．人民K汀，2005，(2)：16—18是可行的。[5]王永刚．江¨水电厂左岸溢洪道帷帮灌浆试验及效果分析『．I_．江西电力，2006，30(4)：28—30．(2)针对该特殊地质条件宜采用两参数大循环欢迎订阅《西北水电》期刊《西北水电》期刊系巾困水电顾问集西北勘测设汁研究院主办的技术性双月刊。1982,年创刊，困内外公丌发行。《北水电》期刊为陕省优秀科技期刊；rrI学术期刊综合价数据库来源期川；中国科技论文统计源期『4J；rrI科学引文数据库来源期刊；巾学术期刊(光盘版)人编期刊；《北橄犀》问站入网期刊；万方数据数字化期刊群入网期刊；【{I围水利水电文摘入编期刊。《西北水电》期刊以推动出北地区水利水电科技进步为宗旨，主要f『J登有关大、rrI型水利水电_I的科技论文，设置有水文与水资源、地质j勘测、水I与施、机电与金属结构、计算机技术、科研与试验、专题研究、丁程监理、经营管理、国外译文、闰内外学术活动简讯等栏日。本刊每期在2、4、6、8、lO、l2月末}n版，大l6开，彩色封面装帧，电脑照排，印刷精荚。2011年每期订价6．00元，全印36元(包括邮寄费)。炊迎存地邮局征订(邮发代号52—130)，也可直接与本刊编辑部联系订阅。★邮局汇款地址：陕西省曲安市电子I业区丈八东路18号单位：巾围水电顾问集曲北勘测设汁研究院《西北水电》编辑部邮编：710065电话：(029)8828070988280712联系人：干燕姜东琳