基于錦屏大壩帷幕灌漿工程防滲質(zhì)量檢測成果分析

2015-10-22 05:42:38何向紅管仕軍

職業(yè)技術(shù) 2015年7期

何向紅，管仕軍

（1.長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，武漢　430212）

（2.長江水利委員會工程建設(shè)局，武漢　43000）

基于錦屏大壩帷幕灌漿工程防滲質(zhì)量檢測成果分析

何向紅1，管仕軍2

（1.長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，武漢430212）

（2.長江水利委員會工程建設(shè)局，武漢43000）

錦屏一級水電站壩基深孔帷幕灌漿采用“孔口封閉、自上而下”循環(huán)灌漿法，成功解決了壩基滲流問題，其中施工質(zhì)量的監(jiān)控是一項重大工程。本文以左岸深孔帷幕灌漿質(zhì)量檢測方法成果為例，介紹施工中以同時滿足透水率和允許水力坡降為主，巖體鉆孔全景圖像測試、聲波縱波速為輔，結(jié)合鉆孔、取巖芯資料、灌漿記錄等綜合評定方式，對防滲工程施工質(zhì)量進行及時、準確地掌控，為整個樞紐的安全運行提供可靠保證。對相關(guān)工程項目的質(zhì)量檢測提供了較好的樣本。關(guān)鍵詞：深孔帷幕灌漿；透水率；聲波測試；全景圖像

1、工程概述

錦屏一級水電站位于四川涼山州鹽源與木里縣交界的雅礱江上，水庫總庫容77.6億m3，年發(fā)電量166.2億KW.h。大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高305m，相應(yīng)的大壩防滲處理深度達到171.25m。

2、地質(zhì)構(gòu)造

大壩左岸地質(zhì)情況較為復(fù)雜：河床廊道揭露fLC14斷層，產(chǎn)狀N70～80°E，SE∠70～80°，延伸長＞10m，部分段帶寬一般約5～20cm，局部30～40m，組成物質(zhì)主要為角礫巖及少量糜棱巖，弱～強風(fēng)化，局部具輕微鈣質(zhì)膠結(jié)；部分段呈現(xiàn)為剛性結(jié)構(gòu)面。壩體裂隙發(fā)育區(qū)為Ⅲ1級巖體，f2斷層帶為Ⅲ2級巖體，f5斷層帶為Ⅴ1級巖體。可能發(fā)生滲流的區(qū)域巖性主要為2（8）層～2（3）層大理巖，巖體中裂隙較發(fā)育，發(fā)育溶蝕裂隙及NW向張性裂隙，為次塊狀～塊狀結(jié)構(gòu)。由于上述斷層上游均與水庫聯(lián)通，在長期高壓水流作用下，結(jié)構(gòu)面的充填物質(zhì)可能發(fā)生逐漸軟化、泥化等現(xiàn)象從而產(chǎn)生滲流。

表1　帷幕透水率和允許水力坡降指標

表2　灌后聲波波速值控制指標（m/s）

3、帷幕灌漿防滲方案

帷幕灌漿是用漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成防水幕，以減小滲流量或降低揚壓力。本工程灌漿材料采用水泥漿液。

帷幕灌漿采用“孔口封閉、自上而下”循環(huán)灌漿法［1］，施工按下游排→上游排→中間排，每排均分三序逐序加密的順序進行。其中加密帷幕灌漿孔布置如下：

大壩左岸1601.25m高程水平基礎(chǔ)廊道為城門洞型，尺寸為4m×4.5m（寬×高），長度約71m。廊道內(nèi)帷幕灌漿孔共布置3排，孔排距1.3m，孔間距2.0m。上游排為副帷幕孔，孔深114.25m（含混凝土鉆孔），中間排及下游排為主帷幕孔，孔深171.25m。最大灌漿壓力達6.5MPa，工程量共計17209m。

帷幕灌漿孔布孔方式見圖1

圖1　帷幕灌漿孔布置圖

4、帷幕灌漿灌后檢測項目及防滲質(zhì)量標準

大壩灌后帷幕質(zhì)量檢測采用多種方式進行：以同時滿足透水率和允許水力坡降為主［2］，巖體鉆孔全景圖像測試、聲波縱波速為輔，結(jié)合鉆孔、取巖芯資料、灌漿記錄等綜合評定。帷幕透水率和允許水力坡降標準見表1，巖體聲波標準見表2。

5、深孔帷幕灌漿成果資料統(tǒng)計分析：

5.1灌漿前后平均透水率情況分析

（1）1601.25m水平廊道各排、各序帷幕灌漿孔灌前平均透水率柱狀圖見圖2。

圖2　1601.25m水平廊道各排、各序帷幕灌漿孔灌前平均透水率柱狀圖

各序帷幕灌漿孔壓水成果分析：

從圖2可以看出，整個1601.25m水平廊道上、中、下游排帷幕灌漿孔隨灌漿次序的增進，Ⅱ序孔、Ⅲ序孔灌前平均透水率明顯小于Ⅰ序孔灌前平均透水率，符合一般灌漿規(guī)律。但Ⅱ序孔、Ⅲ序孔灌前平均透水率遞減規(guī)律不明顯。

（2）1601.25m水平廊道灌后檢查孔透水率區(qū)間頻率統(tǒng)計見表3。

從表3可以看出：1601.25水平廊道布置12個灌后檢查孔，共壓水329段，其中q≤1lu共計328段，占壓水總段數(shù)的99.7%，其中有一段超過設(shè)計規(guī)定值的150%（SWMJ38-2 011段1.62lu），根據(jù)灌后檢查孔設(shè)計檢測指標，除第38單元（SWMJ38-2）單孔透水率不滿足設(shè)計檢測指標外，1601.25水平廊道其它單孔透水率指標均滿足設(shè)計技術(shù)要求。

（3）灌漿效果分析及處理措施

表3　1601.25m水平廊道灌后檢查孔透水率區(qū)間頻率統(tǒng)計表

左岸1601m深孔帷幕共布置117個灌后檢查孔（受化學(xué)灌漿影響8個灌后檢查孔未施工），共壓水2791段，其中q≤1Lu共計2770段，占壓水總段數(shù)的99.2%，有21段超過設(shè)計規(guī)定，其中13段小于1.5Lu，8段＞1.5Lu。除7個單元共12段灌后壓水透水率指標不滿足設(shè)計要求外，其余29個單元帷幕灌漿質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

對帷幕灌漿質(zhì)量評定不合格的，要求承建單位在灌后檢查不合格孔的兩端（間距2m）各布置1個檢查孔進行加密檢測，并根據(jù)加密檢測情況，編寫補強灌漿處理方案報批后實施。不合格孔段統(tǒng)計及處理見表4。

表4　右岸深孔帷幕灌后透水率大于設(shè)計標準值孔段及處理情況統(tǒng)計

表5　1601.25水平廊道深孔帷幕灌漿37～39單元按單元巖體波速綜合統(tǒng)計表

5.2聲波測試成果統(tǒng)計分析

根據(jù)聲波測試成果，結(jié)合灌區(qū)地質(zhì)條件及鉆孔電視測試成果，對1601.25水平廊道深孔帷幕灌漿37～39單元灌后測試孔按巖級劃分聲波波速統(tǒng)計及按單元巖體聲波波速綜合統(tǒng)計分析，統(tǒng)計結(jié)果見表5。

由表5可見，大壩左岸1601.25m水平廊道深孔帷幕灌漿灌后檢測孔除39單元SWMJ39-4孔的Ⅱ級大理巖、SWMJ39-1和SWMJ39-3的Ⅲ1級大理巖灌后巖體聲波波速不滿足設(shè)計指標要求外；其它37、38單元的Ⅱ級、Ⅲ1級、Ⅲ2級大理巖灌后巖體聲波波速均滿足設(shè)計指標要求。

對左岸第39單元深孔帷幕灌后聲波檢測不合格的檢查孔，鑒于第39單元第三方檢查孔CⅢZSJ-1601W-3未封孔，要求對第三方檢查孔（壓水檢測透水率合格）進行聲波檢測，以進行聲波波速和透水率情況比較。

5.3鉆孔全景圖像測試成果統(tǒng)計分析

1601.25水平廊道深孔帷幕灌漿37～39單元灌后巖體進行了鉆孔電視全景圖像測試工作，鉆孔全景圖像解譯資料表明：1601.25水平廊道深孔帷幕灌漿37～39單元基巖巖性主要為大理巖，除部分巖體較破碎，局部有空洞現(xiàn)象，張開裂隙水泥漿液填充不明顯，巖體完整性較差外；其它灌后檢測孔等孔段孔壁較光滑，張開裂隙發(fā)育，裂隙可見明顯水泥漿液填充跡象，其它孔段裂隙漿液填充不明顯，巖體完整性整體較完整。電視全景圖像解譯見表6

6結(jié)論：錦屏大壩壩基深孔帷幕灌漿項目工程質(zhì)量檢測中，通過多種方法和手段，獲得了詳細的檢測資料和分析成果，及時、準確地掌控了防滲工程施工質(zhì)量，為整個樞紐的安全運行提供了可靠保證。

［1］《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T5148-2001）。

［2］錦屏水電站左岸帷幕灌漿試驗與分析，陳文；劉永球；仇學(xué)明；水利水電技術(shù)，2008年09期。

（編輯文新梅）

The Seepage Control Quality Test Results Analysis of Curtain Grouting Engineering based on Silk Screen Dam

HE Xianghon1，GUANShijun2

（1.ChangjiangInstitute ofTechnology，Wuhan 430212，China）

（2.ChangjiangWater Resources Committee and EngineeringConstruction Bureau，Wuhan 430212，China）

The deep hole curtain groutingofsilk screen first-class hydropower station damfoundation adopts"orifice closed，top-down"circulation groutingmethod，which successfullysolves the problemofdamfoundation seepage，and the monitoring ofconstruction qualityis a major project.Qualitydetection method based on the deep hole in the left bank ofthe curtain groutingresults as an example，introduces a comprehensive evaluation waythat in construction it satisfies that the priorityis given topermeable rate and the hydraulic grade；rock drillingpanoramic image test，acoustic longitudinal wave velocityis complementaryin combination with drillingand coringdata，and groutingrecord totimelyand accuratelygrasp the seepage control engineeringconstruction quality，and provide reliable guarantee for the safe operation ofthe whole hub.Provides a good sample for the qualitytestingofthe related project.

deep hole curtain grouting；permeable rate；acoustic test；panoramic images.