李榮軍

(陜西省引漢濟渭工程建設(shè)有限公司，陜西 西安 710010)

引漢濟渭三河口大壩壩基帷幕灌漿試驗研究

李榮軍

(陜西省引漢濟渭工程建設(shè)有限公司，陜西 西安 710010)

引漢濟渭工程三河口水利樞紐大壩壩基帷幕灌漿具有防滲性、穩(wěn)定性及提高壩基巖石整體性的作用；該工程地處秦嶺腹地南北氣候分界線地帶特殊區(qū)域，確定碾壓混凝土拱壩壩基的灌漿參數(shù)，尚缺乏依據(jù)和經(jīng)驗，三河口水利樞紐大壩壩基帷幕灌漿試驗研究成果表明：通過合理的布孔間排距、灌漿壓力、灌漿水灰比及單位注入量、灌后檢查標準等灌漿參數(shù)，可以有效的保證大壩壩基帷幕灌漿的施工質(zhì)量，該試驗成果已成功應(yīng)用于本工程中，并可為類似壩基帷幕灌漿施工提供依據(jù).

大壩壩基；帷幕灌漿；灌漿參數(shù)；水利樞紐；

碾壓混凝土大壩壩基帷幕灌漿參數(shù)是保證壩基帷幕灌漿施工質(zhì)量的關(guān)鍵，三河口水利樞紐大壩壩基帷幕灌漿試驗理論聯(lián)系實際，通過試驗研究確定實際灌漿參數(shù)，為秦嶺腹地南北氣候分界線地帶特殊區(qū)域及引漢濟渭黃金峽水利樞紐碾壓混凝土大壩壩基帷幕灌漿施工提供依據(jù).

三河口碾壓混凝土拱壩體型采用拋物線雙曲拱壩，拱壩壩頂高程為646 m，壩底高程501 m，最大壩高145 m，壩頂寬9 m，拱冠壩底厚37 m.大壩位于佛坪縣與寧陜縣境交界、漢江一級支流子午河中游峽谷段，壩址位于大河壩鄉(xiāng)三河口村下游約2 km處.

本文就該地區(qū)大壩壩基帷幕灌漿參數(shù)進行初步研究.

1 工程概況

帷幕灌漿試驗區(qū)域選在三河口水利樞紐大壩右岸EL.646壩肩槽上游壩頂公路基礎(chǔ)內(nèi)側(cè).按照不同灌漿參數(shù)選取兩個試驗區(qū)進行壩基帷幕灌漿試驗，均按雙排孔布置.上游試驗區(qū)排距為1.5 m，孔間距分別為2 m和2.5 m；下游試驗區(qū)排距為1.2 m時，孔間距分別為2 m和2.5 m.共各類鉆孔49個，其中常規(guī)帷幕灌漿孔36孔(75 m/單個孔深)，抬動觀測孔4孔(20 m/單個孔深)，質(zhì)量檢查孔8孔(75 m/單個孔深)，封孔檢查孔1個(25 m/單個孔深).每個試驗區(qū)2個先導孔，先導孔兼聲波測試孔(85 m/單個孔深)，每個試驗區(qū)設(shè)2個抬動觀測孔，灌后布設(shè)8個質(zhì)量檢查孔和1個封孔檢查孔.

試驗區(qū)地質(zhì)條件為：右壩肩基巖裸露，主要由變質(zhì)砂巖組成，局部為結(jié)晶灰?guī)r，夾透鏡狀偉晶巖脈及石英脈.卸荷帶水平寬度<13 m，強風化巖體下限水平寬度約8～19 m，垂直深度約10～15 m，屬BⅣ2類壩基工程巖體.

2 壩基的帷幕灌漿試驗

2.1 試驗?zāi)康?/p>

通過帷幕灌漿試驗，驗證該地質(zhì)條件下的帷幕灌漿的可灌性、工藝流程、施工方法、設(shè)計參數(shù)(如孔距、排距、布孔分序、灌漿壓力、水灰比)；論證大壩壩基帷幕灌漿灌后質(zhì)量檢查標準，提高壩基滲透穩(wěn)定性及基巖的整體性和承載能力.

2.2 灌漿方法

先導孔、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔均采用自上而下分段鉆孔、洗孔、壓水及灌漿的施工方法.施工程序按照“施工準備→抬動觀測孔鉆孔安裝→灌前先導孔取芯聲波測試→先導孔(自上而下分段灌漿)→Ⅰ序孔(自上而下分段灌漿)→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔→灌后檢查孔取芯壓水試驗→灌后聲波測試”工藝控制.

2.3 帷幕灌漿試驗工藝

(1)鉆孔

(2)洗孔

每段灌漿孔鉆結(jié)束后均采用清水沖洗孔底沉淀及巖粉，直至回水澄清，孔底沉積厚度不得超過20 cm[2].在孔壁沖洗完成后，采用壓力水對裂隙進行脈動沖洗.當壓力水沖洗到回水澄清后，就將壓水壓力控制在該段灌漿允許壓力的80%，但不大于1 MPa[3].脈動沖洗直至回清水持續(xù)10 min結(jié)束，總沖洗時間不超過20 min.

(3)壓水試驗

帷幕灌漿的先導孔和質(zhì)量檢查孔均采用“五點法”進行壓水試驗，一般灌漿孔進行“單點法”壓水試驗.壓水試驗過程中應(yīng)同步進行抬動觀測.

“單點法”、“五點法”壓水試驗在裂隙沖洗后進行；壓水試驗帷幕灌漿先導孔采用自上而下分段卡塞進行“五點法”壓水試驗，壓力取0.3 MPa、0.6 MPa、1.0 MPa、0.6 MPa、0.3 MPa[4].灌漿孔“單點法”簡易壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%，且不大于1.0 MPa[5].

(4)灌漿

灌漿施工時，鉆機對中調(diào)平→開孔鉆進第1段→阻塞洗孔、壓水及灌漿→安裝孔口管→待凝72 h→鉆進第2段→阻塞洗孔、壓水及灌漿→直至終孔段灌漿→封孔.帷幕灌漿試驗的漿液濃度由稀到濃逐級變換，灌漿試驗普通水泥漿液水灰比采用3 ∶1、2 ∶1、1 ∶1、0.8 ∶1、0.6 ∶1、五個比級；接觸段開灌水灰比采用1 ∶1[6].

(5)灌漿壓力

帷幕灌漿試驗灌漿壓力(見表1)；在灌漿過程中根據(jù)巖縫吸漿情況及對巖石表面有無冒漿或抬動變形情況進行壓力調(diào)整.

表1 試驗區(qū)灌漿分段及壓力控制表

施工中的有壓操作必須進行抬動觀測，并控制千分表讀數(shù)不大于100 μm.為防止發(fā)生抬動，協(xié)調(diào)控制灌漿壓力與注入率.灌漿壓力與注入率控制的參考關(guān)系(見表2).

表2 灌漿壓力與注入率的關(guān)系

備注：P為各序孔段要求達到的最終設(shè)計壓力.

(6)灌漿結(jié)束標準和封孔

灌漿段在最大設(shè)計壓力下，當注入率不大于1.0 L/min時，延續(xù)灌注60 min結(jié)束灌漿[7].灌漿孔灌漿結(jié)束后，采用“全孔灌漿封孔法”封孔[8]；封孔壓力采用全孔最大灌漿壓力.封孔時間不少于1.0 h，封孔水灰比采用0.5∶1的濃漿.已封孔的灌漿孔，待孔內(nèi)漿液凝固后，清除孔內(nèi)污水，采用“導管注漿封孔法”進行封孔；剩余部分采用水泥砂漿封填密實.

3 灌漿成果分析

3.1 透水率及單位注灰量

帷幕灌漿試驗孔平均透水率和水泥單位注灰量(見表3).

表3 帷幕灌漿試驗平均透水率和單位注入量統(tǒng)計表

從上述試驗結(jié)果可以看出，帷幕灌漿試驗區(qū)各序孔之間平均透水率和平均單位注灰量均呈明顯遞減趨勢，符合一般灌漿規(guī)律及規(guī)范要求.

3.2 壓水透水率分析

帷幕灌漿試驗區(qū)透水率各孔序壓水成果(見表4).

表4 試驗區(qū)透水率各孔序壓水成果表

從上述試驗結(jié)果可以看出，帷幕灌漿試驗區(qū)Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、Ⅲ序孔、檢查孔的壓水透水率存在明顯的減小趨勢，帷幕灌漿試驗效果良好.

3.3 帷幕灌漿試驗單位注灰量分析

試驗區(qū)灌漿單位注入量各孔序成果(見表5).

從上述試驗結(jié)果可以看出，帷幕灌漿試驗區(qū)Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、Ⅲ序孔的單位注入量存在明顯的減小趨勢，灌漿效果良好.

3.4 抬動觀測及變形分析

帷幕灌漿試驗區(qū)共布置了4個抬動觀測孔，施工中嚴格按照設(shè)計技術(shù)要求，帷幕灌漿試驗孔所有孔段在壓水、洗孔、灌漿全過程中均進行變形觀測.根據(jù)原始資料統(tǒng)計，各孔段在洗孔、壓水及灌漿過程中，均未發(fā)現(xiàn)有抬動現(xiàn)象.

表5 試驗區(qū)灌漿單位注入量各孔序成果表

3.5 質(zhì)量檢查孔成果分析

檢查孔取芯及壓水成果(見表6).

從上述試驗結(jié)果可以看出，8個檢查孔取芯平均采取率均達到90%以上.

質(zhì)量檢查孔共計壓水128段，除1段壓水透水率為1.05Lu外，其余檢查孔各段壓水透水率均小于1.0Lu，滿足帷幕灌漿試驗設(shè)計標準.

表6 檢查孔取芯及壓水成果表

4 結(jié) 語

根據(jù)《陜西省引漢濟渭工程三河口水利樞紐壩基灌漿試驗技術(shù)要求》《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》(SL62—2014)、設(shè)計圖紙和相關(guān)技術(shù)要求，同時通過帷幕灌漿試驗段灌漿、壓水成果及檢查孔取芯等，可以看出：(1)布孔間排距方面，建議大壩壩基帷幕灌漿孔位布置間排距統(tǒng)一按2.0 m×1.2 m的布孔形式控制.(2)灌漿壓力方面，建議大壩壩基帷幕灌漿最大灌漿壓力4.0～4.5 MPa較為合適，可根據(jù)不同部位承受水頭適當調(diào)整.(3)灌漿水灰比及單位注入量方面，帷幕灌漿灌漿材料、水灰比選用3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1的五級水灰比的普通水泥漿液.對灌前壓水透水率大于100Lu的孔段，建議采用1:1的漿液水灰比開灌.(4)單位注入量方面，試驗階段單位注入量215.08 kg/m.(5)灌后檢查標準方面，帷幕灌漿檢查標準按照小于1.0Lu控制.

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DamFoundationCurtainGroutingofSanhekouWaterControlProjectinWaterDiversionfromHanjiangtoWeihe

LI Rong-jun

(Hanjiang-to-Weihe River Valley Water Diversion Project Construction CO., LTD., Shaanxi Province, Xi’an 710010, China)

The dam foundation curtain grouting of Sanhekou Water Control Project in water diversion from Hanjiang River to Weihe River has the function of improving seepage stability and rock integrity. In order to ensure the construction quality of dam foundation curtain grouting, it must be based on reasonable grouting parameters. The RCC dam foundation is in the Qinling hinterland in north-south climate boundary zone. How to determine the grouting parameters of RCC dam foundation is still a question because of less basis and experience. Through this experimental study, this paper summarizes the curtain grouting parameters of RCC arch dam foundation in this special area, and provides the basis for dam foundation grouting construction. The results of the curtain grouting test of Sanhekou Water Control Project show that the grouting parameters can effectively ensure the construction quality through reasonable grouting interval, grouting pressure, grouting water-cement ratio and unit injection amount and grouted checking standards, the experimental results have been successfully applied to the project.

dam foundation; curtain grouting; grouting parameters; water control project

10.3969/j.issn.2095-7092.2017.04.004

TV543

A

1008-536X(2017)04-0020-04

2017-05-12

李榮軍(1980-)，男，陜西禮泉人，工程師，從事水利水電工程技術(shù)管理.