例谈某水库坝基灌浆设计及施工技术

《例谈某水库坝基灌浆设计及施工技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、结合工程实例谈某水库坝基灌浆设计及施工技术贵州省水利水电基本建设工程处李兴成摘要:本文结合某水库大坝工程的现状，主要对大坝坝基帷幕灌浆的设计参数、施工技术及其效果评价与经验方面进行了相关探讨。关键词:水库大坝；灌浆；防渗处理1工程概况某水库大坝为均质土坝，坝顶长度260m，最大坝高55m，最大坝宽381m，设计正常库水位48.5m。为了提高水库畜水能力，确保坝体的安全性，需对坝基风化岩土层进行帷幕灌浆防渗处理。坝基断面呈“V”字型，下底基岩属花岗岩。帷幕灌浆施工范围内，坝基风化岩土层可分为松散岩土层和坚硬岩石层。松散岩土层是以坡残积

2、土为主，部分为全风化花岗岩和强风化花岗岩(岩芯多呈土状或半岩半土状，含多量石英砂和角砾)，顺坡方向愈来愈薄，分布在坝基左岸上部和右岸上部局部位置，最大厚度大约15m；坚硬岩石层以微风化花岗岩为主。坝基岩土层分布见图1。图1　帷幕灌浆范围内坝基剖面示意图2灌浆孔布置及有关设计参数灌浆孔初步布置及有关设计参数如下:(1)帷幕灌浆孔布置(图2):布置两排灌浆孔于中轴线两侧，排距2m；单排灌浆孔孔距3m；两排孔呈“锯齿状”分布；孔深一般25m，最大深度31m。(2)截水槽和混凝土盖板:截水槽位于坝基中轴线，底宽8m，开挖深度为:松散岩土层开

3、挖2m，坚硬岩石层开挖1m。表面浇注厚0.8m混凝土盖板；(3)灌浆压力:对松散岩土层，第一段压力0.2MPa，以后每加深一段增加0.05MPa；而坚硬岩石层，第一段压力0.2MPa，以后每加深一段增加0.1MPa。(4)处理后岩土层透水率要求不大于5Lu。但按原设计施工完成后，由于松散岩土层吸浆量偏大或未能满足对透水率要求，因此在松散岩土层补充加密了100个灌浆孔。首先增加了Ⅲ排灌浆孔，后又对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ排灌浆孔进行了加密，最后再增加Ⅳ、Ⅴ排灌浆孔(图2)。4图2　灌浆孔平面布置示意图3主要施工工艺与技术要求帷幕灌浆施工工序步骤:钻

4、探成孔；洗孔；压水试验(或简易压水试验)；制浆与分段灌浆；封孔。主要的施工方法、设备和技术要求如下:灌浆材料采用标号525#硅酸盐水泥；钻灌机械有回转式钻机、往复式泥浆泵、浆液搅拌机、制浆机、水泵、橡皮囊气胀式栓塞、压力表、水表、高压力浆胶管、阀门、孔口封闭器等；施工顺序为先施工下游排再施工上游排，每排灌浆孔分为1、2、3共三个次序进行分序灌浆，先疏后密、中间插补；钻进成孔采取清水钻进，松散岩土层采用合金钻头，坚硬岩石和混凝土盖板均采用金刚石钻头；压水试验采用“单点法”；灌浆采用循环式自上而下分段灌浆方法。灌浆段封闭采用孔口封闭法或

5、栓塞封闭分段灌浆法。4灌浆效果评价施工和压水试验检测结果表明，通过帷幕灌浆防渗处理效果明显。特别对坚硬岩石层效果更好。从坚硬岩石层上、下游排单位注入量频率曲线和频率累计曲线图(图3和图4)可知，各排和各次序孔单位注入量随灌浆过程的推进有明显的递减规律，且岩石层透水率大于5Lu的灌浆段数明显减少。图3　下游排各次序孔单位注入量频率曲线和频率累积曲线坚硬岩石层4图4　上游排各次序孔单位注入量频率曲线和频率累积曲线坚硬岩石层松散岩土层通过多次加密灌浆后，同样满足了设计要求，单位注入量从开始(最大达800kg/m)到最后的明显变化已证明了灌

6、浆防渗效果是明显的。从松散岩土层上、下游排单位注入量频率曲线和频率累计曲线图(图5和图6)可知，各排和各次序孔单位注入量随灌浆过程的推进有明显递减趋势，但局部规律性不强，透水率递减规律性也不明显，这主要由于原布置钻孔孔距偏大。但通过加密灌浆处理，该层各灌浆段水泥吸浆量已明显减少，最后一次加密的灌浆孔单位注入量均小于50kg/m，且一般小于20kg/m。图5　下游排各次序孔单位注入量频率曲线和频率累积曲线松散岩土层图6　上游排各次序孔单位注入量频率曲线和频率累积曲线松散岩土层45施工经验总结(1)目前水库蓄水使用情况表明，采用灌浆的方

7、法对该水库坝基进行帷幕防渗处理是可行和有效的。(2)与坚硬岩石层相比，松散岩土层透水率较大，吸浆量偏大、较集中，这从投入的工作量已证明。(3)松散岩土层浆液充填是通过对原生节理裂隙或次生节理的劈裂作用来完成的，施工中在后序灌浆孔钻进时岩芯中可见条带状水泥，而条带状水泥之间肉眼难见到水泥的痕迹，可见浆液对孔隙的充填是困难的，而充填后的地层得到较好的挤密、密实作用。(4)松散岩土层灌浆施工的难度相对要大，表现在:吸浆量大；易冒浆；可承受的灌浆压力有限；浆液渗透半径小；成孔困难(钻进易塌孔，需采用导管护壁)；灌浆栓塞封闭困难；浆管易堵塞等

8、现象。(5)分序灌浆是灌浆一个重要步骤，其优点表现在:可以逐步地、更准确探明场地地层情况，为调整灌浆孔深度和间距提供依据；可逐步检查和正确评价前期灌浆所达到的效果，可避免或减少灌浆孔之间相互串浆；及后期施工设备过分集中，可提供宽松的施