论水平层状岩体固结灌浆的施工工艺及应用

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1、论水平层状岩体固结灌浆的施工工艺及应用杨建刘毅（中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司成都温江611130）摘要：针对水平层状岩体的固结灌浆，考虑重点解决基岩卸荷裂隙与爆破裂隙引起的岩体整体性降低问题。此项施工工艺在嘉陵江亭子口水电站作为专项试验取得了一定的摸索价值。本文是作者根据施工实践，就水平夹层的固结灌浆施工工艺应用及分析与思考。关键词：水平层状岩体固结灌浆施工工艺应用成果1引言固结灌浆是用浆液灌入岩体裂隙或破碎带，以提高岩体的整体性和抗变形能力的灌浆。嘉陵江亭子口水电站为探索适合工程特点、灌浆效果的参数、工艺及控制措施；研究在不同孔、排距灌浆条件下，灌前

2、、灌后岩体物理力学性能（主要以声波）的提高和改善程度，并为坝基固结灌浆具体实施与优化提供科学依据等，在与坝基地质结构相似的部位进行了固结灌浆专项试验，并取得了重要的试验成果及施工参数。2设计要求及施工方案⑴孔位布置选定试验区域分A1、A2两区，分别模拟2.5m和3.0m两种孔排距。A1、A2区分别布置9孔及7孔，其中A1-Ⅰ-6号孔与A2-Ⅰ-2号孔为同一孔。两区共计15孔。灌浆孔钻孔基岩段长均为6.0m。A1、A2区各布置2个物探测试孔（兼作静弹模测试孔）、3个灌后压水检查孔，基岩段长均为6m。两区各布置1个抬动变形观测孔，孔深8m。孔位布置如下图。⑵灌浆方法A1区（

3、2.5m×2.5m）、A2区（3m×3m）采用孔内循环灌注法，段长为6m。灌注时，阻塞器阻塞在混凝土与基岩接触面处。A1区分段钻灌浆，第一段2.0m，第二段4.0m。⑶灌浆压力与灌前压水压力a)设计初步拟定灌浆压力如下：A1区、A2区Ⅰ序孔灌浆压力0.2～0.3MPa；Ⅱ序孔灌浆压力0.3～0.4MPa。灌浆压力均为灌浆孔孔口回浆中值压力（压水类同）。第二段压力0.3～0.4MPa.试验过程中，在A1区及A2区分别选择第一个施工的Ⅰ序孔和第一个施工的Ⅱ序孔，按照上述各区分序参考灌浆压力，在确保基岩不发生抬动变形破坏的情况下，按每5min升0.1MPa逐步升至最大耐压，以

4、探索出基岩Ⅰ、Ⅱ序深固灌孔极限灌浆压力。取Ⅰ、Ⅱ序孔极限灌浆压力的70%分别作为剩余Ⅰ、Ⅱ序孔实际灌浆压力，据此适当调整初拟灌浆压力，当此值与相应的初拟压力相差不大（＜20%）时，可直接采用初拟压力进行剩余Ⅰ、Ⅱ序孔灌浆。物探孔与灌浆孔灌前均进行压水试验，压水采用单点法，压水压力均为0.2MPa（当小于此压力下已达允许极限变形时，以实际可承受压力作为压水压力）。a)灌浆压水实际压力施工过程中，大部分试验孔段存在漏失严重，流量过大，无压冲洗时即有抬动，压水压力达不到设计初拟压力抬动变形就接近极限200um的现象，在确保不发生抬动变形破坏的情况下，经过处理后部分孔段最终可达

5、到如下灌浆压力，见表一。表一分序分段灌浆压力参数表A1区Ⅰ第一段第二段Ⅱ第一段第二段0.25Mpa0.40Mpa0.30Mpa0.40MpaA2区Ⅰ0.30MpaⅡ0.40Mpa3固结灌浆专项试验施工情况及成果⑴钻灌施工程序固结灌浆施工次序：盖重混凝土施工→抬动观测钻孔、仪器安装→灌前物探孔钻孔取芯、洗孔、压水、测试、封孔保护→Ⅰ、Ⅱ序固结灌浆孔分序钻孔、冲洗、压水、灌浆、封孔→灌后质量检查孔取芯、压水、封孔→灌后物探孔扫孔、声波测试、静弹模测试、封孔。(2)资料整理与成果分析通过对资料整理，并结合固结灌浆专项试验施工的实际情况，固结灌浆专项试验施工成果分析如下：1）完

6、成工程量固结灌浆专项试验完成A1、A2区共15个孔，A1区9个灌浆孔、A2区6个灌浆孔，A1、A2区共用一个灌浆孔A1-I-6/A2-I-2,2个抬动观测孔造孔以及抬动装置安装监测，完成物探孔4个以及灌前声波测试，A1区质量检查孔3个，A2区质量检查孔3个。完成钻孔工程量219.5米，固结灌浆工程量90米。注入水泥量21.76206t，总耗水泥量25.49t，A1、A2区灌浆孔平均单位注入量为239.6kg/m。质量检查孔灌浆36.0m，质量检查孔灌浆平均单位注入量为5.39kg/m。2）施工过程分析A、钻孔过程分析灌浆采用有盖重灌浆，混凝土盖重不小于2米，钻孔采用SG

7、Z-ⅢA地质回转钻机，孔径为Φ76mm，物探孔孔径为Φ91mm，按规范先施工Ⅰ序，再施工Ⅱ序。物探钻孔取芯情况表明该部位岩石主要为粉砂质粘土岩，岩层破碎，水平层状夹层分布明显，裂隙发育，岩体透水性较好。部分夹层内充填粉末状砂岩及粘土，还有部分架空夹层。B、压水试验及灌浆过程分析灌浆按分区、分序、逐渐加密的原则进行施工。物探孔灌前压水压力0.0～0.15Mpa，抬动值为0，单位流量44.43~56.31L/min，透水率0.0～179.3Lu；A1区I序孔第一段裂隙冲洗、压水试验过程中由于渗水较大，岩层透水性非常强，透水率无限大，无法正常结