大朝山水电站大坝基础固结灌浆处理与效果分析

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1、大朝山水电站大坝基础固结灌浆处理与效果分析1.前言大朝山水电站大坝基础固结灌浆于1998年9月9日开始施工，2000年11月11日完工，主要完成工程量为：1)固结：钻孔2759个，钻孔进尺48599.6m，其中砼钻孔22520.2m，岩石钻孔26079.4m，灌浆27809m，纯灌入水泥量1042.4t，平均单位注入量为37.47Kg/m；2)完成固结检查孔124个，钻孔进尺3134.85m，其中砼钻孔1951.75m，岩石钻孔1183.1m，压水223段，灌浆1272m；3)灌前声波测试孔76个

2、（其中不包括13#坝段利用的4个固结灌浆孔兼声波孔），灌后82个，计钻孔进尺3283.5m；4)抬动观测孔11个，钻孔进尺112m，安装抬动观测装置11套。灌后检查孔压水试验孔段合格率100%，灌后声波平均波速大于4200m/s，满足了设计标准。2．坝基地质概况坝基岩层为三叠系上统小定西组玄武岩、凝灰质玄武岩、玄武质火山角砾熔岩及凝灰岩。坝基断层走向近SN-NNW向，与河流近似平行，较大的断层主要有F1、F25、F29、F150、F231、F23、F232等，其中F25断层为坝基最大规模的构造，产

3、状近SN向,破碎带宽约2~4m，纵贯坝区内主要建筑物，断层内有角砾岩、糜棱岩及断层泥充填，断层两测岩石较为完整，其对坝基的影响主要表现在不均匀变形及局部抗剪强度降低。坝基断层除F25外，其余断层一般规模较小，破碎带宽度小于1m，影响带不明显。断层内的充填物主要以片状岩、角砾岩为主，压密或钙质胶结，胶结较好，断层带一般表现为阻水结构。坝基开挖优化后，较原设计浅挖6m，只挖至弱风化下限，尚残留部分卸荷裂隙，卸荷裂隙一般起伏有阶坎，面粗糙，其张开宽度较大，一般约2cm，最大可达10cm,充填物以碎石为主

4、，以其产状而言，前者主要追踪流层节理发育，与坝轴线近似平行，倾向上游，倾角25°~35°，于平面上延伸较长，后者主要为NEE向，倾角较缓，倾向下游，并于建基面7~8m以下尖灭，其对坝基的影响主要为变形影响，透水性较强，可灌性较好，通过固结灌浆处理即可得到改善。 3．固结灌浆孔的布置坝基固结灌浆范围为全部建基面，固结灌浆孔呈梅花形布置，孔、排距一般为3m，坝趾区及坝踵区的固结孔一般为深入基岩10m，坝心区的固结孔一般为深入基岩5m，断层破碎带范围的固结孔一般为深入基岩12m；固结灌浆孔均设置为铅直孔

5、。4．灌浆要求   设计要求固结灌浆孔一般均在有混凝土盖重层厚度不小于3m的条件下施工，在实际施工时，为缓解固结灌浆施工与坝体混凝土浇筑上升之间的矛盾，大多数固结灌浆孔是在混凝土盖重层厚度大于3m的条件下施工的，最大盖重厚度达到30m，当地质条件较差且混凝土盖重层厚度达不到3m的少数部位，为防止大坝混凝土在灌浆压力下产生抬裂破坏，布置安装了抬动观测装置并加强观测，设计要求大坝混凝土抬动值不大于0.1mm。5．浆液的制备与供应   为使大多数施工人员避免与有害的水泥粉尘直接接触，并尽量减少灌浆施工对

6、大坝仓面的污染及便于施工用水泥的运输，分别在左岸▽906m的1#公路边处和右岸9#坝段下游6#公路边处设置了集中制浆系统，集中制浆系统采用400L高速搅拌机统一搅制水灰比为0.5：1标准稠度的水泥浆液，用输浆泵通过Φ11/2″输浆管路输送至灌浆工作面供机组使用，机组灌浆时再根据需要加水稀释配制成各种不同水灰比的浆液进行灌浆。6．灌浆材料   坝基固结灌浆材料原设计为425#普通硅酸盐水泥,经过固结灌浆试验，改为使用525#普通硅酸盐水泥。7．灌浆时串、漏、冒浆情况：   1）在9#、10#、19#

7、、23#等坝段预埋有接触灌浆管路，在固结灌浆时，曾出现所灌浆液从预埋的接触灌浆管路中冒出，均用水对接触灌浆管路进行了冲洗。   2）灌浆过程中发生串、漏、冒浆现象较为普遍，尤以右岸的9#~13#坝段为甚，其中最为突出的是11#坝段、12#坝段串冒浆情况经常发生，布置在坝轴线附近的固结孔灌浆时，水泥浆液从上游岩石边坡卸荷裂隙内冒出；11#坝段的127#孔钻孔时在基岩深7m处漏水，135#孔钻孔时在基岩深11.4m处漏水，145#孔钻孔时在基岩深9.7~12m处漏水，151#孔钻孔时在基岩深4m处漏水

8、，12#坝段的111#孔钻孔时在基岩深7.5m处漏水，112#孔钻孔时在基岩深10~12m处漏水，115#孔钻孔时在基岩深4.5~5m处漏水，117#孔钻孔时在基岩深3.6m处漏水，119#孔钻孔时在基岩深11~11.5m处漏水，123#孔钻孔时在基岩深2.5m处漏水，125#孔钻孔时在基岩深6.7m处漏水，129#孔钻孔时在基岩深6.2m处漏水，130#孔钻孔时在基岩深10m处漏水，131#孔钻孔时在基岩深6.3m处漏水，这些孔段开始灌浆时一般无压力、无回浆、注入率大，灌浆历时较