岩溶地质段帷幕灌浆处理与施工

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1、岩溶地质段帷幕灌浆处理与施工-结构理论1.1工程规模风营水电站位于贵州省修文县与黔西县交界的乌江干流六广河段，是乌江干流上的第三个梯级电站。工程枢纽由碾压混凝土重力坝、右岸引水发电系统及地下厂房和左岸导流洞与明渠等组成，电站装机容量600MW（3×200MW）。大坝最大高度115.7m，水库正常蓄水位837m，死水位822m。帷幕灌浆14万余米。1.2帷幕灌浆施工特性本工程采用高压（最大4MP）、小口径（Ф56）、自上而下、孔口封闭、孔内循环的灌浆施工工艺，灌注材料为水泥、粉煤灰混合浆液，采用0.7:1、0.5:1两个比级，左岸EL783帷幕灌浆工程各项灌浆参数如下表：项目单位左783帷幕线长

2、m854灌浆孔数孔501灌浆量m25756最大灌浆压力Mpa厂坝区4,非厂坝区3设计防渗标准Lu厂坝区∠2非厂坝区∠31.3工程地质情况慨述索风营电站坝址区为乌江峡谷地形，深切300余m。两岸岩层基本呈单斜产出，总体走向横切河谷，倾向上游。防渗帷幕主要在玉龙山灰岩（T1y2）厚层～薄、极薄层灰岩中进行，自坝肩向两岸基本呈直线延伸，其线路较长，地质条件较为复杂，区内岩溶发育，受地形地貌岩性及地质构造的影响，左岸有S63岩溶管道系统，右岸有K11岩溶系统。岩石透水性受岩溶、断层、裂隙等影响，属强～中等透水岩组，并因岩溶、断层、裂隙的不均匀分布表现出透水性的不均一性，防渗条件较为复杂。2、不良地质段

3、帷幕灌浆的施工处理索风营电站左岸EL783灌浆隧洞不良地质段，主要是指F0-190~F0-230桩号段，该洞段在开挖时揭露一大型充填性溶洞，属于S63岩溶管道系统，主要填充物为黄泥夹块石，深度为20~30米，帷幕灌浆施工难度非常大，如果处理不好将严重影响施工质量及施工进度，并大大增加工程投资。最初按照原设计进行灌浆施工时，大部分孔均有回浆，并能升起一定压力，耗灰量特别大，长时间打不起压力，一直处于低压状态；灌浆压力逐渐升至1.5MP左右，底板出现整体抬动，局部抬动达0.5米。分析原因主要是因为该部位发育全充填型溶洞，灌浆时应靠压力用灌浆材料将黄泥挤开填充或把黄泥挤压密实，达到防渗的目地，耗灰量

4、大是正常的；另外抗抬锚杆较短（3m），没有锚入坚固的岩石之中，加之地质条件因素，使底板整体受力，直接导致底板整体抬动。经参建四方共同研究决定采取以下措施：1）在F0-194~F0-230桩号段帷幕孔外侧50cm处各布置一排辅助帷幕孔，孔距2.5m，孔深15m，位置与帷幕孔相对应，分两序灌浆，每孔分三段（3m、6m、6m）进行纯压式自上而下灌浆；灌浆压力为I序孔0.5~0.8MP，II序孔为1MP，灌注浆液水胶比为0.5：1的浓浆，无回浆的孔在待凝三次后灌注1：1的水泥砂浆，目地是控制浆液扩散范围，以减少投资，加快施工进度。2）在辅助帷幕孔灌浆完结束后扫孔至孔底插入Ф32（L=15m）的锚杆，锚

5、杆外端与衬砌底板的钢筋混凝土连接，以增加底板的抗抬能力。经以上措施处理完毕后才开始主帷幕孔施工，施工情况明显好转，抬动问题也基本解决了,但灌浆孔施工到5米以下时，出现了新的问题：灌浆过程中无法达到设计压力（4MP），当压力在2MP以上时，下浆量明显增大，基本无回浆，长时间无法结束；但是当压力控制在2MP以内时，灌浆比较正常，下浆量逐渐降低直至结束。针对此情况，建监设施四方多次现场观察、分析原因主要是因为低压灌浆后的岩层强度比较低，当压力超过2MP时，低压帷幕就被击穿了。经反复研究后决定，采用分级升压，先按５０％设计压力（2MP）施工，其它参数不变，施工结束后按照规范要求打检查孔，进行钻孔取蕊，

6、分段压水试验，不合格部位再进行补强处理。因该处地质条件复杂，监理要求增加检查孔密度，按灌浆孔的１５％布孔，该部位共布置检查孔４个，检查孔的取芯情况较好，可见大量水泥结石充填于岩石裂隙中，且充填情况较好，但压水试验透水率有７段不合格，最大为q=6.16Lu，且有集中分布现象，补强前压水试验成果统计如表1。表1补强前压水试验成果统计表检查孔号透水率范围值（Ｌｕ）透水率平均值（Ｌｕ）压水总段数不合格段数备注JC140~3.900.91123JC150~3.320.99123JC160~2.100.67120JC440~6.160.61121鉴于以上情况，经建监设施四家共同研究决定对该部位进行补强灌浆

7、，具体方案是加大帷幕宽度，在该部位帷幕线上游增加一排帷幕孔，孔距2.5m，同时将灌浆压力达到设计值（4MP），监理部对施工过程进行实时监督见证，施工情况良好，各项参数都能满足设计要求。施工完毕后对该部位布置了两个检查孔，取芯、压水情况良好，有大量水泥结石，压水试验透水率均小于2Lu，符合设计要求，证明补强效果显著，工程质量良好，补强后压水试验成果统计如表2。表2补强后压水试验成果统计表检查孔号透水