苗尾水电站大坝基础帷幕灌浆特殊情况处理工艺

苗尾水电站大坝基础帷幕灌浆特殊情况处理工艺

学兔兔www.xuetutu.com水利水电技术第46卷2015年第7期苗尾水电站大坝基础帷幕灌浆特殊情况处理工艺谢华东，赵琅(中国人民武装警察部队水电第一总队，广西南宁530028)摘要：通过对苗尾水电站大坝基础河床段水平廊道内帷幕灌浆两个试验区施工过程及成果进行分析和总结，探讨倾倒变形发育地质条件下帷幕灌浆涌水孔段及回浆变浓孔段特殊情况处理工艺的有效性和可行性，为相似地质条件下帷幕灌浆特殊情况处理工艺提供参考和借鉴。关键词：苗尾水电站；帷幕灌浆；特殊情况；处理工艺doi：10．13928／j．cnki．wrahe．2015．07．008中图分类号：TV543文献标识码：B文章编号：1000．0860(2015)07．0028．04TreatmenttechnologyforspecialconditionoffoundationcurtaingroutingfordamofMiaoweiHydropowerStationXIEHuadong，ZHAOLang(TheNo．1GeneralTeamofArmedPoliceHydropowerTroops，Nanning530028，Guangxi，China)Abstract：Throughtheanalysisandsummarizationmadeontheconstructionprocessesoftwoexperimentalzonesforcurtaingrou-tinginthehorizontalgalleryoftheriver—bedsectionofthedamfoundationforMiaoweiHydropowerStation，theeffectivenessandfeasibilityofthetechnologyfortreatingthespecialconditionsofthehole--sectionwithwater-·gushingandthehole--sectionwithden·-sifieationofrecycledslurryofthecurtaingroutingunderthegeologicalconditionofthedevelopmentoftopplingdeformationarediscussedherein，SOastoprovidesomereferencesforthetreatmenttechnologyforthespecialconditionsofcurtaingroutingunderthesimilargeologicalcondition．Keywords：MiaoweiHydropowerStation；curtaingrouting；specialcondition；treatmenttechnology苗尾水电站位于云南省大理州云龙镇境内的澜沧体部位及布置方式：桩号坝0+391．O0～坝0+江河段上，是澜沧江上游河段一库七级开发方案中的423．00灌浆廊道内，共两个帷幕灌浆试验区，试验最下游一级电站。苗尾水电站为I等工程，永久性主区内布置两排帷幕灌浆孔，孔间距1．5m，排距要水工建筑物级别为1级，次要建筑物为3级。苗尾1．0m，设计孔深65．00m，先导孔深75．00m，顶水电站以发电为主，电站正常蓄水位1408．00m，相角0。。苗尾水电站坝址区倾倒变形发育地段岩层倾应库容6．60亿m。，电站装机容量1400MW。枢纽角为30。一70。。受多期构造运动的影响，地质条件工程主要由砾质土心墙堆石坝、溢洪道、冲沙兼放空较差，基岩节理、层间错动带及倾倒变形发育、岩洞、引水系统、发电厂房和灌溉取水口等建筑物组体较破碎，完整性差，两岸地下水及相对隔水层埋成。藏较深，岩层产状和主要断层结构面的方向均与岸苗尾水电站大坝基础帷幕灌浆主要分布在河床坡近平行，形成条带状透水带，由坝前延伸至坝段水平廊道内、集水井上游侧廊道混凝土、左右岸廊道内、左右岸垫层混凝土及左右岸灌浆平洞内，收稿日期：2015．05—04整体形成大坝心墙区防渗帷幕。帷幕灌浆试验区具作者简介：谢华东(198l一)，男，工程师。WaterResourcesandHydropowerEngineeringVo1．46No．7n学兔兔www.xuetutu.com谢华东，等∥苗尾水电站大坝基础帷幕灌浆特殊情况处理工艺后，绕坝渗漏问题较为突出。(或0．5)：1五个比级，开灌水灰比采用3：1，浆液由稀到浓逐级变换。灌浆过程中，由于改变浆液水1灌浆试验目的灰比而使灌浆压力突增或吸浆量突减，应立即查明为了寻求适合本工程地质条件的合理有效的灌浆原因，随时调整。灌浆时，尽快达到设计压力，但工艺，保证和提高帷幕灌浆防渗质量，大坝基础帷幕注入率较大时，为了防止浅层岩体产生过大的抬动灌浆全面铺开施工前先进行灌浆试验。试验目的如破坏，在灌浆过程中要严格控制灌浆升压速度，使下：(1)通过帷幕灌浆试验了解坝基各岩层、倾倒变灌浆压力与注人率协调，灌浆压力与注入率关系如形卸荷带的渗透性及可灌性；(2)确定本工程地质条表3所列。件合理的施工程序、良好的施工工艺、合适的灌浆材表3帷幕灌浆压力与注入率的关系料和较优的浆液配合比；(3)根据设计提供的施工参灌浆压力／MPaO．4P0．6P0．8PP数进行施工，探寻浆液有效扩散半径，论证坝基帷幕注入率／L·rain>3O20—3O10～20<1O灌浆设计参数的合理性，并提出建议；(4)有针对性注：P为对应孔段的濯浆压力。地制定苗尾水电站大坝基础帷幕灌浆过程中对涌水及(4)该灌浆段最大设计压力下，当注入率不大于回浆变浓孔段的具体处理措施。1．0L／min时延续60min可结束灌浆。2帷幕灌浆试验施工(5)帷幕灌浆全孔灌浆完成后，封孔采用全孔灌浆封孔法，先用导管注浆法将孔内余浆置换成0．5：12．1试验参数浓浆，后将灌浆塞堵住孔口，继续使用浓浆进行纯压大坝基础帷幕灌浆试验区布孔形式统计如表1所式灌浆封孔。封孔压力为该孔最大灌浆压力并不小于列。试验区灌浆段长和压力控制统计如表2所列。1．5MPa，封孔时间60min。表1大坝基础帷幕灌浆试验区布孔形式统计(6)帷幕灌浆施工应对灌浆孔裂隙冲洗、压水、试验区桩号排距孔距孔数设计孔布孔灌浆、封孔施工过程进行围岩的抬动情况同步观测并／m／m／个m方式记录，灌浆工作结束后，抬动观测孑L按要求进行封孔试验一区O+411．25～0-I-423．oo11．51665梅花形处理。试验二区O+391．O0～O+411．2511．52765梅花形3灌浆试验资料统计及分析表2试验区灌浆段长和压力控制指标3．1试验区总体完成情况段次123456试验一区共有灌浆孔16个(上、下游排各8孔深／mO～22～55—1O10～1515～20>2O个)，灌浆工程量共计1058．9m，共耗灰201605．6灌浆压力I序孑LO．81．O1．5l_82．52．5kg，平均单位注入量190．39kg／m。试验一区I序孔／MPⅡ序孔1．01．51．82．52．53．OaⅢ序孔1．51．82．O2．53．O3．5为275．9m，共耗灰121080．7kg，单位注入量438．86kg／m；11序孔为266m，共耗灰47306．8，2．2灌浆试验相关技术要求单位注入量177．85kg／m；11I序孔为517m，共耗灰(1)帷幕灌浆试验采用“孔口封闭、自上而下分33218．1kg，单位注入量64．25kg／m。段孔内循环灌浆法，射浆管距孔底距离不得大于0．5试验二区共有灌浆孔27个，灌浆工程量共计m，有利于上段重复灌浆，适当提高灌浆压力，使裂1803m，共耗灰307270．6kg，平均单位注入量隙扩张，增强灌浆效果。170．42kg／m。试验二区I序孔为498m，共耗灰(2)采用孔口封闭、自上而下分段孔内循环灌浆185556．7kg，单位注入量372．60kg／m；Ⅱ序孔为法时，同一排相邻的两个次序孔之间、以及后序排的389Ill，共耗灰69813．1kg，单位注入量179．50ke／第一次序孔与其相邻部位前序排的最后次序孔之间，In；111序孔为916Ill，共耗灰51900．8kg，单位注入在岩石中钻孔灌浆的高差不得小于15m。量56．70kg／m。(3)灌浆浆液采用水灰比为1：1、0．8：1、0．53．2各次序孔灌前透水率及单位注灰量成果分析：1三个比级，随后根据试验区灌浆情况，将涌水孔试验区各次序孔灌前透水率及单位注入量情况如段灌浆水灰比调整为3：1、2：1、1：1、0．8：1、0．6表4所列。水利水电技术第46卷2015年第7期n学兔兔www.xuetutu.com谢华东，等∥苗尾水电站大坝基础帷幕灌浆特殊情况处理工艺表4各次序灌浆孔灌前透水率及单位注入量统计部位灌浆孔数段数灌浆长度平均透水率透水率递减率水泥注入量平均单位注入量注入量递减率次序／个／段／m／Lu／％／kg／kg·ITI一／％I476275．944．84l21080．7438．86试验一区Ⅱ459266．026．6840．547306．8177．8559．5Ⅲ81135l7．010．7459．733218．164．2563．9合计162481058．927．42201605．6190．39I711749839．50185556．7372．6试验二区Ⅱ68638921．7345．069813．1179．551．8Ⅲ142009l610．9449．75l900．856．768．4合计27403180324．06298725．6170．42从表4可知，两个帷幕灌浆试验区均随着灌浆次Ⅲ序孔仍有一定涌水，表明岩层地下水丰富且涌水序的递增，灌前透水率及单位注灰量呈递减趋势，符压力较大，对灌浆施工质量的影响较大；(3)上述合正常的灌浆变化规律，说明围岩裂隙随着分序灌浆区域灌浆孔在灌浆过程中普遍出现回浆变浓现象，不断减少，灌浆效果较为理想。比较两个试验区的灌灌浆时吸水不吸浆，表明试验区地层主要为倾倒变前透水率和平均单位注灰量可知，试验一区灌前透水形发育的细小裂隙，常规灌浆施工工艺对上述涌水率与单位注灰量比试验二区稍大，而试验一区正好布较大且又是倾倒变形发育细小裂隙地层处理效果不置在F196断层范围内，说明F断层范围内的围岩地佳。质情况相对较差，因此灌前透水率和单位注灰量相对3．4帷幕灌浆试验综合评述较大。通过对帷幕灌浆两个试验区灌浆施工情况分析，3．3灌后检查情况下游排灌浆孔段普遍存在涌水现象，涌水压力和涌水试验一区灌后检查孔共计压水28段，最大透水流量较大，涌水压力较为稳定，灌前压水基岩透水性率5．92Lu，最小透水率0．49Lu，平均透水率为离散程度较大，表明岩层地下水较丰富，岩层细小裂2．74Lu。检查孔压水透水率值大于设计标准的段位隙较为发育，渗漏通道较多，渗径较长。下游排灌浆共计12段，主要分布在zWJ一1号孔的第8段一第孔段完成后，上游排灌浆孔段的涌水现象明显减少，11段(31．0—51．0m)透水率3．33～5．92Lu；ZWJ一表明试验区围岩经下游排灌浆孔灌注后，较大的岩层2号孔的第8段一第1O段(31．0—46．0m)透水率裂隙已被水泥浆液有效充填，较大渗漏涌道被封堵。3．62～4．36Lu。同时在整个试验区灌浆过程中普遍存在灌浆孔段灌前试验二区灌后检查孔共计压水42段，最大透压水透水率值较大，而该孔段的单位注入量却相对较水率5．36Lu，最小透水率0．47Lu，平均透水率为小，表明试验区岩层中的陡倾角细小渗漏通道压水时2．76Lu。检查孔压水透水率值大于设计标准的段位具有较好的渗透性，灌浆时对陡倾角细小渗漏通道灌共计17段，主要分布在37一LWJ1号孔的第8段注效果不佳，造成试验区坝基岩层整体防渗效果不能～第13段(31．0—61．0m)透水率3．28～5．36满足设计要求。Lu；37一LWJ2号孔的第9段一第13段(36．0～3．5特殊情况处理方法61．0m)透水率3．49—4．14Lu；37一LWJ3号孔3．5．1涌水孔段灌浆方法的第8段～第13段(31．0—61．0m)透水率3．3l(1)涌水孔段幕灌浆帷采用孑L口封闭、自上而下～5．2Lu。分段循环灌浆法施工，孔口段必须采用双循环塞阻塞试验一区及试验二区灌后压水检查不合格段位法单独进行灌注。灌浆结束后，埋设孔口管，深入基主要分布在孑L深31．0—61．0m部位，分析原因认岩不得小于2rll，并待凝72h后方可进行第2段施为造成上述段位灌后压水检查不合格的主要因素有工。以下几点：(1)F196断层构造带对上述区域帷幕灌浆(2)第1段灌浆塞应阻塞在基岩接触面以上0．5质量有一定影响；(2)从附近下游排灌浆孔施工情m，为防止漏灌，以下各段均采用孑L口封闭法进行况看，该段位I、Ⅱ序灌浆孔普遍涌水较大，局部灌浆，射浆管距灌浆段底部的距离不得大于0．5m。：30水利水电技术第46卷2015年第7期n学兔兔www.xuetutu.com谢华东，等∥苗尾水电站大坝基础帷幕灌浆特殊情况处理工艺灌浆过程中应经常活动灌浆管，回浆管宜有15L／段底(预留50cm)，若仍有5L／min以上涌水，应进min以上的回浆量，以防灌浆管在孔内被水泥浆凝行复灌，直至涌水消除或基本消除(5L／min以下)方住。可进行下一段钻灌。(3)涌水孑L段根据情况可适当缩短灌浆段长，(8)涌水部位灌浆采用水灰比3：1稀浆开灌，由涌水孔段涌水量大于1O0L／min时可将段长缩短为稀到浓逐级变浆，变浆标准为每级浆液累计注入量达2～3m；灌浆前测记涌水量及涌水压力，灌浆时2000L。压力表显示压力应为设计灌浆压力与涌水压力之(9)终孔段灌浆结束后，及时继续灌浆封孑L，有和。利于封闭涌水通道。(4)当涌水孔灌浆段达到最大设计压力，注入率3．5．2回浆变浓处理方法小于1L／min，持续灌注60min的灌浆结束条件后，(1)当回浆变浓至不能有效注入后，再换用3：1采用屏浆措施。为了防止射浆管被浆液凝固，可将射水灰比新浆灌注。浆管提至灌浆段段顶以上(不小于一个灌浆段长)，(2)当换用新浆灌注仍不能达到正常结束条件时改用纯压式灌浆；可改用水灰比为2：1的较稀浆液(注入率小于1L／min)，在不发生抬动情况下，将灌灌注，屏浆时间不得小于60min。浆压力增加0．5MPa继续灌注，力争达到注入率小于(5)闭浆待凝。灌浆或屏浆结束后，立即关闭3L／min，并持续灌注30min。进回浆阀，使孔内的浆液仍处于受压状态，闭浆待4结语凝时间8h。如灌浆前涌水流量小于2OL／min、涌水压力小于0．1MPa，灌浆结束后可不进行闭浆和苗尾水电站地质条件复杂，不同部位有所差别，待凝，立即进行下一段钻灌。否则，应进行闭浆和因此其他部位帷幕灌浆在参考河床段施工经验的基础待凝。上，根据具体情况进行适当调整，确保帷幕灌浆施工(6)待凝孔段复灌前必须进行扫孔，由于闭浆待质量达到最佳效果。大坝基础帷幕灌浆通过在河床段凝时间8h后扫孔孔斜控制难度较大，为了保证待凝水平廊道内进行灌浆试验，摸索出一套特殊情况处理扫孔钻孑L孔斜满足设计要求，可在待凝4h后对灌浆工艺。苗尾水电站河床段后续帷幕灌浆施工验证了该段上部进行扫孔，8h后进行下部的扫孔。特殊情况处理工艺的有效性。(7)涌水段通过屏浆、闭浆待凝处理后扫孔至灌(责任编辑郭利娜)(上接第27页)位移变化，后期随着降雨量的减少该变形体已经趋4．4数据分析于稳定。监测从2012年9月4Et开始进行，到9月7Et综上分析，该滑坡变形体的稳定性和降水有直接共计进行17次测量，根据测量数据显示，各个测点关系。因此，建议在下个雨季来临之前，对该滑坡变的水平方向没有变化，垂直方向有一定变化趋势，具形体进行加固和防护措施，保证坡脚居住人员的安体如图3所示。全。从图3各个测点垂直方向变化曲线分析可以看5结语出，在观察累计至l3．5h各测点发生一次突变，这是因为在9月5日下午2点3营地发生一次降雨，降安全监测在锦屏二级水电站“8．30”特大地质灾雨持续40min，降雨后及时进行观测，发现各测点在害抢险救援中的成功应用表明，在抢险救援中，为保垂直方向数据突变，测量人员及时向指挥部及各个抢证抢险人员的施工安全，布置临时监测网点监测危险险作业队预警。随后派地质巡视人员到滑坡变形部位边坡、滑坡体、危险库坝、堰塞湖的变形情况，为救实地勘察，发现滑坡变形体表面有裂缝出现，与监测援人员提前预警是可行的，也为在抢险救援中隐性危数据分析吻合。险源的查找识别提供一种可靠的方式。临时监测网点从图4中可以看出，在观测后期，各个测点的布置简单，观测数据方便，分析结果直观，可供类似垂直方向变化已经平缓。个别测点偶有突变，是因工程或抢险项目参考借鉴。为该地区发生降雨表层土饱和泥化后在垂直方向有(责任编辑郭利娜)水利水电技术第46卷2015年第7期31