某电站坝基固结灌浆效果评价与分析.pdfVIP

某电站坝基固结灌浆效果评价与分析 符 平 赵卫全 杨晓东 （ 中国水利水电科学研究院，北京，100044 ） 摘要：大坝基础经固结灌浆处理后岩体的变形模量会有相当程度的提高，其值通常采 用孔壁变模仪进行测试，并通过孔壁声波波速进行验证，但其测试值受到地质条件、 裂隙发育、孔壁质量、测试方法等因素的影响，与岩体真实变模值存在一定的误差。 本文从测试方法、灌浆过程等方面分析了某工程钻孔变模测试值低的原因，通过类比 推证了在陡倾裂隙发育地层对穿声波波速和平板载荷模量相关性较好，更能反映地层 岩体的整体变形模量，分析论证了在大规模灌浆处理后岩体的变模值将比灌浆试验时 有相当程度的提高。 关键词： 固结灌浆；效果分析；变形模量 大坝基础进行固结灌浆，能有效提高和改善坝基岩体的完整性、均质性、强度和不 透水性，而且其施工方便、造价低廉，因此几乎每一座大坝的基础都进行过灌浆处理。 灌浆效果检查通常采用压水试验、声波测试（孔壁声波和对穿声波）、钻孔变形模量、 大型平板载荷试验（变形模量）等方法进行分析、评价。钻孔声波测试由于其测试方便、 仪器简单,在工程中得到大量应用，将其转换成变形模量值时存在一定的误差 ；钻孔变模 值仅反映孔壁附近的变形能力，且容易受孔壁质量、裂隙发育方向等因素的影响；大型 平板载荷试验能反映岩体某点的现场变形能力，是检查灌浆效果最直接的方法，但由于 其施工复杂，造价较高，且只能反映某点附件的变形能力，因此平板载荷试验数量有限。 本文从测试方法、灌浆过程等方面分析了本次灌浆试验工程中钻孔变模值偏低的原因， 类比推证了在陡倾裂隙发育的地层中，对穿声波和平板载荷试验数值更能反映岩体实际 的变形模量值。 某水电站的坝址位于轴向 310°～335°的立煤湾倾伏背斜的下游倾伏端部位，岩层 呈膝状挠曲，节理裂隙发育，岩体完整性相对较差。研究表明，在河床右侧坝段，坝基 存在一定范围的Ⅲ2～Ⅳ类岩体，对坝基的不均匀沉陷及深、浅层抗滑稳定将产生一定的 不利影响。为此，决定在坝区附近选择相似场地进行现场高压固结灌浆试验。 1. 固结灌浆试验 试验共布置了两个试区，孔位布置采用正方形布置，一试区（水泥灌浆区）灌浆孔 距：I 序孔孔距 7.00m，II 序孔孔距 3.50m，Ⅲ序孔孔距 2.47m。二试区（水泥+化学材 料综合灌区）灌浆孔距：I 序孔孔距 7.00m，II 序孔孔距 3.50m，Ⅲ序孔孔距 2.47m，IV 序孔（化学灌浆孔）孔距 1.75m。 灌浆采用逐序加密、自上而下分段、孔口封闭灌浆法施工。用分序加密灌浆方式可 充分发挥固结灌浆“围、堵、挤、压”的特点，获得良好的灌浆效果；采用自上而下分 段灌浆方式先行灌注上部岩体有利于减少地表冒浆，减小浆液过多的浪费；两者结合， 岩体裂隙承压面积小，可减少地表抬动的危险；试区的岩体破碎且处在陡倾带内，采用 孔口封闭灌浆法可增加上部岩体的复灌次数及减少绕塞串浆造成的孔内铸塞事故。 高灌浆压力有利于浆液的扩散和排除浆液中的多余水份，在岩体裂隙中形成充填饱 满的、强度较高的固结体，合理地利用较高的灌浆压力往往能得到良好的灌注效果，但 过高的灌浆压力有可能导致地表抬动变形和浆液浪费。本次灌浆的压力按表 1 选用。 表 1 灌浆压力取值 灌浆段次 段长/m 灌浆压力/MPa V＜200L V=200～1000L V＞1000L 1 2 0.5～1.0 0.3～0.5 适当降压，在适 2 3 1.0～2.0 0.7～1.5 当压力下灌浆 3 5 2.5～4.0 2.0～3.0 结束 4 5 5.0～6.0 4.0～5.0 5 及以下各段 5 6.0