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水库地震崩塌聚成堆天然坝体帷幔灌浆设计与施

时间:2019-12-13 04:46来源:科技之门
根据设计要求, 生产性试验安排在大坝左岸 0+139~0+144 m 段进行。防渗体灌浆试验采用自上而下分段孔内循环灌浆方法,段长原则上 5 m一段,,但当钻孔回水消失,不受段长限制;灌浆

根据设计要求, 生产性试验安排在大坝左岸 0+139~0+144 m 段进行。 防渗体灌浆试验采用自上而下分段孔内循环灌浆方法,段长原则上 5 m 一段,,但当钻孔回水消失,不受段长限制;灌浆压力:上、下游排m,压力 0.2MPa ;m,压力0.4 MPa;m,压力 0.6 MPa;26m 以下0.8 MPa;中间排m,压力 0.3 MPa;m,压力0.6 MPa,m,压 力 0.9 MPa,26 m 以 下 1.2MPa;分Ⅲ序逐序施工。 在各段规定压力条件下,当注入率小于1 L/min 时,继续灌注 60 min,灌浆结束;封孔采用导管将孔内余浆置换成为水灰比0.5∶1 的浓浆 ,而后进行纯压式灌浆封孔。灌浆结束 7 天后,在试验区适当位置检查孔,进行钻孔取芯和压水试验检查,评价灌浆效果。

3.54

1、漏水原因 浆砌石坝蓄水后,坝下游面、坝后基础岩及坝头接合部位有湿润冒汗的地方称为渗水,这是一种较普遍的现象。若渗水发展成为管涌或股水成流则称为漏水,漏水较严重的坝一般都有较多的出逸点,且水量较大。漏水的主要原因有以下几点: 坝体局部裂缝、断裂或坝面勾缝脱落引起漏水; 坝体无防渗墙或施工质量差引起漏水; 清基不彻底或坝体与坝基结合不好,造成接触带渗漏和坝头绕渗; 坝址基岩破碎、裂隙发育或灰岩地层造成坝基漏水; 由于坝体长期受冻融、冲蚀、溶蚀和潜蚀作用引起漏水。 2、灌浆治漏加固技术 2.1方法简介 2.1.1坝体、坝基帷幕灌浆;主要充填漏洞和?缝隙,防渗裁漏,通过灌浆加固,形成防渗体。此方法适用于浆砌石重力坝。 2.1.2坝上游面固结灌浆;堵塞漏洞和缝隙,加固补强坝体和提高防渗性能,以进一步提高坝体的承载能力和完整性。 2.1.3坝下游面追踪固结灌浆;在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方,造成水平孔或斜孔,埋注浆管进行灌浆,以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝,加固坝体,增加坝面稳定性和抗冲刷能力。这种反向灌浆工艺,非常适合拱坝和支墩坝工程,对重力坝工程只有搞清扬压力并设排水孔也可采用。采用这种方法时最好是坝前无水。 2.1.4坝面重新剔勾缝;剔缝后,用高标号水泥砂浆、干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝,提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融、抗风浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追踪”灌浆治漏加固法。 2.2灌浆前的勘探与试验为准确地确定各种灌浆参数,保证质量,首先要进行勘探和试验。 2.2.1坝体和坝基勘探;目的是查清坝体和坝基的现状,为设计和施工提供依据。首先在典型漏水部位进行钻孔勘探,查明坝内部的石质、胶结材料密实程度,有无空洞及基岩结构情况等。 2.2.2压力抬动试验;目的是查明坝基、坝体的承压情况,以确定灌浆压力。在不破坏原结构的条件下,有效地将浆液压入坝体内部、基岩裂缝、砂砾石层中,以保证淄浆效果。 2.2.3压水试验;目的是为帷幕及固结灌浆设计提供准确的数据,并指导施工,保证效果。选择坝体或坝基典型部位,按照《水利水电工程钻孔压水试验规程》进行工作,试验压力采用设计灌浆压力,根据试验结果、单位吸水量值的大小,确定浆液浓?度、吃浆量大小。o)值越大,吃浆量就越大,浆液就要适当变浓 2.2.4灌浆试验;目的是解决帷幕灌浆和固结淄浆的影响半径、浆液浓度及其它参数等,为布孔和淄浆设计提供依据。 2.3设备及材料选择 2.3.1造孔设备;①帷幕灌浆垂直造孔采用回转式液压钻机,如钻孔浅时,也可采用风钻造孔。②坝上下游固结灌浆(即前堵、后追踪灌浆)造水平孔或斜孔,使用风钻或采用7655型汽钻机造孔。 2.3.2灌浆设备;有搅拌机、多缸活塞式灌浆机、承压输浆胶管、注浆管、胶塞、压力表、比重计等。 2.3,3灌浆材料;主要是425“普通硅酸盐水泥、砂子、粉煤灰、石英粉、水、外加剂等。 2.4布孔和造孔 2.4.1帷幕灌浆布孔,在漏水坝段沿坝顶中心线,以孔距3m、孔径50mm或75mm为宜,或根据试验确定孔距。孔深钻至漏水部位以下1m一2m,如接触带或基岩漏水,钻孔可钻至不透水基岩以下lm一2m。造孔可一次性造孔,也可分序造孔,破碎地带上下分段造孔、分段海浆,同时在浆体凝固5—7天后,再继续向下钻孔,以防止卡钻、埋钻事故发生。坝体与基岩接触部位和坝基灌浆,也可采取在上游坝脚打斜孔或垂直孔灌浆堵漏,但造孔前应先清基,在坝脚浇筑0.3m一0.5m厚混凝土,待凝固后再打孔。垂直或倾角小于5。的帷幕灌浆孔,其孔向的偏差值不得大于规定值。 2.4.2坝上游固结灌浆布孔;在漏水部位呈“梅花”型,钻孔间距和排距lm一3m为宜,根据漏水情况确定,钻孔位置选在砌石“了”缝中;在裂缝部位,可沿裂缝每lm布设一孔。孔径为42mm,孔深0.7m一1.5m,根据坝体实际情况确定。 2.4.3坝下游面追踪固结淄浆布孔;在裂缝部位沿缝隙每1m布一孔;在其它渗水部位,按照“梅花”型布孔,排距和孔距2m一3m为宜,布孔位置在“T”缝中,也可适当加密布孔。孔深和孔径同坝上游面。 2.5施工要求 2.5.1先放空水库或将库水位降至灌浆部位以下,再灌浆施工,并做好灌浆各项记录。 2.5.2洗孔;灌浆前应对孔壁、孔底及裂缝进行冲洗,采用风水联合冲洗方法,水压力不大于本段灌浆压力的75%,时间以孔深浅确定,直到回清水为止。 2.5.3维幕灌浆;①采用孔内循环法,自上而下或自下而上分段灌浆,最后全孔灌注。分段灌浆时,要在遭浆段以上Oo5m处加胶塞封堵。通过论证,也可采用小口径钻孔孔口封闭灌浆法;⑨坝体内灌浆长度,一船5nt左右较好,孔深不超过8m时,可全孔一次性灌注;⑧灌浆压力按设计控制,但要低于抬动试验极限压力,一般控制在0.2MPa一0.4MPa。 2.5.4坝面固结和追踪灌浆;①在孔内预埋注浆管,孔口管周围用干硬性水泥砂浆填堵,采用内径20mm钢管,长50cm,插入孔内40cm,外露5Cm“10Cm,管头要加工丝扣,以便与输浆管连接;⑦采取一组四孔并联灌浆法,也可单孔或两孔一起灌注。对坝后漏水处重点孔位要采取单孔重点灌浆。灌浆压力按设计控制,一般采用0.2MPa一0.25MPa。 2.5.5浆液的浓度;灌浆时应遵循由稀到浓的原则,根据压水试验逐级改浓。坝体当注入浆量大于30L/min时,可越级变浓。当某一级浆液灌注400L以上,而灌浆压力和吸浆量均无明显改变时,可改浓一级浆液灌注。浆液水灰比一般采用重量比8:1、5:1、3:1、2:1、1.5:1、1:1、0,8:1、0.6:1、0.5:1九个级别。根据设计,必要时还可掺和粉煤灰、砂于、石英粉、铝粉等。在灌浆过程中,浆液要每隔一小时测定一次比重。 2.5.6灌浆时要分2—3序灌注,同时一定要进行复灌。在设计压力下,当吸浆量不大于O.4L/mio时,再续灌30分钟即可结束。 2.5.7灌浆孔封孔;帷幕灌浆时,竖孔封孔采.用机械导管法,用1:2水泥砂浆从孔底向上逐渐提升封填密实;坝面固结灌浆水平孔封孔,采用低水灰比1:2水泥砂浆人工填堵捣实。封填材料最好用膨胀水泥砂浆。 2.5.8特殊灌浆孔处理灌浆过程中,发现冒浆时,可采用表面封堵、加浓浆液、降压等方法处理。坝体灌浆串浆时,一是串浆孔正在钻进时,应立即停钻;二是相邻孔串浆量大时,可两孔同时并灌,三是在串浆孔上部用胶塞封堵。灌浆过程应连续进行,因故中断超过30分钟,应及时冲洗钻孔或扫孔后复灌。在涌水段灌浆时,当涌水压力超过O.2MPa时。应首先测定涌水压力及涌水量,再采用:①自上而下用稠浆灌浆法;⑨对坝基可适当加压;②海浆结束有屏浆措施,且时间不少于1小时;④必要时加速凝剂;⑥采用机械封孔。坝体吸浆量较大难于结束时,加大浆液浓度,可采取限流、间歇灌浆、浆液中加速凝剂。灌浆过程中,若有回浆变浓,则应改稀浆后灌注。若回浆仍变浓,则结束灌浆。 2.5.9加强灌浆观测;在灌浆期间,应随时观测坝体位移、变形情况,发现问题立即停灌或降低压力,采取补救措施。 2.6质量检测 2.6.1质量检测主要以灌浆前后压水试验资料、灌浆资料、灌浆前后钻孔取岩芯资料、孔内摄影及蓄水考验等资料,进行比较综合评定,或者在灌浆?前后用振动测试分析仪检测坝体质量。 2.6.2采取检测孔检测坝体灌浆质量的原则;①检测孔的数量,一般为孔总数的5%一10%;②检测孔位置,选在灌浆中心线或下游20cm以内和坝体漏水严重或吃浆量大的部位;⑧检测孔压水试验压力值为设计正常高水头的1.5倍;④检测后,按封孔要求进行封孔。 2.6.3灌浆质量评定按合格和优良两级;凡各单元工程主要检测项目全合格,其他检查项目有70%及其以上达到标准要求的定为合格。凡各单元工程中主要检测项目全部合格,其他检查项目有90%及以上达到标准要求的定为优良。

4.2 防渗体灌浆技术要求的补充

摘 要: 小南海水库系1856年地震山崩堵塞溪流形成的一座中型天然水库,天然坝体结构松散,渗漏加剧,为加强天然坝体的防渗性能,减少水库渗漏,采取帷幕灌浆进行大坝防渗整治。本文详细介绍了大坝防渗整治设计、施工及质量检查方法。由于地震崩塌堆积天然坝体防渗整治,国内无先例,国外罕见,没有经验可供借鉴。因此,小南海水库天然坝体帷幕灌浆设计、施工及质量检查方法具有一定的探索性,其成功经验对类似工程的防渗整治具有一定的参考价值。

施工时出现的特殊情况。

1998.11.14

3.坝体防渗灌浆设计

2002.05.05

浆砌石内空隙充填密实。坝体随机钻孔容重检测试验,坝体容重达到 2.33 t/m3。此外,溢流面开挖揭露,水泥结石已基本密实地充填在空隙中,钻孔岩芯多呈柱状,胶结良好。

库水位

4.防渗体灌浆施工技术

667.12

本水库枢纽工程由浆砌石重力坝、输水管道、坝后式电站等组成。 最大坝高44.00 m,坝顶宽5.00 m,坝轴线长182.5m,坝底宽35.00 m,坝顶高程1266.03 m,水库正常蓄水位为1265.03m,总库容为 1032 万 m3,水库是以灌溉防洪为主,兼顾发电、养殖等综合利用效益的中型水利工程。工程于1997 年 10 月建成并投入使用。 建坝时,由于施工工艺粗糙等种种原因,运行后 ,病险相继出现 ,2008年9 月经相关单位安全评估为三类病险坝 ,列入除险加固工程。

5.55

防渗体灌浆生产性试验技术要求。

1998.10.12

灌浆时地表冒浆处理:灌浆过程中,发现冒浆、漏浆,应先查明原因,根据漏浆量的大小,选用不同方法处理:如漏浆量较小,按正常灌浆方式灌至结束标准;当漏浆量较大时,暂停灌浆作业,对灌浆影响范围内的廊道、坝坡、结构分缝等进行逐项检查并进行封堵处理后再恢复灌浆;恢复灌浆时,采取灌注水泥砂浆加水玻璃结合低压、限流、间歇、待凝等方法处理。

观测日期

灌浆材料。防渗体灌浆上、下游排出现大量吸浆时添加细砂,要求洁净,含泥量<3%。 出现漏浆时掺加水玻璃,掺加比例为3%~5%。

670.50

[摘要] 文章首先介绍坝体水文工程地质条件,分析坝体防渗灌浆设计、防渗体灌浆方法及工艺,通过灌浆有效解决了坝体渗漏和大坝稳定问题。

663.90

4.3 防渗体灌浆效果

4.23

5.结束语

2004.08.03

2.坝体水文工程地质条件

667.57

施工参数:段长原则上为5 m,但当遇孔内钻孔回水消失,即停即灌,不受段长限制;纯水泥灌浆压力上、下游排m,压力0.2 MPa 、m 采用 0.4 MPa,16 m 以

664.07

下采用0.6 MPa;中间排m,压力 0.3 MPa,6 m 以下压力0.6 MPa;充填灌浆当孔口无回水 ,采用掺加细砂 10%~20%进行空隙充填灌浆,一旦出现坝外漏浆,结合掺加水玻璃进行,至孔内填满溢浆为止;浆液的水灰比,充填灌浆浆液一律为0.8∶1,掺砂量按 20%左右进行;砂浆充填灌满至孔口返浆,充填灌浆结束。

2、帷幕灌浆设计 ⑴根据天然坝体工程地质条件和帷幕灌浆试验,结合水利部专家组咨询意见,设计帷幕轴线长748.138m,三排孔,相邻2排排距有1.5m、2.0m两种,孔距有3.0m、3.5m两种,设计帷幕孔724孔,帷幕孔深入坝基岩体1.0m。 ⑵设计灌浆压力:两边排Ⅰ、Ⅱ序孔灌浆压力为0.2~0.8Mpa,两边排Ⅲ序孔灌浆压力为0.2~1.2Mpa,中间排各序孔灌浆压力为0.3~1.4Mpa。 ⑶灌浆材料及浆液配比:灌浆材料为普通硅酸盐水泥和粘土为主,遇大漏浆及大通道时使用砂子和水玻璃。 灌浆浆液采用水泥粘土浆。边排孔采用水泥:粘土为1:0.6,中排孔采用水泥:粘土为1:0.4的水泥粘土浆,水固比采用3、2、1三个比级,即灌浆浆液重量比水泥:粘土:水为1:0.6:1.6,1:0.6:3.2,1:0.6:4.8,1:0.4:1.4,1:0.4:2.8,1:0.4:3.2共六个比级。 ⑷质量标准:因坝体防渗帷幕的主要目的是减少渗漏,确保坝体安全,故根据坝体结构特征不同区段选取不同的防渗标准:帷幕灌浆试验区桩号坝0+409.100~0+394.130m、坝0+644.631~0+626.631m坝段透水率<10Lu;桩号坝0+752.638~0+644.631m、坝0+626.631~0+409.100m和桩号坝0+394.130~0+4.500m坝段透水率<15Lu。 3、帷幕灌浆施工 帷幕灌浆前对坝顶帷幕轴线部位进行开挖平整,浇筑宽6.0m、厚0.3m的压重混凝土(竣工后作为坝顶公路),先钻灌第1、2段,再镶铸长4.0m的孔口管,以保证灌浆效果。 3.1 灌浆方法 采用小口径无芯钻孔、孔口封闭、孔内循环的方法进行灌浆施工。根据天然坝体的工程地质特点,采用稀泥浆护壁钻孔,解决了成孔难的问题,且帷幕孔灌浆段成孔后,不进行清水冲洗和灌前压水试验。 3.2 施工顺序及灌浆段长划分 帷幕灌浆孔施工按分序加密的原则进行,先施工下游排,再施工上游排,最后施工中间排。同排中先Ⅰ序孔,后Ⅱ序孔,再Ⅲ序孔。 第1、2段段长2.0m,第3段段长3.0m,第4段及其以下各段均为5.0m,最大段长不超过8m。 3.3钻孔 钻孔主要采用300型地质钻机,φ60mm金刚石钻头无芯钻进,终孔入基岩时换用φ56mm的金刚石钻头取芯钻进。采用KXP-1型测斜仪进行孔斜检测,所有钻孔均没有孔斜超出设计要求。 3.4 水泥粘土浆变换标准 每段灌浆前用灌浆浆液置换孔内钻孔泥浆,记录仪打出的第一介读数不作为变浆依据。当水固比为3:1的浆液注入量达500L,而灌浆压力和浆液注入率无明显变化时变浓一级。当水固比为2:1的浆液注入量达800L,而灌浆压力和浆液注入率无明显变化时变浓一级。当浆液注入率大于40L/min,灌注量达800L后压力和注入率无明显变化时越一级变浓。钻孔时,孔口一直不返浆的灌浆段,可直接灌注最浓一级浆液。 3.5 抬动观测 每个单元均设有抬动观测孔,在灌浆过程中及时进行抬动观测,并做好记录。发生抬动现象时,通过降低灌浆压力或注浆速率等措施,使抬动值在设计允许范围内。 3.6 灌浆结束标准和封孔 灌注水泥粘土浆时,在设计压力下,当浆液注入率不大于1L/min时,继续灌注30min或浆液注入率不大于2L/min时,继续灌注40min结束;灌注水泥粘土砂浆时,在设计压力下,浆液注入率不大于1L/min时,稳定3—5min即可结束。 终孔灌浆结束后,用最浓一级的水泥粘土浆置换孔内稀浆,用终孔段的灌浆压力机械封孔,上部空余部分人工封孔。 3.7 钻孔和灌浆过程中特殊情况的处理措施 由于天然坝体物质组成和物质结构的特点,在坝体内形成架空和“砂窝”层(“砂窝”指天然坝体内孤块石之间及其架空空洞内堆积的风化页岩碎屑层),这是帷幕灌浆钻孔、灌浆及其质量检查的难点。 钻进中遇到架空且长时间护壁泥浆漏失时,立即停钻并提钻,根据架空段高度投入碎石,然后压塞灌浆。钻进中若遇到不架空但长时间不返泥浆的孔段,立即停钻,采用水泥粘土浆进行灌注。 由于架空段和不返泥浆段的耗浆量大,灌浆一般难以结束,需采取如下措施: ⑴灌浆过程中出现大漏浆时,优先采用无压、低压、浓浆、限流、间歇灌浆方法; ⑵按上述第⑴条原则操作,若浆液注入量累计达2000L后,仍不能回浆或升压力时,采用机械灌注水泥砂浆或水泥粘土砂浆,直至结束。 ⑶水泥砂浆灌注难以结束时,采用掺水玻璃的办法灌注直至不进浆结束。 4、灌浆质量检查 灌浆质量检查,采用钻检查孔分段压水试验的方法。 为保证检查孔注水试验的准确可靠性,设计特别强调钻孔禁止用泥浆护壁。因用清水钻检查孔时总是发生缩径和塌孔事故,使检查孔施工曾出现一度受阻无策,成为本工程重要的关键技术问题。经两次多位专家咨询及先后5种不同工艺试验,最终选用“分级跟管护壁、小孔径清水回转钻进超前导孔、静水头分段压水试验”方法较好地解决了灌浆质量检查问题。 5、帷幕灌浆效果分析 共完成帷幕灌浆孔736孔,帷幕灌浆钻孔总段长51497.46m,灌浆总段长50961.76m,灌入水泥14350.26t,粘土7424.68t,平均单位耗干料427.28kg/m。 5.1 检查孔静水头压水试验成果 每个单元工程均设一个检查孔,共作检查孔18个,静水头压水试验66段次,孔段合格率100%。其中帷幕灌浆试验区布置2个检查孔,透水率值最大为4.7Lu(防渗标准为10Lu)。除试验区以外的其余坝段布置16个检查孔,透水率值最大为14Lu(防渗标准为15Lu),全部满足设计要求。 5.2 灌浆成果分析 帷幕灌浆各排序孔单位水泥粘土注入量对比分析见表2。 从表2看出,注入量随孔序加密呈递减规律。下游排帷幕孔单位干料注入量为528.27kg/m,上游排为476.49kg/m,中间排为283.48kg/m,上游排比下游排减少9.8%,中间排比上游排减少40.5%。下游排Ⅱ序孔单位干料注入量比Ⅰ序孔减少12.3%,Ⅲ序孔比Ⅱ序孔减少22.2%;上游排Ⅱ序孔单位干料注入量比Ⅰ序孔减少5.5%,Ⅲ序孔比Ⅱ序孔减少24.0%;中间排Ⅱ序孔单位干料注入量比Ⅰ序孔减少12.5%,Ⅲ序孔比Ⅱ序孔减少18.7%。 表2 各排序孔单位水泥粘土注入量对比表 单位:kg/m

灌浆方法。大坝防渗体灌浆上游排和下游排孔先自上而下用水泥砂浆进行充填灌浆, 出现漏浆时掺水玻璃进行堵漏处理,再按防渗体灌浆要求,自下而上分段孔内循环灌浆方法复灌至结束标准。 防渗体灌浆中间排采用纯水泥浆自上而下分段孔内循环灌浆方法进行灌浆。

2002.09.30

4.1 防渗体灌浆生产性试验

渗漏量Q1

防渗灌浆生产性试验施工。

665.03

原设计坝体防渗灌浆孔为三排, 排距 1 m, 上游排在坝下0+000.1m 处 ,下游排在坝下0+002.1 m 处,中间排在0+001.1 m 处,上 、下游排孔距为2.0 m,中间排孔距为1.0 m,分三序进行施工,自孔深1m 开始自上而下每5m一段进行灌浆,灌浆压力根据试验确定。灌浆水泥使用P.O42.5 级普通硅酸盐水泥。防渗标准q<5 Lu。此外,防渗体后至坝址设计了孔、排距分别为3 m 的坝体固结灌浆孔。

2.44

本水库坝体浆砌石空隙率高,结构松散,透水性强烈,是形成加固前工程的主要病因。 灌浆时浆砌石坝体到处出现漏浆,吸浆量大,较大地提高了除险加固工程费用。针对本水库坝体浆砌石空隙率高,结构松散,透水性强烈的特点,及时调整灌浆方法、灌浆材料、工艺参数、特殊孔段处理措施,从根本上保证了防渗体灌浆施工质量。

1998.12.14

1.工程概况

2002.04.26

防渗体灌浆按照设计布置和相关技术要求,施工完成钻孔364 个,累计灌浆段长 8 161.08 m,灌入水泥 3942.5t,单位注入量 483.1 kg/m,砂480t,水玻璃100t。 防渗体灌浆施工完成后,综合效果表明防渗体灌浆质量良好,达到预定效果。

灌浆前

钻孔孔口回水情况:Ⅰ序排钻孔时全部没有回水,中间还有少量掉钻;上游排Ⅱ序孔及中间排Ⅲ序孔钻孔时上部段回水情况有所好转,有少量回水 ;到中间排Ⅲ序孔钻孔时回水有明显好转,但是在钻进过程中仍有某些部位仍然出现回水减少,甚至消失,说明坝体内空洞通过上、下游排Ⅰ、Ⅱ序孔灌浆后仍存在少数空隙未得到充分灌注。灌浆段坝坡冒浆情况及处理:在灌浆过程中,出现多处漏浆现象。 特别是刚开始对下游排Ⅰ序孔灌浆时,从下游坝坡不同高程 处多达20余处出现冒水和漏浆。灌浆时,冒浆量较小处,随浆液水灰 比变浓 ,漏浆点逐渐消失, 按正常灌浆方式灌注至结束标准;当冒浆量较大,采取用水不漏和棉纱等材料嵌缝、地表封堵方法封堵,再采取低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法处理 ,灌至结束标准。

296

坝内防渗体检查孔压水试验透水率均<5 Lu,满足设计要求。防渗体灌浆完成 14天后,施工检查孔37个,压水试验190 段,透水率均<5 Lu,全部合格。

570

按照防渗灌浆生产性试验拟定的施工参数和技术要求,完成试验灌浆孔11个,进尺 162.78 m,简易压水38 段,灌浆段长151.78 m,共注入水泥 189.6 t。检查孔1个,进尺 15.5 m,压水试验3 段,压水试验结束后全孔灌入水泥 400 kg。

13.9

双液灌浆至漏浆现象停止,停止掺加水玻璃,再按纯水泥浆灌浆要求灌至结束标准。

相近库水位渗漏量比值

通过防渗灌浆生产性试验成果分析,结合灌浆过程中各种不同情况的处理结果,经深入总结探讨,对防渗体灌浆技术要求补充如下:

6.49

灌浆段大量吸浆情况及处理方法:由于坝体裂隙、空洞较多,结构较松散,导致灌浆过程中孔段吸浆量非常大,如下游排的Ⅰ序孔 K21″、K23″孔, 其分别灌注水泥 59.5 t和49.3 t,平均单耗达到4.25 t/m 和 3.18 t/m。整个灌浆试验的平均单耗为1.25 t/m。 远大于设计的 100 kg/m。

668.24

其他要求按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T 5148-2001)执行。

10.0

单位注入量逐排逐序减少明显。 先施工的下游排单位注入量914.7 kg/m,上游排单位注入量643.0 kg/m,后施工的中间排单位注入量193.1 kg/m。 序次上先施工的下游排Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序单位注入量分别为1189.3,1073.3,691.4 kg/m,上游排Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序分别为 952.9,648.8,481.1kg/m,中间排Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序分别为 257.8,231.7,141.8kg/m,逐排逐序减少明显。

8.7

[关键词] 水库大坝灌浆浆砌石坝体施工技术

综上所述,小南海天然地震堆积坝体帷幕灌浆工程,设计合理,施工质量控制科学,防渗加固效果明显。 6、结语 在小南海天然地震堆积坝体中作帷幕灌浆防渗加固工程,目前属国内唯一的先例。设计施工过程中,对钻孔、灌浆技术参数,灌浆材料、浆液配比、灌浆过程中特殊情况的处理、以及灌后质量检查方法等多项技术与工艺进行了较多的试验探索,并取得成功经验。 该工程的成功实施,为我国今后解决类似工程问题积累了宝贵的设计和施工经验。

根据钻孔揭露,坝体浆砌石块体为粉红色花岗岩,主要矿物有正长石、石英、及少量暗色矿物,其中块石多为弱风化,少数为强风化,结构松散。大多数块石间不见砂浆,连接不密实。砌石之间多呈松散堆积状态,钻进时,多数孔段无回水,压水试验时连水位均无法观察到 ,砌石间空隙多且大,连通性极好。 前期安全评估时,现场测得坝体密度最小为1.76 g/cm3、最大的仅2.12 g/cm3,坝体空隙率极高,坝体漏水严重,水库不能正常蓄水。

1998.11.01

665.13

2002.07.15

669.48

项 目 内 容 技施设计前灌浆试验 生产性试验灌浆 主体工程施工
钻 孔 3068.7 3899.15 44529.59
镶铸孔口管 88 224 2544
灌 浆 3055.5 3737.15 44169.09
压水试验 14 11 41
完成时段 2000.1.3~4.7 2000.7.27~2001.2 2001.3~2002.1

666.22

134

1998.12.01

3、开挖检查分析 溢洪道施工,在桩号坝0+668.231~0+605.900m范围内开挖深度7.0m ,从开挖揭露的灌浆后坝体地层结构看,大孤石裂隙以及较松散的堆积体中均被水泥粘土浆结石充填密实,浆液结石最大宽度达25cm,浆液在地层中扩散延伸长度达20m余。

668.24

灌浆后

666.51

关键词:小南海水库 地震崩塌堆积体 帷幕灌浆 施工 1工程概况 小南海水库位于重庆市黔江区小南海镇境内,是1856年地震山崩堵塞老窖溪形成的一座中型天然水库。水库集雨面积98.8km2,大坝防渗整治前水库正常蓄水位高程670.5m,总库容7087万m3,有效库容2930万m3。由于天然坝体结构松散,渗漏加剧,多年平均渗漏水量约1000万m3,致使坝体产生管涌渗透变形,危及大坝安全。为了确保坝体安全,加强天然坝体的防渗性能,减少水库渗漏,保护地震遗址,在设计多方案论证基础上,经主管部门批准,采取帷幕灌浆进行大坝防渗整治。由于地震崩塌堆积的天然坝体中帷幕灌浆属“国内唯一,世界罕见”,没有经验可借鉴,亦没有对应规程规范可遵循,因此,帷幕灌浆设计、施工及质量检查方法具有一定的探索性。 1.1 天然坝的形成及分布范围 天然坝形成于1856年黔江—咸丰地震,地震崩塌堆积体堵断老窖溪形成小南海天然水库。天然坝体长约1000m,坝高一般60~70m,部分达80~100m,顶宽度为100~230m,坝底宽度为1200~1300m,坝体总体积约为4000~4600万m3。 1.2 工程地质条件 ⑴天然坝体主要由地震崩塌堆积的页岩及粉砂质页岩块碎石夹孤石,以及堆积、风化或沉积碎屑组成。天然坝体物质结构在垂向上存在明显差异,横向上差异不明显。高程633.40~659.00m以上坝体孤石含量为28.09~56.52%,孤块碎石粒径明显比下部大,孤石最大直径达10.0m以上。该部分结构松散,局部有架空结构。钻孔注水试验测得渗透系数为39.38~176.31m/d,属强—极强透水层。 下部坝体高程633.40~659.00m以下至高程608.47~622.41m之间,孤石含量为0.00~17.96%,块碎石含量较上部坝体增加,孤块碎石粒径明显较小,部分被粉细砂或粘土充填,基本无架空现象。钻孔注水试验测得渗透系数为6.53~60.80m/d,属较强—强透水层。 ⑵地震崩塌堆积体之下掩埋了原河流及Ⅰ级阶地堆积物。 ⑶天然坝体下伏基岩为志留系中统罗惹坪群第一段灰色及灰绿色页岩,并夹有介壳灰岩透镜体。钻孔压水试验测得,基岩强弱风化带岩体透水率为2.3~3.3Lu,新鲜岩体透水率为1.7~3.3Lu,均属弱透水岩体。 ⑷坝体渗漏点主要位于大坝右侧天然溢洪道内,分布在不同层面的三个高程带上;天然坝右半部上游坝坡分布有管涌入口,一般呈圆~椭圆状,直径一般0.10~0.30m,大部分位于块碎石与孤石的接触部位。 1.3 施工时段及完成工程量 灌浆工程施工时段及完成工程量见表1。表1 工程各时段及完成工程量

渗漏量Q2

Q2/ Q1

2002.08.01

104

30.0

孔 序 排 序 Ⅰ序孔单位 注入量 Ⅱ序孔单位 注入量 Ⅲ序孔单位 注入量 各排序单位 注入量
下游排 650.61 570.50 443.73 528.27
上游排 562.15 531.33 403.84 476.49
中间排 346.03 302.88 246.26 283.48
各序孔单位注入量 520.76 468.16 360.32

191

3.38

10.6

库水位

847★

5.4 渗流量观测系统观测资料分析 灌浆施工期所建渗流量观测系统位于坝下游河床,渗流量观测从2001年7月22日至今,实测灌后最大渗流量为30.0L/s(相应库水位高程669.48m),是灌浆前库水位高程668.24m的渗流量5.2%,正常蓄水位670.50m的3.54%。表3 灌浆前后相近库水位渗漏量对照表

4.4

备注: 847★为设计根据多年观测资料计算值

溢洪道闸室段开挖右边坡垂直深度5米处的灌浆结石照片

观测日期

编辑:科技之门 本文来源:水库地震崩塌聚成堆天然坝体帷幔灌浆设计与施

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