大坝基岩层状倾倒岩体补强灌浆研究

发表时间:2021/4/8   来源:《工程管理前沿》2020年34期   作者:李正雄
[导读] 考虑到很多水电站帷幕灌浆在大坝基岩层状倾倒变形发育条件下进行,
        李正雄
        贵州大学 贵州省遵义 563100
        【摘要】:考虑到很多水电站帷幕灌浆在大坝基岩层状倾倒变形发育条件下进行,地质环境特殊,若没有做好相应的技术处理就会导致绕坝渗漏问题。针对特殊地质断层以及多条破损带对关键结果的影响,相关技术人员可通过蓄水后补强灌浆予以处理,降低坝基渗流量,最后满足相关设计处理要求。
        【关键词】:大坝基岩层;状倾倒岩体;补强灌浆研究
        本次研究采用案例分析法,以A水电站大坝基岩层状倾倒岩体补强灌浆为研究内容,分析其技术管控要点,相关内容分析如下:
        1.工程概况
        A水电站位于某河流段上,其装机容量为1300MW正常蓄水位为1400m,容量为6.48×108m3,内部安设了五台300MW发电机组,平均发电量可达65.3610 8 千瓦时。
        水电站的枢纽包含了左岸坡式溢洪道、引水发电系统等内容,布置图如下所示(图1)

        大坝的露基岩地层为侏罗系花开左组上段地层、内部有绿泥绢云板岩、砂质绢云板岩、绢云石英砂岩等,露出的结构断面层有 12 条。带宽在 0.1 ~ 0.5m。
        2.大坝帷幕灌浆设计研究
        2.1施工阶段的大坝帷幕灌浆施工
        施工阶段的防渗范围需要按照设计执行,在调整范围中,溢洪道需要前进200m,且右边延伸到了F146 断层外侧,在回槽子沟上游上端以及引水口进口段等多个部位都需进行加深,加深的范围也需要控制在10米以内,加深的段数也应当控制在2段以内,达到相对隔水层 ≤ 3Lu深度。
        2.2帷幕灌浆施工过程
        考虑到实际的施工过程中,涌水量、涌水压力过大,整个灌浆过程中可存在回浆问题,如压力、吸浆量大多达不到灌浆的标准。此情况下,整个透水率、用水量容易出现稀浆灌注问题,经过级配处理后,可出现不吸浆的问题。针对此问题,建议在钻孔涌水部位加入一排帷幕灌浆,可采用三排帷幕灌浆,在下段可以采用干磨稀水泥,但是总体用量不能够超过2000L,经过持续灌浆后在进行起压变浆,也建议针对灌浆的工艺等到浓浆缓凝12小时后再进行灌浆,在整个检测过程中要保证浆液和岩层的裂缝是科学填充的,最终保证灌浆的总体质量。
        2.3补强灌浆设计
        经过了以上的施工处理,相应的工程施工单位要做好灌浆设计控制。经过灌浆后,大坝下闸蓄水时候发现基础处渗水量加大,检查后发现两处问题,一处为灌浆平洞端口、一处为进口位置,经过测压计检测后发现渗压突然增大,且故障处接近于前库水位。
经过研究得知,A电站的地质条件十分复杂,且坝基础的岩性为板岩混合变质砂岩,两个设计呈现出叠层状况,岩层走向趋近于SN方向,经过观察可知,整个岩层的结构趋向于SN走向,经过计算可知该部分和大坝防渗帷幕轴线呈现出斜交。经过下游斜线插入右岸山体后,整个坝基内出现积压发育,两段出现了缓慢倾斜断层问题,当受到周围环境的影响后,整个表浅的岩体出现了严重的倾倒。此外,坝基的水文地质环境十分复杂,透水性也沿着顺层的方向有一定的影响,整个结构明显大于沿垂直岩层方向,而山体的透水性好,和水库连接紧密,灌浆结构也存在透水率大、孔段间吸浆量差异大的问题,这些也导致了帷幕灌浆的效果难以达到设计的要求。经过专业的研究分析可知,相关管理人员要针对现有的问题采用补强措施。相关工作人员针对现状可制定补偿措施,若加密孔距等。采用新型灌浆材料进行灌注处理,且对小于标准的孔洞进行溶胶灌注处理。
        2.4A水电站大坝蓄水渗漏帷幕灌浆补强设计研究
        现针对存在问题进行优化分析,并在基础的帷幕、主帷幕的水文地质环境中布置孔洞,首先,针对帷幕补强做好设计管理,结合补充勘察的结果对现有的大坝帷幕线进行增强补强灌浆处理,工程量约4.47×104㎡,技术人员要结合大坝的相应数据,联合渗透压检测的记录要求对整个工程环境进行补强处理。
        2.5右岸帷幕下游排水洞研究过
        按照设计情况对右岸2号交通洞进行不强管理,间交通洞兼做排水洞,按照现场情况,0+332m停止开挖施工。
        3.大坝帷幕补强灌浆施工技术
        3.1灌浆方法研究
        灌浆孔建议采用孔口封闭灌浆法,可用先导孔、硅溶胶和检查孔进行自上而下地分段灌浆,硅溶胶灌注孔孔口段也应当在硅溶胶灌注后加铸造孔口管。
        3.2灌注段长和压力分析
        从我国现代灌注桩的孔洞分析来看,若下部孔段超过了5米就可以采用加长灌注,但是整个下部孔段不能够超过8米,建议加长后可以按照0.7-0.8Mpa的方式增压,接触段其余部位就可以按照通知单要求施工。此外,建议分级处理灌浆压力,且混凝土盖板抬高不应当超过规定值±0.2m。
        3.3灌浆记录
        为了保证灌浆质量,建议硅溶胶灌浆过程中记录其速度,建议将其控制在20L/min速度内,可以采用手工记录的方式,建议控制硅溶胶灌浆速度小于1L/min,持续半小时后达到凝胶时间后考虑结束。
        4.灌浆施工中突发事件处理
        4.1分析大涌水孔段处理措施
        大涌水孔段施工前,工作人员要记录涌水的数量和压力,并针对具体的情况进行综合处理,或者改变灌浆方式,将其变成纯压式灌浆、灌注浓浆。具体措施如下。首先,技术人员先调整1:1开灌比级的普通水泥泥浆进行灌注,若灌注的流量和速度没有受到周围环境影响,可采用水灰比为1:2的水泥泥浆进行灌注,若灌注纤维水泥泥浆的速度达到了0.3t/m ,整个灌注的流量和压力不变化就可考虑采用膏状浆液灌注,灌注结束后进行闭浆处理。若灌注时候整个灌注量小于10L/min,注入量和透水量也会发生变化,此时可考虑改灌注硅溶胶浆液。
        4.2灌注硅溶胶吸浆量大的处理措施
        对于 III 序孔灌前透水率大于 10Lu 的孔段,当灌注硅溶胶吸浆量大无法正常结束,且总注入量超过 200L/m 时,改用水泥浆液灌注,直至结束。
【参考文献】
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[3]周好军,濮久武.枫树岭重力坝坝基渗流处理效果评价[J].小水电,2020(04):17-20+80.
[4]卢凤丽.竹林水电站砌石拱坝安全复核及灌浆防渗处理[J].吉林水利,2020(08):54-56+62.
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