狮子坪高坝防渗帷幕特殊孔段灌浆技术探讨.doc

狮子坪水电站大坝帷幕灌浆施工中特殊情况处理技术探讨杨世伟 张向军 （四川准达岩土工程有限责任公司 四川成都610072）摘 要：狮子坪水电站高水头防渗帷幕施工中針对串浆、冒浆、涌水、断层、耗灰量大等特殊孔段采取低压、浓浆、限流、限量、间歇、掺加外加剂剂、待凝等技术措施，保证工程质量，加快工程施工进度，取得了不错的效果。关键字：狮子坪 水电站 复杂地层 帷幕灌浆1 工程概述1.1工程简介狮子坪水电站是杂谷脑河流域的龙头水库电站，位于四川阿坝州理县境内。水库总库容1.327亿m，为年调节水库，总装机容量195MW（365MW）。该电站为二等大（2）型工程，大坝为碎石土心墙堆石坝，最大坝高136m，坝顶总长309.40m，坝顶高程2544m，正常蓄水位高程2540m。1.2工程地质岩性坝区岩石由上三迭统侏倭组和新都桥组浅变质岩组成，岩性为变质砂岩夹千枚岩、变质砂岩与千枚状板岩互层、薄层变质砂岩与千枚状板岩互层和千枚状板夹薄层砂岩。2 防渗帷幕设计2.1帷幕灌浆孔布置大坝帷幕灌浆孔布置大坝心墙底部，共布置两排帷幕灌浆孔，排距1.5m，孔距水平方向2.5m，梅花形布孔，孔深70-100米。2.2灌浆段长及压力灌浆段长度25m，帷幕灌浆孔灌浆压力值见表2.2-1。 表2.2-1基岩孔深（m）02255101015152020252530303535段长（m）235555555序孔压力（Mpa）0.30.511.522.533.53.5序孔压力（Mpa）0.330.551.11.652.22.753.33.853.85序孔压力（Mpa）0.360.611.211.822.423.033.634.244.242.3浆液比级及结束条件灌浆浆液水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1五个比级（重量比级）。灌浆段在最大设计压力下，注入率不大于1L/min后，继续灌注90min，结束灌浆。2.4帷幕灌浆检查标准经过灌浆后，地层透水率q3Lu；3 帷幕灌浆特殊情况施工技术3.1冒浆、漏浆灌浆过程中，发现冒浆、漏浆时，采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限量、间歇灌浆等方法进行处理。 3.2串浆灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可一泵一孔同时进行灌浆。否则，塞住串浆孔，待灌浆孔灌浆结束后，再对串浆孔进行扫孔、冲洗，而后继续钻进或灌浆。3.3灌浆中断 尽快恢复灌浆，否则立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则扫孔后复灌。 恢复灌浆时，使用开灌比级的水泥浆灌注，若注入率与中断前的相近，采用中断前的比级水泥浆灌注，如注入率较中断前减少较多，则逐级加浓浆继续灌注；如注入率较中断前减少很多，且在短时间内停止吸浆，则采取补救措施。3.4涌水孔段孔口有涌水的灌浆孔段，灌浆前测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况，综合选用纯压式灌浆、提高灌浆压力、浓浆、闭浆、待凝等措施处理。3.5灌浆段注入量大灌浆难于结束时，根据具体情况采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆、掺加速凝剂、待凝等措施处理。处理后应扫孔重新灌浆至结束。具体措施如下： 采用水灰比0.5:1的浓浆进行灌注，限制注入率在25L/min内，以减小浆液在缝隙里的流动速度，促使尽快沉积，减小浆液的扩散范围。限量间歇灌浆，以促使浆液在静止状态下沉积，将通道堵住。待凝时间，应据速凝剂的加量、种类、地下水、气温、裂隙等现场实际情况确定。间歇待凝后复灌，若与待凝前灌注注入量相差悬殊，且耗灰量很小，则应扫孔重新灌注，复灌起灌水灰比为51；扫孔后注入率仍很小，此孔段灌浆即可结束。 灌浆过程中，应经常注意观察有无串、冒浆现象，若出现冒浆现象，应首先表面封堵并降低压力，如降压后无效，再将浆液逐渐变浓，若再无效，可视冒浆量与注入量而定，待冒浆量接近注入量，或冒浆比重与注入浆的比重接近时，再灌30min即可结束待凝，如冒浆量小于注入量2/3，则继续灌注至结束，并采取表而封堵措施。3.6返水极小或不返水在钻进过程中，若遇返水极小或不返水的情况，则可判定钻遇断层、大的裂隙、空腔。此时，无论该段多长，均作为一段采用水灰比为0.5:1浓浆进行灌注。3.7终孔段注灰量大帷幕灌浆孔的终孔段，其透水率或单位注灰量很大时，钻孔宜继续适当加深。3.8断层破碎带在断层破碎带、挤压破碎带，岩溶洞带和裂隙密集带，地下水影响极大，造成灌注困难或采用现有参数难以保证灌注质量，增加排数孔与原单排孔成梅花布置。3.9特殊孔段处理3.9.1 BH6钻孔(1)、01段第一次灌浆：开始灌注正常，在灌浆进行中，压力突然变小，吸浆量变大，立即采取措施，进行了限流、间隙、降压等处理，后发现右边墙新旧混凝土顶拱接触处及预埋回填孔多处开始冒水，且水量较大，待浓浆流出后待凝。(2)、01段第一次复灌：扫孔过程中出现大量涌水，立即灌浆，采取降压、限流、间歇灌浆，以促使浆液在静止状态下沉积，将通道堵住等措施，无结束趋势，待凝。(3)、01段第二次复灌：在扫孔至2.5m时出现涌水。采用纯压式、浓浆灌注，吸浆量大，在升至设计压力的情况下，持续关注4小时05分，流量逐渐减少，能达到结束标准，请示监理工程师后继续灌注，闭浆2小时后未出现涌水，灌浆结束。3.9.2 YX27钻孔（先导孔）(1)、06段第一次灌浆：洗孔无回水，开始灌浆时注入量大，采取降压、限流、间歇等措施，无明显效果，洗孔无回水待凝。(2)、06段第一次复灌：洗孔无回水，灌浆开始后注入量大，立即采取了降压、限流等措施，无效，待凝。(3)、06段第二次复灌：洗孔无回水，灌浆开始后，由于吸浆量大，且无减小趋势，继续采取降压、限流、间歇，无明显效果，待凝。(4)、06段第三次复灌：灌浆开始后压力能达到设计压力，流量持续减少，正常结束。(5)、07段第一次灌浆：洗孔无回水，开始灌浆后吃浆量注入量无减小趋势，立即采取了限流、间歇等措施,效果不明显，待凝。(6)、07段第一次复灌：洗孔无回水，灌浆开始后吃浆量较之上次有了明显的减少，但仍然吃浆，继续采取了降压、限流等措施，在灌浆进行了50分钟后，流量持续减少，压力能达到设计压力，正常结束。(7)、08段第一次灌浆：洗孔无回水，灌浆开始后注入量较大，立即采取了降压、限流、间歇等措施，无效，待凝。(8)、08段第一次复灌：洗孔仍无回水，灌浆开始后注入量大，继续采取降压、限流、间歇等措施，无结束趋势，待凝。(9)、08段第二次复灌：洗孔无回水，在灌浆开始后吃浆量较大，无减小趋势，继续采取降压、限流、间歇等措施无效，待凝。(10)、08段第三次复灌：洗孔无回水，灌浆开始后注入量仍然较大，继续采取降压、限流、间歇等措施，无明显效果，在请示监理工程师后加速凝剂仍无效果后待凝。(11)、08段第四次复灌：洗孔无回水，灌浆开始后注入量较之前面有了明显的减少，但仍不能达到设计要求，继续采取降压、限流、间歇等措施，当灌浆进行了3小时15分钟后，流量持续减少，且压能达到设计压力，正常结束。4 质量检查本工程帷幕灌浆效果检查主要采取压水试验进行检查。4.1 BH6钻孔单元检查孔压水成果通过检查孔压水成果可以看出本单元在通过灌浆过程中采取的一些措施，质量得到了有效的控制。孔号段 次钻孔深度试验 段长检 查 方 式压 水方 法全压力 (MPa)流量 (L)透水率(Lu)自至段长(m)(m)(m)YJ-2110.95.955压水试验五点法0.30.120.08YJ-2210.965.15.1压水试验五点法0.310.140.094.2 YX27钻孔单元检查孔压水成果孔号段 次钻孔深度试验 段长检 查 方 式压 水方 法全压力 (MPa)流量 (L)透水率(Lu)自至段长(m)(m)(m)YJ-02624.429.455压水试验单点法2.0115.691.6729.434.455压水试验单点法2.0214.41.44834.439.455压水试验单点法216.781.7YJ-03624.129.155压水试验单点法2.0518.071.8729.134.155压水试验单点法215.871.6834.139.155压水试验单点法219.031.9