梨园水电站趾板固结灌浆试验.pdf

第 4 1卷第 5期 2 0 1 5年 5月 水 力 发 电 梨 园水 电站趾板 固结灌浆试验 宁德 高，王兴艳 ，苗延强 ( 云南华 电金沙江 中游水 电开发有 限公 司 ，云南 昆明 6 5 0 2 2 8 ) 摘要 ：固结灌浆在工程施工 中是重要 的隐蔽 工程 ，在 正式施工前需要通过灌 浆试验确定 施工参数 。从 固结灌浆试 验设计 、施工 、成果分析 、质量检查等几个方 面 ，对梨 园水 电站趾 板 固结灌 浆试 验进 行 了详细 介绍 。工程 实践 表 明 ，固结灌浆试验设计技术参数是合理 的 ，工 艺是 可行 的 ，灌浆效果满足设计要求 。 关键词 ：趾板 ；固结灌浆 ；试验 ；梨 园水 电站 Te s t o f Pl i n t h CO ns 0l j da t i On G r o ut i ng i n Li yua n H y dr o powe r St a t i on NI NG De g a o ， W ANG Xi n g y a n， M I AO Ya nq i a n g ( Yu n n a n Hu a d i a n J i n s h a Ri v e r Hy d r o p o w e r De v e l o p me n t C o ，L t d ，Ku n mi n g 6 5 0 2 2 8 ，Y u n n a n ，C h i n a ) Abs t r a c t ：Th e c o ns o l i d a t i o n g r o u t i n g i s a n i mpo r t a n t h i d d e n wo r k s i n c o ns t r uc t i o n a n d t h e f o r ma l c o n s t r u c t i o n p a r a me t e r s mus t b e d e t e r mi n e d by g r o ut i n g t e s t s Th e p l i nt h c o n s o l i da t i o n g r o ut i n g t e s t s i n Li y ua n Hy d r o p o we r St a t i o n a r e de s c r i b e d f r o m t h e a s p e c t s o f t e s t d e s i g n， c o n s t r u c t i o n， r e s u l t a n a l y s i s a n d q ua l i t y i ns p e c t i o n Th e a c t u a l e n g i ne e rin g pr a c t i c e s h o ws t h a t t he e x pe r i me nt a l d e s i g n pa r a me t e r s a r e r e a s o na bl e ， t he p r o c e s s i s f e a s i b l e a n d t he g r o ut i ng e f f e c t me e t s de s i g n r e qu i r e me n t s Ke y W o r ds ：pl i nt h；c o ns o l i d a t i o n g r o u t i ng ；t es t ；Li y ua n Hy d r o po we r S t a t i o n 中图分类号 ：T V 5 4 3 5 ( 2 7 4 ) 文献标识码 ：A 文章编号 ：0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 0 4 9 0 3 梨 园水 电 站 工 程 属 一 等 大 ( 1) 型 工 程 ，是 以发 电 为 主 ，兼 顾 防 洪 、 旅 游 等 综 合 利 用 的 水 利 水 电 枢 纽工 程 。枢纽 建 筑 物 主 要 由面 板 堆 石 坝 、右 岸 溢 流 道 及 消 力 池 、左 岸 引 水 发 电 系 统 及 岸 边 主 副 厂 房 、 左 岸 泄 洪 冲 沙 洞 等 组 成 。趾 板 部 位 需 进 行 固 结 灌 浆 。 固结 灌浆 的 目的是 为 了提 高 和 改善 基 岩 物理 力 学 性 能 ，提高 岩 基 的强 度 和 整 体 性 ，增 强 防渗 效 果 ，减 少开 挖 深 度 。灌 浆 是 一 项 隐 蔽 性 工 程 ，时 间 性 强 ， 质量要 求 高 ，不 同工 程 由于 地 质 状 况 不 同 ，施 工 中 往 往 会 出 现 一 些 不 同情 况 ，需 要 通 过 试 验 进 行 验 证 ， 进 而 保 证 灌 浆 工 作 的 正 常 开 展 。 试 验 区基 岩 为 致 密 玄 武 岩 、杏 仁状 玄 武 岩 夹 火 山角砾 熔 岩 ，结 构 面 较 发 育 。试 验 区趾 板 基 础 按 设 计 要 求开 挖 至弱 风 化 层 。根 据 本 工 程 坝基 岩 体 质 量 分类 ，该 部位 岩体 质量 达 I I I 类 。 1 固结灌浆试验设计 1 1 试 验 目的 针对 梨 园水 电站 大 坝 趾 板 基 础 岩 体 的特 点 ，在 固结灌 浆 施 工 前 ，进 行 现 场 灌 浆 试 验 ，验 证 灌 浆 设 计参 数 的合理 性 ，确定 适宜 的施 工 流程 及 工 艺措 施 。 本 次灌浆 试 验 的 主要 目的 ： 确 定 浆 液 配 比。 论 证设 计灌 浆 区 的可 灌 性 。 确 定 灌 浆 施 工 工 艺 及 参 数 ( 灌浆 压力 、灌浆 孔 间排距 等 ) 。 1 2灌浆试 验设 计 根据 大 坝水 文 地 质 条 件 ，选 择 具 有 较 强 代 表 性 的 地段 。现 场灌 浆 试 验 选 择 在 大 坝 上 游 、左 岸 水 平 趾板 上 进 行 ，桩 号 0+3 8 0 5 0 00+3 9 4 0 0，高 程 1 4 7 2 i n 。 以现 场 施 工 与 主 体 建 筑 物 的 施 工 干 扰 最 小 为 原 则 。 灌 浆 孔 、 物 探 孔 与 抬 动 观 测 孔 布 置 见 图 1 。 1 3 技术 要求 执行 D L T 5 1 4 8 2 0 0 1 水 工建筑物水 泥灌浆施工 技术规 范、设计下 发的 梨 园水 电站施 工详 图设计 阶 段大坝 、溢洪道水 泥 灌浆 施 工 技 术要 求 、监 理 工程 师批准 的 固结 灌浆 试 验大 纲 及 其 他相 关 技术 要求 。 灌浆材料 及浆液室 内试验 由我项 目部试验 室完成 。 收稿 日期 ：2 0 1 5 - 0 2 0 3 作者简 介：宁德 高 ( 1 9 8 5 一 ) ，男 ，云南 昆 明人 ，注册 建造 师 主要从事水利水 电项 目建设管理工作 W a te r V o 1 4 、n 5 固 N J 仅电 zu1 3 月 + Y 厶 0 i i 3 i J 、 1 二_ 、二粤 J 、 1 G30 - 4 - 1 3 9 、 ， J 1 、 n l 0，、 女 _-_-_ J ，、，、 G30 - 啦 3 - 2 9 1 、 1 ， J 、 _n， 、 - ， 、 ， 、 娜 、 1 。 G3 0 - 1 - 2 9 1 J 、 、 1 J 分序说明： O为 I 序孔 为I I 序孔 图 1 固结灌 浆平面布置示意 1 4 工 作程序 灌浆 试 验 施 工程 序 为 ：钻 孔 放样 一 抬动 孔 钻 孔 及 观测设 备安装 一 物 探 孔 声 波 、弹模 测 试 一 I序 孔 钻灌一 序孔钻 灌一 检查孔 钻孔 压水 一 物 探孔 声 波 、 弹模 测试 等一 资料整 理分析 、提 交报 告 。 2固结灌浆试验施工 2 1 钻 孔 钻 孔 采 用 XY一 2 P C钻 机 及 1 0 0 B潜 孔 钻 机 。 物 探 孔 及检查 孔孔 径 为 9 1 mm，抬 动 孔 及灌 浆 孔 孔 径 为 75 mm 。 2 2 抬动观 测 抬 动 观 测 采 用 千 分 表 及 抬 动 自动 报 警 仪 ， 抬 动 控 制 值 不 大 于 1 0 0 a m。 抬 动 观 测 装 置 埋 设 见 图 2。 图 2 抬动观测装置结构 示意 2 3 灌 浆材 料 灌 浆 采 用 大 理 三 德 水 泥 有 限 公 司 生 产 的 P 0 4 2 5 普 通 硅 酸 盐 水 泥 ， 其 细 度 通 过 8 0 u m 方 孔 l 盈W a P o V o 1 4 N o 5 筛 ，筛余 量不 大于 5 。 2 4压 水试 验 灌浆 孔压 水试 验压力 按灌 浆段 压力 对应 确定 。 ( 1 ) 试 验压 力 。当灌浆 压 力小 于 1 MP a ，压 水 试 验压 力为 灌浆 压力 的 8 0 。当灌 浆压 力 大 于 1 MP a ， 压水 试验 压力 为 1 MP a 。灌 前压 水试验 抽 取 5 的孔 段进 行单 点 法 压水 ，其 余 孔段 采 用 简易 压 水 。 灌 后 检查 孔压 水试 验采 用单 点法 。 ( 2) 压 水 试 验 压 人 流 量 稳 定 标 准 。 在 稳 定 的 压 力 下 ，每 35 mi n测 读 1次 压 人 流 量 ，连 续 4次 读 数 中 最 大 值 与 最 小 值 之 差 小 于 最 终 值 的 1 0 ， 或 最 大值 与 最 小值 之 差 小 于 1 L mi n时 ，本 阶段 压 水 试 验 即 可 结 束 ， 取 最 终 值 作 为 压 人 流 量 的 计 算 值 。 ( 3 ) 简 易 压 水 。 简 易 压 水 试 验 在 裂 隙 冲 洗 后 或 结 合裂 隙 冲洗 进行 ，压力 为 灌 浆 压力 的 8 0 并 不 大 于 1 MP a ，压 水 时 间 2 0 mi n，每 5 mi n测 读 1次 压 水 流 量 ，取 最 后 的流 量 值 作 为 计 算 流 量 。 2 5 灌 浆 2 5 1 试验孔布置方案、灌浆压力及水灰比 本 次 固结 灌 浆试 验在 第 3 0单 元 ( C形 断面 水 平 段 ) 上 进行 ，位置 由设 计 、监 理 、业 主 、施 工 各方 现 场确定 。混 凝土 盖重厚 度 为 1 0 I n，设 置 6排孔 ，间 排距 为 I 5 m 1 5 m，人 岩 1 0 m。 分 段 ：第 1段 2 m，第 2段 4 m，第 3段 4 m。 灌 浆 压力 ： I序孔 第 1段 0 50 8 MP a ，第 2、 3段 为 0 81 0 MP a ； I I 序 孔 第 1段 1 01 5 MP a ， 第 2、3段 为 1 52 0 MP a 。 水灰 比选 择 ：浆 液 由稀 逐 级 变 浓 ，水 灰 比依 次 为 3 ： I 、2 ： 1 、1 ： 1和 0 5 ： 1 。 2 5 2 灌浆 方法及 程序 ( 1 ) 灌 浆 方 法 均 采 用 自上 而 下 分 段 灌 浆 法 ，灌 浆过 程按 分序 加 密 的原 则 进 行 ，分 两 序 ，先 进 行 I 序 孑 L ，再 进 行 序 孔 。 ( 2 ) 灌 浆材 料 为 P 0 4 2 5普 通 硅 酸 盐 水 泥 ，为 纯 水泥浆 。 ( 3 ) 浆 液 由 稀 到 浓 逐 级 变 换 ， 当 灌 浆 压 力 保 持 不 变 ，注 入 率 持 续 减 少 时 ，或 当 注 入 率 保 持 不 变 而 灌浆 压力 持续 升高 时 ，不 得 改变水 灰 比 。 ( 4) 变浆标 准 。当某 一 比级 浆 液注 入 量 已达 3 0 0 L以上 ，或灌 注 时 间 已 达 3 0 mi n，而灌 浆 压 力 和 注 入 率均 无 显 著 改 变 时 ，换 浓 一 级 水 灰 比浆 液 灌 注 。 当注入 率大 于 3 0 L mi n时 ，根 据 具体 情 况 ，可越 级 变 浓 。 ( 5 )灌 浆结 束 标 准 。在 该 灌 浆 段 最 大 设 计 压 力 下 ，当注入 率不 大于 1 0 L mi n，继 续灌 注 3 0 mi n， 帚 I卺 身弓0 朋 3 -1 ；茸 向， 守： 四 小吧 如灿 似I垒l 雁永 结 束灌 浆 段 。 ( 6) 封 孑 L 。 灌 浆 后 没 有 涌 水 的 固 结 孔 采 用 导 管 注 浆 封 孔 法 ，灌 后 有 涌 水 的 采 用 全 孔 压 力 封 孔 法 。 2 6 质 量检 查 ( 1 ) 采 用 钻 检 查 孔 进 行 压 水 试 验 的 方 法 ， 并 结 合 检 查 孔 取 芯 ，灌 前 、灌 后 岩 体 波 速 进 行 综 合 评 价 。 ( 2) 固结 灌 浆 压 水 试 验 检 查 在 该 部 位 灌 浆 结 束 37d后 进 行 ，单 点 法 压 水 试 验 检 查 孔 数 量 不 少 于灌 浆 孔 总 数 的 5 ，检 查 结 束 后 进 行 灌 浆 和 封 孔 。 ( 3) 压水 试 验透 水 率 q小 于 设 计 要 求 的 5 L u为 合 格 。 ( 4) 固结 灌 浆 孔 段 合 格 率 不 小 于 8 5 ，不 合 格 孔 段 的透 水率值 不 超过设 计 规定值 的 1 5 0 ，且 不集 中 ，灌 浆 质 量 认 为 合 格 。 3固结灌浆试验成果 3 1 固结灌 浆资 料分 析 3 1 1 I序 孔 试 验单 元 布置 I序 孔 3 0个 共 9 0段 ，灌 前 压 水 ( 简 易 压 水 ) q5 L u的 有 2 1段 ， 占 I序 孔 总 段 数 的 2 3 3 ；5 L u q1 0 L u 的 有 2 3 段 ， 占 总 段 数 的 2 5 6 ；1 0 L uq1 0 0 L u 的 有 4 6段 ， 占 总 段 数 的 5 1 1 。其 中 ，最 大值 4 1 4 2 8 L u，最小 值 为 0，平 均 值 为 3 5 6 L u。 灌 浆 耗 灰 量 小 于 5 0 k g m 的 有 3 5段 ， 占 I序 孔 总 段数 的 3 8 9 ；大于 等于 5 0 k g m且 小 于 1 O 0 k g i n的 有1 0 段 ， 占 总 段 数 的 1 1 1 ； 大 于 等 于 1 0 0 k g m 且 小 于 1 0 0 0 k g m 的 有 4 4 段 ， 占 总 段 数 的 4 8 9 。其 中 ，最 大 值 为 9 9 1 8 k g m， 最 小 值 为 0 1 k g m， 平 均 值 为 2 0 3 3 k g m。 3 1 2 序 孔 试 验单 元共 布 置 序 孔 3 0个 共 9 0段 ，灌 前 压 水 ( 简 易 压 水 ) q5 L u的 有 1 9段 ， 占 序 孔 总 段 数 的 2 1 1 ，5 L uq1 0 L u的 有 4 6段 ， 占总 段 数 的 5 1 1 ；1 0 L uq1 0 0 L u的 有 2 5段 ， 占 总 段 数 的 2 7 8 。其 中 ，最 大 值 为 5 2 1 7 L u，最 小 值 为 2 5 6 L u，平 均 值 为 1 0 7 L u。 灌浆 耗 灰量小 于 1 0 k g m 的有 1 0段 ，占 序 孔 总段 数 的 1 1 1 ；大 于 等 于 1 0 k g m且 小 于 5 0 k g lT l的有 1 5段 ，占总段数 的 1 6 7 ；大于 等于 5 0 k g 13 3且 小 于 1 0 0 k g m 的有 2 6段 ， 占总 段 数 的 2 8 9 ； 大 于等 于 1 0 0 k g m 且 小 于 1 0 0 0 k g m 的 有 3 9段 ， 占总 段 数 的 4 3 3 。 其 中 ，最 大 值 为 5 4 4 8 k g m， 最 小 值 为 1 1 k g m，平 均 值 为 1 3 9 4 k g m。 灌前 平 均 透水 率 序 孔 为 I序 孔 的 3 0 1 ，灌 浆平 均单 位耗 灰量 序 孔 为 I序 孑 L 的 6 8 6 。数 据 表 明 ，在 经过 I序 孔 灌 浆 后 ， 序 孔 透 水 率 和 灌 浆 单耗 有 明显 减 小 。从 灌 浆 整 体 单 耗 分 布 来 看 ，耗 灰 量 在 2 0 0 k g m 以 上 的 为 上 游 排 及 下 游 排 ， 即 1排 与 6排 。 3 1 3 抬 动观 测 本试验 单 元采 用 抬 动 观 测 仪 和 人 工 观 测 2种 方 法 ，共 对 固结灌 浆试 验 的 6 0个灌 浆 孔进 行 了 1 8 0段 次 的观测 。其 中 ，发 生抬 动 变形 的段有 2 4段 ，其 余 均 未 发 生 抬 动 。发 生 抬 动 的 段 次 最 大 值 为 2 0 m， 最 小 值 为 2 Ix m，平 均 值 为 5 1 m，满 足 不 大 于 1 0 0 Ix m的设 计要 求 。 4固结灌浆质量检查 ( 1 ) 压 水 试 验 。 灌 浆 试 验 部 位 共 布 置 了 4个 检 查 孔 ，共 计 1 2段 。 灌 后 透 水 率 均 小 于 5 L u，透 水 率 最 大值 为 3 9 7 L u，最小 值为 0 L u，平均 值 为 1 3 1 L u ， 满 足 设 计 要 求 。 ( 2) 钻 孔 岩 芯 。试 验 单 元 共 布 置 检 查 孔 4个 ，检 查 孔 岩 芯 采 取 率 9 0 以 上 ， 局 部 可 见 明 显 水 泥 结 石 。 5 结论 试 验资 料显 示 ，灌 浆 布孔 ( 孔 排距 ) 与 灌 浆 分 序 可 满 足 设 计 质 量 检 查 标 准 。 固 结 灌 浆 试 验 压 力 符 合 现 场 实 际 ， 在 施 工 工 艺 及 施 工 流 程 相 同 的 情 况 下 ， 采 用 4 个 比级 的 浆 液 水 灰 比 ( 3： 1、2： l、1 ： 1和 0 5 ： 1 ) 灌 浆 可满 足 设 计 要 求 。灌 浆 采 用 自上 而 下 分 段 灌 浆 法 ， 工 艺 成 熟 ， 可 保 证 灌 浆 质 量 。从 整 个 生 产 性灌 浆试 验 来 看 ， 固结 灌 浆 设计 技 术参 数是 合 理 的 ，生 产性 灌 浆试 验 工 艺是 可行 的 ，灌浆 效 果 满 足 设 计 要 求 。 参考文献 ： 1 曹志宇水布垭水电站高面板坝趾板灌 浆试验研究 J 水 力发 电 ， 2 0 0 2 ( 1 0 ) ： 3 7 3 7 2郭晓刚寺坪面板堆石坝趾板软岩基础 灌浆试验研究 J 人民 长 江 ， 2 0 0 6， 3 7 ( 2 ) ：1 7 - 1 9 3 朱彦博 鲁地拉水电站坝基有盖重 固结灌 浆试验研究 J 西北 水电 ， 2 0 1 2 ( 2 ) ： 7 8 8 2 4牟兴华 天生桥一级 电站混凝土 面板堆 石坝趾 板灌浆 施工 浅析 J 四川 I 水力发电，2 0 0 0，1 9 ( S 1 ) ：3 4 3 5 5 尚立珍 苏家河口水 电站趾板基础灌浆试验 J 水利水电技术 ， 2 0 1 0，41 ( 5)：4 8 5 0 6 金永才 纳子 峡水 电站大 坝 固结 灌浆 生 产性 试验 及 成果 分 析 J 西北 水电 ， 2 0 1 3 ( 3 ) ： 9 1 9 4 ( 责任 编辑杨 健 ) W a re r P o V o 1 4 n ，o 5 团