馬堵山電站帷幕試驗(yàn)灌漿效果分析

摘 要:云南紅河馬堵山水電站壩基地質(zhì)條件復(fù)雜，加固處理難度大。對(duì)馬堵山水電站壩基帷幕試驗(yàn)灌漿效果的分析研究，闡述在復(fù)雜地質(zhì)條件下壩基加固處理的帷幕灌漿施工工藝選擇和技術(shù)應(yīng)對(duì)措施，以供參考借鑒。

關(guān)鍵詞:馬堵山電站;壩基;帷幕試驗(yàn);效果分析

中圖分類號(hào):TU

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1672-3198(2010)19-0384-01

1 前言

馬堵山電站是云南省紅河梯級(jí)水電開發(fā)的第二個(gè)電站，工程位于云南省紅河干流個(gè)舊市境內(nèi)，工程由左右岸擋水壩、門庫段、溢流壩段、排沙底孔及廠房壩段組成，工程以發(fā)電為主，遠(yuǎn)期兼顧有防洪、供水、航運(yùn)等綜合利用效益。水工建筑物主要有:重力壩、廠房等。正常蓄水位為217m，壩頂高程為222.5m，最大壩高107.5m，水庫總庫容為5.51億m3，電站裝機(jī)容量為288MW。

由于壩址區(qū)工程地質(zhì)比較特殊，電站運(yùn)行水頭高，河床段對(duì)帷幕防滲質(zhì)量要求高，防滲路線長以及灌漿工程量大等原因，根據(jù)施工規(guī)范，需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)，以保證馬堵山水電站大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿在技術(shù)上的可行性和質(zhì)量上的可靠性，探索合理的灌漿設(shè)計(jì)參數(shù)和最優(yōu)施工方法，為帷幕結(jié)構(gòu)優(yōu)化和順利實(shí)施創(chuàng)造條件。

馬堵山水電站大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿試驗(yàn)由廣東水電二局股份有限公司馬堵山水電站主體工程項(xiàng)目經(jīng)理部承擔(dān)施工。施工時(shí)段:2009年5月1日至2009年11月27日。

2 現(xiàn)場(chǎng)灌漿設(shè)計(jì)

馬堵山水電站帷幕灌漿設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用透水率來衡量，要求檢查孔壓水試驗(yàn)透水率:壩高70米以上q≤1Lu;壩高70米以下q≤3Lu。也即▽152以下的帷幕q≤1Lu;▽152以上的帷幕q≤3Lu。經(jīng)論證并結(jié)合大壩施工進(jìn)度，試驗(yàn)場(chǎng)地選在工程結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件具有代表性的10#壩段灌漿廊道以及11#壩段灌漿廊道內(nèi)進(jìn)行。分別采用1.5m;2.0m兩種不同孔距以及采用濕磨機(jī)對(duì)漿液進(jìn)行磨細(xì)后注漿進(jìn)行試驗(yàn)，以探討最佳帷幕灌漿孔距和灌漿壓力等技術(shù)參數(shù)。

3 帷幕灌漿試驗(yàn)

帷幕試驗(yàn)灌漿施工工藝流程如下圖:

帷幕灌漿試驗(yàn)施工方法詳見馬堵山水電站監(jiān)理部批復(fù)的《馬堵山水電站帷幕灌漿試驗(yàn)方案》及補(bǔ)充方案(施工技術(shù)方案報(bào)審表10號(hào))。

4 帷幕灌漿試驗(yàn)效果分析

4.1 單位注入量分析

4.1.1 不同試驗(yàn)段采用濕磨機(jī)對(duì)漿液磨細(xì)的帷幕灌漿注入量對(duì)比分析

試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:

未采用濕磨機(jī)的10#壩段:Ⅰ序孔單位注入量為:76.38kg/m;Ⅱ序孔單位注入量為:49.80kg/m;Ⅲ序孔單位注入量為:44.75kg/m;Ⅱ序孔比Ⅰ序孔單位注入量遞減53.37%。遞減規(guī)律明顯。

采用濕磨機(jī)的11#壩段:Ⅰ序孔單位注入量為:135.57kg/m;Ⅱ序孔單位注入量為:74.33kg/m;Ⅲ序孔單位注入量為:49.66kg/m;Ⅱ序孔比Ⅰ序孔單位注入量遞減82.39%。遞減規(guī)律明顯。

4.1.2 同一試驗(yàn)段相同地質(zhì)采用濕磨機(jī)對(duì)漿液磨細(xì)后的帷幕灌漿注入量對(duì)比分析

10#壩段的ZW-3#孔和ZW10-5#孔、ZW-7#孔和ZW10-9#孔的孔位相近，但前者未采用濕磨機(jī)且先施工而后者采用濕磨機(jī)并后施工，ZW-3#、ZW-7#孔單位吸漿量為37.8kg/m、45.89kg/m;ZW10-5#、ZW10-9#單位吸漿量為52.40kg/m、54.54kg/m。說明采用濕磨機(jī)磨細(xì)后漿液仍能進(jìn)入已經(jīng)灌注過的巖層。

從注入量來看，采用濕磨機(jī)對(duì)漿液進(jìn)行磨細(xì)后，巖石的吸漿量明顯增加，說明水泥漿的細(xì)度對(duì)該部位的灌漿效果有一定的影響作用。

4.2 壓水試驗(yàn)成果分析

(1)灌漿前孔內(nèi)壓水試驗(yàn):根據(jù)鉆孔取芯揭示，該部位巖石完整性較差，裂隙發(fā)育但張開度不大。試驗(yàn)孔灌前壓水試驗(yàn)同樣表明了這一特點(diǎn):除個(gè)別孔段無法加壓，透水率無法計(jì)算，其余均在100Lu以內(nèi)，可計(jì)算的段數(shù)平均6.77Lu。

(2)檢查孔壓水試驗(yàn):10#壩段灌漿廊道根據(jù)試驗(yàn)孔距布置了2個(gè)檢查孔:j1;j2分別檢驗(yàn)孔距2.0、1.5米的帷幕灌漿效果。壓水試驗(yàn)采用單點(diǎn)法逐段壓水試驗(yàn)。從壓水試驗(yàn)成果表可以得出:j1#孔段透水率大于1lu;j2#孔雙排帷幕內(nèi)各段透水率小于1Lu，但副帷幕以下的孔段亦均大于1Lu。因此孔距2.0米不能達(dá)到設(shè)計(jì)防滲要求，而孔距1.5m亦只有雙排帷幕內(nèi)大部分孔段能達(dá)到設(shè)計(jì)防滲要求。

11#壩段灌漿廊道亦根據(jù)試驗(yàn)孔距布置了2個(gè)檢查孔:j11-1;j11-2檢驗(yàn)孔距1.5米的帷幕灌漿效果。壓水試驗(yàn)采用單點(diǎn)法逐段壓水試驗(yàn)。

從壓水試驗(yàn)成果表可以得出:

兩個(gè)檢查孔各段透水率在雙排帷幕內(nèi)均小于1Lu可以滿足設(shè)計(jì)防滲要求，副帷幕底高程以下檢查孔均有1個(gè)孔段的透水率未達(dá)到小于1Lu的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(分別為1.12、1.4Lu)，說明孔深在副帷幕底高程以下的帷幕存在不能達(dá)到設(shè)計(jì)防滲要求的可能。

4.3 抬動(dòng)變形分析

試驗(yàn)過程中，兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)均布置了抬動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)以檢驗(yàn)灌漿壓力對(duì)混凝土的抬動(dòng)值。試驗(yàn)表明在升壓試驗(yàn)中混凝土的抬動(dòng)均在0.2mm以內(nèi)，最大為0.17mm，升壓試驗(yàn)成功。

5 結(jié)語及建議

(1)試驗(yàn)表明，帷幕灌漿孔距1.5m效果較好;雙排帷幕(孔深相同)可以滿足設(shè)計(jì)防滲要求。另外為方便施工，帷幕軸線宜距廊道上游壁1.0米。建議設(shè)計(jì)修改原帷幕設(shè)計(jì)孔距及軸線樁號(hào)。

(2)帷幕孔深，在試驗(yàn)過程中未鉆至設(shè)計(jì)的相對(duì)不透水層，因此本工程的帷幕深度需重新設(shè)定。

(3)采用PO42.5普通硅酸鹽水泥，并且采用濕磨機(jī)對(duì)漿液進(jìn)行磨細(xì)對(duì)帷幕效果較好，漿材水灰比依次為5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1等七個(gè)比級(jí)是合適的。為保證帷幕的抗?jié)B性和耐久性，宜在灌漿時(shí)采用較小的水灰比漿液進(jìn)行大壓力灌注，以減小灌后漿液的泌水量，提高水泥結(jié)石強(qiáng)度。

(4)試驗(yàn)表明，抬動(dòng)變形主要與注入量和灌漿壓力有關(guān)。今后的帷幕灌漿壓力可以采用下表內(nèi)的壓力值。

表3 灌漿壓力值表

段次(段長/米)灌漿壓力(Mpa)

1(2)2(5)3(5)4(5-6)5(5-8)剩余各段(5-8)

0.51.52.02.52.5-2.82.8-3.0

參考文獻(xiàn)

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