辽宁省白石水库工程固结灌浆施工技术

2014-08-14李宝石

黑龙江水利科技 2014年3期

李宝石

(辽宁省白石水库管理局，辽宁朝阳122000)

0 引言

白石水库是辽宁省“九五”期间水资源开发建设的重点工程，大坝是一座碾压混凝土重力坝，为一级建筑物，整个坝址坐落于中生界火成岩之上，基础处理的成功与否，关系到水库建设的成败和大坝的安危。固结灌浆工程是整个工程中极其重要的分部分项工程。固结灌浆于1996年10月27日开始进行，随混凝土升程陆续完成，于1999年10月31日全部完工。

1 工程地质条件及特征

1.1 坝基地层岩性

坝址为侏罗系地层，坝基和两岸坝肩均为侏罗系兰旗组玄武质安山岩，厚度不均，28～50 m，变化较大，其下为砾岩、页岩夹煤线。玄武质安山岩呈灰绿～灰黑色，全晶斑状结构，致密的块状构造，原岩喷发经冷凝形成原生节理，称缓倾角结构面，产状:NE ＜10°～15°，即倾向上游，走向与坝轴线成 20°夹角。

坝址处两岸山坡较陡，坡残积层厚度0～2 m，河谷覆盖层厚4～5 m。强风化岩厚度在河床部位为0～4 m，右岸9～10 m，左岸约4 m。弱风化岩厚度在河床部位大部分为1～9 m，局部约10 m，个别处约20 m，右岸3～7 m，左岸3～4 m。卸荷裂缝可达到微风化带的顶部，由于微风化岩完整性较好，强度高，节理裂隙不发育，基本无卸荷变形问题。

1.2 坝基地质构造

坝址两岸地面所见断层都是与河流平行的北西向断层。根据施工地质编录建基面上共测得12条断层，倾角65°～89°，为压性或压扭性，组成物质多以角砾岩为主，局部有少量夹泥。除1条北东向外，11条都是走向320°左右与河流平行的断层，12条断层中只有4条宽度在4.5 m以上，F9、F17最宽分别达到14 m、15.5 m，其它都在1.0～2.5 m，大多数断层胶结都很好，少数较为破碎。

除断层外，在建基面上还编录有174条节理，节理走向北西向略多于北东向，节理的倾角也大都为高角度，多呈压性或压扭性，微张—闭合，少充填物或无充填物，充填物一般为方解石和石英细脉，少数夹泥[1]。

以上这些不同产状的断裂构造说明岩体的完整性受到破坏，是需要加以补强的，所以对坝基岩体进行固结灌浆是必要的。

1.3 坝基渗漏与渗透稳定

根据大量的压水试验成果，坝基强风化岩透水率q=25.52～32.70 Lu，属中等透水性;弱风化岩透水率q=1.72～3.98 Lu，属弱透水性;微风化岩透水率q=1.06～1.10 Lu，属弱透水性;新鲜岩透水率q＜1 Lu，属微透水性。断层部位的透水性没有规律，一般透水性较小，属微弱透水。两坝肩外侧山体无较大断层通过，岩体及小的结构面透水性较差，一般无绕坝渗漏问题[2]。

压水试验表明，影响透水性的因素与玄武质安山岩的构造特征有直接关系，主要是沿岩体的节理裂隙透水，透水性虽不大，但由于本工程属水源短缺地区，为尽量减少水库渗漏量，结合坝高、水文工程地质条件及规范要求，需设置帷幕防渗与排水孔减压。防渗深度以防弱风化岩体为主，同时以不打透安山岩为原则。

2 施工技术

施工技术包括固结灌浆设计、施工概况和质量标准及效果分析3部分。

2.1 固结灌浆设计

团结灌浆设计包括试验孔设计和施工孔设计2部分。

2.1.1 试验孔设计

固结灌浆试验任务共分为两组，即21坝段护坦非断层带区一组;23坝段护坦断层带区一组。每组试验均布置7个灌浆孔，三排孔，孔间均呈等腰三角型分布，排距1.5 m，排与排间孔间距2.12 m。分两序孔及检查孔施工，孔深为混凝土盖板下10 m，灌浆之前分别做压水试验。孔径除检查孔为Φ75 mm外，其它均为Φ56 mm。

2.1.2 施工孔设计

固结灌浆是以一个坝段为一个单元工程，设计为上游宽8 m，下游宽10 m，上下各灌四排，排距2.6 m，孔距3.0 m，上下游边排1.5 m，孔深 5～10 m，断层带一律10 m。

分Ⅰ、Ⅱ两序，梅花状布置，孔径均为Φ56 mm，且增加边排Ⅲ序孔，Ⅲ序孔为倾向坝外15°的斜孔，其它孔均为垂直孔[3]。

固结灌浆工艺要求为小孔径成孔，孔内循环灌浆，自上而下分段灌浆，施工顺序遵照围、挤、压逐渐加密的原则进行施工，即先周边孔，特别是上、下游边排孔，后中间孔;先Ⅰ序孔，后Ⅱ序孔，再Ⅲ序孔。灌浆前进行压水试验，灌浆压力第一组第一段为0.3 MPa，第二段为0.5 MPa;第二组第一段为0.5 MPa，第二段为0.8 MPa。灌浆浓度水灰比分为4个等级，即5∶1、3∶1、1∶1、0.5∶1。