彭 维

（湖南澧水流域水利水电开发有限责任公司 长沙市 410014）

1 工程概况

皂市水利枢纽工程位于澧水支流渫水下游，坝址下距石门县皂市镇2 km。挡水坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高88m，设计水头80.0m，最大库容14.39亿m3。该工程是一个具有防洪、发电、航运等综合效益的大(Ⅰ)型水利水电工程。

坝基岩体为泥盆系中统云台观组，由上游至下游依次为 D2y2-2、D2y2-1、D2y1-2、D2y1-1等岩层，以石英砂岩为主，夹少量薄层粉砂岩、页岩。岩层倾向上游偏左岸，倾角 55°～65°，岩石强度高，透水性中等，局部区域强透水。坝基部分地段存在断层破碎带、软弱夹层、风化深槽、裂隙密集带等地质缺陷，局部区域强度较低、透水性大。因此，坝基须采取固结灌浆措施提高基础承载能力。

在总结2011年基础现场灌浆试验成果的基础上，确定了大坝基础固结灌浆的施工技术方案和技术参数，即在1.5m垫层混凝土盖重下钻孔固灌，孔排距为2m×2m，灌浆压力第一段为0.3MPa，第二段为（0.5～0.7）MPa，开灌水灰比为 3∶1。 每一坝段都布置了抬动观测检查孔，试图通过严密监视基础抬动情况来保证固结灌浆施工质量。同时设计单位出具了详细的灌浆施工技术要求，施工单位制定了较详细的施工技术方案，并在开工前还进行了生产性试验，一切工作准备就绪后，才正式开始固结灌浆施工。

2 固结灌浆时发生超值抬动

灌前生产性试验成果认为，固结灌浆所采用的孔排距、灌浆压力、开灌水灰比等灌浆参数基本上适合于坝基岩体结构特征。但必须密切关注抬动变形情况，防止在串浆、冒浆及大面积施工时发生混凝土抬动。正是基于这一点，在实施时，严格要求按技术要求施工，严密监视抬动变形情况，避免多孔同时灌浆或并联灌浆。按照这一要求，承包人顺利完成了第13号坝块的施工，施工中虽发生抬动变形的频率较大，但因进行了严密监视，将抬动值控制在了允许变形范围内，通过待凝的手段达到了灌浆效果。

在进行第12#坝段第13排Ⅱ序孔第6号孔灌浆时，情况出现了异常。该孔在进行简易压水时（压力为0.1MPa），吸水率达到了266 L u，随后按3∶1水灰比开灌，依据逐步升压，浆液逐级变浓的原则，初始灌浆压力为0.17MPa，以后一直不能升压，停灌待凝时的浆液浓度为0.5∶1，共维持低压浓浆灌注了近7 h，灌入水泥6 896 kg。因上、下游两个抬动观测孔距该孔较远，没能在数据上反映该孔的抬动变形情况，但承包人在次日凌晨清理作业面时，从11#坝段与12#坝段错台的情况发现了12坝段发生了超值抬动，初步判断抬动值达到了近20mm。

3 固结灌浆抬动检查

事件发生后，建设各方非常重视，迅即成立了抬动调查小组。抬动调查小组制定了调查方案，拟通过声波测试、压水试验、孔内彩电、钻孔取芯等手段全面了解抬动的范围、幅度、抬动面位置以及抬动原因，详见附图。在获得综合检查成果（附表）的基础上，再行提出处理办法。

附图 抬动检查平面布置图

附表 抬动检查综合成果汇总表

3.1 声波测试

声波检测共布置7组，其中 11＃、12＃坝段各布置1组，其余5组在12＃坝段。声波观测仪器系统由RS－ST01C型智能声波测试仪、HX－GMM-S60C型超磁致大功率发射源和35KHZ增压式柱状换能器组成，最小采样间隔为0.14 us。声波检测按照《皂市水利枢纽基础岩石弹性波检测技术要求》进行了3孔对穿跨孔和单孔测试。声波测试点步距为10 cm，各个测区平均波速在3 500m/s左右，最低为2 800m/s，反映基础整体性状较好,基岩经固灌后，声波值普遍得到了提高。X6孔的单孔声波值在混凝土面以下1.4m和1.8m处分别突降至2 400 m/s和2 550m/s左右，X7孔的单孔声波值在混凝土面以下2.2m处突降至2 550m/s，X11孔的单孔声波值在混凝土面以下1.4m处突降至2 450m/s，反映这3个孔在这些部位可能存在地质缺陷或抬动影响。

3.2 钻孔取芯

在 11#、12#、13#坝块共布置了 25 个取芯孔，其中11#和13#分别布置了4孔和3孔，12号布置了6个孔，另有两个骑缝孔。取芯孔分为直径168mm和直径75mm的两种孔径。直径168mm的钻孔共8个，累计进尺19.7m，其中混凝土进尺15.79m，基岩进尺3.91m。直径75mm的钻孔共17个，累计进尺62.99m，其中混凝土进尺34.49m，基岩进尺28.5m。从取出的芯样可以看出常态混凝土整体质量较好，岩芯表面光滑，骨料分布均匀，结构密实。基岩芯样为紫红色石英细砂岩，岩芯较破碎，但基岩与混凝土胶结情况良好。芯样混凝土与基岩结合段或基岩段存在的水泥结石体和浆脉反映了固结灌浆吸浆情况，证实了基岩承载能力和防渗能力的有效提高。

3.3 压水检查

压水检查孔共布置了15个，其中11#和13#坝段各布置2个，12#坝段布置11个。检查孔直径为75mm，压水采用单点法，自上而下分段进行，压力为0.1MPa。压水检查第一段深入基岩0.5m，第二段为基岩段（只有X6和X7两孔，段长1.9m）。从检查成果来看，在0.1M Pa压力下，检查孔透水率在（0～3.55）L u。 透水率最大的两段是 X8 和 X9（该部位没有进行固灌），透水率分别为2.88 L u和3.55 L u，基岩段（X6和X7两孔第二段）的透水率都是1.6 L u。从数据方面分析，各段透水率是比较低的，反映了基岩总体的灌浆效果较好，渗透性差，也证实了抬动面水泥浆填充饱满，不存在不良结构面和渗漏缺陷。

3.4 孔内电视

孔内电视共检查16孔（未入岩除外），其中168mm的孔4个，Φ75mm的孔12个。孔内电视能较清晰地反映混凝土的密实度和均一性，反映混凝土与基岩的胶结情况和基岩裂缝的填充情况。从总体情况来看，混凝土浇筑质量较好，混凝土与基岩的胶结良好，绝大部分孔可见结合部位或基岩浅表层裂隙有水泥浆（亦或水泥砂浆）填充，固结灌浆的吸浆情况和串浆情况由此可以得到印证。鉴于混凝土浇筑时，基岩面铺设了水泥砂浆，而且浇筑过程中存在浆液集中现象，所以水泥浆（亦或水泥砂浆）填充情况也不足以反映垫层混凝土抬动情况。但结合声波测试和芯样分析，可以肯定发生了抬动的检查孔有 D6、X6、X7、X11，很有可能发生了抬动的检查孔有 D4、D5、X4、X8、X9、X10、X12、X15、X17。 从水泥浆填充的密集程度和填充厚度分析，可以宏观地判断抬动范围基本在12#坝块的0+22.7～0+39.7之间，而且偏向11#坝块，集中在F2断层部位，抬动幅度不超过2 cm。

4 抬动分析与处理

通过采用以上四种手段普查，以及结合固结灌浆施工情况，地形地质情况和裂缝分布情况，从外表所见到的错台情况综合分析认为，孔内电视作为最直观的手段，能有效地观察到钻孔内的裂隙填充情况、层面胶结情况，是检查抬动情况的最有效手段。钻孔取芯是孔内电视的有效佐证，可以使裂隙填充和层面胶结情况得到印证，也是行之有效的主要手段。声波测试和压水检查可以间接分析抬动情况，从数据上判断固结灌浆效果和基岩抬动后的危害程度，从而酌情处理。通过以上四种手段检查，经综合分析认为：

（1）抬动范围基本在拟定范围内，而且偏向11#坝块，集中在F2断层部位，占12坝段基础总面积的38%，抬动幅度在20mm以内。

（2）抬动面多位于基岩与混凝土结合部位或基础浅层部位。

（3）抬动原因主要是混凝土基础面裂隙比较发育，渗漏通道畅通，而且连片渗透，造成抬动变形。

（4）抬动面水泥浆充填饱满，没有不良结构缝，可以认为对基础影响不大。

（5）控制抬动变形的主要办法是增加混凝土盖重，严格分序施工，单孔灌注。

鉴于抬动范围所占混凝土块的比例不大，抬动幅度较小，且抬动面为水泥浆所填充密实，因此认为抬动对坝基的承载能力影响甚微，但对抗滑稳定会有一定影响。考虑到12坝段下游与厂坝导墙相接，厂坝导墙在12坝段建基面处的宽度至少有12m（至95m高程时缩窄为3m），12坝段宽度只有15.5m，因此，可以说12坝段的下游部位（60m高程以上）被断面积为262m2的厂坝导墙顶着，对抗滑稳定极为有利（原设计没有考虑）。基于上述对抬动影响的判断和12坝段稳定的有利条件，决定对抬动只进行简单处理。首先，对坝体所有裂缝进行化学灌浆;其次对12坝段通仓布置两层钢筋，每层钢筋网顺流向为Φ28，垂直流向为Φ22；然后在抬动区域增设Φ36＠200×200锚杆，锚杆入岩3m；最后对抬动区域进行补充固结灌浆，固结灌浆孔入岩（6～8）m，灌浆参数在原来基础上稍有调整。