官地水电站尾水出口固结灌浆成果分析

2013-09-19姜淑香

东北水利水电 2013年5期

姜淑香

（中国水利水电第一工程局有限公司，吉林口前镇 132404）

官地水电站尾水出口岩石风化强烈，地质条件较差，有F7断层通过，须对此部位基础进行固结灌浆处理。尾水出口固结灌浆包括1号、2号出口闸室底板、F7断层和EL1205平台，灌后透水率均小于0.03 L/(min·m·m)设计值，灌后效果是显著的。

1 固结灌浆施工特性

1号、2号尾水洞出口闸室底板固灌浆浆液均采用纯水泥浆，灌浆施工材料及设备均从EL1225 m马道用塔机吊装至各工作面。灌浆采用2×200 L立式搅拌机制浆、BW250/50式注浆泵进行灌浆,用GJY-Ⅳ型灌浆自动记录仪进行灌浆过程监控与记录。固结灌浆均采用全孔一次纯压式灌浆，灌浆水泥全部选用P.O42.5普通硅酸盐水泥。

1号、2号尾水出口EL1205平台共布置7排固结灌浆孔。固结灌浆孔孔距为3 m×3 m，孔深入岩6 m，钻孔角度垂直地面。1号尾水明渠底板F7断层带在断层区域灌浆孔按间排距为3 m×3 m，钻孔角度垂直于地面布置。

1号尾水出口闸室灌浆孔距为3 m，排距1.5，2.4 m；钻孔角度分别为 90°，78.69°，55.008°，39.806°，两边钻孔角度对称。

2号尾水出口分别在闸室及明渠底板各布置1排固结灌浆孔，灌浆孔间排距为3 m，孔深6 m，钻孔角度与地面成53°夹角。灌浆施工按照编号为1-1，2-1，3-1，4-1，5-1，6-7，7-1 顺序施工，灌浆孔先施工1序孔再施工2序孔，1序孔编号为单数，2序孔编号为双数。

2 固结灌浆主要施工技术要求

2.1 钻孔、冲洗及压水试验

1）钻孔。尾水出口1号、2号闸室固结灌浆孔预埋管φ89钢管，设备选用YGZ-90型潜孔风动钻机。钻孔采用直接在衬砌预埋管中钻孔的方法，钻孔的孔位、孔径、孔向、孔深等参数应满足设计要求。

2）钻孔分段。根据DL/T5148-2001《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》要求，如钻孔中岩石灌浆段的长度不大于6 m，可一次钻灌。则该工程1号闸室入岩6.0 m做一次钻灌；2号闸室入岩6.875 m的灌浆孔经过现场监理同意可一次钻灌，入岩9.135 m的灌浆孔一次钻进至终孔孔深，灌浆分两段进行，采用自下而上分段施工。

3）钻孔冲洗与裂隙冲洗。

a）钻孔冲洗工艺：每段钻孔结束后应立即用大流量水对钻孔内残留岩粉等进行敞开式冲洗；冲洗至回水清澈后10 min为止，要求冲洗后的孔底残留物厚度不得大于20 cm。

b）裂隙冲洗工艺：单孔裂隙冲洗工艺采用高、低压脉动冲洗工艺，其高、低压脉动时间间隔5 min，破碎段采用压力水冲洗。冲洗至回水清澈后再延续10 min为止，且总的冲洗时间不得少于30 min。串通孔裂隙冲洗可采用单孔冲洗工艺进行冲洗，效果不佳时，可改为脉动冲洗工艺，冲洗时应每次选1～2孔进水，其余串通孔排水，当达到单孔裂隙冲洗结束标准后，再改变进排水孔顺序，按前述工艺及要求继续冲洗，待所有串通孔全部轮换冲洗达到单孔冲洗结束标准，且总的冲洗时间不少于2 h后，方可结束冲洗作业。

4）压水试验。固结灌浆灌前压水按总孔数的5%进行，压水采用单点法，其余普通灌浆孔不做压水。单点压水法压力为灌浆压力的80%，若该值大于 1.0 MPa时，采用 1.0 MPa，压水 20 min，每 5 min测一次压水流量，连续4次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1 L/mim时，此段试验即可结束。

2.2 灌浆施工

1）灌浆设计参数。根据技术要求，尾水洞出口1号、2号闸室地板固结灌浆参数，灌浆采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，0.5∶1的纯水泥浆液。见表1。

表1 1，2号闸室地板固结灌浆参数表

2）灌浆施工顺序及方法。施工顺序为先周边，后中间；先I序，后II序。方法为固结采用循环式灌浆，1号闸室和2号闸室入岩6.875 m的固结灌浆孔采用全孔一次性灌浆，2号闸室入岩9.135 m的固结灌浆孔采用孔口封闭自下而上的分段灌浆方法。

3）特殊情况处理。在吸浆量较大的孔段采用水泥砂浆灌注，加砂量为水泥重量的10%；在灌注1号闸室4排6号孔时，降低灌浆压力，减少并限制其注入率，但该段耗浆量仍较大，且不见压力回升，并无漏浆的现象，则采取了停止灌浆，待凝24 h后复灌的措施，复灌时注入率逐渐减少，灌浆至正常结束。

4）固结灌浆结束标准。在设计规定压力下，灌浆孔段的注入率不大于1.0 L/min，继续灌注30 min，该段灌浆即可结束。

5）固结灌浆封孔。所有的灌浆孔和检查孔在灌浆作业结束后，清除孔内积水和污物，采用“导管注浆封孔法”封孔，用0.5∶1浓浆将空口填封密实。

2.3 固结灌浆质量检查

固结灌浆质量只进行了压水试验检查，没有做灌后声波检测。压水试验采用“单点法”，并结合分析灌浆资料和成果进行综合评定。检查孔的位置由监理人确定，数量不少于灌浆孔总数的5%。

3 固结灌浆质量检查与成果分析

3.1 1号尾水出口闸室

1）质量检查。1号尾水出口闸室固结灌浆钻孔共检查40次,优良率100%,钻孔孔位均在允许偏差（±10 cm）范围内，孔径均为φ70 mm。1号共布置2个检查孔，压水试验2段,均小于设计防渗标准 0.03 L/（min·m·m）值，合格率为 100%，见表 2。

表2 1号闸室固结灌浆检查孔压水试验统计表

2）成果分析。1号尾水出口闸室固结灌浆孔的平均单位注入量为650.5 kg/m，Ⅰ序孔平均单位注入量为873.93 kg/m，Ⅱ序孔为427.01 kg/m，Ⅱ序孔为Ⅰ序孔平均单位注入量的48.86%。说明随着灌浆序次的递增，其单位注入灰量亦随之减少。灌后检查孔的平均单位注入量为4.1 kg/m，说明灌后效果十分明显。1号尾水出口闸室固结灌浆灌前共进行压水试验4段，平均透水率为0.976 L/（min·m·m）。Ⅰ序孔平均单位透水率为1.369 L/（min·m·m），Ⅱ序孔平均单位透水率为0.583 L/（min·m·m），Ⅱ序孔为Ⅰ序孔平均单位透水率的42.66%。从而可见，随着灌浆序次的递增，其岩石透水率在逐渐变小，符合灌浆规律。灌后检查孔的平均透水率 0.0275 L/（min·m·m），说明灌浆取得了明显效果，提高了岩体的密实性和不透水性，增强了岩体承受水力梯度的能力。

3.2 2号出口闸室

1）质量检查。2号尾水出口闸室固结灌浆钻孔共检查12次,优良率100%,钻孔孔位均在允许偏差（±10 cm）范围内，钻孔孔深均不小于设计孔深，孔径均为φ70 mm。布置1个检查孔，压水试验1段（透水率 0.0289 L/（min·m·m））,小于设计防渗标准 0.03 L/（min·m·m）值，合格率为 100%。

2）成果分析。2号尾水出口闸室固结灌浆孔的平均单位注入量为539.8 kg/m，Ⅰ序孔平均单位注入量为716.24 kg/m，Ⅱ序孔为363.31 kg/m，Ⅱ序孔为Ⅰ序孔平均单位注入量的50.72%。说明随着灌浆序次的递增，其单位注入灰量亦随之减少。灌后检查孔的平均单位注入量为4.0 kg/m，说明灌后效果十分明显。2号尾水出口闸室固结灌浆灌前共进行压水试验2段，平均透水率为0.843 L/（min·m·m）。Ⅰ序孔平均单位透水率为1.231 L/（min·m·m），Ⅱ序孔平均单位透水率为0.456 L/（min·m·m），Ⅱ序孔为Ⅰ序孔平均单位透水率的37.04%。从而可见，随着灌浆序次的递增，其岩石透水率在逐渐变小，符合灌浆规律。灌后检查孔的平均透水率 0.0186 L/（min·m·m），说明灌浆取得了明显效果，提高了岩体的密实性和不透水性，增强了岩体承受水力梯度的能力，见表3。

表3 2号闸室固结灌浆检查孔压水试验记录表

3.3 1号尾水出口F7断层

1）质量检查。1号尾水出口F7断层固结灌浆孔共检查21次,优良率100%,钻孔孔位均在允许偏差（±10 cm）范围内，钻孔孔深均不小于设计孔深，孔径均为φ75 mm。布置1个检查孔，压水试验1段（透水率为 0.0286 L/（min·m·m））,均小于设计防渗标准 0.03 L/（min·m·m）值，合格率为 100%。

2）成果分析。1号尾水出口F7断层固结灌浆孔的平均单位注入量为1133.7 kg/m，Ⅰ序孔平均单位注入量为1612.2 kg/m，Ⅱ序孔为496.7 kg/m，Ⅱ序孔为Ⅰ序孔平均单位注入量的30.8%。说明随着灌浆序次的递增，其单位注入灰量亦随之减少。灌后检查孔的单位注入量为9.7 kg/m，说明灌后效果十分明显。1号尾水出口F7断层固结灌浆灌前共进行压水试验21段，平均透水率为3.351 L/（min·m·m）。Ⅰ序孔平均单位透水率为5.040 L/（min·m·m），Ⅱ序孔平均单位透水率为1.099 L/（min·m·m），Ⅱ序孔为Ⅰ序孔平均单位透水率的21.8%。从而可见，随着灌浆序次的递增，其岩石透水率在逐渐变小，符合灌浆规律。灌后检查孔的平均透水率0.0286 L/（min·m·m），说明灌浆取得了明显效果，提高了岩体的密实性和不透水性。

3.4 EL1208平台

1）质量检查。EL1208平台固结灌浆孔共检查69次,优良率100%,钻孔孔位均在允许偏差（±10 cm）范围内，孔径均为φ76 mm。共布置3个检查孔，压水试验3段,均小于设计防渗标准0.03 L/（min·m·m）值，合格率为 100%，见表 4。

表4 EL1208平台检查孔压水试验记录表

2）成果分析。EL1208平台固结灌浆孔的平均单位注入量为1288.3 kg/m，Ⅰ序孔平均单位注入量为2162.8 kg/m，Ⅱ序孔为328.2 kg/m，Ⅱ序孔为Ⅰ序孔平均单位注入量的15.2%。说明随着灌浆序次的递增，其单位注入灰量亦随之减少。灌后检查孔的单位注入量为11.0 kg/m，说明灌后效果十分明显。固结灌浆灌前共进行压水试验69段，平均透水率为 1.743 L/（min·m·m）。Ⅰ序孔平均单位透水率为 2.979 L/（min·m·m），Ⅱ序孔平均单位透水率为 0.510 L/（min·m·m），Ⅱ序孔为Ⅰ序孔平均单位透水率的17.1%。从而可见，随着灌浆序次的递增，其岩石透水率在逐渐变小，符合灌浆规律。灌后检查孔的平均透水率0.0289 L/（min·m·m），说明灌浆取得了明显效果，提高了岩体的密实性和不透水性，增强了岩体承受水力梯度的能力。