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水利水电施工2012·第4期总第133期

高摩赞水利枢纽工程坝基固结灌浆试验

●邹刚/(中国水利水电第七工程局有限公司)

【摘要】高摩赞大坝枢纽工程地质条件复杂，大坝固结灌浆对于大坝安全有重要影响。为了保证固结灌浆的质量，确定灌浆工艺和灌浆参数，进行了固结灌浆试验。

【关键词】灌浆试验单位耗灰量压水试验岩体声波地震波

1工程概况

高摩赞大坝枢纽工程是以农业灌溉为主，兼顾防洪和发电的综合利用工程。挡水建筑物为碾压式混凝土曲线形重力坝。大坝高约133m,总库容14亿m3,总装机容量为17MW。坝址区基岩主要为灰岩夹泥质灰岩、砂质页岩，以薄层状为主，局部夹极薄层状、中厚层状灰岩。受构造、卸荷及风化作用的影响，岩体破碎，完整性差。

2试验目的

通过勘察，发现坝址区的岩体质量在天然条件下不能满足作为混凝土坝基础的要求，需要采取固结灌浆措施，故结合生产进行本次固结灌浆试验。

针对坝址区工程地质条件和主要工程地质问题，本次生产性固结灌浆试验的主要目的有：

(1)论证坝基岩体采用水泥固结灌浆处理方法的可行性和可靠性。

(2)为灌浆施工提供合理的施工程序、施工工艺；选择适宜的灌浆材料和浆液配合比。

(3)对灌浆施工所需的主要技术参数，如灌浆孔的间排距、孔深、灌浆压力等，提出合理的建议，为灌浆设计和施工技术要求提供依据。

(4)通过对灌浆后岩体的地球物理测试、孔内压水试验、灌浆后岩体的平板载荷试验等，了解经灌浆处理后岩体质量的改善程度、均一性及变形特性，为优化设计提供依据。

3灌浆试验场地选择

本次生产性固结灌浆试验选择了A、B两个试验区。

A试验区被灌岩体为侏罗系地层，岩性为薄层灰岩夹少量中厚层灰岩和极薄层灰岩，深灰色，微～隐晶结构，岩石结构较致密，岩层间错动痕迹明显，层与层之间挤压相对较紧密。试验区受灌岩体位于坝址岩体质量分区的中下部，岩体处在强卸荷带与弱卸荷带的相接部位，岩体呈弱风化状，岩块自身强度较高。因构造及卸荷作用，岩体质量较差，灌前地震波测试成果显示，试验区对穿孔孔间岩体纵波速度平均值为2520m/s,动弹性模量平均值为12.36GPa。

B试验区被灌岩体为侏罗系地层，岩性以薄层灰岩为主，夹少量中厚层灰岩、极薄层泥灰岩及砂质页岩。灰岩为灰～深灰色，隐晶结构。薄层泥质灰岩，黑灰色，粉砂质结构，层间揉皱现象较明显，该岩层所占份额很小；页岩为紫灰色，粉砂质结构，多被挤压呈碎片或鳞片状，层间错动痕迹明显。受卸荷影响，局部层面呈松弛状。试验区位于坝址岩体质量分区的中上部，处在强卸荷带的下限部位，岩体呈弱风化状，岩块自身强度较高。因构造及卸荷作用，岩体质量差，根据地震波测试资料，试验区对穿孔孔间岩体的纵波速度平均值为1810m/s,动弹性模量均值为5.97GPa。

4灌浆试验施工

4.1施工程序

现场灌浆试验施工程序为：施钻物探测试孔(进行钻孔编录、压水试验、物探对穿测试及声波测试)→施钻抬动观测孔(安装抬动观测孔装置)→分序灌浆(造孔、钻孔声波测试、裂隙冲洗、压水试验、灌浆及抬动观测、封孔)→待凝14d→清扫物探测试孔(做物探对穿测试)→施钻灌后检查孔(进行钻孔编录、压水试验、声波测

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基础处理与灌浆工程

试)→开挖检查竖井(地质编录、目检、试验部位物探测试、岩体变形试验)→整理分析灌浆成果和试验资料、灌浆效果评价。

4.2造孔

钻孔采用双管单动钻具金刚石钻头清水钻进，钻孔均为铅直孔向。钻孔岩芯取出后进行地质编录和照相，每序各选一个具有代表性的钻孔，待地质编录后，岩芯装箱封存。

4.3冲洗钻孔与压水试验

4.3.1钻孔冲洗

每个灌浆段造孔完成后，采用大流量敞口式洗孔，直至回水变清且孔底沉积物厚度小于20cm时，结束钻孔冲洗。

4.3.2压水试验

在灌浆孔的每个试段灌浆前和检查孔中均做压水试验，压水试验采用“五点法”。

4.4灌浆

灌浆采用“孔口封闭灌浆法”,按照先I序后Ⅱ序再Ⅲ序的顺序进行。各段灌浆施工程序为：造孔→声波测试→洗孔→压水试验→灌浆→进入下一段灌浆循环。灌浆段划分自孔口以下起算，第一段段长为2m,第二段段长为3m,第三段及其以下各段段长均为5m。灌浆压力第一段为0.2MPa,第二段为0.5MPa,第三段为1MPa,第四段及以下为3MPa。灌浆时，尤其是升压过程中，随时进行地面拾动观测，以地面抬动不超过0.2mm为限，否则，及时调低灌浆压力或注入率。灌浆结束标准：在该灌浆段最