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水利水电施工2015·第1期总第148期

锦屏一级水电站F?断层水泥-化学复合灌浆试验

●张培青/(湖北省水利水电科学研究院)

●沈增良/(中国水电基础局有限公司)

【摘要】锦屏一级水电站拱坝正常蓄水位时，坝体承受总水推力近1200万t,对坝基及两岸岩体质量要求较高。在左岸坡体内存在性状较差的Fs断层及煌斑岩脉，对建筑物的稳定、基础应力传递等极为不利，原设计左岸坝肩Fs断层和煌斑岩脉均采用地下洞井混凝土(或钢筋混凝土)网格置换处理，但网格置换规模较大且施工安全问题较为突出，对总工期目标的实现有较大制约，通过该工程的施工，为设计研究通过高压水泥-化学复合灌浆取代部分网格置换处理的方案提供了依据。

【关键词】锦屏一级断层复合灌浆试验

1工程概况

锦屏一级水电站位于四川凉山州盐源县、木里县交界的雅砻江上，是雅砻江水能资源最富集的中、下游河段五级水电开发中的第一级水电站。电站大坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程1885m,最大坝高305m,水库总库容77.6亿m3,调节库容49.1亿m3,具有年调节功能，装机容量3600MW,年发电量167.85亿kWh。工程以发电为主，兼有蓄能、蓄洪和拦沙作用，是目前拱坝坝高居世界第一的特大型工程。锦屏一级左岸抗力体的F?断层和煌斑岩脉距离左岸拱端较近，与拱端的变形稳定关系密切。

为改善坝基地质条件，确保工程安全和总工期目标的实现，设计提出选择规模较大、性状较差的F?断层及

强风化煌斑岩脉进行高压水泥-化学复合灌浆处理方案的研究，以期提高F?断层和煌斑岩脉的物理力学指标，研究通过水泥-化学复合灌浆处理取代部分混凝土置换网格的可行性，为左岸基础处理设计提供较为完善的试验成果。根据《锦屏一级水电站左岸拱坝基础软弱岩带化学灌浆试验协议书》要求，由中国水电基础局有限公司承担锦屏一级水电站左岸坝基础软弱岩带F?断层化学灌浆试验工程。

2灌后指标要求

经过复合灌浆处理，提高F?断层的整体性、变形模量、防渗性和抗剪强度，力求达到设计指标，设计指标见表1。

表1F?断层灌后指标要求

指标

岩体声波纵速度平均值vpm(m/s)

钻孔变形模量E?(GPa)

单位透水率g

(Lu)

抗剪强度

岩体完整性系数K、

泊松比

C

F

(MPa)

F

断层

灌前

0.2～0.6

≥10

0.02

0.30

灌后

≥4600

≥6.0

≤1

≥0.8

≥0.8

≥0.60

≤0.35

地基与基础工程

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3试验总工作程序

此次水泥-化学复合灌浆试验总的工作程序见图1。

4试区选择和布孔形式

4.1试区选择

此次试验主要针对F?断层破碎带，经业主、设计、监理单位地质追踪小组通过现场地质会确定，试区布置在左岸高程1730m固结灌浆洞外F?断层带上。试区轴线两端坐标为：N20077.3415E27710.0241、N20084.0172E27714.4299。

4.2钻孔布置

4.2.1孔位、孔数

根据试验要求，按分序加密原则布置两个正方形试验区，两试区共布置抬动孔2个、灌前测试孔4个、水泥灌浆孔15个，水泥灌浆检查孔兼Ⅲ序水泥加密灌浆孔4个、化学灌浆孔18个(施工9个)、灌后检查孔4个。

工程地质资料分析

工程地质资料分析

室内化学浆材试验试验方案研究及咨询试验场地选择及施工准备

钻测试孔钻拍动观测孔

岩芯描述压水试验声波测试变模测试安装拾动观测孔装置

分序钻孔

裂隙冲洗压水灌浆拾动观测封孔

待凝30d

站检查孔

岩芯描述压水试验声波测试变模测试

经井开挖、检测

整理分析灌浆成果和测试资料、灌浆效果评价

图1水泥-化学复合灌浆试验工作程序示意图

水泥灌浆孔：I序孔孔距4.0m,Ⅱ序孔孔距2.0m,Ⅲ序水泥加密灌浆孔孔距1.0m。化学灌浆孔：I序孔孔距2.0m,Ⅱ序孔孔距1.0m,各钻孔平面布置见图2。

4.2.2孔向

抬动观测孔钻钻孔方向为铅直向；灌前测试孔、水泥灌浆孔、化学灌浆孔、灌后检查孔钻孔方向为垂直试区轴线向河