盐津油坊沟水库特殊地质条件下坝基的防渗处理.doc

盐津×××水库特殊地质条件下坝基的防渗处理【摘要】盐津×××水库为混凝土重力坝、坝基地质条件较为特殊，总体看岩体中细微裂隙较发育，且呈陡倾角网络状，并具有一定的连通性，在施工过程中，一部分孔段水泥浆液可灌性较差，易失水回浓，坝基深槽段局部范围内涌水较为普遍，部分孔段浆液注入量较大。从工程质量及施工成本考虑，针对易发生失水回浓的孔段用超细粒水泥浆灌注，对吸浆量较大的孔段采取降压限流措施，施工结束后压水检查，坝基的防渗能力达到了设计要求。【关键词】水库地质坝基防渗盐津×××水库位于盐津县城西北方向的水田村水田河上游，坝顶高程814.33m，建基面高程769.76m，建基面岩体为灰白色白云质砂岩,从质地构造情况看，河床深槽段基础岩体节理裂隙较发育，透水性强，而左右岸岩体内网络状细微裂隙发育，透水性微弱。坝基帷幕灌浆沿坝轴线分上、下游两排，排距2米，呈梅花形布置，灌浆孔为竖直孔，孔距1.5m，孔径60mm。帷幕灌浆采用“小口径钻孔，孔口封闭，自上而下分段，孔内循环法”灌浆，灌浆过程中的重点及难点是起灌浆液水灰比的合理确定、易失水回浓孔段灌浆方法的择选和断裂地带钻灌过程的控制。1.起灌浆液比级的确定在帷幕灌浆施工过程中，灌浆压力一般由设计提供的公式计算，但灌浆起始水灰比设计一般不明确规定，因此多年来成为施工单位灌浆施工的一个难题，在水泥灌浆施工规范中，浆液水灰只提到了5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1等七个比级，并未涉及起灌浆液比级的选定标准。若在灌浆施工过程中，灌前岩体透水率较大，用稀浆液起灌，则孔段的吸灌量较大，灌注太多的稀浆不但浪费时间，且稀浆结石强度也较差，这种情况用较浓的浆液起灌，就能较快地达到需要的帷幕效果；当灌前岩体透水率较小时，用较稀的浆液起灌能充填细小裂隙，若用浓浆起灌易阻塞细小裂隙，形不成帷幕。实际施工中，根据灌前压水试验q值的大小确定起灌水灰比是比较科学的，q值与起灌水灰比的关系如下：当q＜3Lu时，采用5∶1起灌；当q=3～10Lu时，采用3∶1起灌；当q＞10Lu时，采用2∶1起灌。2.吸水不吸浆现象的判断与处理大坝左右岸帷幕灌浆施工过程中，发现部分孔段灌前压水时透水率大于10Lu，而在灌注水泥浆的过程中岩层几乎不吸浆，当灌浆压力升至2倍设计水头的情况下，灌浆单耗依然较小，但帷幕检查孔压水时这些孔段的浅层透水率仍然超标。组织技术人员对灌浆过程进行分析，认为这种现象可能是岩层的可灌性差，地层中的细微裂隙只有水和部分细水泥颗粒可以通过，而粗水泥颗粒不能通过造成。盐津油坊沟水库灌浆采用水泥粒径为d50≤10μm且d97<40μm，也就是说在这个粒径范围内的水泥也只有部分能灌入裂隙。为进一步证实这一现象，灌浆采用小循环，因为在小循环过程中，自动记录仪能准确记录注浆量，人工记录的注浆量有一定的误差,小循环灌浆连接图如下：在小循环过程中，先假设渗滤的原因确实是由孔段透水不透浆引起，则随灌浆时间的进行，孔内浆液将逐渐变浓，而对于某一个孔段，孔容是一定的，则孔内浆液由稀变浓的需灰量L0应与同一时段内所注入浆液的含灰量L1相等（因为这一时段内，浆液中的水完全灌入裂隙，而灰仍留在孔内）。为了计算方便，根据试验结果得普通325＃水泥浆液灰水比与比重及灰水比与含灰量关系表如下：现就某号孔第7段查表进行如下计算：该孔段孔容176L，进浆比重1.13kg/L(进浆比重指搅拌桶内浆液比重)，30min内注浆量为90L，回浆比重（回浆比重指回浆管内浆液比重）从1.21kg/L变浓为1.3kg/L：γ＝1.13kg/L对应的浆液含灰量为0.19kg/Lγ＝1.21kg/L对应的浆液含灰量为0.3kg/L30min内孔内浆液比重由1.21kg/L变为1.3kg/L所需灰量：L0＝176×（0.3-0.19）＝19.4kg此时段内所注入浆液的含灰量：L1＝90×0.19＝17.1kg两者相差仅2.3kg，后者已达前者的88.2％，可以认为该孔段为典型的透水不透浆现象，按照吸水不吸浆处理。现场为了便于操作，制定了如下方法判定失水回浓是否达到了吸水不吸浆的程度：当在小循环灌浆过程中，30min内回浆比重超过一个比级且注入率在1-2L/min，此时换原比级的新鲜浆液，若不发生回浓或回浓不明显，则正常结束灌浆；若继续发生回浆比重超过一个比级的现象，则判为吸水不吸浆，按吸水不吸浆标准结束灌浆。从现场的实际情况来看，很少发生换新浆后可灌性增强的现象，一般是继续回浓，地层中裂隙宽度小，水泥粒径过大是浆液失水回浓的主要原因，要降低失水回浓发生的频率，提高细微裂隙的可灌性，采用粒径更小的超细水泥是一种有效途径，针对这一情况，考虑到施工成本，只对坝基左右岸部分可灌性较差的坝段用超细水泥（d50≤5μm）灌注，其它部位仍用普通水泥灌注，施