帷幕灌浆技术在砂砾石坝基防渗中的应用.docx

帷幕灌浆技术在砂砾石坝基防渗中的应用摘要：巴基斯坦杜伯华水电站砼重力坝位于印度河右岸支流Duber河上最大坝高40.5m除右坝肩几个坝段坐落在岩石基础上外溢流坝段、左岸电站进水口坝段均坐落在厚度达60m的砂砾石覆盖层上。基础处理需要解决渗漏及渗透变形、地基承载力、压缩及不均匀沉降、砂层地震液化等几方面的技术问题。经过防渗处理方案比较、分析及考虑施工成本和工期因素最终采用帷幕灌浆防渗方案。关键词：砂砾石覆盖层基础处理帷幕灌浆杜伯华水电站中图分类号：TV543文献标识码：A文章编号：1674-098X（2012）12（a）-0-021工程概况巴基斯坦杜伯华水电站项目位于巴基斯坦西北边界省IndusKohistan区是一座高水头、长隧洞引水式水电站。主要建筑物有：砼堰（坝）、地下沉沙室、引水隧洞、调压井、压力管道和电站厂房等。电站设计水头541m引水隧洞长4867m装机容量为130MW年发电量约595GW.h。大坝位于印度河右岸支流Duber河上坝址区河谷呈U字形河谷底宽70～90m两侧谷坡坡度40～50°河床冲积物主要为砾石、卵石、漂石、砂等厚度大于60m。根据泄水建筑物布置最大坝高为40.5m消力池长73.5m。除右坝肩几个坝段坐落在岩石基础上外溢流坝段、左岸电站进水口坝段和消力池坐落在砂砾石覆盖层上。在砂砾石覆盖层上修建超过40m高的砼重力坝基础处理设计需要妥善处理渗漏及渗透变形、地基承载力、压缩及不均匀沉降、砂层地震液化等几方面的技术问题。2工程地质条件坝址区主要由侏罗系的Kohistan群的角闪岩类和第四系的冲积物和坡崩积物组成。角闪岩：多为大块状和块状中粒结构坚硬-很坚硬岩体节理微-中等发育表部微风化。岩体呈NW-SE向展布除在右岸公路有一小片50～60m露头外其它露头均在较高处一般比河床高30m以上。冲积物：主要分布于河床漫滩及阶地上组成物质为砂、砂砾石、砾石、卵石、漂石等漂石最大粒径超过5m一般松散-中密。坡崩积物：分布河谷斜坡及坡脚地带由棱角、次棱角状碎石、块石组成成分为超铁镁质岩最大粒径大于2m结构松散、中密通常覆盖于新老冲积物之上所形成的边坡坡角为35～40°。根据8个孔的现场渗透试验成果分析河流沉积物和坡积物属于强、中等透水性渗透系数范围在10-1～10-3cm/s之间。坝址区的砂卵砾石层共进行了13组颗分试验和1组原位密度试验天然密度1.79g/cm3平均级配卵石14%～15%、砾石46%～54%、砂29%～35%、粉粒3%～4%。据钻孔资料河床砂卵石层中局部夹有砂层。项目前期钻孔（35m深）未能揭穿河床覆盖层与地震折射法确定的基岩面部分段也有较大差别。因此工程开工后又进行了补充勘察补充钻探和物探结果表明河床覆盖层厚度超过60m确定河谷存在深槽。3帷幕灌浆方案选定项目招标文件建议坝基防渗采用砼防渗墙的方案墙厚1.5m。由于项目前期布置的勘探钻孔最终未能揭穿河床覆盖层并与地震折射法确定的基岩面部分段也有较大差别。因此工程开工后又进行了补充勘察。钻探和物探结果表明河床覆盖层厚度超过60m对补勘地质资料进行分析断定河谷存在深槽。经过对砼防渗墙和帷幕灌浆两种防渗处理方案进行比较、分析考虑到施工成本和工期因素最终采用了帷幕灌浆防渗方案。帷幕的结构形式采用悬挂式帷幕灌注水泥浆液浆液中掺加一定比例的膨润土作为塑化剂来改善浆液的析水率和流动性。在两岸基岩灌浆区域帷幕灌浆孔布置为2排在覆盖层灌浆区域帷幕灌浆孔布置为3排。灌浆孔距1.5m排距1.0m灌浆孔成梅花型布置。为确保坝基帷幕灌浆取得较好的效果结合上游围堰基础的防渗处理进行灌浆试验以确定帷幕灌浆的孔距和排距、浆液浓度及配合比、灌浆压力标准等工艺参数并确定了检查验收标准及方法。4坝基帷幕灌浆设计4.1设计防渗方案设计上堰坝、进水口都坐落在砂砾石覆盖层上为降低坝底扬压力减少枢纽整体渗漏量枢纽采用灌浆帷幕进行垂直防渗设计的帷幕允许渗透比降为4帷幕厚度为6m。坝基帷幕灌浆布置见图1：典型大坝纵断面图。图1杜伯华大坝典型总断面图4.2灌浆帷幕的布置灌浆帷幕底线根据设计图纸确定。岩石灌浆若孔底段岩石透水率大于5Lu将根据工程师的指令决定是否进行加深。在河床段坝基础下部的覆盖层深度超过60m在此情况下帷幕灌浆的最大深度应延伸至坝基河床覆盖层最深高程处。根据设计图纸在覆盖层灌浆区域帷幕灌浆孔布置为3排孔距1.5m排距1.0m灌浆孔成梅花型布置；在两岸基岩灌浆区域帷幕灌浆孔布置为2排孔距1.5m排