心墻巖基固結(jié)灌漿效果分析★

舒連剛 姚德兀 許軍才

(1.四川中水成勘院工程物探檢測有限公司，四川 成都 610072；2.合肥市勘察院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230009)

·水利工程·

心墻巖基固結(jié)灌漿效果分析★

舒連剛1姚德兀1許軍才2*

(1.四川中水成勘院工程物探檢測有限公司，四川 成都 610072；2.合肥市勘察院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230009)

心墻基巖的滲透性的好壞直接影響水工結(jié)構(gòu)的工作性能，研究心墻巖基固結(jié)灌漿效果，對評價水利水電工程建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。采用聲波測試技術(shù)對心墻巖基固結(jié)灌漿效果進(jìn)行評價，對比研究心墻巖基固結(jié)灌漿前后聲波波速變化，分析表明通過固結(jié)灌漿能有效地提高心墻巖基的整體性與均質(zhì)性。

固結(jié)灌漿，聲波測試，聲波波速，心墻巖基

0 引言

隨著我國水利水電大規(guī)模建設(shè)的開展，筑壩高度越來越高，工程規(guī)模越來越大。這對心墻基巖的地質(zhì)條件要求將會越來越高，傳統(tǒng)的采用爆破開挖，對心墻巖基會產(chǎn)生破壞性的損傷，固結(jié)灌漿技術(shù)對基巖的傷害相對爆破開挖破壞性要小的多，該方法在心墻巖基固結(jié)被廣泛采用[1-3]。因此，研究心墻巖基固結(jié)灌漿效果，對評價水利水電工程建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價值。

對固結(jié)灌漿效果的研究，國內(nèi)外學(xué)者做了一定的研究工作。本文基于固結(jié)灌漿前、后心墻巖基波速的變化，分析心墻巖基灌漿后巖體波速的提高與灌漿前巖體波速之間的關(guān)系[4,5]。

1 檢測方法

灌漿效果是以透水率、聲測波速的大小及彈性模量提高的程度來判斷的。其中，聲波檢測檢測速度快、準(zhǔn)確及時等優(yōu)點(diǎn)。目前工程實(shí)踐中，固結(jié)灌漿效果的檢測以聲測波速為主，輔以壓水試驗(yàn)、鉆孔電視等方法相結(jié)合。

根據(jù)彈性力學(xué)理論，在各向同性的巖體中，縱波波速與彈性模量及泊松比存在一定的關(guān)系，其關(guān)系表達(dá)式為：

(1)

式中：VP——巖體的縱波波速；

μ——泊松比；

ρ——密度；

Ed——動彈性模量。

固結(jié)灌漿效果的評價主要基于巖體物探試驗(yàn)參數(shù)的絕對值指標(biāo)及相關(guān)參數(shù)的相對提高率指標(biāo)。絕對值指標(biāo)主要指灌漿后巖體波速、模量及透水率的大??；相對提高率指標(biāo)主要指巖體聲測波速及變形(彈性)模量的提高率。聲測波速模量提高率為[6]：

(2)

式中：ηv——巖體波速提高率；

V0——灌漿前巖體聲測波速;

V1——灌漿后巖體聲測波速。

2 工程概況與聲波測試

2.1工程概況

某水電站是大渡河流域水電規(guī)劃“3庫22級”開發(fā)方案的第5級，位于四川省阿壩州馬爾康市、金川縣境內(nèi)大渡河上源足木足河、綽斯甲河匯口以下約2 km河段。電站裝機(jī)容量200萬kW，多年平均年發(fā)電量約77.07億kW·h。水庫調(diào)蓄可增加下游大渡河17個梯級電站枯水年枯期平均出力1 758 MW、枯期電量約66億kW·h。

該工程左右壩肩巖體主要由致密堅硬的細(xì)～中粒似斑狀黑云鉀長花崗巖和細(xì)～中粒二云二長花崗巖組成，巖石抗風(fēng)化能力強(qiáng)，風(fēng)化作用主要沿裂隙進(jìn)行，其風(fēng)化強(qiáng)度、深度和分布規(guī)律明顯受構(gòu)造、地形、巖體卸荷和地下水等因素控制。左壩肩試驗(yàn)區(qū)位于電站進(jìn)水口平臺(高程為2 397 m)，為Ⅲ類基巖，表層基巖完整，裂隙微發(fā)育，隨著后續(xù)帷幕鉆孔的施工，在9 m以下逐漸出現(xiàn)較大裂隙通道、鉆孔時出現(xiàn)無回水現(xiàn)象，尤其在20 m～40 m深度范圍這一現(xiàn)象較為普遍；右壩肩試驗(yàn)區(qū)位于右岸邊坡臺地(高程為2 510 m)，為Ⅳ類基巖，表層基巖較完整，局部裂隙發(fā)育。

2.2聲波試驗(yàn)方案

巖體的完整性，為了獲取最佳鉆孔功效，計劃在本試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行鉆孔工藝的對比試驗(yàn)，具體布置見圖1。

固結(jié)灌漿試驗(yàn)主要工作程序見圖2。

灌漿過程中特殊情況處理，灌漿過程中，個別孔段吃漿量較大，采取了以下措施進(jìn)行處理：

1)在施工中采取了低壓、濃漿、限流、間歇灌漿等方法進(jìn)行處理。

2)灌注膏狀漿液和水泥砂漿，對大裂隙進(jìn)行充填。

3)對個別特大滲漏通道灌注水泥水玻璃雙液漿進(jìn)行了封堵。

針對試驗(yàn)區(qū)灌前測試3孔，灌漿后測試2孔，測試結(jié)果如表1所示。波速主要分布在4 838 m/s～5 112 m/s，平均波速為4 937 m/s，波速大于4 500 m/s的占比85.87%，波速低于3 825 m/s的占比3.26%；灌后測試2孔，波速主要分布在4 936 m/s～5 186 m/s，平均波速5 061 m/s，灌后巖體波速均大于4 500 m/s。經(jīng)固結(jié)灌漿處理過后，巖體波速有一定提高，波速提高率ηv=2.5%，滿足設(shè)計驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

表1 測試區(qū)灌漿前后聲波波速

3 結(jié)語

本文采用聲波檢測技術(shù)對心墻巖基固結(jié)效果進(jìn)行測試，通過對研究區(qū)灌漿前后變化，分析表明通過固結(jié)灌漿能有效地提高巖石的整體性與均質(zhì)性，提高巖石的抗壓強(qiáng)度與彈性模量，減少巖石的變形與不均沉陷，通過此次試驗(yàn)表明固結(jié)灌漿對心墻巖基進(jìn)行加固在技術(shù)上是可行的，效果是可靠的。

[1] 孔祥輝，周火明，李新勝.帷幕灌漿技術(shù)在基巖防滲工程中的應(yīng)用[J].地下空間與工程學(xué)報,2006,2(S2):1396-1398.

[2] 楊劍鋒，張俊德，謝文峰，等.錦屏一級大壩左岸建基面f2斷層處理施工技術(shù)[J].人民長江,2017(2):40-43.

[3] 楊 偉.瀘定水電站超百米混凝土防滲墻施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2010,39(5):32-36.

[4] 陳 磊，戴前偉，曾凡卿.大壩建基巖體物理探測方法應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報,2006,3(3):221-224.

[5] 童廣秀，劉康和.黃河沙坡頭水利樞紐壩基巖體灌漿效果檢測[J].華北地震科學(xué),2003,21(4):35-41.

[6] 張文舉，盧文波，陳 明，等.基于灌漿前、后波速變化的巖體固結(jié)灌漿效果分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2012,31(3):469-478.

Analysisonconsolidationgroutingeffectofrockbaseofcore-wall★

ShuLiangang1YaoDewu1XuJuncai2*

(1.SichuanZhongshuiChengkanyuanGeophysicalExplorationCo.,Ltd,Chengdu610072,China;2.HefeiInvestigationInstituteLLC,Hefei230009,China)

The permeability of core-wall bedrock directly affects the working performance of hydraulic structure, and it is of great practical significance to evaluate the effect of core-rock foundation consolidation grouting. In this paper, acoustic grouting technique is used to evaluate the effect of consolidation the core-wall rock foundation. The results show that the consolidation and grouting can improve the integrity and the qualitative of core-wall rock base.

consolidation grouting, acoustic testing, acoustic wave velocity, core-wall rock base

TV543.5

A

1009-6825(2017)26-0207-02

2017-07-02 ★：國防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室開放基金(RGET1502)

舒連剛(1978- )，男，高級工程師

許軍才(1980- )，男，博士，工程師