帷幕灌漿厚度檢測施工研究

劉代賢，李嬡嬡

(中國水利水電第七工程局成都水電建設工程有限公司，成都，611130)

1 工程概況

錦屏一級水電站左岸基礎(chǔ)處理工程地質(zhì)條件異常復雜，具有施工工序繁多，施工技術(shù)難度大、質(zhì)量標準要求高、工程量浩大、施工工期短、施工強度高、施工組織復雜等特點，壩基防滲帷幕對左岸抗力體在305m高拱壩水壓力作用下的穩(wěn)定性具有重要作用。為了對帷幕灌漿質(zhì)量全面檢查，進一步查明灌后不同地質(zhì)條件帷幕幕體的實際厚度，針對有代表性的巖體進行帷幕厚度檢查孔布置。檢查孔布置在1670層帷幕洞樁號K0＋120～K0＋127、K0＋442～K0＋450區(qū)域。

2 研究目的

錦屏大壩基巖地質(zhì)條件復雜，壩基的防滲是全工程的關(guān)鍵問題之一，在大壩蓄水之前，必須對壩基防滲帷幕厚度進行檢測，查明灌后不同地質(zhì)條件帷幕幕體的實際厚度。為此，在不同巖層上進行帷幕厚度檢測，通過檢測結(jié)果驗證用灌漿方法解決基礎(chǔ)防滲問題的可能性[1]。

3 帷幕厚度檢測布孔形式

帷幕厚度檢查孔布置在帷幕上、下游，帷幕上游布置2排，帷幕下游布置2排，各排檢查孔孔間距2m，上游檢查孔1、2排間距0.3m，下游檢查孔3、4排間距0.3m，上游第一排檢查孔角度為15.2°，上游第二排檢查孔角度為12.6°，下游第三排檢查孔角度為5.4°，下游第四排檢查孔角度為2.6°，檢查孔孔深均為入基巖38m。

4 帷幕厚度檢測施工

4.1 施工程序

逐孔逐段鉆進后進行裂隙沖洗、孔內(nèi)卡塞壓水施工[2]。

4.2 帷幕厚度檢測壓水段長劃分

4.3 造孔

采用地質(zhì)鉆配?76mm金剛石鉆頭自上而下分段取芯造孔，壓水施工。

4.4 巖芯收集

帷幕厚度檢查孔全為取芯孔，每取出一個循環(huán)的巖芯均用清水清洗干凈，再按從左到右、從上到下的順序裝入巖芯箱內(nèi)并及時進行編錄[4]。

4.5 壓水施工

壓水均采用自上而下孔內(nèi)卡塞法，采用孔內(nèi)卡塞法施工時，灌漿塞應卡在被壓段頂部[2]。

4.6 壓力劃分

采用五點法自上而下分段卡塞進行，壓水壓力 為0.6MPa、1.2MPa、2.0MPa、1.2MPa、0.6MPa。

4.7 結(jié)束標準

在穩(wěn)定壓力下每隔5min，測讀一次壓入流量，連續(xù)四次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1L/min時，即可結(jié)束壓水[2]。

5 帷幕厚度檢測成果統(tǒng)計與分析

5.1 帷幕厚度檢測壓水成果統(tǒng)計

在1670層帷幕洞樁號K0＋120～K0＋127、K0＋442～K0＋450處共施工完成32個帷幕厚度檢測孔，上、下游排各施工完成16個，共完成壓水192段。檢測孔壓水成果見表1。

表1 帷幕厚度檢測壓水成果統(tǒng)計

孔號 樁號最大透水率(LU)最小透水率(LU)平均透水率(LU)下游排5JWU307HD－J301 K0＋121.0 0.16 0.04 0.11 5JWU307HD－J302 K0＋123.0 0.32 0.05 0.19 5JWU307HD－J303 K0＋125.0 0.08 0.02 0.05 5JWU307HD－J304 K0＋127.0 0.11 0.03 0.05 5JWU307HD－J401 K0＋121.0 0.92 0.02 0.23 5JWU307HD－J402 K0＋123.0 0.46 0.01 0.22 5JWU307HD－J403 K0＋125.0 0.46 0.10 0.25 5JWU307HD－J404 K0＋127.0 0.27 0.03 0.11 5DW322HD－J301 K0＋443.5 0.76 0.24 0.48 5DW322HD－J302 K0＋445.5 0.65 0.21 0.44 5DW322HD－J303 K0＋447.5 0.85 0.47 0.61 5DW322HD－J304 K0＋449.5 0.57 0.10 0.28 5DW322HD－J401 K0＋443.5 0.87 0.51 0.72 5DW322HD－J402 K0＋445.5 0.92 0.13 0.64 5DW322HD－J403 K0＋447.5 0.66 0.02 0.33 5DW322HD－J404 K0＋449.5 0.83 0.54 0.69小計 0.56 0.16 0.34合計 0.59 0.14 0.35

從表1中可以看出，帷幕厚度檢測最大平均透水率為0.59Lu，最小平均透水率為0.14Lu，平均透水率為0.35Lu。通過三排帷幕灌漿處理后，上下游帷幕厚度檢測透水率已接近和達到不透水狀態(tài)，帷幕灌漿效果明顯。

只有具備良好的運輸設施并和最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，才能達到理想的運輸效果。因而，研究利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)果蔬運輸是非常有必要的。為此，本文設計了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的果蔬運輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)在果蔬運輸系統(tǒng)的實施可減少果蔬在運輸過程中的損失，提高社會效益和經(jīng)濟效益。

5.2 帷幕厚度檢測壓水剖面成果分析

圖1中列舉了帷幕洞樁號K0＋120～K0＋127、K0＋442～K0＋450區(qū)域1剖面各段透水率示意，圖1中數(shù)據(jù)表示各段透水率。該區(qū)域共4個剖面圖，每個剖面帷幕厚度檢測均滿足要求，在此僅列舉了第1剖面進行分析說明帷幕厚度。圖1中各段透水率數(shù)據(jù)均滿足設計要求，說明孔深為38m，角度為15.2°、12.6°、5.4°、2.6°所覆蓋的范圍為帷幕幕體厚度范圍。

圖1 K0＋120～K0＋127、K0＋442～K0＋450區(qū)域各段透水率示意

5.3 帷幕厚度檢測壓水質(zhì)量檢查成果分析

壓水情況見表2、表3。

表2 大理巖區(qū)域透水率區(qū)間/頻率統(tǒng)計

表3 砂板巖區(qū)域透水率區(qū)間/頻率統(tǒng)計

該部位帷幕厚度檢查孔壓水共96段，平均透水率為0.16Lu，全部小于1Lu，占100%。從帷幕厚度壓水檢查情況得出該區(qū)域帷幕灌漿效果明顯，灌漿質(zhì)量較好。

該部位帷幕厚度檢查孔壓水共96段，平均透水率為0.53Lu，其中小于1Lu的95段，占99%，僅1段檢查孔壓水透水率大于1Lu。從帷幕厚度壓水檢查情況得出該區(qū)域帷幕灌漿效果明顯，灌漿質(zhì)量較好。

5.4 帷幕厚度檢測壓水“P～Q曲線”成果統(tǒng)計分析

帷幕厚度檢測孔壓水結(jié)束后，為進一步分析灌漿及灌后壓水效果，有針對性地對該區(qū)域部分孔段進行了Q－P統(tǒng)計，并根據(jù)Q－P值對P～Q曲線類型進行整理分析[4]，詳見圖2。

圖2 帷幕厚度檢測部分孔段P～Q曲線

從圖2P～Q曲線可以看出，帷幕灌漿區(qū)域地質(zhì)條件復雜，曲線類型不一，多為層流和紊流類型，表明在檢測壓力下巖體中裂隙狀態(tài)沒有發(fā)生變化，整體流量較小，升壓與降壓曲線變化不大，呂榮值能夠滿足設計要求。

5.5 灌后檢查孔巖芯效果分析

在進行帷幕厚度檢查孔施工過程中均進行了取芯檢測，通過觀察巖芯裂隙中水泥漿液充填、結(jié)石固結(jié)等情況來檢測灌漿效果和判斷漿液擴散范圍。

帷幕厚度檢測區(qū)域K0＋120～K0＋127檢查孔巖芯三率為88%、83%、80%，K0＋442～K0＋450檢查孔巖芯三率為95%、91%、86%。從巖芯三率反應出帷幕厚度檢測區(qū)域通過灌注水泥漿液后的采取率，獲得率較高，滿足取芯要求。從帷幕厚度檢查孔巖芯被水泥結(jié)石填充的程度及密實度可以看出，巖芯裂隙內(nèi)水泥結(jié)石較明顯，巖芯完整性較好，灌漿效果較明顯。

5.6 鉆孔全景圖像檢查成果

為分析漿液擴散半徑，評價帷幕灌漿效果，對帷幕厚度檢測區(qū)域32個檢查孔進行了鉆孔全景圖像測試，測試成果為:巖體完整性較好，裂隙可見明顯漿液填充。

5.7 帷幕厚度及漿液擴散半徑分析

根據(jù)對帷幕厚度檢測孔的壓水檢查、巖芯檢查、鉆孔全景圖像檢查成果分析得出:帷幕厚度檢查各項指標均滿足設計要求，帷幕灌漿效果明顯。

按?大壩基巖灌漿?講述的多排孔的帷幕厚度約為兩邊邊排之間的距離加上邊排孔孔距的60%～70%，結(jié)合現(xiàn)場實際情況三排孔兩邊邊排距離為2.6m，邊排孔孔距的70%為1.82m，因此，該部位實際帷幕厚度應為2.6＋1.82＝4.42m。結(jié)合現(xiàn)場壓水檢測、巖芯檢查、鉆孔全景圖像檢查成果，從圖3可以分析出該部位帷幕灌漿幕體理論厚度及漿液擴散半徑。

圖3 帷幕厚度及漿液擴散半徑剖面

由于帷幕厚度檢測壓水均滿足設計要求，結(jié)合壓水情況可以計算出38m處帷幕理論厚度為10.92m。

從圖3中可以得出延長DB、EC至A點，已知DB＝EC＝38m，BC＝2.6m，∠ABC＝74.8°，∠ACB＝92.6°；根據(jù)正弦定律得出AB＝11.9m，AC＝11.5m，從而得出AD、AE，由已知的AD、AE、∠DAE＝12.6°，通過余弦定律得出DE＝10.92m，從而得出K0＋120～K0＋127、K0＋442～K0＋450區(qū)域在38m處帷幕厚度為10.92m。

結(jié)合帷幕厚度檢測在38m處壓水滿足設計要求且灌后取芯有明顯水泥結(jié)石可以得出:水泥漿液已擴散至D點、E點范圍，因此在38m范圍通過正弦定律得出漿液擴散半徑已達到4.24m，從該部位帷幕厚度及漿液擴散半徑得出帷幕灌漿效果明顯。

以上計算是在理想的均質(zhì)條件下理論計算的成果，實際上漿液在巖石中的擴散情況多系沿裂隙灌入，呈樹枝狀[5]。

6 結(jié)論

(1)在帷幕厚度檢測施工過程中，嚴格按照設計技術(shù)要求進行壓水作業(yè)，壓水質(zhì)量受控，資料真實、齊全、可靠，從壓水成果得出灌漿效果較明顯，所使用的施工工藝、方法、流程、灌漿材料、均符合設計要求。

(2)從壓水檢查效果得出:該區(qū)灌后壓水整體滿足設計要求，灌后物探效果表明巖體整體較完整。

(3)從壓水資料、巖芯資料，并結(jié)合地質(zhì)資料分析得出:采用現(xiàn)有施工工藝及灌漿參數(shù)進行帷幕灌漿灌注效果明顯。

(4)根據(jù)對帷幕厚度檢測孔的壓水檢查、巖芯檢查、鉆孔全景圖像檢查成果分析得出:帷幕厚度檢查各項指標均滿足設計要求，帷幕灌漿效果明顯。結(jié)合檢查結(jié)果并從理論上分析得出帷幕灌漿采用普通水泥漿液灌注，在孔深38m處漿液擴散半徑能夠達到4.24m，帷幕幕體厚度能夠達到10.92m，能夠滿足基礎(chǔ)防滲要求。