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[摘 要]在基础防渗帷幕灌浆施工过程中,若遇地质缺陷,通常采用浓浆、低压、限流等措施经过反复灌浆处理,均能取得较好效果。但遇到一些特殊地质缺陷,采用常规措施进行处理往往难以见效,必须查清地质缺陷的规模和类型,制定针对性措施进行处理,才能取得成效。该文结合工程实例,就帷幕灌浆在遇地下暗河时如何采取有效措施保证帷幕灌浆质量进行简述,给类似工程提供一定经验。
[关键词]梨园电站 右坝肩 地下暗河 帷幕灌浆处理
中图分类号:TV543.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)28-0137-01
一、工程概况简述
梨园电站位于云南省丽江市玉龙县(右岸)与迪庆藏族自治州香格里拉县(左岸)交界的金沙江中游界河上,为金沙江中游河段规划的8个梯级电站的第3个梯级,上游与两家人水电站衔接,下游为阿海水电站,工程以发电为主,兼顾防洪、具有库区航運和旅游等综合效益。电站防渗帷幕包括大坝趾板及溢洪道高趾墙、溢洪道闸室段和左、右岸坝顶灌浆洞,其中大坝趾板帷幕灌浆按趾板类型不同划分帷幕灌浆孔排数,其中C型趾板基础进行双排帷幕灌浆,间排距为1.5m×1.5m,A、B型趾板基础做单排灌浆,灌浆孔孔距水平距离均为1.5m。不同类型趾板相交处帷幕灌浆相互搭接,保证帷幕连续;溢洪道高趾墙、溢洪道闸室段和左、右岸坝顶灌浆洞仅进行单排帷幕灌浆,灌浆孔孔距水平距离均为1.5m。
二、帷幕灌浆遇地下暗河情形回顾
梨园电站右坝肩储门槽底部(EL.1602m)的帷幕灌浆,在灌浆孔W50-1-I-585钻进至第6段孔深22.8m~27.8m(EL1579.2m~EL.1574.2m)时出现不回水,但钻进过程未见明显掉钻现象。随即先后多次对该缺陷采用0.5:1浓浆进行灌注处理,采用0.5:1浓浆配合河沙、人工砂(粒径≤5mm)经孔口混合进行灌注处理后,均未见任何效果。导致该孔无法继续钻进灌注,但因该地质缺陷孔为I序孔,为不影响帷幕灌浆进度,在抓紧对该地址缺陷进行灌浆处理的同时,随后也开始进行II、III孔帷幕灌浆施工,以便查清地质缺陷的范围和类型。
当W50-1-II-587、W50-1-III-586两孔均钻进至第6段孔深22.8m~27.8m(EL1579.2m~EL.1574.2m)时,出现了同孔W50-1-I-585相同的地质缺陷(钻进不回水、未见明显掉钻现象),先后多次采用0.5:1浓浆配合河沙、人工砂(粒径≤5mm)经孔口混合进行灌注处理后仍未见任何成效。
至此,上述3灌浆孔已累计灌注水泥干灰42414Kg,砂3507.5Kg,但未见任何成效。依此进行判断,该地质缺陷规模较大,且存在其他不明因素。
三、缺陷探查及缺陷处理
为了进一步探查3灌浆孔在该段出现的地质缺陷类型,及时联系物探检测中心采用CT动态录像进行相关资料收集,资料显示:3灌浆孔内均存在动态水流,且孔内可见水流部分落差超过3.0m。由于流水的存在,采用浓浆加砂的处理方式无法达到预期效果。
针对此类缺陷,迅速制定了采用一级配高流态砼通过φ76mm钢管送入孔内进行回填的缺陷处理措施。首先在W50-1-II-587进行,经过多次反复回填处理,灌注砼24m3后,孔内存水明显;随后进行W50-1-I-585的砼回填灌注处理,填入4 m3后效果明显,帷幕孔 W50-1-III-586虽未进行处理,但孔内存水明显。通过此次处理过程、效果分析,显示该地下暗河在3灌浆孔内是相互关联、相互连通的。
孔内存水,虽然远未达到防渗设计标准,却为后续帷幕灌浆处理奠定了良好基础,确保了后续各孔缺陷段均在进行1~2次常规灌浆处理后,均达到帷幕灌浆正常结束标准,3灌浆孔的地下暗河通道完全封闭,正常结束3孔帷幕灌浆至帷幕底线。
在随后进行储门槽EL.1626m部位的帷幕灌浆时,W50-1-I-593第11段加深段孔深71.8m~78.0m(EL.1554.2m~ EL.1548.0m)出现失水现象,由于该孔与W50-1-I-585、W50-1-III-586、W50-1-II-587的水平距离9.0m~12.0m,最小垂直高差26.2m,分析认为该孔段失水应与前3个灌浆孔地下暗河无关联。但经0.5:1浓浆进行常规处理、0.5:1浓浆加砂处理至灌注水泥干灰17160Kg、砂6600Kg无效后,采用CT动态录像进行检测,其成果资料显示:该部位仍存在地下暗河通道,且落差大,水流急。随后采用前3个地质缺陷孔用一级配高流态砼、一级配骨料混合物进行孔内回填的措施进行处理后,孔内出现明显存水现象,后续采用常规灌浆方法进行处理并达到正常结束标准。
因W50-1-I-593孔的地下暗河是在设计帷幕底线以下发现的,为了避免W50-1-I-585、W50-1-III-586、W50-1-II-587帷幕底线以下存在未被发现的其它缺陷,在前面3缺陷孔帷幕底线以下进行了加深处理,每孔加深2段深10.0m,未发现异常情况,最终结束地质缺陷孔段的帷幕灌浆处理(如表1所示)。
四、缺陷处理成果检测
整个单元帷幕灌浆结束后,在位于W50-1-I-585、W50-1-III-586、W50-1-II-587地质缺陷孔之间布置了2个检查孔,位于W50-1-I-593、W51-1-III-594之间布置1个检查孔,检查孔深入帷幕底线以下10.0m,压水检测结果最大值q=2.33Lu,最小值q=0.04Lu,均满足设计标准(即:q≤3.0Lu);同时对上述孔进行孔内CT录像检查,录像资料显示:凡出现地质缺陷的部位均能看到明显结石充填痕迹,结石表面光滑平整(见图1),帷幕灌浆缺陷处理成效显著。
五、结语
1、帷幕灌浆工程遇特殊地质地层难以处理时,往往导致工程无法正常推进。为避免影响工程进度,因此必须采取有效措施,例如通过钻孔记录、前期缺陷处理方案及效果、或借助现代科技手段等取得准确的地质资料,尽快查清地质缺陷的大小、规模,明确地质缺陷类型(例如是否存有充填物,充填物性质;是否存有流水,流水速度和流量大小如何等),以便后续制定准确详实的处理措施。
2、帷幕灌浆遇地下暗河,通过浓浆、低压、限流等常规的措施往往难以达到预期效果,梨园电站通过制定针对性的措施,采用一级配高流态砼、一级配骨料混合物进行孔内回填能迅捷有效的阻断地下水通道,达到缺陷综合处理的效果,确保了帷幕防渗效果。
[关键词]梨园电站 右坝肩 地下暗河 帷幕灌浆处理
中图分类号:TV543.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)28-0137-01
一、工程概况简述
梨园电站位于云南省丽江市玉龙县(右岸)与迪庆藏族自治州香格里拉县(左岸)交界的金沙江中游界河上,为金沙江中游河段规划的8个梯级电站的第3个梯级,上游与两家人水电站衔接,下游为阿海水电站,工程以发电为主,兼顾防洪、具有库区航運和旅游等综合效益。电站防渗帷幕包括大坝趾板及溢洪道高趾墙、溢洪道闸室段和左、右岸坝顶灌浆洞,其中大坝趾板帷幕灌浆按趾板类型不同划分帷幕灌浆孔排数,其中C型趾板基础进行双排帷幕灌浆,间排距为1.5m×1.5m,A、B型趾板基础做单排灌浆,灌浆孔孔距水平距离均为1.5m。不同类型趾板相交处帷幕灌浆相互搭接,保证帷幕连续;溢洪道高趾墙、溢洪道闸室段和左、右岸坝顶灌浆洞仅进行单排帷幕灌浆,灌浆孔孔距水平距离均为1.5m。
二、帷幕灌浆遇地下暗河情形回顾
梨园电站右坝肩储门槽底部(EL.1602m)的帷幕灌浆,在灌浆孔W50-1-I-585钻进至第6段孔深22.8m~27.8m(EL1579.2m~EL.1574.2m)时出现不回水,但钻进过程未见明显掉钻现象。随即先后多次对该缺陷采用0.5:1浓浆进行灌注处理,采用0.5:1浓浆配合河沙、人工砂(粒径≤5mm)经孔口混合进行灌注处理后,均未见任何效果。导致该孔无法继续钻进灌注,但因该地质缺陷孔为I序孔,为不影响帷幕灌浆进度,在抓紧对该地址缺陷进行灌浆处理的同时,随后也开始进行II、III孔帷幕灌浆施工,以便查清地质缺陷的范围和类型。
当W50-1-II-587、W50-1-III-586两孔均钻进至第6段孔深22.8m~27.8m(EL1579.2m~EL.1574.2m)时,出现了同孔W50-1-I-585相同的地质缺陷(钻进不回水、未见明显掉钻现象),先后多次采用0.5:1浓浆配合河沙、人工砂(粒径≤5mm)经孔口混合进行灌注处理后仍未见任何成效。
至此,上述3灌浆孔已累计灌注水泥干灰42414Kg,砂3507.5Kg,但未见任何成效。依此进行判断,该地质缺陷规模较大,且存在其他不明因素。
三、缺陷探查及缺陷处理
为了进一步探查3灌浆孔在该段出现的地质缺陷类型,及时联系物探检测中心采用CT动态录像进行相关资料收集,资料显示:3灌浆孔内均存在动态水流,且孔内可见水流部分落差超过3.0m。由于流水的存在,采用浓浆加砂的处理方式无法达到预期效果。
针对此类缺陷,迅速制定了采用一级配高流态砼通过φ76mm钢管送入孔内进行回填的缺陷处理措施。首先在W50-1-II-587进行,经过多次反复回填处理,灌注砼24m3后,孔内存水明显;随后进行W50-1-I-585的砼回填灌注处理,填入4 m3后效果明显,帷幕孔 W50-1-III-586虽未进行处理,但孔内存水明显。通过此次处理过程、效果分析,显示该地下暗河在3灌浆孔内是相互关联、相互连通的。
孔内存水,虽然远未达到防渗设计标准,却为后续帷幕灌浆处理奠定了良好基础,确保了后续各孔缺陷段均在进行1~2次常规灌浆处理后,均达到帷幕灌浆正常结束标准,3灌浆孔的地下暗河通道完全封闭,正常结束3孔帷幕灌浆至帷幕底线。
在随后进行储门槽EL.1626m部位的帷幕灌浆时,W50-1-I-593第11段加深段孔深71.8m~78.0m(EL.1554.2m~ EL.1548.0m)出现失水现象,由于该孔与W50-1-I-585、W50-1-III-586、W50-1-II-587的水平距离9.0m~12.0m,最小垂直高差26.2m,分析认为该孔段失水应与前3个灌浆孔地下暗河无关联。但经0.5:1浓浆进行常规处理、0.5:1浓浆加砂处理至灌注水泥干灰17160Kg、砂6600Kg无效后,采用CT动态录像进行检测,其成果资料显示:该部位仍存在地下暗河通道,且落差大,水流急。随后采用前3个地质缺陷孔用一级配高流态砼、一级配骨料混合物进行孔内回填的措施进行处理后,孔内出现明显存水现象,后续采用常规灌浆方法进行处理并达到正常结束标准。
因W50-1-I-593孔的地下暗河是在设计帷幕底线以下发现的,为了避免W50-1-I-585、W50-1-III-586、W50-1-II-587帷幕底线以下存在未被发现的其它缺陷,在前面3缺陷孔帷幕底线以下进行了加深处理,每孔加深2段深10.0m,未发现异常情况,最终结束地质缺陷孔段的帷幕灌浆处理(如表1所示)。
四、缺陷处理成果检测
整个单元帷幕灌浆结束后,在位于W50-1-I-585、W50-1-III-586、W50-1-II-587地质缺陷孔之间布置了2个检查孔,位于W50-1-I-593、W51-1-III-594之间布置1个检查孔,检查孔深入帷幕底线以下10.0m,压水检测结果最大值q=2.33Lu,最小值q=0.04Lu,均满足设计标准(即:q≤3.0Lu);同时对上述孔进行孔内CT录像检查,录像资料显示:凡出现地质缺陷的部位均能看到明显结石充填痕迹,结石表面光滑平整(见图1),帷幕灌浆缺陷处理成效显著。
五、结语
1、帷幕灌浆工程遇特殊地质地层难以处理时,往往导致工程无法正常推进。为避免影响工程进度,因此必须采取有效措施,例如通过钻孔记录、前期缺陷处理方案及效果、或借助现代科技手段等取得准确的地质资料,尽快查清地质缺陷的大小、规模,明确地质缺陷类型(例如是否存有充填物,充填物性质;是否存有流水,流水速度和流量大小如何等),以便后续制定准确详实的处理措施。
2、帷幕灌浆遇地下暗河,通过浓浆、低压、限流等常规的措施往往难以达到预期效果,梨园电站通过制定针对性的措施,采用一级配高流态砼、一级配骨料混合物进行孔内回填能迅捷有效的阻断地下水通道,达到缺陷综合处理的效果,确保了帷幕防渗效果。