水利水电工程溶洞帷幕灌浆的处理

水利水电工程溶洞帷幕灌浆的处理水利水电工程溶洞帷幕灌浆的处理

0引言

随着社会的发展，我省在岩溶地区成功地修建了许多水利水电工程。但由于地质条件复杂或勘察研究不够,出现了一些病险©库。在各种岩溶渗©水库中,又以浅切型岩溶纵向河谷地区坝基的渗©问题最为普遍和最为严重 。因此,对这些病©水库的再勘察及加固处理也就成为水利水电工程地质研究的一项重任 。长期以来,我省人民在岩溶防渗处理方面积累了不少成功的经验。虽然迄今为止,仍然是采用挖、堵、截、铺、Χ、导、引、排、灌等方法,但从总的来看,大多数工程都离不开帷幕灌奖垂直防渗这一主要手段。实践表明, 防渗帷幕采取双排孔布置, 以及事先查明溶洞系统发育规模与部λ并进行封堵、扩孔灌注混凝土及水泥砂浆等措施, 能保证帷幕灌浆工程的质量,使防渗效果达到设计要求。

1防渗帷幕设计

由于库区岩溶较发育，使用防渗的帷幕灌浆为基础防渗，根据岩溶发育特征明显受地层岩性地质构造影响，以及地形地ò 、水文地质条件与河谷发育控制的特性和规律，结合水库总体布置，制定相应防渗帷幕设计方案：由上游断层开始，到下游范Χ，全线长 60.0m帷幕顶高程为-15.0m 底高程为-25.0m，设计帷幕防渗标准为透水率 3 Lu施工轴线长 60.0m，施灌高程-15.0m，幕底高程-25.0m，最初设计为双排孔，排距 1.5 m，孔距 2.0m，后根据施工情况，岩溶地段在前两排孔中间补加第 3 排浅孔补强灌浆孔29个，孔距2.0m，孔深25.0m。

2灌浆钻孔

2.1灌浆钻孔采用回转式钻机和金刚石钻头钻进 ，但溶洞情况复杂 ，采用常规钻孔的经过多种方案比较，最后采用套管跟进的方法 较好地解决了钻孔困难的问题。

2.2冲 洗

灌浆孔在灌浆前应进行孔壁与裂隙冲洗 ，孔内沉积厚度不超过在断层 ，大裂隙等地质条件复杂地区 ，是否需要进行裂隙冲洗以及如何冲洗， 应通过现场灌浆试验确定。

2.3制 浆

采用集中制浆 ，分部λ供浆 ，浆液浓度采用标准©斗粘度计检测，要求©斗粘度小于细度主要采用沉降法，用激光粒度仪校核 ，要求ÿ10t水泥检测 1次

2.4灌 浆

浆液配比与变换参照帷幕灌浆的施工要求按以上要求及规范要求的特殊情况处理。灌浆施工后灌浆仍无法结束，采用限量灌注，待凝、扫孔复灌 ，仍无法结束灌浆的，灌浆方法原则上采用岩溶堵©实施方案，视情况采用灌注砂浆或双管双液灌注。

2.5灌浆压力

灌浆压力以孔口回浆管处压力表指示为准，开灌后如无特殊情况， 应尽快将灌浆压力调至设计压力灌浆结束标准与封孔方法灌浆结束标准，在规定压力下如灌浆段单孔的吸浆量小于继续灌注、灌浆即可结束 ，灌注砂浆或双管双液灌注的灌浆压力及结束标准应同时满足以下两个要求 ，方可结束灌浆 ，在设计压力下 ，注入率小于时延续灌注时间不少于灌浆全过程中。

3溶洞段帷幕灌浆处理及成果分析

由于岩溶地层的特殊性，其灌浆规律与其它地层有所不同，为探讨本工程岩溶区帷幕灌浆的特殊性及其规律，以底层灌浆溶洞段作为研究对象，对其灌浆成果作简要分析溶洞段帷幕灌桨处理底层帷幕承受水头压力最大，考虑到本工程岩溶区在施工过程中出现的，吃浆不吃水的现象，认为溶洞设计孔段压水灌浆压力偏小，上下游排灌浆施工完成后，在原设计的基础上，补加中间排帷幕孔以补强，并提高其上部孔段压水灌浆压力，以改善溶洞段受灌岩体的透水性在溶洞段钻灌过程中，出现掉钻、塌孔、特大耗浆、渗©浆、串ð浆和地面抬动等现象 。对于掉钻 、塌孔等成孔困难问题，一般采取缩短段长立即灌浆的办法 待凝后再进行下一段的钻灌工作，而对于特大耗浆情况，则采取限压、限量 、间歇及待凝的办法，特大耗浆的标准定为孔段注入水泥量超过，待凝时间为 24小时左右。

灌浆过程中发现，不进行裂隙冲洗的孔段渗©ð浆及串ð浆发生的机率较小，遂在补强灌浆的后期不再进行裂隙冲洗，串ð浆情况出现时，一般采用表面封堵、浓浆灌注 、待凝等办法即可，但在进行灌浆时，交通洞上游侧，溶洞延伸处ð浆量很大，待凝多次均不奏效，用混凝土覆盖ð浆处，进行第 4段灌浆时，又引起了交通洞底板的强烈抬动，压断了用以支撑的木柱，最后待凝数日后再次灌浆方达到该段的结束标准。

4灌浆中技术问题及处理

（1）©ð浆处理

灌浆过程中发现ð浆 、©浆时视具体情况采用嵌缝，表面封堵 灌注浓浆、降低压力、限流、限量和间歇灌浆等方法处理。

(2)串浆处理

灌浆过程中发生串浆时 ,封闭串浆孔 ,待灌浆结束后 ,串浆孔再行扫孔、冲洗、而后继续钻进施工。

(3）涌水问题

灌浆施工过程中，部分钻孔出现涌水，涌水部λ主要在集中水库下游与消力池，涌水水压最大涌水量、水压、涌水是由于坝基岩体隙水在四周河水水压传递下 ，当钻孔揭¶裂隙含水带后，下水的排泄释放过程，属于地下水正常迳流对钻孔涌水问题，采取如下措施 ，对涌水严重部λ ，增加灌浆孔深 ，改单排灌浆为双排灌浆 ，加密灌浆孔 ，对涌水孔段， 提高灌浆压力、 设计压力、 涌水压力 提高结束标准。 要求屏浆时间不少于闭浆待凝 ，经过扫孔，灌浆反复多次处理后 ，涌水孔段灌后均符合要求， 且钻孔涌水量与涌水孔段频率随灌浆排序 ，孔序增加而减少。

（4）对大耗浆孔段的处理

坝基主要渗©通道为断层，裂隙密集带溶洞，溶沟和溶槽灌浆的首要任务就是灌封这些透水裂隙，要求灌浆连续进行，不得中断待凝。

(5)透水及吸浆的处理

灌浆采用提高灌浆压力 、加排 、加密、 加深等措施后， 孔口段仍存在透水率偏大单耗偏小，涌水孔段不吸浆或吸浆量很小等现象 即指灌前压水透水率 。主要分布大坝右岸段， 出现透水率偏大， 吸浆量小的原因是由于充填物为细砂且密实 ，吸水不吸浆 ，采用化学灌浆。

5溶洞堵©灌浆

溶洞堵©灌浆应根据溶洞的充填及渗©等具体情况，按表实施水玻璃的配制根据岩溶渗©的情况，在现场调配岩溶的终孔标准与帷幕灌浆相同。最后结论是；

（1）在岩溶较发育的地区，帷幕灌浆宜设计为 3 排孔，其施工工艺参数应在现有理论基础上，根据工程实际进行试验研究来确定，并在施工过程中视具体情况作适当调整，方可保证灌浆质量和效果

（2）在岩溶地区，帷幕灌浆成果并不严格符合一般常规，岩体的透水率与水泥单λ注入量有可能出现反常，但总体上是按灌浆的先后顺序递减的，而且最终递减率相当大。

（3）在岩溶地区灌浆，采用压力水冲洗的办法往往会破坏其充填物的结构，建议在岩溶地区灌浆时，不宜进行压力水冲洗。

（4）一定条件下，岩溶较发育区岩体的透水率与水泥单λ注入量存在一定的相关关系 施工前的试验研究及竣工后的资料统计分析过程中，不断总结确定这种关系，对进一步完善灌浆理论有重要意义。主要施工方法与问题处理

结 语

岩溶地区灌浆的设计应充分考虑地质条件的复杂性，根据建筑物的使用功能及规模 ，选择有代表的试验地段确定合理的灌浆参数，用试验来指导施工。岩溶地区灌浆的施工困难较大 ，不可预见的因素多于施工单λ的经验，对工艺的选择 ，施工技术水平的好坏将直接影响工程的成败 。