高海拔超深防渗墙墙下帷幕灌浆设计.docx

          高海拔超深防渗墙墙下帷幕灌浆设计                    摘要：西藏湘河水利枢纽工程坝址海拔高程为EL4100m，坝基防渗体为“防渗墙+墙下帷幕”的方式，防渗墙入基岩1m，墙体最大深度为139m，高寒、超深墙下单排帷幕灌浆试验，设计参数的调整与优化关键词：高海拔、超深墙下帷幕试验、技术参数修正1、工程概况及地质条件西藏湘河水利枢纽及配套灌区工程是国务院确定的172项重大节水供水工程之一，枢纽建筑物主要由拦河坝、洞式溢洪道、导流泄洪洞、发电引水系统、电站厂房、鱼道等组成水库正常蓄水位4099.0m，死水位4080.00m，设计洪水位4101.47m，校核洪水位4102.84m；总库容11340万m3，兴利库容6884万m3；电站装机容量40兆瓦，多年平均发电量1.38亿千瓦时；拦河坝为沥青混凝土心墙砂砾石坝，最大坝高51m坝基覆盖层防渗采用槽浇混凝土防渗墙，最大深度 139m，深度小于80米的防渗墙墙下设帷幕灌浆2、墙下帷幕设计参数及试验区选择（1）墙下单排帷幕主要设计参数为：序号参数技术标准1孔距/孔序1.5m/分Ⅲ序2灌浆段长第一段2、第二段3m、第三段及以下为5m,最大段长≤8m3灌浆压力起始压力为0.8Mpa，最大压力为2.5Mpa4灌前压水压力采取相应灌浆孔段起始灌浆压力的80%，且不大于1.0MPa5水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1六个比级6防渗标准灌后基岩透水率不大于5Lu，其中：第一段（接触段）及其下一段的透水率合格率应为100%；以下各段的合格率应达到90%以上，不合格试段的透水率不超过设计规定值的150%，且不集中，灌浆质量可认为合格。

否则，制定专项措施进行处理2）试验区选择鉴于坝基覆盖层下地质均为花岗岩，结合现场实际情况，在左岸选定一个单元进行生产性试验（试验区长16.5m，共12个灌浆孔）3、试验区成果分析（1）灌前透水率及单耗分析孔序1、2段各序孔灌前平均透水率（LU）1、2段各孔平均单耗（kg/m）3段以下各序孔灌前平均透水率（LU）3段以及下各序孔平均单耗（kg/m）Ⅰ序3443.253640.587.63209Ⅱ序1102.52317.057.21171Ⅲ序32.83726.686.99169试验区左岸防渗墙墙下帷幕，第1、2段（接触段、过渡段）受防渗墙造孔冲击，岩层整体性相对较差，再加上防渗墙与基岩交界面夹杂着泥浆、岩屑（规范要求孔底淤积厚度不超过100mm），受此影响1、2段灌前透水率和灌浆单耗均较大，因此剔除第1、2段进行试验区灌浆成果分析，更能代表坝区花岗岩地层的透水率和灌浆特性上表数据清晰地表明3段及以下各序孔灌前透水率、灌浆单耗均无明显递减2）灌后质量检查孔压水试验成果分析（≤5Lu）孔号1段2段3段4段5段6段7段9段9段J1压力（Mpa）0.650.961.021.011.021.01.011.01.01透水率(LU)35.717.482.247.488.755.871.150.371.57J2压力（Mpa）0.650.971.011.021.01.011.011.01/透水率(LU)7.927.473.95.382.223.524.721.96/通过上述检查孔与其相邻的孔对应段次灌浆透水率比对来看，检查孔不合格段次透水率与其相邻的Ⅲ序孔灌前透水率相近，且存在检查孔透水率大于与之相邻的Ⅲ序孔灌前透水率的情况，表明灌浆根本未达到预期效果。

3）试验成果综合分析试验区施工时段为2019年12月26日至2020年2月18日，期间最低温度已在零下10度以下，现场采用热水制拌浆液（浆液温度10度以上）本工程帷幕灌浆采取孔口封闭法、自上而下分段灌浆施工，每一段灌浆达到结束条件后（注入率小于1L/min）,为了使注入岩体裂隙内的浆液凝固、稳定，通长需按规范要求“屏浆”30min水泥灌浆规范要求浆液温度为5-40度，热水制浆虽浆液温度满足规范要求，但灌注过程中热量损失较快，如果浆液温度低于规范标准，屏浆过程中易发生浆液不凝，或者“屏浆时间不足”致使孔段裂隙内浆液不能稳定凝固，那么灌浆结束后，随着泄压和下一段（孔口封闭法除涌水情况外，一般上一段灌浆结束，即可进行扫孔和下一段钻孔施工）钻孔施工，上一段压入裂隙的浆液会逐步涌出，如果上一灌浆段注入浆液大部分被带出，就起不到灌浆效果，即：成果资料显示三段及以下灌前透水不递减，注入量大且也无递减规律，另与“吸水不吸浆”的地层特性也是相悖的因此综上所述，冬季低温季节灌浆“屏浆效果不佳”致使灌浆未达到预期效果4. 帷幕灌浆设计参数调整方案及实施效果1. 帷幕灌浆施工应避开低温时段，在左岸重新选定试验区进行生产性复核试验，加强灌浆施工过程中的浆液温度控制，根据实施过程中的屏浆效果，必要时延长屏浆时间确保压入岩体内的浆液稳定、凝固。

2. 对原试验区进行补灌，增加副帷幕，孔深同主帷幕，排距为0.6m（墙厚为1m），孔距同为1.5m梅花型布置，其它技术参数保持不变3. 鉴于墙下帷幕试验区第1、2段均存在岩层灌前透水率大、吸浆量大和浆液串漏现象，且灌后透水率远大于设计合格标准5Lu；另试验区3段及以下段次花岗岩岩体完成性较好，且灌前透水率相对偏小因此新增试验区增设副帷幕，排距为0.6m，孔距同为1.5m梅花型布置，孔深为10m，其它技术参数保持不变4. 结语试验区经补灌和新增试验区按调整的技术参数施工完成后，质量检查结果均满足设计防渗标准要求，墙下帷幕所有单元按修正后的技术参数实施检查结果也全部达到设计防渗标准要求参考文献[1]中国水利水电第九工程局有限公司;西藏湘河水利枢纽及配套灌区工程-枢纽工程实施性施工组织设计;2018,03,08  -全文完-。