工程壩基基礎固結灌漿生產性試驗成果分析

一、工程概況
　　喀臘塑克水利樞紐工程是引額供水工程的水源工程之一，也是額河干流上具有不完全多年調節功能的控制性工程。是一項以供水為主的大型水利樞紐工程。
　　喀臘塑克水庫總容24.19億m3，調節庫容19.18億m3，最大壩高121.50m，水庫正常蓄水位739m，死水位680m。喀臘塑克水利樞紐工程等別為Ⅰ等工程，工程規模為大（1）型，大壩為1級建筑物。


　　全壩共分為83個壩段，均采用永久橫縫，主河床及兩岸岸坡壩段橫縫間距15m，兩岸階地壩段橫縫間距20m。在全壩基范圍內進行鋪蓋式固結灌漿。孔深為5m、8m和15m三種（均指基巖深度），孔排距設計為3m，呈梅花型布置。 
二、試驗目的
         1、論證現有的灌漿機具和設備的可行性和適宜性，灌漿方法和工藝的可靠及合理性。
         2、通過現場不同孔排距的布置經灌漿處理后，論證壩基能否滿足設計質量標準，并確定較合理的孔排距布置。
         3、驗證設計最大灌漿壓力的可行性和合理性，灌漿漿液和配比等參數的適宜性，了解巖石的可灌性和耗灰量，為后期施工提供依據。
         4、通過灌漿試驗，確定合理的工效和資源配置，為后期工期計劃和保證提供依據。
三、試驗布置方案
　　此次固結灌漿生產性試驗先在79＃壩段上進行，試驗完成后，根據結果又選擇78＃壩段主要進行加密孔排距的固結灌漿試驗工作。79＃和78＃壩段均為常態砼，蓋板厚1.50m左右。79#壩段共布置7排孔，其中上游1～3排孔排距為2.50×2.40m，下游4～7排孔排距為3×3m，分別在兩邊排各布置2個先導孔。78＃壩段設計共布置12排孔，其中上游1～6排孔排距1.50m×1.50m，下游6～12排孔排距2m×2m。
四、灌漿
        1、灌漿方法均采用自上而下分段灌漿法，灌漿過程按兩序加密的原則進行，分Ⅱ序，先進行Ⅰ序孔后Ⅱ序孔逐漸加密。
        2、灌漿材料為42.50級高抗硫硅酸鹽水泥，為純水泥漿。
五、灌漿成果分析
　　79＃壩段共布置7排孔，孔數50個，灌漿進尺258.80m，總注入水泥7 482kg，最大單注218kg/m，平均單注29kg/m，其中單位注灰量〈10kg/m占32%，在10kg/m～50kg/m占52%，50kg/m～100kg/m占10%，大于100 kg/m占6%。灌前透水率最大77Lu，平均16.50Lu，其中透水率q＜3Lu占32%，透水率3Lu＜ q＜10Lu占30%，透水率q＞10Lu占38%，說明巖石較破碎。


　　78＃壩段共布置12排孔，孔數98個，灌漿進尺509.82m，總注入水泥9137.25kg，最大單注219kg/m，平均單注17.90kg/m，其中單注小于20kg/m占82％，在20～50 kg/m占10％，50～100kg/m占6％，大于100 kg/m占2％。灌前透水率最大79.40Lu，平均6.58Lu，其中透水率q＜3 Lu占70％，3Lu＜q＜10Lu占12％，10Lu＜q＜50Lu占14％，q＞50Lu占4％，說明巖石較完整，可灌性較差，但局部仍有破碎帶和較發育的裂隙，巖石透水率較大，可灌性較好。
六效果檢查
　　灌后效果主要以檢查孔壓水試驗和物探聲波測試分析評價，檢查時間為灌后3d左右進行，79＃壩段布置3個檢查孔，78＃壩段共布置9個檢查孔。
　　79＃壩段檢查孔壓水試驗成果說明，透水率均大于3Lu，且值較大，初步分析原因是，基巖開挖較淺，   荷和風化裂隙發育，造成透水率較大而吸漿量較小，巖石可灌性較低。另外，裂隙多為陡傾角，連通性較差，II序孔對I序孔的影響程度較小，因此，在巖石較破碎，陡傾角裂隙發育的壩段宜加密孔排距是提高灌漿效果較有效的措施。
　　78＃壩段檢查孔壓水試驗成果說明，孔排距1.50m×1.50m，灌漿部位共布置了2個檢查孔，透水率均小于3Lu，滿足設計要求；孔排距2m×2m，灌漿部位共布置了7個檢查孔，透水率有兩段小于3Lu，合格率29％，有5段透水率大于3Lu，最大為7.20Lu，檢查孔壓水試驗結果反映，孔排距1.50m×1.50m鉆孔經灌漿處理后，巖石透水率基本能滿足設計標準，2m×2m鉆孔經灌漿處理后，巖石透水率不能滿足設計標準。
七、結論與分析
        1、使用的鉆孔設備和灌漿機具以及自動記錄儀有較好的適宜性，機械式栓塞和氣（水）囊式栓塞均具有操作方便，性能可靠的特點，能滿足施工要求。
        2、造孔、裂隙沖洗、壓水試驗和灌漿等工藝配套合理，均能滿足施工要求。
        3、清水循環回轉鉆進與空氣循環沖擊鉆進，從巖石透水率和吸漿量等方面分析看出，兩種造孔工藝，其巖石的可灌性基本一致，說明沒有較大的影響，從灌后的質量檢查來看，空氣鉆進部位灌漿處理后，也能滿足設計要求。
       4、78＃壩段檢查孔壓水試驗說明，孔排距1.50m×1.50m的鉆孔經灌漿處理后，巖石透水率基本能滿足設計防滲標準，2m×2m的鉆孔經灌漿處理后，巖石透水率不能滿足設計防滲標準。因此，建議固結灌漿孔排距布置宜采用1.50m×1.50m，如采用2m×2m，則應考慮適當降低設計防滲標準，另一方面在灌后檢查局部未滿足設計要求的部位宜進行加密補強處理的綜合措施。
       5、絕對抬動檢測成果反映，絕對抬動值為零，蓋板均未發現抬動，與相對抬動觀測結果基本一致，說明相對抬動檢測方法具有較好的適宜性和可行性，且該方法具有靈活方便，簡單易行的特點，建議后續施工主要以相對抬動檢測方法進行抬動觀測。
       6、試驗區蓋板厚1.50m左右，灌漿壓力0.35Mpa，后續施工蓋板厚度基本在3m左右，灌漿壓力可提高到0.50 Mpa，為此，灌漿效果和質量在此基礎上會有一定的提高。