工程坝基基础固结灌浆生产性试验成果分析

一、工程概况
　　喀腊塑克水利枢纽工程是引额供水工程的水源工程之一，也是额河干流上具有不完全多年调节功能的控制性工程。是一项以供水为主的大型水利枢纽工程。
　　喀腊塑克水库总容24.19亿m3，调节库容19.18亿m3，最大坝高121.50m，水库正常蓄水位739m，死水位680m。喀腊塑克水利枢纽工程等别为Ⅰ等工程，工程规模为大（1）型，大坝为1级建筑物。


　　全坝共分为83个坝段，均采用永久横缝，主河床及两岸岸坡坝段横缝间距15m，两岸阶地坝段横缝间距20m。在全坝基范围内进行铺盖式固结灌浆。孔深为5m、8m和15m三种（均指基岩深度），孔排距设计为3m，呈梅花型布置。 
二、试验目的
         1、论证现有的灌浆机具和设备的可行性和适宜性，灌浆方法和工艺的可靠及合理性。
         2、通过现场不同孔排距的布置经灌浆处理后，论证坝基能否满足设计质量标准，并确定较合理的孔排距布置。
         3、验证设计最大灌浆压力的可行性和合理性，灌浆浆液和配比等参数的适宜性，了解岩石的可灌性和耗灰量，为后期施工提供依据。
         4、通过灌浆试验，确定合理的工效和资源配置，为后期工期计划和保证提供依据。
三、试验布置方案
　　此次固结灌浆生产性试验先在79＃坝段上进行，试验完成后，根据结果又选择78＃坝段主要进行加密孔排距的固结灌浆试验工作。79＃和78＃坝段均为常态砼，盖板厚1.50m左右。79#坝段共布置7排孔，其中上游1～3排孔排距为2.50×2.40m，下游4～7排孔排距为3×3m，分别在两边排各布置2个先导孔。78＃坝段设计共布置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、灌浆
        1、灌浆方法均采用自上而下分段灌浆法，灌浆过程按两序加密的原则进行，分Ⅱ序，先进行Ⅰ序孔后Ⅱ序孔逐渐加密。
        2、灌浆材料为42.50级高抗硫硅酸盐水泥，为纯水泥浆。
五、灌浆成果分析
　　79＃坝段共布置7排孔，孔数50个，灌浆进尺258.80m，总注入水泥7 482kg，最大单注218kg/m，平均单注29kg/m，其中单位注灰量〈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%，说明岩石较破碎。


　　78＃坝段共布置12排孔，孔数98个，灌浆进尺509.82m，总注入水泥9137.25kg，最大单注219kg/m，平均单注17.90kg/m，其中单注小于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％，说明岩石较完整，可灌性较差，但局部仍有破碎带和较发育的裂隙，岩石透水率较大，可灌性较好。
六效果检查
　　灌后效果主要以检查孔压水试验和物探声波测试分析评价，检查时间为灌后3d左右进行，79＃坝段布置3个检查孔，78＃坝段共布置9个检查孔。
　　79＃坝段检查孔压水试验成果说明，透水率均大于3Lu，且值较大，初步分析原因是，基岩开挖较浅，   荷和风化裂隙发育，造成透水率较大而吸浆量较小，岩石可灌性较低。另外，裂隙多为陡倾角，连通性较差，II序孔对I序孔的影响程度较小，因此，在岩石较破碎，陡倾角裂隙发育的坝段宜加密孔排距是提高灌浆效果较有效的措施。
　　78＃坝段检查孔压水试验成果说明，孔排距1.50m×1.50m，灌浆部位共布置了2个检查孔，透水率均小于3Lu，满足设计要求；孔排距2m×2m，灌浆部位共布置了7个检查孔，透水率有两段小于3Lu，合格率29％，有5段透水率大于3Lu，最大为7.20Lu，检查孔压水试验结果反映，孔排距1.50m×1.50m钻孔经灌浆处理后，岩石透水率基本能满足设计标准，2m×2m钻孔经灌浆处理后，岩石透水率不能满足设计标准。
七、结论与分析
        1、使用的钻孔设备和灌浆机具以及自动记录仪有较好的适宜性，机械式栓塞和气（水）囊式栓塞均具有操作方便，性能可靠的特点，能满足施工要求。
        2、造孔、裂隙冲洗、压水试验和灌浆等工艺配套合理，均能满足施工要求。
        3、清水循环回转钻进与空气循环冲击钻进，从岩石透水率和吸浆量等方面分析看出，两种造孔工艺，其岩石的可灌性基本一致，说明没有较大的影响，从灌后的质量检查来看，空气钻进部位灌浆处理后，也能满足设计要求。
       4、78＃坝段检查孔压水试验说明，孔排距1.50m×1.50m的钻孔经灌浆处理后，岩石透水率基本能满足设计防渗标准，2m×2m的钻孔经灌浆处理后，岩石透水率不能满足设计防渗标准。因此，建议固结灌浆孔排距布置宜采用1.50m×1.50m，如采用2m×2m，则应考虑适当降低设计防渗标准，另一方面在灌后检查局部未满足设计要求的部位宜进行加密补强处理的综合措施。
       5、绝对抬动检测成果反映，绝对抬动值为零，盖板均未发现抬动，与相对抬动观测结果基本一致，说明相对抬动检测方法具有较好的适宜性和可行性，且该方法具有灵活方便，简单易行的特点，建议后续施工主要以相对抬动检测方法进行抬动观测。
       6、试验区盖板厚1.50m左右，灌浆压力0.35Mpa，后续施工盖板厚度基本在3m左右，灌浆压力可提高到0.50 Mpa，为此，灌浆效果和质量在此基础上会有一定的提高。