区域或工程区隔水层,而奥陶系中下统(O1+2)的灰岩则为区内的岩溶含水层,为中等~强岩溶含水透水层。
据钻孔揭示,左岸灰岩段存在地下水位低槽区,水位高程为1043.447m~1078.034m(2013年7月29日观测),低于1092.5m的水库正常蓄水位高程,也低于2013年7月29日的库水位高程,但略高于坝后鱼泉洞水位高程。
岩溶:水库在水库区及坝址区岩溶发育,主要发育在奥陶系中下统(O1+2)灰岩中,且受构造面控制明显。据钻孔及物探揭示,左岸1088.76~1037.22m高程发育有三层溶洞或强溶蚀区。坝后约80m处发育有鱼泉洞。
二、 分析目的
2.1分析目的
(1) 防渗区域工程地质复杂,通过分析,研究渗漏处理程序、
材料配比、工艺方法,并验证其处理后灌浆帷幕防渗的可行性和可靠性。
(2)通过效果分析,进一步提高施工工艺及方法。 (3)通过分析,研究确定灌浆前后防渗效果。 (4)确定下一步施工方案。
2.2分析依据
(1)《重庆市武隆县接龙水库左岸岩溶渗漏处理工程施工技术要求(试行)》。
(2)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL 62--2014)。 (3)《水利水电工程钻探规程》(DL/T5013-2005)。 (4)《水利水电工程钻孔压水试验规程》(DL/T5331-2005)。
(5)《武隆县接龙水库左岸岩溶渗漏处理工程帷幕灌浆专项施工方案》。
(6)施工过程中原始资料、照片、影像等资料。
三、 主要施工方法
3.1施工程序与工艺流程
帷幕灌浆孔按先钻灌下游排、再钻灌上游排、最后钻灌中间排的顺序施工。
帷幕灌浆孔的施工顺序:抬动观测仪器安装→Ⅰ序孔钻孔及灌浆→Ⅱ序孔钻孔及灌浆→Ⅲ序孔钻孔及灌浆→灌浆质量检查孔及压水检查。
灌浆孔施工工艺流程:测量定孔位→钻孔口段→简易压水试验→灌孔口段→铸孔口管→待凝72h→孔口封闭、自上而下分段简易压水及循环式灌浆→封孔。
帷幕灌浆孔采用金刚石钻头钻进成孔,终孔孔径为Ф76mm。灌浆开始前,对灌浆孔进行裂隙冲洗和简易压水试验,灌浆孔段的冲洗采用大流量水冲洗,裂隙采用压力水冲洗,冲洗压力为灌浆压力的80%,并小于或等于1MPa。
压水试验在裂隙冲洗后进行,一般灌浆孔采用简易压水试验,先导孔采用自上而下“单点法”压水试验,质量检查孔20m一下取4至5段采用“五点法”压水试验,其余各段采用“单点法”压水实验,压水试验压力为灌浆压力的80%,且小于或等于1MPa。
3.2灌浆浆液
灌浆水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥,根据现场地质条件,灌浆浆液水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1共6个比级,开灌水灰比采用5:1新鲜浆液。灌浆浆液由稀至浓逐级变换,在灌浆过程中变换水灰比时,以测定回浆管的水灰比为准。当某一级浆液注
入量达300L以上时,或灌注时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不明显时,变换浓一级浆液进行灌注。
3.3灌浆方法
由于裂隙较为发育,灌浆采用孔口封闭、自上而下分段灌浆法。浆液拌制采用集中制浆方式,灌浆采用自动记录仪记录。
3.4灌浆压力
基础帷幕灌浆各段的灌浆压力可参考原《灰岩区帷幕灌浆试验报告》成果见表3.4-1,可通过试验论证确定。采用分级升压方式逐级升压至设计(目标)灌浆压力。具体操作时,以相应灌浆孔段的起始压力为基准,按每0.1~0.2Mpa为一级,每级压力的稳定时间不应少于5min,当抬动变形异常时应延长稳压时间,第6段及以下各段灌浆时,稳压时间可根据抬动变形情况适当增减,当抬动值很小时,应尽快升至设计(目标)灌浆压力。对于地下水位以下的灌浆,灌浆压力要考虑地下水作用,适当增加压力。
帷幕灌浆压力控制表(Mpa)
表3.4-1
段次(段长) 第1段(≤2m) 第2段(2m) 第3段(3.5m) 第4段(5m) 第5段(5m) 第6段(5m) 第7段(5m) 第8段(5m) 起始压力(MPa) 目标压力(MPa) 0.15 0.25 0.4 0.6 0.8 1.0 1.3 1.5 0.25 0.4 0.6 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 第9段(5m) 第10段(5m) 第11段(5m)及以下 1.8 2.0 2.0 2.0 2.2 2.2 注:表中灌浆压力系指孔口回浆管上压力(MPa)。
基础帷幕灌浆各段的灌浆压力一般按照表3.4-1进行,并结合注入率参考注入率与最大灌浆压力关系表3.4-2。
注入率与最大压力关系表
表3.4-2 注入率L/min 第一段 最大灌浆压力MPa 0.5 其余 各段 注入率L/min >50 1.0 30-50 1.5 20-30 2.0 10-20 / <10 2.2 >50 30-50 10-30 5-10 <0.4 最大灌浆压力MPa 0.5 0.5-1.0 1.0-2.0 2.0-2.2 注:表中各种灌浆注入率下的灌浆压力均不得大于设计灌浆压力!
3.5钻孔冲洗、裂隙冲洗
3.5.1帷幕灌浆孔在灌浆前视其岩层情况进行钻孔冲洗,钻孔冲洗方法及结束标准为:每段钻孔结束后,应立即用大流量水流对钻孔内的残留岩粉等进行敞开冲洗,至回水澄清后10min为止,冲洗压力可为灌浆压力的80%,并不大于1MPa。钻孔冲洗后应测量并记录孔深,要求洗孔后孔底残留物厚度不大于20cm。
3.5.2各灌浆段在灌浆前应进行裂隙冲洗,裂隙冲洗方法及结束标准为:
⑴ 单孔裂隙冲洗采用高压水脉动方式进行,高、低压脉动时间间隔为5~10min。冲洗结束标准为:至回水澄清时止或不大于20min, ⑵ 串通孔裂隙冲洗可采用单孔裂隙冲洗方法进行冲洗,效果不佳时可改用风、水轮换方式进行。冲洗时应每次选1~2孔进水、进风,余下串通孔排水、排风,达单孔裂隙冲洗结束标准后,再更换进、排
水(风)孔按前述方式及要求进行裂隙冲洗,待所有串通孔全部轮换冲洗达单孔裂隙结束标准且总的冲洗时间不少于2h后,可结束冲洗作业。
⑶ 断裂构造、裂隙等地质缺陷部位,裂隙冲洗时间达2h以上后,回水仍难以澄清时,经监理人同意可结束冲洗。 3.5.3裂隙冲洗压力
水压:一般采用相应灌浆孔段起始灌浆压力的80%,但若该值大于1MPa时,采用1MPa;
风压:一般采用相应灌浆孔段起始灌浆压力的50%,但若该值大于0.5MPa时,采用1MPa。 3.5.4裂隙冲洗应注意事项
⑴ 当邻近的灌浆孔正在灌浆或灌浆结束不足24h时,不得进行裂隙冲洗。
⑵ 同一孔段的裂隙冲洗和灌浆作业应连续进行,因故中断时间间隔超过24h,灌前应重新进行裂隙冲洗。
⑶ 裂隙冲洗用风必须经过油水分离器后方可使用。
⑷ 在岩溶泥质充填物和遇水后性能易恶化的岩层中进行灌浆时,可不进行裂隙冲洗。 3.5.5压水试验
(1)压水试验应在钻孔裂隙冲洗结束24h以内进行。 (2)压水试验应分段进行,压水试验方法为: ⑴帷幕灌浆先导孔压水试验采用五点法或单点法。 ⑵帷幕灌浆质量检查孔压水试验采用五点法。 (3)压水试验的压力
帷幕灌浆孔灌前压水试验压力(压力表控制压力)一般采用相应灌浆孔段起始灌浆压力的80%。但当该值大于1.0MPa时,采用1.0MPa;灌后质量检查孔一律采用周边帷幕灌浆孔相应段次最大灌浆压力的80%,但当该值大于2.0MPa时,采用2.0MPa。 (4)压水试验的稳定标准
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