固結(jié)灌漿技術(shù)在水電站灌漿平洞中的應(yīng)用研究
杜林
摘要：在分析了固結(jié)灌漿技術(shù)在水利水電工程的功能作用后，結(jié)合一二等大（2）型水電站工程，對(duì)壩區(qū)防滲灌漿平洞施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了探討，最后結(jié)合大量文獻(xiàn)資料和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該水電站隧洞圍巖固結(jié)灌漿設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了詳細(xì)研究分析。
關(guān)鍵詞：水電站；隧洞圍巖；固結(jié)灌漿技術(shù)；
隨著水利水電工程建設(shè)步伐的不斷加速，我國適宜修建水利水電工程、地質(zhì)條件較為優(yōu)越的地形開發(fā)已基本接近尾聲，為了進(jìn)一步開發(fā)水能資源，水利水電工程已逐步向地質(zhì)、交通、水能有效利用率等條件較差地區(qū)進(jìn)行開發(fā)修筑。這些地區(qū)工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜，主要表現(xiàn)為壩區(qū)溶蝕、溶槽發(fā)育等特點(diǎn)，工程建設(shè)面臨設(shè)計(jì)方案復(fù)雜、施工難度大、技術(shù)要求高、以及工程總造價(jià)高等問題。灌漿作為水利水電工程中專業(yè)性較強(qiáng)的一個(gè)重要研究分支，與工程設(shè)計(jì)、施工的灌漿技術(shù)水平有直接關(guān)系，特別是復(fù)雜地質(zhì)條件下的水利水電工程水工建筑物地基基礎(chǔ)防滲加固灌漿處理，已成為水利水電工程改良工程施工地質(zhì)條件的重要研究內(nèi)容[1]。
1 水利水電工程固結(jié)灌漿技術(shù)
在水利水電工程建設(shè)過程中，由于施工現(xiàn)場地質(zhì)條件較為復(fù)雜，加上施工過程中外力破壞，施工周圍巖土容易形成裂隙發(fā)育、破碎巖石等不利地質(zhì)條件。固結(jié)灌漿是工程中常用的改善巖土裂隙發(fā)育，提高破碎巖石綜合物理力學(xué)性能的重要措施之一，不僅可以增強(qiáng)工程建設(shè)區(qū)內(nèi)巖石的整體穩(wěn)定性和均質(zhì)性，同時(shí)還可以提高巖石的綜合抗壓強(qiáng)度和彈性模量，從而降低巖石的扭曲變形與不均勻沉陷程度。對(duì)于混凝土拱壩或重力拱壩，在實(shí)際施工過程中，除了需要采用固結(jié)灌漿手段對(duì)大壩壩基進(jìn)行全面加固處理外，還需要對(duì)大壩兩岸受拱推力較大的壩肩處的拱座基礎(chǔ)進(jìn)行合適的固結(jié)灌漿加固處理[2]。
2 某水電站工程灌漿平洞固結(jié)灌漿技術(shù)
2.1工程基本概況
某水電站工程屬二等大（2）型水利工程，水庫正常蓄水位為358.50m，相應(yīng)庫容為7.30億m3，總庫容為8.70億m3，其中防洪庫容為2.10億m3，調(diào)節(jié)庫容為2.85億m3，屬于日調(diào)節(jié)水庫。電站總裝機(jī)容量為1120MW，多年平均發(fā)電量約為46.13億kw.h。
該電站攔河大壩為全斷面碾壓混凝土重力壩，壩頂高程為373.500m，河床中最低水工建筑物基面高程為271.5m，最大壩高為102m，大壩壩頂全長為642.00m，壩頂設(shè)計(jì)寬為10.00m。整個(gè)水電站樞紐工程主要水工建筑物包括左（右）岸擋水壩段、右岸升船機(jī)壩段、廠房取水壩段、溢流壩段等。
2.2 壩區(qū)防滲灌漿平洞施工技術(shù)要點(diǎn)
由于該水電站工程的壩區(qū)地質(zhì)條件不是很優(yōu)越，為了達(dá)到壩區(qū)綜合防滲加固技術(shù)要求，需要在壩區(qū)中內(nèi)嵌一條防滲帷幕線。根據(jù)地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)可知，大壩左右岸的防滲帷幕最大深度已達(dá)145m，為了滿足大壩帷幕灌漿整體施工要求和保證灌漿綜合質(zhì)量水平，在大壩上布置二層灌漿平洞，其高程分別為373.5m、330.5m。由于灌漿平洞區(qū)的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，尤其是灌漿平洞中的泥夾層帶以及溶蝕發(fā)育帶，周邊巖體出現(xiàn)松動(dòng)、破碎等現(xiàn)象十分嚴(yán)重，加上隧洞開挖外力破壞作用，會(huì)引起更為嚴(yán)重的巖石松動(dòng)、移位、舊裂隙繼續(xù)擴(kuò)張并伴隨產(chǎn)生新裂隙等不利現(xiàn)象[3]。
3 隧洞圍巖固結(jié)灌漿方案設(shè)計(jì)
3.1固結(jié)灌漿孔布設(shè)方案
水利工程中常用的隧洞固結(jié)灌漿孔布設(shè)方案主要包括梅花形、六角形、方格形等。由于本電站大壩壩體地質(zhì)條件較為復(fù)雜，呈現(xiàn)巖體裂隙發(fā)育、多處有溶槽和泥夾層出沒。考慮到本水電站工程為帷幕灌漿平洞的固結(jié)灌漿其主要目的在于加固表層巖體，因此，只需進(jìn)行淺孔固結(jié)灌漿就能滿足工程加固需求，同時(shí)從施工方便以及便于補(bǔ)加灌漿孔等角度出發(fā)，本工程隧洞圍巖固結(jié)灌漿方案選擇方格形布孔形式。
3.2 固結(jié)灌漿孔孔位布置設(shè)計(jì)
本水電站工程的灌漿隧洞斷面屬于城門拱形洞形，其斷面尺寸為：寬×高=3.8m×4.7m。灌漿隧洞的固結(jié)灌漿孔設(shè)計(jì)方案按照每環(huán)7孔進(jìn)行布置，其中有2孔在底板上進(jìn)行鉆孔灌漿固結(jié)處理，灌漿隧洞內(nèi)部灌漿孔按照排距3.0m，入巖孔深3.0m，以及孔徑42mm進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，仰孔則采用工程中常用的KHYD75A電動(dòng)巖石鉆機(jī)及YT28型風(fēng)鉆進(jìn)行灌漿造孔。施工過程中，隧洞固結(jié)灌漿孔開孔孔位與設(shè)計(jì)布置孔位間的偏差應(yīng)小于20cm，同時(shí)開孔角度偏差應(yīng)小于2°。本水電站工程固結(jié)灌漿孔孔位布置設(shè)計(jì)典型斷面圖如圖1所示：

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