摘要：雅礱江錦屏一級水電站左岸基礎(chǔ)固結(jié)灌漿工程量巨大，施工工期短，技術(shù)難度大，為掌握f5斷層破碎帶深孔高壓固結(jié)灌漿施工技術(shù)參數(shù)、施工工藝、灌漿質(zhì)量及灌漿對洞室圍巖穩(wěn)定影響等技術(shù)資料，根據(jù)設(shè)計要求需進行f5斷層水泥固結(jié)灌漿試驗。通過高壓水泥灌漿，能明顯改善f5斷層及影響帶的透水性，巖體透水率均小于1Lu；巖體縱波波速的提高幅度較大，滿足設(shè)計要求；但孔內(nèi)變形模量提高幅度不大，需考慮采用磨細(xì)水泥等其他灌漿材料進行補強灌漿。

關(guān)鍵詞：f5斷層；固結(jié)灌漿試驗；成果分析；錦屏一級水電站

中國分類號：TV543.5　 文獻標(biāo)識碼：A　  文章編號: 1001- 4179( 2008) 19- 0070- 02

1 工程概況

雅礱江錦屏一級水電站位于四川涼山州鹽源縣和木里縣交界處，擬建大壩為混凝土雙曲拱壩，壩頂高程1885m，最大壩高305m，水庫總庫容77.6億m3，具有年調(diào)節(jié)性能，裝機容量3600MW。在拱壩基礎(chǔ)一定范圍內(nèi)，與壩基密切相關(guān)的規(guī)模較大的有f5、f42-9、煌斑巖脈等軟弱巖體，不能滿足工程建設(shè)要求，必須進行高壓固結(jié)灌漿處理，確保拱壩安全。

2 試驗?zāi)康?/span>

在錦屏一級左岸基礎(chǔ)軟弱巖體處理設(shè)計中，對f5斷層及影響帶進行加密灌漿處理。為尋求有效的高壓灌漿施工措施，做好施工技術(shù)準(zhǔn)備，本次灌漿試驗的目的：①選擇破碎巖體中高壓、深孔固結(jié)灌漿合適的鉆孔與灌漿設(shè)備；②驗證加密灌漿的布孔形式、灌漿次序、灌漿材料及裂隙沖洗方法；③在高壓灌漿作用下，附近巖體的變形及抬動情況；④高壓固結(jié)灌漿后巖體的變形模量、縱波波速、透水性的改善程度；⑤摸索和總結(jié)出適合左岸基礎(chǔ)處理中f5斷層加密灌漿的施工工藝。

3 試驗區(qū)選擇與布孔形式

3.1 試驗區(qū)選擇

試驗區(qū)布置在左岸高程1730m固結(jié)灌漿洞外2號排水洞底板f5斷層帶上，總體產(chǎn)狀為N35°-45°E，SE∠70°-80°，斷層破碎帶主要為角礫巖、碎裂巖，少量糜棱巖、片狀巖及不連續(xù)斷層泥。試區(qū)底板澆筑混凝土厚1.00m。

3.2 布孔形式

根據(jù)試驗要求，按分序加密原則布置試驗區(qū)，試驗區(qū)共布置抬動觀測孔2個、灌前測試孔4個、灌漿孔19個、灌后檢查孔2個，見圖1。

圖1 灌漿孔布置（單位：cm）

4 施工方法和工藝

本次灌漿試驗時段為2007年12月至2008年3月。

（1）孔向。抬動觀測孔為鉛直向，其余孔方向為垂直試區(qū)軸線向河床方向傾角75°、方位角123°。

（2）孔深。垂直深度35m。

（3）鉆孔。鉆孔采用雙雄GX-300型地質(zhì)鉆機、金鋼石鉆頭、清水鉆進。水泥灌漿孔開孔孔徑均采用φ91mm，鑲筑φ89mm孔口管，水泥灌漿孔孔徑φ76mm。

（4）裂隙沖洗。選用風(fēng)、水聯(lián)合對鉆孔及裂隙進行單孔沖洗，沖洗壓力為：風(fēng)壓0.5-1.0MPa，水壓0.5-1.0MPa，風(fēng)水混合壓力不大于1MPa。

（5）簡易壓水試驗。各次序灌漿孔灌前均按自上而下分段進行簡易壓水試驗。壓水壓力為該灌漿壓力的80%，并不大于1.0MPa。

（6）灌漿方法。第1段采用孔口卡塞、純壓式灌漿，第2段及以下各段采用自上而下分段、孔口封閉、循環(huán)式高壓灌漿法。鉆灌第1段2m，第2段3m，第3段以下5m。

（7）漿液配比。采用水灰比為2：1、1：1、0.7：1和0.5：1（重量比）4個比級，開灌水灰比2：1。

（8）灌漿壓力見表1。

表1 灌漿壓力　　　　  MPa

（9）變漿原則。當(dāng)某級漿液注入量已達300L以上，或灌漿時間已達30min，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，改濃一級水灰比。

（10）在最大設(shè)計壓力下，注入率不大于1L/min后，繼續(xù)灌注30min，結(jié)束灌漿。

（11）封孔。采用新鮮的0.5：1的濃漿置換孔內(nèi)的稀漿，而后使用0.5：1的濃漿進行純壓式起壓灌漿30min（灌漿壓力為該孔最大灌漿壓力）結(jié)束灌漿封孔。

（12）抬動變形控制。試區(qū)布置2個抬動觀測裝置。

（13）質(zhì)量檢查。布置兩個檢查孔SJ1、SJ2，采用五點法壓水試驗、物探檢測及鉆孔電視等3種檢測方法；檢測在固結(jié)灌漿完成14d后進行。

5 水泥灌漿成果分析

本次f5斷層灌漿試驗共灌注19孔，152段，總耗灰量421.07t，平均單耗611.01kg/m。

5.1 灌漿注入情況統(tǒng)計

水泥灌漿綜合統(tǒng)計見表2。

表2 水泥灌漿綜合統(tǒng)計

（1）從單位注入量區(qū)間頻率分布的統(tǒng)計情況看，隨灌序的增加，各次序孔的單位注入量大值分布總體上遵循逐序遞減的規(guī)律。灌漿孔中單位注入量不小于1000kg/m的頻率，Ⅰ序孔（MAⅠ）為44%，Ⅱ序孔（MAⅡ）為17%，Ⅲ序孔（MAⅢ）為6%，即MAⅠ＞MAⅡ＞MAⅢ；灌漿孔中單位注入量不小于100kg/m的頻率，Ⅰ序孔（MA1Ⅰ）為80%，Ⅱ序孔（MA1Ⅱ）為48%，Ⅲ序孔（MA1Ⅲ）為37%，即MA1Ⅰ＞MA1Ⅱ＞MA1Ⅲ；說明隨著灌漿次序的增進，地層逐漸被擠壓密實。

（2）從單位注入量均值的對比情況看，隨灌序的增進，試區(qū)各次序孔的單位注入量呈現(xiàn)明顯遞減規(guī)律。Ⅰ序孔單位注入量為1142.5kg/m，Ⅱ序孔單位注入量為440.4kg/m，Ⅲ序孔單位注入量為197.8kg/m；Ⅱ序孔比Ⅰ序孔遞減61.4%，Ⅲ序孔比Ⅱ序孔遞減55.1%，Ⅲ序孔比Ⅰ序孔遞減82.7%，符合灌漿基本規(guī)律。

（3）灌漿壓力對灌漿量的影響。f5斷層帶地層比較復(fù)雜，破碎帶及大裂隙較多，灌漿總注入量較大，在同序孔中，注入率隨灌漿壓力增加。

5.2 透水率

灌漿試驗前，對測試孔與檢查孔的透水率作了檢測，結(jié)果見表3。

表3 灌前測試孔與檢查孔的透水率對比

5.3 抬動觀測

在壓水和灌漿過程中均進行了地層抬動監(jiān)測，個別段次有抬動，最大抬動值0.16mm，絕大部分孔段灌漿施工中無抬動。

5.4 物探檢測

灌前和灌后的聲波、鉆孔變模測試、孔內(nèi)電視由業(yè)主委托第3方實施，檢測結(jié)果見表4、5。

表4 波速測試統(tǒng)計

表5 鉆孔變模測試統(tǒng)計　　 GPa

對比分析灌前、灌后檢測成果，表明f5斷層灌漿前后聲波波速平均值由灌前的2664m/s提高到灌后的4789m/s，提高79%；f5斷層影響帶聲波波速平均值由灌前的4662m/s提高到灌后的5301m/s，提高幅度不大，但波速較高；f5斷層灌漿前后變模值有一定提高，但幅度不大。

5.5 鉆孔電視

鉆孔電視測試圖像成果表明：灌前各檢測孔孔壁粗糙，巖體破碎，裂隙發(fā)育，完整性差。灌后孔壁較光滑，裂隙水泥漿液充填明顯。

6 小結(jié)

（1）隨灌序的增進，單位注灰量遞減明顯，但其灌入量仍然很大，表明f5斷層及影響帶可灌性強；分3序進行灌漿較合適。

（2）通過高壓水泥灌漿，能明顯改善f5斷層及影響帶的透水性，巖體透水率均小于1Lu，有利于左岸基礎(chǔ)的防滲處理。

（3）經(jīng)灌漿后f5斷層帶及影響帶巖體縱波波速的提高幅度較大，滿足設(shè)計要求；但孔內(nèi)變形模量提高幅度不大，需考慮采用磨細(xì)水泥等其他灌漿材料進行補強灌漿。

（4）采用自上而下灌漿方法，鉆機需多次移位和掃孔，灌漿輔助時間較長，且f5斷層破碎，多次掃孔容易塌孔卡鉆。應(yīng)考慮在Ⅲ序孔采用自下而上灌漿方式。

（5）在設(shè)計的灌漿壓力下，灌漿壓力下，灌漿對周邊巖體的抬動滿足設(shè)計要求，能確保左岸基礎(chǔ)內(nèi)洞室圍巖和邊坡的穩(wěn)定。

（6）本次固結(jié)灌漿試驗，為錦屏一級左岸基礎(chǔ)處理f5斷層加密灌漿提供了詳實的資料，包括灌漿設(shè)備、水灰比、灌漿壓力、吸漿量、灌漿效果等，為后續(xù)提供了可靠的技術(shù)參數(shù)和施工工藝。

參考文獻：

[1] 中國水電顧問集團成都勘測設(shè)計研究院.四川省雅礱江錦屏一級左岸基礎(chǔ)處理工程抗力體固結(jié)灌漿施工技術(shù)要求.成都：中國水電顧問集團成都勘測設(shè)計研究院，2007.

[2] 中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).水工建筑水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范（DL/T5148-2001）.北京：中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會，2001，12.

作者簡介: 吳火兵, 男, 二灘水電開發(fā)有限責(zé)任公司錦屏建設(shè)管理局, 助理工程師。