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1、云南省大朝山水电站大坝基础帷幕灌浆试验报告1 前言大朝山水电站位于云南省西部云县和景东县交界的澜沦江中游河段， 是漫湾水电站下游的一座大型梯级电站， 坝址区距上游漫湾电站 131Km，距昆明公路里程 630Km。大朝山水电站枢纽以发电为主， 大坝坝顶高程 906m， 最大坝高109m，坝顶轴线长 472.39m，分 23 个坝段，控制流域面积为 1.21 105Km2，正常蓄水位 899m，汛期限制水位 882m，总库容量为 9.4 108m3， 水库回水长度 91.2Km。 6 台水轮机组发电， 装机总容量为 1.35 106KW。枢纽工程由碾压混凝土重力坝，右岸地下发电厂房系统组成。坝址区
2、两岸山势陡峻，河谷成 V 字形，左岸坡度约为 400，右岸坡度约为 350度。坝基岩体岩性主要为坚硬的玄武岩，玄武质角砾熔岩及凝灰岩。两岸断层发育，断层大部向山内倾斜，倾角较陡，断层破碎带宽约 1 4m。2 帷幕灌浆试验区的选择与布臵试验本着为有代表性，应选择在中等偏劣的地质条件部位，故选在地质条件相对较差的 13#坝段基础灌浆廊道内坝左 0+066.00m，至 0+078.00m的帷幕线上做为灌浆试验区， 灌浆试验形成的帷幕做为永久帷幕的一部分，试验区的布臵见附图“ 13#坝段帷幕灌浆试验平面布臵图” 。3 帷幕灌浆试验的目的3.1 了解本工程坝基玄武岩的可灌性以及论证采取灌浆处理方法防渗在
3、技术上的可行性，效果上的可靠性和经济上的合理性。3.2 为灌浆帷幕结构设计提供合理的结构参数及确定灌浆帷幕应达到透水率小于 1 吕荣的防渗标准所应采取的灌浆工艺措施。3.3 编制帷幕灌浆施工进度计划提供依据。3.4 为帷幕灌浆竣工验收提供合宜的质量标准。4 完成试验工程量帷幕灌浆试验完成工程量表表 1 工 程 项 目名 称孔数钻孔深 (m) 灌段长(m) 灌段数(m) 压水段数砼 基岩 合计先 导 孔 1 3.0 57.0 60.0 抬 动 观 测 孔 2 6.0 4.0 10.0 下游排帷幕孔 7 21.8 188.2 210.0 188.2 43 43 上游排帷幕孔 4 12.8 212.
4、2 225.0 212.2 45 45 检 查 孔 2 6.0 79.0 85.0 79.0 4 17 5 帷幕灌浆试验概况5.1 灌浆试验时间自 99 年 4 月 22 日开始将灌浆试验设备陆续搬迁至试区内，并做试验前的准备工作，至 99 年 7 月 21 日检查孔完工，历时 3 个月。5.2 灌浆试验投入资源A、 XY 2PC型回转式地质钻机 2 台B、 2 200L 立式双层泥浆搅拌机 1 台C、 1m3 储浆搅拌机 1 台D、 ZJ 400 型高速搅拌机 1 台（臵于左 906 公路边制浆站）E、 100/100 型高压灌浆泵 1 台F、 GJY三参数灌浆自动记录仪 1 套G、 GY
5、IV 型灌浆自动记录仪 1 套H、 KXP 1 型电测斜仪 1 套5.3 试验前的准备4 月 22 日至 4 月 30 日为设备进场，水、电、浆线管路的铺设及孔位放样，钻地锚孔及镶地锚等试验前的准备。5 月 1 日至 6 日施工试验区范围内的坝基固结灌浆孔。5 月 6 日至 15 日， 帷幕灌浆试验孔开孔钻进第一段， 压水灌浆并镶孔口管。5 月 8 日至 17 日， 先导孔分段钻孔取芯与压水试验， 在此期间由于先期进场准备投入使用的 GJY型灌浆自动记录仪，只能记录灌浆压力和单位注入率两个参数，责任公司不允许使用两个参数记录仪， 要求改用能够记录灌浆压力、 单位注入量和浆液比重等三个参数的灌浆
6、自动记录仪，随又重新购买 GJY型三参数的灌浆自动记录仪， 5 月 25 日到场并安装调试完毕，同时责任公司也通知长沙力合公司派人来工地维修其已购臵的 GY IV 型灌浆自动记录仪， 25 日安装调试完毕， 5 月 26 日正式开始做帷幕灌浆试验。5.4 先导孔的施工布臵在上游的 S11#孔为先导孔。根据监理工程师的通知，要求采用 110mm金刚石钻头，自上而下分段钻孔、取芯、压水试验直至终孔深。 尔后自下而上分段灌浆， 由于孔径大， 使用的止浆栓塞也大，承不住灌浆压力，止浆无效，难以实现自下而上分段卡塞灌浆，故移位在距先导孔 0.5m 处重新开孔，按灌浆孔要求施工。先导孔起到了了解原始地层的
7、透水性， 灌前声波测试及勘探取芯资料的作用。 灌后声波值是在重新开孔的 S11孔内测得的。5.5 各孔段灌浆采用灌浆自动记录仪记录与人工记录同时进行， 互为比照， 力求取得完整的试验资料， 人工记录还可以记录记录仪无法记录的内容，如串浆、冒浆、中断原因等。5.6 采取长科院 GYJ型记录仪和长沙力合公司 GY型记录仪同时记录，两种记录仪记录数据与人工记录数据互不吻合 , 三种数据均存在不同程度的差异 . 5.7 由于记录仪采集流量数据存在波动性，难以达到结束标准，施工时依照人工记录的数据做为灌浆结束标准。5.8 在灌浆试区范围内，布臵安装了两套抬动观测装臵，抬动观测孔深入基岩 2m，使用千分表
8、观测各孔段灌浆时砼的抬动值，不致使抬动量过大， S7孔第 5 段（孔深 18.2 23.2m）在 1MPa的压力下压水流量为 4L/min ，无异常现象，但在 4MPa压力下灌浆时 , 与先导孔串浆，封堵后， T1 抬动观测孔往外冒浆，单位吸浆量由 34L/min 逐渐增大到 60L/min ， 抬动值由 0.1mm逐渐增大到 0.4mm， 停泵消压后，抬动值由 0.4mm逐渐回落到 0.23mm,再开泵 , 在 1MPa的压力下，抬动值无变化 , 仍为 0.23mm，当压力升到 1.5MPa，抬动值由 0.23mm增大到 0.25mm，降压为 1.4MPa时抬动值由 0.25mm降为 0.2
9、4mm，最终为0.23mm，为防止砼被抬裂，此段压力降至 1.6MPa灌浆，直至达到结束标准 . 其它孔段在压水灌浆时均未出现砼抬动现象。5 9 由于先导孔要求待各孔段灌浆结束后再测灌浆后声波（以便与灌前声波进行比较） ，未做封孔处理，一些孔段在灌浆过程中出现与先导孔串浆，如 S5#孔第 6 段（孔深 30m）在 0.1MPa压力下压水时（流量为 95L/min ）就与先导孔相串，灌浆时又再串浆。S7 #孔第 5 段（孔深 18.2 23.2m）在 4MPa压力下灌浆与先导孔相串，第 6 段（孔深 23.2 30m）在 1MPa压力下压水时未与先导孔相串，但在 4Mpa压力下灌浆时相串。S3
10、#孔第 4 段（孔深 13.1 18.1m）在 1MPa压力下压水未相串，但在 4MPa压力下灌浆时两孔相串。5.10 在 3MPa以上的压力下灌浆，注入率较小的孔段在长时间灌注， 尢其是在屏浆条件下出现失水回浓现象较为普遍， 甚至浆液温度升高。出现失水回浓和温度升高现象不一一枚举。5.11 提高灌浆压力，对岩石裂隙的劈裂作用极为明显，一些孔段在 1MPa压力下压水流量并不大，而当灌浆压力提高后吸浆量却呈现出明显的大幅度提高，如：S6 #孔第 6 段 （孔深 23 30m） 在 1MPa压力下压水流量为 1L/min ，而在 3MPa压力下灌浆时单位注入率为 17L/min ，并逐渐增至34L
11、/min 。S7 #孔第 5 段（孔深 18.2 23.2m）在 1MPa压力下压水流量为4L/min ，灌浆开始时在 4MPa 压力下注入率为 34L/min ，并逐渐增大到 60L/min ， 且与先导孔及 T1抬动观测孔相串。 第 6 段 （孔深 23.2 30.0m）在 1Mpa压力下压水流量为 7.8L/min, 在 4MPa压力下灌浆时注入率为 25L/min, 开始与先导孔相串。S3 #孔第 4 段（孔深 13.1 18.1m）在 0.8MPa 压力下压水流量为 47.5L/min ，在 0.85 1MPa压力下灌浆注入率为 50L/min ，在 1.8MPa压力下开始与先导孔相
12、串。 第五段 （孔深 18.1 23.1m）钻孔返黄泥水，在 1MPa压力下压水流量为 34L/min ，在 2MPa压力下灌浆时单位注入量为 60L/min ，S9 #孔第 9 段（孔深 38.2 43.3m）在 1MPa压力下压水流量为 6.4L/min ，在 4MPa压力下灌浆时单位注入率为 40L/min 。S10 #孔第 8 段（孔深 33.3 38.3m）在 1MPa压力下压水流量为 13L/min ，在 2MPa压力下灌浆时单位注入率为 23.3L/min 。第9 段（孔深 38.3 43.3m）在 1MPa压力下压水流量为 20L/min ，在 3MPa压力下灌浆时注入率为 8
13、5L/min. S11 #第 11 段在 1MPa 压力下压水流量为 3.7L/min ， ，在 4MPa压力下灌浆时单位注入率为 15L/min 。第 12 段孔 60m在 1MPa压力下压水流量为 1L/min ，在 4MPa压力下灌浆时注入率为 12L/min 。5.12 各孔在孔深 20 43m之间均有不同大小的涌水，灌前测得孔口最大涌水量为 1.2L/min ，灌后 J2#检查孔全孔涌水量最大值为0.6L/min ，孔深 43m以下孔口测得涌水量不再增大。6 帷幕灌浆试验施工6.1 试验施工程序钻抬动观测孔安装抬动观测装臵分段钻孔压水灌浆及抬动值观测终孔封孔检查孔钻孔取芯压水试验终孔
14、灌浆封孔。6.2 施工顺序先施工下游排副帷幕孔，后施工上游主帷幕孔。同排孔按三个次序施工，先施工序孔，后施工序孔，最后施工序孔。在沿帷幕线 10m长的范围内，同排帷幕的先序孔施工到孔深15 20m以下后方可施工后序孔。沿帷幕幕线 10m范围内，先序排的最后次序孔施工到 15 20m以下后，再施工后序排的先序孔。6.3 各孔施工流程钻机就位开孔钻进第一段至基岩深 1.5m冲洗钻孔及压水灌浆镶孔口管第二段及其以下各段钻孔、 压水、 灌浆直至终孔深封孔迁移钻机。6.4 钻孔采用 XY-2PC型回转地质钻机配金刚石钻头造孔。6.4.1 钻孔孔径：先导孔孔径为 110mm，直至终孔。一般帷幕灌浆孔为保证
15、所镶孔口管与孔壁之间有一定厚度的水泥浆握裹住孔口管，使其镶牢，开孔孔径为 110mm，钻至孔深 2m时改换为 75mm钻头至深入基岩 1.5m， 第二段及其以下各段均为 56mm钻头钻至终孔深。6.4.2 各孔孔位均由测量人员定点放出孔位，实际钻孔与设计孔位偏差不大于 10cm ，当因故需改变孔位时，记录实际孔位，钻孔终孔深度不小于设计孔深。6.4.3 钻孔过程中，对孔内的各种情况（如砼厚度，回水颜色，塌孔，掉块，卡钻，涌水及其相应孔深位臵等）均在钻孔报表中做出了详细记录。6.4.4 为确保钻孔孔向准确， 在钻机就位时， 用枕木将钻机垫平，并用水平尺将钻机座找平。钻机立轴吊线垂直后，将钻机与地
16、锚紧固在一起，使钻机立轴和孔口管的方向与设计孔向一致，使用 KXP-I 型电测斜仪对钻孔作偏斜检查，在岩石相对较为完整不易出现偏斜时，就在终孔后自下而上测斜检查，每 10m一个测点，每个测点测量三次，取三个读数的平均值作为该点的偏斜计算值，由于钻机在固定时受到了严格控制，尚未出现偏斜值超过设计允许值的孔段。6.5 钻孔冲洗及压水6.5.1 钻孔冲洗孔段钻进结束之后，用大流量压力水对孔壁进行冲洗，以将孔内岩粉冲洗出孔外，直至回水澄清，肉眼观察无岩粉时为止，冲洗结束之后，孔内岩粉沉淀厚度不大于 0.2m。6.5.2 压水试验各孔段在孔壁冲洗结束之后均做压水试验， 以了解地层的原始透水性及做裂隙冲洗， 先导孔做正规的压水试验 . 一般帷幕灌浆孔做灌前简易压水试验。 第一、 二、 三段压水压力均为 0.5MPa，第四段及以下各段压水压力均为 1MPa， 先导孔
