浅谈某大坝工程基础灌浆异常情况的处理

毛俭福

(浙江广川工程咨询有限公司,浙江 杭州 310020)

1 工程概况

某新建水库,集水面积 4.4 km2,水库正常蓄水位124.5m,总库容155.82×104m3,属小 (1)型水库,拦河坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高38 m,是一座以供水为主、兼顾灌溉的水库。工程枢纽建筑物主要由拦河坝、溢洪道、导流放水隧洞等组成。拦河坝采用混凝土面板堆石坝;溢洪道采用开敞式正槽溢洪道,根据地形条件及河流走向布置在右岸坝肩处;导流放水隧洞位于左岸。

2 基础地质情况

勘探表明,左岸坝段地面高程94.2～126.72 m,岩性以泥岩、粉砂质泥岩为主,夹粉砂岩、砂岩和炭质页岩,岩层倾向坡内,风化卸荷裂隙较发育,多为陡倾角开放裂隙。岸坡由第四系残坡积层覆盖,覆盖层厚约0.3～1.5 m,岩体强、弱风化带厚度分别为4.5～8.0 m和9.0～19.0 m,弱风化岩体顶板埋深4.5～9.0 m,弱透水中带顶板埋深11～19 m。河床坝段地面高程92.0～96.0 m,岩性以炭质页岩为主,夹薄层砂岩、粉砂岩和煤线,部分以透镜体分布。坝基由第四系覆盖,基岩仅在河谷冲沟处零星出露,覆盖层厚约0.0～4.8 m,岩体强、弱风化带厚度分别为0～2 m和6～11 m,弱风化岩体顶板埋深2.5～6.5 m,弱透水中带顶板埋深8.4～10.7 m。右岸坝段地面高程97～126 m,大多数由第四系残坡积层覆盖,零星出露基岩,覆盖层厚约0.4～1.5 m,岩体强、弱风化带厚度分别为3～5 m和13～21 m,弱风化岩体顶板埋深5～6 m。风化卸荷裂隙较发育,多为张开裂隙,岩体多属中等透水～弱透水上带,弱透水中带顶板埋深12～22 m。

施工过程中,实际坝基覆盖层厚0.5～5.5 m,强风化带厚0～2m,弱风化岩体顶板埋深2.2～6.6 m。其中8#坝块右侧和9#坝块 (K0+119.0～K0+138.0 m段)趾板基础遇炭质页岩夹煤线,岩体破碎,完整性差。河床趾槽开挖过程中遇到的断层主要有f 04和f 05两条,分别位于K0+079 m和K0+095 m,均为压性断裂。两断层横穿趾槽,陡倾角,倾向右岸。

因此在对坝基进行灌浆过程中,由于基岩裂隙较发育,且多为陡倾角开放裂隙,并有煤线层的存在,导致灌浆施工中出现各种异常情况。本文根据工程实例总结灌浆时出现异常情况的处理。

3 灌浆时出现异常情况的处理

3.1 岩石基础灌浆

3.1.1 串 浆

灌浆施工中发生串孔现象时有发生,究其原因是由于在灌浆孔间的岩石中,裂隙较多,相互串通,使灌浆孔直接或间接地连通,造成串浆。发生串浆后采用的处理措施有:①串浆孔与灌浆孔同时进行灌浆,1台灌浆泵灌注1个孔;②在串浆孔漏浆处以上的部位安设灌浆塞,堵塞严密,在灌浆孔中依据原施工组织要求正常灌浆;③适当地延长相邻2个次序孔先后施工的间隔时间,使前一次序孔灌注的浆液基本上凝固后,再开始后一次序孔的钻灌工作,目的是防止新灌入的浆液将前期已灌入到裂隙中的浆液结石冲开,由已灌的或其它钻孔中串出。

3.1.2 地表冒浆

由于灌浆孔段与地表有垂向的连通裂隙,施工中出现地表冒浆。采用的处理措施有:①从裂隙冒浆处,用棉花、棉线等紧密地打入缝隙中;②个别冒浆严重难以堵塞时,进行表面封堵,如喷混凝土铺盖后再进行灌浆。

3.1.3 绕塞返浆

灌浆施工中有4～5孔出现绕塞返浆现象,经分析是由于钻孔时孔径不均匀和橡胶塞老化破缺造成的。改进的措施主要有:①更换已老化破缺的橡胶塞,并适当延长橡胶塞;②要求钻孔孔径力求均匀。

3.1.4 岩层大量漏浆

灌浆过程中出现大量漏浆,灌浆孔吃浆量很大,究其原因是基岩风化卸荷裂隙较发育,多为陡倾角开放裂隙所致。采用的处理措施有:①间歇灌浆。在灌浆过程中,每连续灌注一段时间后,就暂停灌浆,待凝一定时间后再灌;②降低灌浆压力。先用低压进行灌浆,待裂隙逐渐充满浆液,降低流动性后再逐渐升高压力,后按正常的施工要求进行灌浆;③增大浆液浓度。使用浓度大的浆液,降低浆液的流动性,同时再适当的降低灌浆压力,待单位吸浆量降低到一定程度时,再逐渐升高压力灌至符合结束条件为止。上述3条措施,有时也联合使用,根据漏浆量和吸浆时间的具体情况而定。

3.2 炭质页岩夹煤线层基础灌浆

根据基础开挖揭露出的炭质页岩夹煤线层部位、范围,基础处理方案作了修改。基础灌浆处理,主要采取的方案和措施:①在煤线层上的趾板上游面增设混凝土齿墙,宽度2 m,深度2 m。齿槽上先进行2排固结灌浆,灌浆深度5 m;②帷幕灌浆轴线布设。帷幕灌浆轴线布置在原趾板中心线上;③在煤线层灌浆中,灌浆前做的压水试验结果,透水率在0.5～4.5 Lu,灌浆的吃浆量也只有5 kg/m左右,同压水试验基本吻合,这表明可灌性较差。为满足地基承载力和基础防渗要求,改用超细水泥灌浆,并掺外加剂,目的是改善浆液的流动性,增加可灌性。通过采取上述措施,实际灌浆的吸浆量达到10～25 kg/m。施工完成后,经检查孔检查:①透水率满足设计和规范要求;②岩芯完整,孔隙中充满结石,取样进行抗压试验,试验结果表明强度能满足地基承载力要求,取得比较好的效果。

4 结 语

在工程实际施工中,由于其地质情况的复杂性,要保证在灌浆过程中不发生串浆、冒浆、吃浆量大等异常情况,绝非易事。本文在介绍大坝基础灌浆异常处理方法及措施的基础上,结合工程实际,通过加密或调整灌浆孔、灌浆顺序、灌浆材料等工程方法,有针对性地采取相关措施。结果表明该灌浆方法可行,满足工程运行要求。