大岗山水电站抗剪洞固结灌浆试验及成果分析

张国青 吴尚珍 党建涛

摘要：本文主要是通过随机选取洞室内的局部洞身段作为试验区，通过试验区的生产性试验，来校核原设定灌浆参数，并为后期洞室内大面积灌浆提供灌浆施工参数，以科学、合理地指导后期的洞室内灌浆施工。

关键词：抗剪洞 试验区 固结灌浆 成果分析

中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0026-01

1 概述

1.1试验区概况

1120抗剪洞固结灌浆区域长86.2m，分六个单元进行固结灌浆，共计29排725孔；固结灌浆孔沿平洞洞周辐射发散进行布置，排距3m，呈梅花形布置。本次灌浆试验段选择在1120抗剪洞桩号K0-39—K0-30进行。该洞室完成钻孔75个（其中Ⅰ序37个，Ⅱ序孔30个Ⅲ序孔8个），钻孔延长627m，累计耗灰162.15T，单位注浆量为258.6kg/m。

1.2试验区地质情况

该灌浆区围岩岩性以微新花岗岩、辉绿岩脉为主，局部呈次块状结构，段内发育β4（f5）及f231等岩脉及断层、总体属Ⅳ-Ⅲ围岩。

2 试验灌浆施工程序、施工工艺

2.1施工程序

在固结灌浆全面展开后，将以“钻孔→裂缝冲洗→灌前压水→固结灌浆→终孔封孔→检查孔→检查孔封孔”的程序进行施工。

2.2施工工艺

2.2.1侧墙底板灌浆施工工艺

（1）入岩8m孔采用两次成孔，自上而下，分2/6m段阻塞、孔内循环灌浆法；（2）入岩10m孔采用两次成孔，自上而下，分3/7m段阻塞、孔内循环灌浆法；（3）入岩20m孔采用四次成孔，自上而下，分2/6/6/6m段阻塞、孔内循环灌浆法；（4）在局部裂隙较发育段将采取纯压式灌浆。

2.2.2顶拱灌浆施工工艺

（1）入岩8m孔采用两次成孔，自上而下，分2/6m段纯压式灌浆法；（2）入岩10m孔采用两次成孔，自上而下，分3/7m段纯压式灌浆法。

3 灌浆浆液配比的使用、灌浆压力的选定

（1）从灌浆成果表显示各次序不同比级的浆液随着施工的先后顺序呈递减趋势进行变化，总体灌浆比较正常，局部出现异常情况说明该试验段地质条件变化复杂，因2：1的浆液起灌对该岩层比较适合；同时灌浆成果表中显示0.5∶1的浆液为主灌浆浆液，因灌浆最终比级宜为0.5∶1。

建议浆液比级为：2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1五个比级。

（2）灌浆压力拟定采用下表1压力所示

4 各类灌浆成果

4.1灌浆试验成果

从灌浆成果统计表显示注入量超过100kg/m小于300kg/m的孔占总孔数的52.1%，小于100kg/m孔占总孔数的23.3%。大于300kg/m的孔占总孔数的24.6%，此数据表明各孔随着施工的先后顺序，单位注浆量也跟着减小，整体灌浆比较正常。经分析该洞室的辉绿岩脉发育，以陡倾角、倾向坡里的为主，属岩块岩屑型、岩屑夹泥型或泥夹岩屑型，岩层松散，无胶结，透水性好，吸浆量较大。

4.2各次序孔灌浆统计

从灌浆成果显示，I序孔灌浆总量大于II序孔灌浆总量，II序孔灌浆总量大于Ⅲ序孔灌浆总量。灌注水泥量随着压力的增大而增大，说明该区段可灌性好；随着孔序的次序而减小，减小频率约为30%和60%，说明每次序孔灌浆效果显著，其数据变化符合固结灌浆的一般规律。

从灌浆数据显示各段次随着孔深和压力的增大，单位注入量亦随之增大，说明深层岩石吸浆量较大，可灌性较好，其数据变化符合固结灌浆的一般规律。

4.3透水率和单位注灰量

试验区Ⅰ序孔最大透水率为46.72Lu，最小透水率为10.04Lu，平均透水率29.83Lu。其中透水率在15～20Lu区间的频率为13%，透水率在20～30Lu区间的频率为33%，透水率在30～40Lu区间的频率为46%，透水率在40～50Lu区间的频率为8%。

试验区Ⅰ序孔注灰量在10～50kg/m区间的频率为7%，注灰量在50～100kg/m区间的频率为15%，注灰量在100～1000kg/m区间的频率为78%；Ⅱ序孔注灰量在10～50kg/m区间的频率为8%，注灰量在50～100kg/m区间的频率为19%，注灰量在100～1000kg/m区间的频率为73%；Ⅲ序孔注灰量在10～50kg/m区间的频率为33%，注灰量在50～100kg/m区间的频率为42%，注灰量在100～1000kg/m区间的频率为25%。

4.4检查孔压水试验成果

灌前压水平均透水率为29.83Lu，灌后压水平均透水率0.44Lu，远小于灌前透水率。固结灌浆前后透水率说明固结灌浆效果非常明显，且达到设计要求（设计要求透水率小于3Lu）。

5 结语

试验区灌浆效果显著，水泥浆液充分堵塞了岩体中的裂隙和渗水通道，提高了1120抗剪洞岩体整体性及抗变形能力。通过试验表明以下浆液配比和压力均能满足设计要求。结合本次试验成果分析，本次试验采用的施工方法和灌浆工艺得当，可作为后期固结灌浆主要灌浆方法。