固结灌浆孔可采用风钻或其他型钻机造孔，终孔孔径不宜小于38mm，孔位、孔向和孔深均应满足设计要求。固结灌浆应按分序、加密的原则进行。固结灌浆宜采用单孔灌浆的方法，但在注入量较小地段，同一环上的灌浆孔可并联灌浆，孔数宜为两个，孔位宜保持对称。固结灌浆压力大于3MPa的工程，灌浆孔应分段进行灌浆。其孔位的布置、测试仪器的确定、测试方法、合格批标以及工程合格标准，均应按照设计规定执行。......
2023-06-29
狮子坪水电站厂房固结灌浆技术解析
【摘要】：为此，拟采用固结灌浆的方法，固结松散的崩坡积体，改善成洞条件。对漏量较小的孔段，灌前冲洗压力为正常灌浆压力的80%，即0.4MPa。冲洗采用清水孔口封闭、孔内循环的施工工艺，结束标准为反水洁净后延续10min。表8.18固结灌浆试验段长及压力1）浆液变更原则。5）灌浆结束标准。
（1）工程概述。狮子坪水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州理县境内的杂谷脑河上，电站装机容量195MW，多年平均发电量8.76亿kW·h。厂房布置于杂谷脑河右岸317国道内侧山体内，共设计排风洞、交通洞、尾水洞、出线洞等四条主洞与317国道相接。四条主洞均穿越崩坡积块碎石土层（Q4col+d1）。该崩坡积块碎石土结构非常松散，粘聚力极小，且含大量孤石，架空明显，坡面形成多处大面积的倒石堆，坡内地下水较低，成洞极差，施工开挖过程中出现过多次塌方。为此，拟采用固结灌浆的方法，固结松散的崩坡积体，改善成洞条件。
本次试验所选部位是3条覆盖层洞段最有代表性的地段，即排风洞为（排）0+230.5m～（排）0+239m，交通洞为（交）0+163.5m～0+（交）171.5m，出线洞为（出）0+187.48m～（出）0+193.48m。根据洞挖现场地质情况，上述地段全是覆盖层洞段，岩层成崩塌松散堆积体，由崩坡积块碎石或块碎石土组成，无胶结，结构完全松散，透水性好，块碎石或块碎石土之间的缝隙较大，岩层中大孤石的含量比较大，并呈不均匀分布。
（2）固结灌浆试验。
1）钻孔布置及工艺。
①钻孔布置。钻孔采用梅花形布孔，孔距130～140cm，排距300cm；
②钻孔工艺。
a.护壁：由于试验部位所处地质无胶结，完全处于松散状态，采用常规的钻孔工艺难于成孔，故本次灌浆试验采用φ40mm钢花管造孔工艺。即钢管直径为40mm，长度3.3m，管前端加工成锥形，管身加工为花管，管身花孔间距为10cm，按设计孔位布置。本次试验将钢花管在设计孔深的基础上加长了30cm，即钢花管长度为330m，加长的30cm直接作为孔口管用；
b.钻孔：先用YTP-28气腿钻钻凿30cm孔后，再将3m长的灌浆钢花管采用YTP-28气腿钻直接打入覆盖层，深入覆盖层3.0m，严格按孔位布置位置进行施工，按照设计孔向要求进行控制；先钻Ⅰ序孔，待Ⅰ序孔灌浆完毕后再钻Ⅱ序孔。钻孔施工平台一律采用φ50mm钢管进行搭设；
c.冲洗：由于钢花管在进入覆盖层施工过程中时，大量较细的碎石土填充了部分花孔，将钢花管堵塞。为了疏通钢花管和岩层之间的灌浆通道，同时保证灌浆质量，在本次试验灌浆施工中采取了灌前用压力水进行冲洗的施工工艺。
对漏量较小的孔段，灌前冲洗压力为正常灌浆压力的80%，即0.4MPa。冲洗采用清水孔口封闭、孔内循环的施工工艺，结束标准为反水洁净后延续10min。对于渗漏量大的孔段，采用纯压式冲洗方式，并增加水流量及流速，将填充物冲洗距钢花管较远处，其他参数相同。
2）灌浆施工方法及浆液比级。灌浆施工按环间分序、环内加密的原则进行，环间及环内均分为两个次序。灌浆全过程采用自动记录仪，全过程记录灌浆压力、浆液配合比、浆液变更、吸浆量，并测定比重、温度。灌浆采用自下而上、孔口循环的纯压式全段灌浆方式，灌浆孔段灌前不作裂隙冲洗和压水试验。
灌浆浆液采用2∶1、1∶1、0.8∶10、6∶1和0.5∶1五个比级的纯水泥浆液，开灌浆液为2∶1，封孔浆液为0.5∶1。
3）灌浆段长及灌浆压力。针对该洞所处地质条件和岩体的特性，灌浆试验所采用的段长及压力见表8.18。
表8.18 固结灌浆试验段长及压力
1）浆液变更原则。
①当灌浆压力保持不变注入率持续减小时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；
②当某一比级浆液的注入量达300L以上或灌注时间达1h时，灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著（小于85%）时，应改浓一级浆液；
③当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。
5）灌浆结束标准。
在规定压力（0.5MPa）下，注入率不大于1L/min并连续灌注10min结束灌注；当灌注结束后，用水灰比0.5∶1水泥浆置换钻孔内稀浆液进行压力封孔，封孔压力为终孔灌浆压力。
6）特殊情况的处理。(www.chuimin.cn)
①漏浆：现场作业人员根据具体情况采用嵌缝、限流限压，灌注浓浆、加适量速凝剂、多次待凝及重新开孔等措施进行处理；
②漏量大：部分灌浆孔单位注浆量较大，主要采取多次待凝的措施进行处理；部分孔段待凝时间较长导致灌浆钢花管被水泥浆堵塞，可在距原设计孔位20cm偏差允许范围内重新造孔。
（3）固结灌浆效果。三个洞的灌浆量（见表8.19）和灌前透水率216Lu变为灌后的17.45Lu的结果表明，由崩塌堆积的松散体且施工中多次塌方的地下工程，最终以固结灌浆获得稳定，使350m长的隧洞顺利通过，这为地震造成的堰塞体（坝）处理给出了好途径。
表8.19 各次序孔灌浆量统计表
续表
【注释】
[1]郝哲等.岩体裂隙注浆与渗流的关系评述.沈阳大学学报，2007（4）
[2]泊肃叶（流动）定律称：Q=
（
），式中r—管半径；（P1-P2）—圆管两端的压强差。泊肃叶（Jean Louis Poiseuille，1799～1869），法国科学家，1842年发明此定律。
[3]郝哲等.土体注浆理论评述.有色矿冶，2004（3）
[4]郝哲，王英刚，刘斌.岩体注浆堵水的可靠性设计.岩土工程学报，2002（5）
[5]裴向军，郝哲.岩体注浆堵水的可靠性设计讨论及其答复.岩土工程学报，2003（3）
[6]张宏先，唐泉涌.小浪底水利枢纽左岸山体初期防渗处理措施及效果，cache.baidu.com 2007.10.10
[7]www.coatren.com，2006
[8]cache.baidu.com，2008.06.17
[9]陈瑞良，张皓.向家坝水电站大坝基础Ⅲ2～Ⅳ类岩体固结灌浆试验研究.中南水力发电，2006（2）
[10]冯源.向家坝水电站工程地质条件.水力发电，1998（2）
[11]王淡善，徐德芳，吴三顶，何少云.新安江大坝坝基固结灌浆补强处理.大坝与安全，2006（6）
[12]汪仁平.狮子坪水电站地下厂房覆盖层洞段固结灌浆试验研究.四川水利，2007（1）
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