文档介绍：复杂地质条件下丙烯酸盐帷幕灌浆试验研究
李建伟
(中国水电三局有限公司勘测设计研究院)
【摘要】本文介绍了土卡河水电站丙烯酸盐帷幕补强灌浆试验研究的施工工艺,实践证明复杂地质条件下,丙烯酸盐灌浆技术,使岩层夹层中填充密实,并使砂砾与丙烯酸盐胶体结为一体。弥补了水泥灌浆材料的不足,为相关施工积累了经验。
【关键词】帷幕灌浆丙烯酸盐
1 前言
土卡河水电站位于云南省思茅地区江城县和红河州绿春县之间的界河李仙江上,江城县土卡河村上游约8km的纽沙坝址,是李仙江干流河段规划中的第七个梯级电站,坝址上游30km处为戈兰滩水电站,下游约13km处为中、越两国边界。
坝址基岩主要为砂质页岩和炭质页岩,地质条件复杂、裂隙发育、岩层软弱,原设计为单排帷幕防渗,后经设计修改,对表孔9#~13#坝段坝基帷幕加密、加厚灌浆处理,加密、加厚灌浆完成后,(9#坝段),仍然超过设计值(),渗漏量为17L/s,渗漏量偏大。参考《土卡河水电站溢流表孔坝段帷幕补强灌浆专家咨询会咨询意见》对10#坝段在前期磨细水泥补强帷幕灌浆的基础上进行丙烯酸盐化学灌浆试验。
2 施工布置
布置5个灌浆试验孔,帷幕线桩号为坝下0+,孔距用2m,孔深控制为30m,采用垂直孔。沿用前此磨细水泥灌浆区所布置的抬动观测孔,以监控灌浆过程中的坝体抬动,确保工程安全。随灌浆施工的结束依据实际由业主方布置2个检查孔。具体布置见图1 。
图1 第二阶段帷幕补强灌浆试验化学灌浆试验区孔位平面布置图
3 主要施工工艺
化学灌浆孔施工工艺流程:钻孔→冲洗→涌水流量及压力观测→压水试验→灌浆→下一段钻孔→冲洗→涌水流量及压力观测→压水试验→灌浆后继续钻进,直至孔底(采用“自上而下分段灌浆法”进行施工)。
钻孔
坝基帷幕体加强处理化学灌浆孔、质量检查孔采用回转式钻机金刚石钻进方式造孔。化学灌浆孔孔径为Φ76mm;质量检查孔孔径为Φ110mm。初步设计为45度倾角的斜孔,这样可以解决岩层顺河道走向,有利于浆材扩散,但由于地质条件复杂很难成孔,所以最后决定为垂直孔。
冲洗
孔段钻孔结束后,将钻杆下入孔底,通入大流量水流进行钻孔冲洗,直至无粉回水澄清10min且总冲洗时间不少于30min时为止,孔底沉积厚度不得超过20cm。
涌水流量及压力观测
为详尽掌握化学灌浆孔灌前涌水情况,各孔段钻孔冲洗结束后,进行涌水流量及压力观测。涌水流量采用200ml或500ml量杯观测,观测时间为5~10min;,闭压稳定观测时间为20min。
压水试验
各孔段灌前的压水试验是确定配浆量及选择配比的重要依据。可采用简易压水试验,在稳定设计压力下,每5min测读一次压入流量,在稳定流量下连续两次取平均值,且两者读数之差小于1L/min即结束,最终值为压水试验采用值。
丙烯酸盐浆液通过改变外加剂及其掺加量控制胶凝时间。根据工程经验,按灌浆孔段压水时的压入流量值来控制浆液的胶凝时间。
当Q≤5L/min时,胶凝时间采用35~45min;
当5L/min<Q≤10L/min时,胶凝时间采用25~35min;
当10L/min<Q时,胶凝时间采用15~25m