錦屏二級進水口巖錨梁圍巖固結灌漿成果分析

王 磊

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司,成都,610091)

1 工程概況

錦屏二級水電站進水口事故閘門室巖錨梁部位的開挖,揭露出地質情況圍巖完整性差、裂隙發育、破碎帶較多,中部抽槽開挖后部分保護層圍巖沿裂隙面裂開、松動、滑落,使得巖錨梁巖臺開挖成型較為困難。鑒于此種爆破試驗情況,根據現場巖體實際特征,對于較為破碎區段(K0+710.000m～K0+837.019m段)的巖臺及保護層,開挖前應噴10cm厚C25混凝土封閉巖石表面,進行破碎圍巖固結灌漿。

通過搭設排架進行噴護工作,覆蓋破碎巖面,使得巖體表面裂隙被混凝土封閉,再根據要求進行固結灌漿施工。

2 固結灌漿施工

固結灌漿施工工藝:鉆孔→阻塞→沖洗→壓水試驗→灌漿→封孔。

2.1 固結灌漿施工要求及標準

系統布置固結灌漿孔,孔深深入巖臺開挖邊線3.5m～4m,方向盡可能穿過不利結構面和節理裂隙發育帶,灌漿孔間排距a×b=2m×2m,灌漿壓力0.3MPa～0.5MPa,漿液采用純水泥漿,水灰比0.5～0.6∶1。灌漿結束標準:在規定的灌漿壓力下,灌漿孔吸漿量小于1L/min,繼續灌注10min即可結束。灌漿工作完成后必須及時封孔,封孔材料采用摻輕燒MgO(摻量4%與水泥重量比)的高抗滲性水泥漿或水泥砂漿,強度等級不小于M25。

圖1 固結灌漿孔系統布置示意

2.2 固結灌漿施工質量檢查

2.2.1 固結灌漿質量采用鉆檢查孔進行壓水試驗的方法檢查,必要時按監理要求采用測量灌前、灌后巖體波速,并結合分析灌漿孔鉆孔、檢查孔取芯、壓水試驗和灌漿試驗成果等進行綜合評定。

2.2.2 單點壓水試驗檢查孔的數量不應少于灌漿孔總數的5%。檢查結束后應進行灌漿和封孔。

2.2.3 壓水試驗、巖體波速檢查分別在灌漿結束后3d～7d、14d和28d進行。

2.2.4 壓水試驗透水率小于設計要求為合格。孔段合格率應在85%以上,不合格孔段的透水率值不超過設計規定值的50%,且不集中。

2.3 特殊情況處理

2.3.1 漏漿處理。采用低壓、限流、限量、加濃、間歇灌漿及灌注速凝漿液及混合漿液等方法進行控制。

2.3.2 串通孔處理。①串通孔具備同灌條件。一般應一泵一孔同時灌注,否則應塞住串漿孔,待灌漿孔灌漿結束后,再對串漿孔進行掃孔、沖洗,而后繼續鉆進或灌漿。②串通孔不具備同灌條件。串通孔正在鉆進應立即停鉆;串漿量較小,可在灌漿同時在被串孔內注入清水;串漿量較大時,應將阻塞器阻塞于被串孔串漿部位上方0.5m～1m處,對灌漿孔繼續灌漿;結束后將串通孔內阻塞器取出,待凝、掃孔后進行鉆、灌。

3 聲波檢測成果分析

3.1 聲波檢測的方法技術及主要測試設備

單孔聲波縱波速度測井,測量方式點測,點距0.2m,井下裝置采用一發雙收聲系,發射到第一道接收換能器源距0.30m,接收換能器間距0.2m。

主要測試設備是武漢巖海公司生產的RSST01C聲波檢測儀,聲波換能器主頻為50KHz。

3.2 檢測成果分析

3.2.1 檢測標準

檢測成果分析依據固結灌漿聲波檢測標準暫按表1指標執行。巖體最低聲波縱速度最小值不低于規定值的85%,并且小于設計標準的85%的測試值不超過3%,且不集中,即認為聲波檢測合格。表1為灌漿處理后巖體聲波指標,圍巖初步定為Ⅲ2類圍巖,按大理巖標準選5000m/s作為統計分析基準。

3.2.2 成果分析

3.2.2.1 根據表2分析,除二單元外,其余單元灌后聲波(Vp)平均值均大于5000m/s;一～四單元灌后Vp平均值分別提高12.03%、10.27%、9.36%、9.27%,全部在 9%以上;灌后聲波值最小值由3205m/s提高至4167m/s;單孔聲波縱波速度灌前低于5000m/s的部位,灌后比灌前波速值有大幅度提高,表明該部位固結灌漿效果較好。Vp值相對較低部位的巖體,由于巖體完整性較差,具有更好的可灌性。

3.2.2.2 據灌前、灌后的聲波測試值頻態圖(圖2)分布表明,灌后和灌前曲線比較,向大值方向偏移,灌漿效果明顯,灌后巖體總體波速得到提升。

表1 灌漿處理后巖體聲波指標單位:m/s

表2 固結灌漿灌前、灌后單孔聲波縱波速度值統計對比表

圖2 灌前、灌后的聲波測試值頻態圖

3.2.2.3 各單元小于設計標準85%(4250m/s)的測試值百分比見表 3,均不超過3%,且不集中;灌后巖體最低聲波縱波速度最小值僅2個測點為 4167m/s,低于基準值的 85%(4250m/s),該測點靠近孔口部位。根據聲波資料總體分析,該部位灌漿效果合格。

表3 灌后聲波(Vp)檢測值低于4250m/s百分比

4 結語

經過固結灌漿后的區段,在進行爆破時,成孔率較高,光爆成臺較為完整,半孔率達到85%以上,不平整度8cm～12cm,使得巖錨梁開挖得到了好評。通過在破碎段巖體進行預先固結灌漿,有效地將本已破碎的巖體連接在一起形成一道固壁,在開挖時,能較好的抵抗爆破層拉動,使巖臺成形更加完整。