碧流河實驗報告

..>奇臺縣碧流河水庫工程壩基及壩肩防滲試驗報告葛洲壩新疆工程局〔〕奇臺縣碧流河根底處理工程經(jīng)理部2015年8月15日審批：編寫：灌漿試驗的目的與任務(wù)根據(jù)設(shè)計說明及要求，通過灌漿試驗主要到達以下幾個目的；通過灌漿試驗確定灌漿防滲效果，從而評價經(jīng)灌漿處理后提高防滲能力的可行性和可靠性。了解巖石的可灌性，補充灌漿區(qū)域的地質(zhì)資料。通過灌漿試驗確定合理有效的灌漿參數(shù)。如：深度、灌漿材料、漿液級配、待凝時間、灌漿壓力、干料單位耗量和特殊情況處理等。灌漿試驗區(qū)的地質(zhì)條件。壩軸線走向E90°，河谷呈"V〞型，河床寬度約15m，走向近正N方向，河床蛇曲不明顯、較順直，枯水期河水位水面寬度3～6m。水庫正常蓄水位高程，對應(yīng)河床寬度約137m。按壩軸線的工程地質(zhì)條件，將壩線分為左岸壩肩、河床壩基、右岸壩肩三局局部別評述：左岸壩肩：左岸(0-155～0-006m)段高程1672～1770m之間，岸坡坡度50°～55°，下部近乎直立，高程1738～1761m之間，坡度約35°～45°。岸坡走向354°，向下游岸坡漸緩。左岸壩肩大多基巖裸露，僅在高程1738～1762m之間，表層有厚1～2m厚的碎石土或風積粉土?；鶐r巖性為石炭系上統(tǒng)博格多群上亞群第一組凝灰質(zhì)砂巖，灰黑色，中厚層狀，巖層產(chǎn)狀50°SE∠37°，巖體強風化層厚約5～6m，縱波速度Vp＝3100～3500m/s；弱風化帶厚15～18m，縱波速度Vp＝3500～4000m/s；微～新鮮基巖縱波速度Vp=5000～5500m/s。根據(jù)試驗資料顯示巖體的顆粒密度為、干密度、濕密度、自然吸水率為0.27%、飽和吸水率為0.30%、空隙率0.78%、烘干后抗壓強度118MPa、飽和抗壓強度、軟化系數(shù)、烘干后抗剪強度c為、為度、浸水后抗剪強度c為2.3MPa、為度。左岸壩肩樁號處發(fā)育有一小型斷層：f7：65°NW∠86°，斷層破碎帶寬度～，為碎裂巖，與岸坡走向呈大角度相交，因此該斷層對壩肩及岸坡穩(wěn)定影響不大。巖石裂隙主要發(fā)育L9：65°NW∠86°，延伸長度5～8m，面平直，閉合，為硬性構(gòu)造面，兩組裂隙與層面相互切割，巖體被分割成10～20cm的塊狀，由于兩組裂隙與岸坡走向呈大角度相交，因此對岸坡穩(wěn)定影響不大，目前左壩肩自然邊坡雖然較陡，但邊坡的穩(wěn)定性尚好，坡腳沒有發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的崩塌物，但在壩線附近山體巖石凸凹不平，需要進展削坡處理。心墻根底范圍內(nèi)的斷層破碎帶必須進展處理，建議沿斷層走向去除破碎巖層，在開挖過程中，假設(shè)破碎帶水平方向延伸深度較淺應(yīng)全部去除，假設(shè)延伸較深，無尖滅跡象，開挖深度不小于2倍的破碎帶寬度且不應(yīng)小于1.0m，回填混凝土處理，在去除過程中應(yīng)注意上部巖體的穩(wěn)定，對不穩(wěn)定巖體可適當?shù)南髌隆?jù)左岸鉆孔試驗資料，巖體透水率q≤10Lu值界限均在基巖面以下埋深45～65m，透水率q≤5Lu值界限均在基巖面以下50～76m，透水率q≤3Lu值界限均在基巖面以下62～84m。河床壩基：(0-006～0+009m段)：現(xiàn)代河床寬15m，河水高程約，河床高程左右，主流偏右側(cè)。河床砂卵礫石厚度10～12m，滲透系數(shù)×10-2cm/s，屬強透水，河床覆蓋層地震有效波速Vep=500～1000m/s，根據(jù)砂卵礫石層試驗，天然狀態(tài)平均濕密度，干密度，含水率4.9%；比重，超重型動探試驗資料顯示，河床卵礫石表層為稍密狀，以下為中密-密實狀，承載力特征值為350～400kPa；下伏基巖巖性為為石灰系上統(tǒng)博格多群上亞群第一組凝灰質(zhì)砂巖，灰黑色，中厚層狀，巖層產(chǎn)狀50°SE∠37°，巖體強風化層厚約5～6m，縱波速度Vp＝3100～3500m/s；弱風化帶厚15～18m，縱波速度Vp＝3500～4000m/s；微～新鮮基巖Vp=5000～5500m/s。根據(jù)試驗資料顯示巖體的顆粒密度為、干密度、濕密度2.68g/cm3、自然吸水率為0.27%、飽和吸水率為0.3%、空隙率0.78%、烘干后抗壓強度118MPa、飽和抗壓強度、軟化系數(shù)、烘干后抗剪強度c為、為度、浸水后抗剪強度c為2.3MPa、為度。據(jù)鉆孔壓水試驗資料，巖體透水率q≤10Lu值界限均在基巖面以下埋深48～61m，透水率q≤5Lu值界限均在基巖面以下埋深55～69m，透水率q≤3Lu值界限均在基巖面以下埋深60～75m。河床壩基段據(jù)鉆孔及地面測繪，未見大的斷層通過，裂隙主要發(fā)育兩組：①320°～325°SW∠65°～75°，延伸長8～10m，面平直，閉合；②70°～80°SE∠65°～75°，延伸長5～8m，面平直，閉合，為硬性構(gòu)造面。右岸壩肩：右岸(0+009～段)河床陡砍基巖裸露，岸坡近直立，在高程1676～1730m和1752～之間，表層有厚2～6m左右的坡積碎石土和風積粉土，其構(gòu)造較松散。據(jù)地表測繪和鉆孔揭露，右岸壩肩發(fā)育兩斷層，f10:350°NE∠70°，破碎帶寬度一般20～30cm，以角礫巖、碎裂巖為主；f11：60°SE∠70°，破碎帶寬度一般10～20cm，以角礫巖、碎裂巖為主。心墻根底范圍內(nèi)的斷層破碎帶必須進展處理，建議沿斷層走向去除破碎巖層，在開挖過程中，假設(shè)破碎帶水平方向延伸深度較淺應(yīng)全部去除，假設(shè)延伸較深，無尖滅跡象，開挖深度不小于2倍的破碎帶寬度且不應(yīng)小于1.0m，回填混凝土塞處理，在去除過程中應(yīng)注意上部巖體的穩(wěn)定，對不穩(wěn)定巖體可適當?shù)南髌?。除斷層外，裂隙主要發(fā)育兩組：①320°～325°SW∠65°～75°,延伸長8～10m，面平直，閉合；②70°～80°SE∠65°～75°,延伸長5～8m，面平直，閉合，為硬性構(gòu)造面。經(jīng)鉆孔、平洞及物探測試，巖體強風化層厚約5～6m，最大8m，縱波速度Vp＝3100～3500m/s；弱風化帶厚15～18m，縱波速度Vp＝3500～4000m/s；微～新鮮基巖Vp=5000～5500m/s。根據(jù)試驗資料顯示巖體的飽和抗壓強度、軟化系數(shù)、浸水后抗剪強度c為2.3MPa、為度。據(jù)鉆孔壓水試驗資料，巖體透水率q≤10Lu值界限均在基巖面以下埋深40～65m，透水率q≤5Lu值界限均在基巖面以下埋深70～80m，巖體透水率q≤3Lu值界限均在基巖面以下埋深80～90m。灌漿試驗的施工灌漿孔的布置；進展生產(chǎn)性固結(jié)和帷幕灌漿試驗，在帷幕線上選擇有代表性的地段作灌漿試驗區(qū)，布置在段，具體位置如附圖所示。..>..>鉆孔灌漿開孔孔位與設(shè)計孔位的偏差不大于10cm。固結(jié)灌漿鉆孔采用100E型潛孔鉆機進展鉆孔，鉆孔孔徑為91mm。帷幕灌漿鉆孔采用*Y-2型鉆機鉆孔，第一個施工的I序孔做為先導孔，先導孔采取自上而下分段鉆孔〔取芯〕，鉆孔孔徑為75-91mm。根本孔根據(jù)成孔情況采取綜合造孔法〔自上而下或自下而上〕。鉆孔孔斜控制如下孔深〔m〕203040506080100最大允許偏差值〔m〕沖洗、各灌漿孔〔段〕在灌漿前應(yīng)采用壓力水進展裂隙沖洗，直至回水清凈時止。沖洗壓力可為灌漿壓力的80%，并不大于1Mpa。采用自下而上分段灌漿法時，各灌漿孔可在灌漿前全孔一次裂隙沖洗。壓水試驗；簡易壓水可在裂隙沖洗后或結(jié)合裂隙沖洗進展。先導孔自上而下分段壓水，根本孔只做孔底段的單點壓水。壓力可為灌漿壓力的80%，該值假設(shè)大于1MPa時，采用1MPa。壓水20min，每5min測讀一次壓入流量，取最后的流量值作為計算流量，其成果仍以透水率表示。灌漿工作；漿液的控制灌漿漿液采用普通硅酸鹽水泥，細度通過80um方孔篩的篩余量不大于5%。拌漿機采用YJC-340型雙層立式攪拌機，攪拌時間不低于3min，上層拌漿桶內(nèi)水泥漿應(yīng)過篩后放入下層拌漿桶使用。漿液濃度采用重量比為5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1七個比級，通過計算確定各比級的漿液配合比。施工中為計量配制準確，各比級漿液配合比〔272L〕見下表：附表2水灰比5:13：12：11：1：1：1：1水〔Kg〕255204192水泥〔Kg〕51204240比重灌漿施工過程中，隨時抽測漿液的比重。.灌漿抬動觀測在灌漿試驗地段上，設(shè)置蓋板抬動變形觀測的裝置，蓋板面抬動限位。灌漿固結(jié)灌漿漿液開灌比3:1，水灰比初定為3:1、2:1、1:1、〔〕：1四個比級固結(jié)灌漿應(yīng)嚴格按照先下游后上游，單排分序加密的原則進展，同排分二序施工。帷幕灌漿漿液開灌比為5:1，水灰比初定為5:1、3:1、2:1、2:1、0.8:1、〔〕:1等六個比級帷幕灌漿應(yīng)分序加密的原則進展，單排分三序，其施工順序為I序—II序—III序。先導孔采取自上而下，根本孔采取綜合灌漿法。漿液變換(1)當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比。(2)當*一比級漿液的注入量已達300L以上或灌注時間已達1h，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，應(yīng)改濃一級。(3)當注入率大于30L/min時，可根據(jù)具體情況越級變濃。灌漿特殊情況控制灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)冒漿漏漿，應(yīng)根據(jù)具體情況采用嵌縫、外表封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進展處理。帷幕灌漿過程中發(fā)生串漿時，如串漿孔具備灌漿條件，可以同時進展灌漿。應(yīng)一泵灌一孔。否則應(yīng)將串漿孔用塞塞住，持灌漿孔灌漿完畢后。串漿孔并行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進和灌漿。灌漿工作必須連續(xù)進展，假設(shè)因故中斷，可按照下述原則進展處理：

(1)應(yīng)及早恢復灌漿。否則應(yīng)立即沖洗鉆孔，而后恢復灌漿。假設(shè)無法沖洗或沖洗無效，則應(yīng)進展掃孔，而后恢復灌漿。

(2)恢復灌漿時，應(yīng)使用開灌比級的水泥漿進展灌注。如注入率與中斷前的相近，即可改用中斷前比級的水泥漿繼續(xù)灌注；如注入率較中斷前的減少較多，則漿液應(yīng)逐級加濃繼續(xù)灌注。

(3)恢復灌漿后，如注入率較中斷前的減少很多，且在短時間內(nèi)停頓吸漿，應(yīng)采取補救措施。灌漿完畢標準固結(jié)灌漿的完畢條件為：在試驗設(shè)計最大壓力下，當注入率不大于后，繼續(xù)關(guān)注30min，可完畢灌漿。固結(jié)灌漿封孔應(yīng)采用全孔灌漿封孔法。帷幕灌漿的完畢條件為:采用自上而下分段灌漿時，灌漿段在最大設(shè)計壓力下，注入率不大于后，繼續(xù)灌注60min，可完畢灌漿。采用自下而上分段灌漿時，灌漿段在最大設(shè)計壓力下，注入率不大于后，繼續(xù)灌注60min，可完畢灌漿。帷幕灌漿封孔：自上而下采用"置換和壓力灌漿封孔法〞進展封孔。自下而上采用："全孔灌漿封孔法〞。灌漿孔封孔后，待孔內(nèi)水泥漿液凝后，灌漿孔上部空余局部應(yīng)采用導管漿液法或干硬性M20砂漿人工封填搗實。灌漿試驗檢查固結(jié)灌漿完畢3-7天后進展灌漿效果檢查，固結(jié)檢查孔數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的5%，且每個灌漿單元至少有一個檢查孔。帷幕灌漿完畢14天后進展灌漿效果檢查，檢查孔數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的10%，且每個灌漿單元至少有一個檢查孔。灌漿檢查孔自上而下分段鉆孔取芯、壓水，壓水采用單點壓水法，檢查孔壓水試驗完畢后，按技術(shù)要求進展灌漿和封孔。帷幕灌漿質(zhì)量壓水試驗檢查，壩體混凝土與基巖接觸段及其下一段的合格率應(yīng)為100%；再以下的各段的合格率應(yīng)在90%以上，不合格段的透水率值不超過設(shè)計規(guī)定值的150%，且不集中，灌漿質(zhì)量可認為合格。否則應(yīng)由建立單位會同設(shè)計、監(jiān)理、施工單位商定處理方案。觀測工作；放孔采用全站儀放樣，專人記錄，并保存放樣點位。鉆孔孔斜采用測斜儀測量，專人記錄。抬動采用千分表控制，壓水灌漿時專人觀察，并予以記錄。漿液采用比重計檢測，專人記錄。壓力采用壓力表和壓力傳感器，雙向控制，采集儀記錄流量采用流量計輸出采集儀記錄試驗中的問題和處理。無試驗成果的分析和評述，灌漿工程量原定固結(jié)灌漿22個灌漿孔，入巖6m，設(shè)計132m。原定帷幕灌漿11個灌漿孔，入巖75m，設(shè)計825m。水泥用量分析固結(jié)灌漿各孔序的單位注入量單位注入量〔kg/m〕灌漿次序III最大最小平均2506總平均帷幕灌漿各孔孔序的單位注入量單位注入量〔kg/m〕灌漿次序IIIIII最大最小平均總平均固結(jié)各次孔序單位注入量頻率累計曲線由圖可以看出單位注灰區(qū)間I百分比II百分比<10325%550%10～50975%440%50～10000110%100～5000000>5000000合計1210即I序單位注入量頻率最大是在10～50kg/m，約占75%，II序單位注入量頻率最大是在<10kg/m區(qū)間，約占50%，最大單位注入量頻率100～500區(qū)間，約占10%。由此可以反映出巖體主要是細微裂隙與較大的裂隙兩種。帷幕各次孔序單位注入量頻率累計曲線由圖可以看出單位注灰區(qū)間I百分比II百分比III百分比<101020%1531%4860%10～50816%1633%3240%50～100918%715%00100～5002244%1021%00>50012%0000合計504880即I序單位注入量頻率最大是在100～500kg/m，約占44%，II序單位注入量頻率最大是在10～50kg/mkg/m區(qū)間，約占33%，III序單位注入量頻率最大是在<10區(qū)間，約占60%，最大單位注入量頻率>500區(qū)間，約占2%。由此可以反映出巖體主要是裂隙與較大的裂隙兩種。帷幕各次孔序單位透水率頻率累計曲線由圖可以看出單位注灰區(qū)間<11～55～1010～50>50合計I1101322450百分數(shù)2%20%26%44%8%即I序單位透水率頻率最大是在10～50lu，約占44%，最大單位透水率頻率>50區(qū)間，約占8%。由此可以反映出巖體主要是強透水率。單位注入量和灌漿次序關(guān)系分析固結(jié)各次序的單位注入量及期間的各占百分數(shù)的關(guān)系灌漿次序灌漿段總長水泥消耗量單位注入量各次序孔的單位注入量的百分比〔以I序孔為100%〕I100II82即單位注入量的遞減速度來看，I序和II序孔遞減速度并不明顯。說明巖體裂隙延伸短。帷幕各次序的單位注入量及期間的各占百分數(shù)的關(guān)系灌漿次序灌漿段總長水泥消耗量單位注入量各次序孔的單位注入量的百分比〔以I序孔為100%〕I100II47III7即單位注入量的遞減速度來看，I序、II序和III序孔遞減速度明顯。說明巖體深層裂隙發(fā)育，延伸長。巖心分析鉆數(shù)孔深巖心長度采取率〔%〕鉆數(shù)孔深巖心長度采取率〔%〕186238135844780586269507114581355914301016150111860122060132261142347152515016277517288518307519328620339121356022376523385524406025425526436327455528476529487