三峡工程坝基岩体固结灌浆现场优化设计 .docx

工程建筑学相关资料ENGINEERING ARCHITECTURE RELATED INFORMATION 工程建筑学相关资料 ENGINEERING ARCHITECTURE RELATED INFORMATION PAGE PAGE 1 三峡工程坝基岩体固结灌浆现场优化设计  摘要：峡大坝坝顶高程185m，最大坝高181m，顺水流向最大底宽136m。坝基为闪云斜长花岗岩，建基面基岩为弱风化带及微风化、新鲜岩体。裂隙率2%，变形模量14.7～43.1GPa，声波测试纵波速度Vp＝4.3～5.3km/s，动弹模18～87GPa；80%的地段属于微弱或极微弱透水岩体，是良好的 关键词：三峡工程 坝基岩体 固结灌浆 施工 优化 l 工程概况　　三峡大坝坝顶高程185m，最大坝高181m，顺水流向最大底宽136m。坝基为闪云斜长花岗岩，建基面基岩为弱风化带及微风化、新鲜岩体。裂隙率2%，变形模量14.7～43.1GPa，声波测试纵波速度Vp＝4.3～5.3km/s，动弹模18～87GPa；80%的地段属于微弱或极微弱透水岩体，是良好的建坝基础岩体。　　坝基因结灌浆的目的是对坝基浅层爆破松动及地质缺陷部位的岩体进行补强加固，以提高坝基岩体的均匀性和整体性，减少坝基不可恢复变形，增强浅层岩体的抗渗能力。固结灌浆的范围包括：坝踵、坝趾各1/4坝基宽度的区域，地质缺陷部位和基础开挖、结构设计有特殊要求的部位。　　固结灌浆孔：一般地段孔排距2.5m×2.5m，灌浆深度5m；地质缺陷或有特殊要求的部位孔排距2m×2m，灌浆深度10～20m。均为梅花型布孔，分两序在3m混凝土盖重条件下施工，I、II序各占50%。二期工程设计工程量钻灌36.2万延米。2 施工干扰和矛盾　　三峡工程永久建筑物固结灌浆钻灌工程量达36.2万延米，单个坝块钻灌施工需占用直线工期0.5～1个月，在有盖重的条件下的固结灌浆施工，必然造成大坝基础混凝土在强约束区的长间歇，从而增加混凝土裂缝的可能性；而且存在固结灌浆造孔与盖重混凝土的冷却水管、基础安全监测仪器的干扰，致使固结灌浆施工与混凝土浇筑的矛盾非常突出。三峡二期工程混凝土在大面积开挖结束后，开始浇筑基础的当年浇筑强度即达448万m3/年，最高月强度约50万m3/月，都是世界水电工程混凝土施工之最。为减少固结灌浆的长间歇而造成的混凝土裂缝并达到缓解其工期矛盾的目的，需要对固灌浆进行优化设计。　　大面积的常规固结灌浆只能根据建筑物结构的需要作系统布置，与受灌区的地质条件和可灌性没有直接联系，所以灌浆效果不甚理想。以左非12～18坝段实际灌浆资料为例，优化设计前后灌浆效果见下表。 优化设计前后灌浆效果对比表部位孔序孔数 /个灌浆长度/m单位注入量(kg/m)分区频率/％＜ll~22~55~10＞10平均左非12Ⅰ3492571.255.37 15.0714.31 7.91 7.34 4.3~17Ⅱ3492571.2 64.9112.67 14.425.072.94 1.12(优化前) 0.99泄18Ⅰ16121.0845.5 13.731.814.4下块(优化后)Ⅱ14101.961.1 27.8 11.1 2.4　　由上表可知，优化设计前固结灌浆平均单耗极小，95%的孔段<10kg/m，有大量的工程量浪费。　　另一方面，坝基开挖成型后，部份坝段揭露的浅层卸荷风化缓倾角裂隙，局部出现宽大爆破裂隙的处理，对固结灌浆提出了更高的要求。需要结合现场实际情况，研究专门的灌浆工艺措施，以加强重点部位的灌浆效果，满足结构设计的要求。　　因此，需要结合现场的实际情况，对系统布置的固结灌浆作出调整和优化，使其更具针对性。　　　　 3 优化设计条件　　三峡建基岩体q>5Lu的孔段仅占17%，分析认为：这些孔段大多与卸荷风化、爆破裂隙、建基面开挖体型，混凝土封闭条件等因素密切相关，而这些缺陷多呈成片或线状分布，具有较强的规律性和认知条件。而施工期地质编录，全面积的物探测试，为优化设计准备了详实可靠的资料，充分地利用这些资料，区别不同的地段及时地调整灌浆孔的布置，达到优化设计的目的是可行的。　　一期完成的岸坡坝段3万延米，6000余孔固结灌浆施工为二期工程积累了丰富的实践经验。在建立岩体裂隙密度、连通概化模型的基础上，通过数据统计分析，得出注入率与地质模型、声波波速的相关关系从已知推未知，提出优化设计原则，用于指导和调整固结灌浆工程设计积累经验和工作基础。　　现场灌浆试验完成后，邀请了国内著名专家对试验成果进行了评审，对灌浆工程提出了专家建议，有关的结论及建议意见如下：(1)质量检查方法：以检查孔压水试验和声波测试作为质检的主要的手段。压水试验合格标准为3Lu，单孔声波