水電站河床壩基固結灌漿效果分析

陳嘉國 陳貴文

【摘 要】由于21世紀的到來，我國的水利工程也得到了空前的發展，各種新型的施工技術都已經廣泛的應用在工程的建筑施工當中，并且還取得了良好的效果。目前，在進行水電站河床壩基施工中，將固結灌漿技術作為主要的施工技術，對壩基的進行加固，從而保障水電站的正常運行，本文通過對水電站的河床壩基固結灌漿技術的內容進行簡要的介紹，分析了當前水電站河床壩基固結灌漿技術的效果。

【關鍵詞】水電站；壩基；固結灌漿；效果分析

由于固結灌漿技術對水利工程的河床壩基有著一定的加固作用，而且還有效的防止了水利工程在運行過程中出現因壩基質量導致的多種問題，因此目前固結灌漿技術在水利工程施工中得到了廣泛的應用。下面我們就以某水電站的河床壩為例。

1.案例概述

目前，固結灌漿技術的應用范圍逐漸增大，我們就以實際案例進行相關的技術設計分析，以便于人們理解，在進行某水電站建設時，人們將該水電站設置為雙曲拱壩，以便于增加水利站壩體的強度，而且該水電站在正常運行的時候，設計的項目內容主要以發電為主，除此之外我們還將其進行攔沙防洪、農業灌溉等綜合型的經濟效益發展，而且還有效的改進了下游航運，為社會經濟的發展做出了一定的貢獻。因此，該水電站對河床壩基的要求比較高，所以我們在進行水電站河床壩基固結灌漿施工時，施工的范圍也比較廣。

該水電站在進行河床壩修建的時候，壩區的地層比較平坦，而且河床壩基的開挖后厚度一般在25m-30m左右，而且河床下都是由玄武巖、泥頁巖和石灰巖這三種巖體組成，而且這些巖體在不同的情況下有著不同的強度，在對其進行施工的時候壩基容易出現裂縫，從而影響這整個工程項目的順利實施，因此在進行工程施工的時候，我們要采用固結灌漿技術對其進行一定的壩基處理，從而對其進行一定的加固，由此我們可以了解到，地下巖層發育的錯的帶和松弛的巖體就是我們進行壩基固結灌漿的主要對象。

2.固結施工準備工作和灌漿后的質量檢測

2.1施工準備

在進行水電子河床壩基固結灌漿施工之前，施工工程的準備工作是必須的，只有這樣才能保證工程的質量，才能有效的減少施工成本的花銷，而且還減少了意外事故的發生。由此可見固結施工技術的準備工作是水電站河床壩基施工中十分重要的一個環節。目前，施工工程的準備工作主要有著以下幾個方面：

（1）施工方案的準備。在進行河床壩基施工的時候，我們主要采用的是有蓋固結關鍵施工技術，該施工技術的準備，直接影響著整個施工工程的質量和工程的進度，因此我們在進行方案設計的時候要根據實際情況，來設計出合理的施工方案，并且成經濟高效的層面上出發，從而保障施工方案在實施的工程中，不會出現任何問題。

（2）施工材料的準備。這是施工工程中最為核心的準備工作，如果施工材料沒有進行準備那么將會對工程的各個方面照成影響。而在水電站河床壩基固結灌漿施工中，主要使用的施工材料就是混凝土，因此我們在對混凝土進行澆筑的時候，要對其強度和穩定性進行很好的控制，而且還要對混凝體的原材料，進行嚴格的質量檢查。除此之外，我們還要對施工機械設備進行一定的準備和檢測，以免在工程施工的時候，因機械設備的原因而出現問題，給工程項目帶來嚴重的影響。

（3）人員的技術要求和配置。這也是工程項目施工中十分重要的，如果人員配置不完善，施工技術不到位這對整個工程施工也有著一定的影響。

2.2灌漿后的質量檢測

目前，我們在進行灌漿后的巖體質量進行檢查時，主要采用的聲波探測，然后通過各種儀器將探測的結果通過圖片的形式，來反映在人們的視野中，再通過鉆孔鹽水試驗和其他的檢測相關資料對其進行一定程度的評定，從而大致的對灌漿后的巖體進行檢測結果的反應。目前，我們在進行質量檢測的時候，應用的主要方法是單孔聲波測試、壓水試驗和對穿聲波測等。

3.固結灌漿效果分析和評價

可行性研究、招標設計階段河床壩基C，層間錯動帶以上的P：13，層玄武巖主要為Ⅲ。級巖體，大壩設計采用的P2p，層玄武巖變形模量為IOGPa，施工詳圖設計階段根據400m高程以下開挖揭示的地質條件，對大壩體型進行了必要的調整，河床壩基Ⅲ。級巖體變形模量設計采用值為9GPa。

3.1整體剛度

（1）鉆孔變模。壩基巖體的整體剛度在灌后檢測中主要通過鉆孔變模平均值、聲波速度平均值來反映。在河床壩基13-19號壩段共對47個孔進行了變模測試，灌前23孔，灌后24孔。各壩段及河床壩基整體變形模量平均值統計結果。結果可知，13-19號壩段灌后各壩段變形模量平均值均大于設計要求的9GPa，最大值為14.5GPa，最小值為9.7GPa；河床壩基整體變形模量灌后平均值為12.3GPa，滿足設計要求。從鉆孔變形模量的統計結果可以發現，整個河床壩基、各壩段巖體的整體剛度得到明顯提高，灌漿效果顯著，達到了設計要求。

（2）壩基巖體綜合變模分析。河床壩基巖層為層狀巖體，無斷層發育，主要地質構造為層內錯動帶Lc，傾角平緩，帶寬一般3-5cm，少數10-20cm，局部交匯。若同時考慮河床壩基巖體與錯動帶的受力、變形，可按公式計算其綜合變形模量。

整個河床壩基灌后檢查孔聲波平均值為5402m/s，根據公式（1）得到河床壩基聲波計算變模值為20.2GPa，作為公式（2）中巖體變形模量E1的計算采用值。根據壩基巖體聲波測試的經驗，層內錯動帶（k）固結灌漿前波速平均值多在2500-3300m/s，灌后平均波速多在3500-4200m/s，根據聲波變模轉換關系，變模值為5.0～9.0GPa，但實際上錯動帶（Lc）經過灌漿處理后聲波值一般提高較大，變模值提高幅度較小，不能達到5.0-9.0GPa?？裳?、招標階段對層內錯動帶（Lc）提出的變形模量建議值為2.0-3.0GPa，考慮到固結灌漿后錯動帶（Lc）的變模值有一定的提高，故計算采用值臣取上限3.0GPa。河床壩基以下30m范圍內的P：13，層巖體中層內錯動帶（k）的厚度多在0.5-1.5m，所占百分比1.7%～5%。

3.2均一性

壩基巖體的均一性改善主要表現為緩傾角層內錯動帶物理力學性能的提高，減小不可恢復變形。在物探測試方面主要反映在固結灌漿前后鉆孔變模測試中小值的減小、波速小于4000m/s測試段所占比例的的減小和錯動帶聲波值的提高等方面。

從鉆孔變模測試情況來看，河床壩基灌前小于5GPa的測試段所占百分比為12.8%，灌后減小到8.9%，減小幅度為30.5%。大于12GPa的百分比由32.9%增加到53.0%。各壩段鉆孔變模測試中的小值所占的比例均有一定幅度的減小，大值有所增加。

河床壩基各壩段灌前檢測孔聲波波速統計資料表明，波速小于4 000m/s的孔段所占的百分比一般在10%-18%，灌漿后小于4000m/s所占百分比減小至2%-10%。灌漿后層內錯動帶的聲波值有較大幅度的提高，其力學性能、充填程度均有一定的改善。河床壩基各壩段層內錯動帶固結灌漿后的平均波速較灌前提高幅度在6.2%-28.7%，提高效果明顯。

3.3抗滲性

固結灌漿后對河床壩基的透水性進行了質量檢查。壓水試驗在各壩段灌漿結束7d后進行，試驗采用單點法，每5m為一個壓水試驗段。經過系統灌漿后，河床壩段壓水試驗中未出現透水率大于4.5Lu的測試段，小于3Lu的試驗段占總試驗段的85%以上，整個河床壩基呈弱偏微透水層，有效提高了壩基的抗滲性，一定程度上可對壩基帷幕灌漿起到輔助作用。

4.結束語

通過對某水電站河床壩基灌漿檢查資料的分析、計算，表明灌漿達到了預期效果，使壩基在整體剛度、均一性、抗滲性等方面得到改善，能夠滿足拱壩建基要求。通過建立河床壩基灌漿效果三維分析模型，提高了地質資料綜合分析和科學決策能力。

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