【摘 要】由于21世紀(jì)的到來(lái)，我國(guó)的水利工程也得到了空前的發(fā)展，各種新型的施工技術(shù)都已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在工程的建筑施工當(dāng)中，并且還取得了良好的效果。目前，在進(jìn)行水電站河床壩基施工中，將固結(jié)灌漿技術(shù)作為主要的施工技術(shù)，對(duì)壩基的進(jìn)行加固，從而保障水電站的正常運(yùn)行，本文通過(guò)對(duì)水電站的河床壩基固結(jié)灌漿技術(shù)的內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹，分析了當(dāng)前水電站河床壩基固結(jié)灌漿技術(shù)的效果。
【關(guān)鍵詞】水電站；壩基；固結(jié)灌漿；效果分析
由于固結(jié)灌漿技術(shù)對(duì)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(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)因壩基質(zhì)量導(dǎo)致的多種問(wèn)題，因此目前固結(jié)灌漿技術(shù)在水利工程施工中得到了廣泛的應(yīng)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(jié)灌漿技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸增大，我們就以實(shí)際案例進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)設(shè)計(jì)分析，以便于人們理解，在進(jìn)行某水電站建設(shè)時(shí)，人們將該水電站設(shè)置為雙曲拱壩，以便于增加水利站壩體的強(qiáng)度，而且該水電站在正常運(yùn)行的時(shí)候，設(shè)計(jì)的項(xiàng)目?jī)?nèi)容主要以發(fā)電為主，除此之外我們還將其進(jìn)行攔沙防洪、農(nóng)業(yè)灌溉等綜合型的經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展，而且還有效的改進(jìn)了下游航運(yùn)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了一定的貢獻(xiàn)。因此，該水電站對(duì)河床壩基的要求比較高，所以我們?cè)谶M(jìn)行水電站河床壩基固結(jié)灌漿施工時(shí)，施工的范圍也比較廣。
該水電站在進(jìn)行河床壩修建的時(shí)候，壩區(qū)的地層比較平坦，而且河床壩基的開(kāi)挖后厚度一般在25m-30m左右，而且河床下都是由玄武巖、泥頁(yè)巖和石灰?guī)r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(qiáng)度，在對(duì)其進(jìn)行施工的時(shí)候壩基容易出現(xiàn)裂縫，從而影響這整個(gè)工程項(xiàng)目的順利實(shí)施，因此在進(jìn)行工程施工的時(shí)候，我們要采用固結(jié)灌漿技術(shù)對(duì)其進(jìn)行一定的壩基處理，從而對(duì)其進(jìn)行一定的加固，由此我們可以了解到，地下巖層發(fā)育的錯(cuò)的帶和松弛的巖體就是我們進(jìn)行壩基固結(jié)灌漿的主要對(duì)象。
2.固結(jié)施工準(zhǔn)備工作和灌漿后的質(zhì)量檢測(cè)
2.1施工準(zhǔn)備
在進(jìn)行水電子河床壩基固結(jié)灌漿施工之前，施工工程的準(zhǔn)備工作是必須的，只有這樣才能保證工程的質(zhì)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(fā)生。由此可見(jiàn)固結(jié)施工技術(shù)的準(zhǔn)備工作是水電站河床壩基施工中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。目前，施工工程的準(zhǔn)備工作主要有著以下幾個(gè)方面：
�。�1）施工方案的準(zhǔn)備。在進(jìn)行河床壩基施工的時(shí)候，我們主要采用的是有蓋固結(jié)關(guān)鍵施工技術(shù)，該施工技術(shù)的準(zhǔn)備，直接影響著整個(gè)施工工程的質(zhì)量和工程的進(jìn)度，因此我們?cè)谶M(jìn)行方案設(shè)計(jì)的時(shí)候要根據(jù)實(shí)際情況，來(lái)設(shè)計(jì)出合理的施工方案，并且成經(jīng)濟(jì)高效的層面上出發(fā)，從而保障施工方案在實(shí)施的工程中，不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題。
�。�2）施工材料的準(zhǔn)備。這是施工工程中最為核心的準(zhǔn)備工作，如果施工材料沒(méi)有進(jìn)行準(zhǔn)備那么將會(huì)對(duì)工程的各個(gè)方面照成影響。而在水電站河床壩基固結(jié)灌漿施工中，主要使用的施工材料就是混凝土，因此我們?cè)趯?duì)混凝土進(jìn)行澆筑的時(shí)候，要對(duì)其強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行很好的控制，而且還要對(duì)混凝體的原材料，進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查。除此之外，我們還要對(duì)施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行一定的準(zhǔn)備和檢測(cè)，以免在工程施工的時(shí)候，因機(jī)械設(shè)備的原因而出現(xiàn)問(wèn)題，給工程項(xiàng)目帶來(lái)嚴(yán)重的影響。
�。�3）人員的技術(shù)要求和配置。這也是工程項(xiàng)目施工中十分重要的，如果人員配置不完善，施工技術(shù)不到位這對(duì)整個(gè)工程施工也有著一定的影響。
2.2灌漿后的質(zhì)量檢測(cè)
目前，我們?cè)谶M(jìn)行灌漿后的巖體質(zhì)量進(jìn)行檢查時(shí)，主要采用的聲波探測(cè)，然后通過(guò)各種儀器將探測(cè)的結(jié)果通過(guò)圖片的形式，來(lái)反映在人們的視野中，再通過(guò)鉆孔鹽水試驗(yàn)和其他的檢測(cè)相關(guān)資料對(duì)其進(jìn)行一定程度的評(píng)定，從而大致的對(duì)灌漿后的巖體進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果的反應(yīng)。目前，我們?cè)谶M(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)的時(shí)候，應(yīng)用的主要方法是單孔聲波測(cè)試、壓水試驗(yàn)和對(duì)穿聲波測(cè)等。
3.固結(jié)灌漿效果分析和評(píng)價(jià)
可行性研究、招標(biāo)設(shè)計(jì)階段河床壩基C，層間錯(cuò)動(dòng)帶以上的P：13，層玄武巖主要為Ⅲ。級(jí)巖體，大壩設(shè)計(jì)采用的P2p，層玄武巖變形模量為IOGPa，施工詳圖設(shè)計(jì)階段根據(jù)400m高程以下開(kāi)挖揭示的地質(zhì)條件，對(duì)大壩體型進(jìn)行了必要的調(diào)整，河床壩基Ⅲ。級(jí)巖體變形模量設(shè)計(jì)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(cè)中主要通過(guò)鉆孔變模平均值、聲波速度平均值來(lái)反映。在河床壩基13-19號(hào)壩段共對(duì)47個(gè)孔進(jìn)行了變模測(cè)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(tǒng)計(jì)結(jié)果。結(jié)果可知，13-19號(hào)壩段灌后各壩段變形模量平均值均大于設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)要求。從鉆孔變形模量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，整個(gè)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(dá)到了設(shè)計(jì)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(wú)斷層發(fā)育，主要地質(zhì)構(gòu)造為層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶Lc，傾角平緩，帶寬一般3-5cm，少數(shù)10-20cm，局部交匯。若同時(shí)考慮河床壩基巖體與錯(cuò)動(dòng)帶的受力、變形，可按公式計(jì)算其綜合變形模量。
整個(gè)河床壩基灌后檢查孔聲波平均值為5402m/s，根據(jù)公式（1）得到河床壩基聲波計(jì)算變模值為20.2GPa，作為公式（2）中巖體變形模量E1的計(jì)算采用值。根據(jù)壩基巖體聲波測(cè)試的經(jīng)驗(yàn)，層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶（k）固結(jié)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(jù)聲波變模轉(zhuǎn)換關(guān)系，變模值為5.0～9.0GPa，但實(shí)際上錯(cuò)動(dòng)帶（Lc）經(jīng)過(guò)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(dá)到5.0-9.0GPa。可研、招標(biāo)階段對(duì)層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶（Lc）提出的變形模量建議值為2.0-3.0GPa，考慮到固結(jié)灌漿后錯(cuò)動(dòng)帶（Lc）的變模值有一定的提高，故計(jì)算采用值臣取上限3.0GPa。河床壩基以下30m范圍內(nèi)的P：13，層巖體中層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)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(xiàn)為緩傾角層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶物理力學(xué)性能的提高，減小不可恢復(fù)變形。在物探測(cè)試方面主要反映在固結(jié)灌漿前后鉆孔變模測(cè)試中小值的減小、波速小于4000m/s測(cè)試段所占比例的的減小和錯(cuò)動(dòng)帶聲波值的提高等方面。
從鉆孔變模測(cè)試情況來(lái)看，河床壩基灌前小于5GPa的測(cè)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(cè)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(cè)孔聲波波速統(tǒng)計(jì)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(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶的聲波值有較大幅度的提高，其力學(xué)性能、充填程度均有一定的改善。河床壩基各壩段層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶固結(jié)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?jié)B性
固結(jié)灌漿后對(duì)河床壩基的透水性進(jìn)行了質(zhì)量檢查。壓水試驗(yàn)在各壩段灌漿結(jié)束7d后進(jìn)行，試驗(yàn)采用單點(diǎn)法，每5m為一個(gè)壓水試驗(yàn)段。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)灌漿后，河床壩段壓水試驗(yàn)中未出現(xiàn)透水率大于4.5Lu的測(cè)試段，小于3Lu的試驗(yàn)段占總試驗(yàn)段的85%以上，整個(gè)河床壩基呈弱偏微透水層，有效提高了壩基的抗?jié)B性，一定程度上可對(duì)壩基帷幕灌漿起到輔助作用。
4.結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)某水電站河床壩基灌漿檢查資料的分析、計(jì)算，表明灌漿達(dá)到了預(yù)期效果，使壩基在整體剛度、均一性、抗?jié)B性等方面得到改善，能夠滿足拱壩建基要求。通過(guò)建立河床壩基灌漿效果三維分析模型，提高了地質(zhì)資料綜合分析和科學(xué)決策能力。
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