基礎防滲

基礎防滲代表工程業績>>>

(一)南水北調中線一期工程總干渠施工階段鶴壁Ⅲ標砂卵石段基礎處理防滲帷幕灌漿

1工程基礎地質條件特點
      
南水北調中線一期工程總干渠鶴壁段第Ⅲ標主干渠(樁號Ⅳ169+600~Ⅳ175+432.8)先導孔和開挖施工揭露的地質條件特征:

1)多層分布,地層復雜。上部為重粉質壤土,中下部為卵石及卵石膠結體,下部為泥灰巖。卵石及卵石膠結體層厚914.0m,卵石多呈次圓~次棱角狀,母巖主要成份為長石、石英,灰、褐黃色,卵礫石直徑一般在215cm,卵石膠結體為泥質、泥鈣質膠結,不連續,呈透鏡體,可見孔洞;卵石層孔隙率一般在2535%

2)結構松散,透水強烈。未膠結的砂卵石層滲透系數達1×10-2cm/s以上,屬強透水層。
2處理技術難點

1)鉆孔成孔難度大。松散砂卵石層塌孔嚴重;在卵石層及卵石膠結體層鉆進時,鉆進速度緩慢。

2)鉆孔護壁泥漿漏失嚴重。松散砂卵石層結構松散,鉆進時,護壁泥漿大量漏失,施工成本高。

3)漿液消耗多。灌漿時,灌注漿液沿透水強烈的層次跑、冒嚴重,漿液損失嚴重。

4)灌注壓力難以有效施加。灌漿時,經常出現孔口返漿,灌漿壓力難以有效施加,需待凝處理。

3灌漿工藝與材料

帷幕灌漿采用“可控高壓脈動灌漿工藝”、選擇水泥、粘土復合膏漿施工。

4灌漿處理效果

灌后帷幕質量檢查孔注水試驗地層滲透系數達到10-6cm/s;渠道基坑開挖證實,基坑滲漏減少90%以上,防滲效果良好。
5灌注工藝有益效果  

    灌注工藝采用自下而上、漿體封閉、高壓脈動灌漿,選擇水泥粘土復合膏漿保證灌漿漿液自下而上均勻連續對灌漿段均勻有效控制性灌漿,解決了其他灌漿工藝在透水性強烈的卵石層內漿液漏失嚴重、灌漿材料消耗大且難以形成有效防滲幕體技術難題,同時具有工藝簡便、經濟節能、環保。

二)浯溪水電站圍堰地基巖溶突水堵漏處理工程
1工程要求

浯溪水電站縱堰在基坑開挖過程中,內側邊坡受開挖爆破的影響,于20061220日出現了涌水量達16000m3/h的突水。廠房基坑僅數小時被淹沒。為保證工程順利進行和安全渡汛,需應急處理。要求在3個月內將水量減少至0.35m3/s以內。
處理技術特點:
2
突水途徑

按照廠房縱向圍堰堰基地質條件判斷,基坑出現突水的主要原是廠房基坑內側邊坡受開挖爆破及邊坡坍塌的影響,導致滲透途徑變短,滲透坡降增大,堰體及堰基內砂卵石及溶隙充填物被擊穿帶走,砂卵石結構更趨疏松,透水性增強,引起砂卵石及巖溶洞穴出現管涌和突水,其滲漏途徑應系與砂卵石及平行縱堰發育溶蝕通道相連通的NENW向構造溶隙結合層面溶蝕導致。

3施工方法及完成工程量
    采用“可控擠入灌漿防滲堵漏止水工藝、低速凝劑摻量的漿材和控制灌漿技術”進行堵漏灌漿施工。經過采用控制灌漿技術,歷時60天的堵漏灌漿處理,實施完成先導孔查漏和堵漏灌漿孔鉆孔共計40個,鉆孔1510.35m,溶洞段218.64m,灌漿909.69m,累計灌入水泥3645t,水玻璃108t
4
有益效果
   
基坑再次抽干發現,所灌部位基本干涸,達到理想效果。浯溪水電站圍堰巖溶堵漏工程較常規方法投資節省200多萬元,為電站建設搶回工期一年


△浯溪水電站圍堰地基巖溶突水堵漏處理工程施工現場


(三)百色水利樞紐庫區汪甸防護堤基漂卵石層防滲處理
1工程特點
  百色水利樞紐水庫淹沒區汪甸防護工程位于右江樂里河支流上,地處樂里河左岸汪甸鄉政府后汪垌片一帶,東起汪甸水文站,西至塘房橋頭。防護堤全長1182.9m,地面高程220~231m,堤頂高程229.5m。2006年8月底~9月初庫水位達到222m高程時,防護區東區防護堤內保護區滲水濕潤嚴重,部分堤內排滲井已出現涌水涌砂,地形較低的地段(高程221m以下)浸水嚴重,逐步沼澤化。若庫水位進一步上升,至正常蓄水位時,極可能會出現管涌,嚴重危及堤防安全。
2堤基地質條件
  (1)堤防填土(QS):紅褐色、黃褐色粉質粘土及含碎石粉質粘土等,來源于階地上的沖積層和附近的山坡上殘坡積層。
  (2)粉質粘土(Qpal-2):厚度2~5m,較密實。可塑~硬塑狀態。滲透系數K=5.84×10-6~6.45×10-5cm/s。 
  (3)含泥漂卵石層(Qpal-1):厚3.5~12.2m。結構松散,但無架空現象,局部泥質膠結,底部漂卵石含泥量較少,漂石分布不均一。滲透系數k=1.68×10-3~1.12cm/s。
  (4)基巖為T2L中厚層灰色砂巖夾淺灰色泥巖或與砂巖互層,隔水性能良好。
3處理技術工藝
  采用可控擠入灌漿工法進行防滲施工。施工工藝為選用雙排孔、“♣”型布置,孔距2m,分兩序進行,鉆孔深入基巖內不小于1m。外加劑摻量以4%為主,當出現地表冒漿時,可加大至7~10%。灌漿壓力1.0~2.0MPa。注入量按水泥750kg/m控制。工程施工自2007年8月28日正式大規模開工,至2007年11月4日完成,累計完成帷幕灌漿孔541個,檢查孔27個,造孔進尺11504.77m,其中土層6228.66m,漂卵石層4989.4m,基巖286.71m;累計完成漂卵石層灌漿4989.4m,共灌入水泥3657.96t,外加劑13.83t。
4有益效果
  處理后,檢查孔內漂卵石層滲透系數均小于1.27×10-5cm/s,滿足設計要求,當年水庫多攔蓄洪水3000多萬方,增加發電效益2000多萬元,同時在汛期保證了防護堤和防護區的安全運行。


△百色水利樞紐庫區汪甸防護堤基漂卵石層防滲處理


(四)沅水托口水電站河灣地塊防滲工程B2包工程


△托口水電站河灣地塊防滲工程試驗現場開挖照片

1工程地質條件特點
  托口水電站由主壩、王麻溪引水壩、電站廠房、引水系統、通航建筑物、生態放水機組和河灣地塊防滲工程等組成。正常蓄水位250m,相應庫容12.49億m3,裝機容量830MW。
  B2包為河灣地塊防滲灌漿工程引水壩區上層防滲工程。防滲地層為白堊系全風化雜色礫巖夾少量紫紅色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖,溶蝕風化嚴重,透水率在30~100Lu之間;中部地層為二疊系中統棲霞組暗褐色中厚至巨厚層白云質灰巖、黑灰色中厚至巨厚層(含礫)泥質灰巖夾黑色燧石結核、炭質灰巖、炭質頁巖,其中巖溶發育部位透水強烈。中下部為二疊系中統梁山組灰白色角礫狀白云質灰巖及淺灰褐、灰綠、灰白色厚層、巨厚層礫巖、砂巖夾薄層鋁土質頁巖、粘土巖。下部為石炭系中上統壺天群淺灰、灰白色厚層~巨厚層白云質灰巖,摻雜有灰綠色和紫紅色礫巖、砂巖、含礫粉砂質泥巖,灰巖巖溶發育,透水強烈。
2 風化溶蝕紅層帷幕灌漿面臨的工程問題

1)紅層防滲采用常規水泥灌漿方法存在的耗材多而出現的工程投資控制難題。

2)風化溶蝕紅層巖性軟硬不均、松散破碎、溶蝕疏松、巖溶發育、中等透水等多種不良地質條件組合,紅層防滲采用常規水泥灌漿施工存在鉆孔垮塌嚴重、分段灌漿難以實施、灌漿壓力升不上,防滲效果難以保證等工藝技術難題。

3)常規的灌漿工藝,由于受巖層結構特性控制,灌漿時全孔或長段次受壓灌注,局部弱面容易產生重復劈裂,導致無效灌注漿材浪費和形成帷幕均一性差,難以形成有效的防滲帷幕的質量難題;

3“自下而上、漿體封閉、高壓脈動灌漿法”新工藝解決風化溶蝕紅層灌漿問題的主要技術途徑

1)“自下而上、漿體封閉”采用快凝塑性漿液封閉灌漿段內灌漿管與孔壁間隙,防止灌注漿液沿鉆孔上返冒出孔口,實現灌漿孔段內自下而上提升灌注,達到全孔段均勻受灌目的;

2)高壓脈動擠密灌漿采用脈動高壓,基本消除地層三維應力大小差異,實現隨機性與控制性全孔段均勻充填、滲透、擠密灌漿,避免無效灌注,減少材料浪費。

3)“改性粘土水泥漿”大量利用優質粘土,節省水泥,形成可控性耐久性好,環保型低成本灌漿材料。

4)封孔漿體材料實現灌段有效封閉、快速硬化、固后穩定、封閉可靠、灌提順利等要求,滿足不同深度、不同灌漿壓力條件的灌漿需要。

5)采用全液壓高壓脈動灌漿泵、粘土原漿拌制集成系統、改性粘土水泥系列漿液制漿系統及各種灌漿機具實施高效灌漿施工。

4應用效果

托口水電站河灣地塊B2包工程按照設計單排灌漿孔布置,孔距2.0m,采用“自下而上、漿體封閉、高壓脈動擠密灌漿法”新工藝與改性粘土水泥漿液新材料,和相關技術要點施工完成灌漿孔501個,累計鉆孔進尺34962m,灌段長32347m,灌入漿量12923.6m3,消耗水泥5263.4t,平均單耗162.7kg/m。

檢查孔累計完成26個,壓水試驗、注水試驗共計326段,其中一次性達到設計防滲標準的段次281段,占86.2%,大于設計防滲標準的部位均通過補強灌漿達到防滲標準,已通過工程下閘蓄水驗收。

5新工藝、新材料應用技術優勢

1)新工藝、新材料采用泥漿護壁一次鉆孔到設計深度,較好地解決了風化溶蝕紅層內鉆進垮孔問題、實施漿體封閉成功解決栓塞止漿困難、選擇改性水泥漿液、膏漿灌注解決漿液無限擴散難題、實施壓力和注入量雙控實現可控灌漿、系統的制漿、灌漿設備使用較好地解決計量和環境污染等工藝技術難題。

2)新工藝、新材料在托口水電站河灣地塊風化溶蝕紅層中使用,由于灌漿工藝和材料改變,與前期常規灌漿試驗比較,水泥耗量降低了75%以上,同時鉆孔灌漿工程量大幅優化,該工程據不完全統計,節省投資達2.0億元以上。

3)新工藝、新材料的使用使風化溶蝕紅層復雜地質條件下灌漿施工工藝簡便,大大提高了工作效率,有效保證施工進度和工期。

4)新材料采用當地優質的粘土做為灌漿材料的主要材料之一,既保證了降低施工成本,又朝著低碳、環保型方向發展了一大步。

 

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