長嶺皮灌漿施工管理報告

2022-05-20 05:22:09 字數 4808 閱讀 1469

一、 工程概況

長嶺皮水庫位於深圳市南山區大沙河上游塘郎河支流長嶺皮村,距西麗鎮約10km,交通較方便。長嶺皮水庫始建於2023年冬,2023年竣工,2023年正式投入執行,屬西麗水庫的補充水源工程。水庫集水面積7.

8km2,庫區屬丘陵地形。設計正常水位53.6m,相應庫容551.

3 m3;洪水位56.88 m,總庫容768萬m3。本次需進行灌漿處理的主壩及1#副壩,均為均質土壩。

其中主壩最大壩高18.0 m,壩頂寬度6.4 m,壩頂軸線長160.

0 m。

長嶺皮水庫施工前未進行壩址工程地質勘察工作,在施工時僅在主壩壩前設定厚1.2~1.8 m,長105 m的粘土鋪層蓋層防滲,壩底設三條截水槽。

其餘三座副壩除設截水槽外,無其它防滲措施。施工方法是靠人力挑土,每層鬆土厚不大於0.3 m,用5t東方紅拖拉機壓實,壓實程度由人掌握,無壓實檢測試驗裝置,加之土料中砂礫含量較高,工程質量較差。

二、 工程地質條件

根據深圳市水利水電勘測設計院大壩安全性評價(1998)的《岩土工程勘察報告》和本次灌漿鑽孔揭露、野外地質調查及勘探**儀探測結果,其土壩體由人工填築土組成,壩基由第四系沖積粉質粘土,坡殘積砂壤土,燕山期粗粒黑雲母花崗岩全風化層、強風化層、中風化層、微風化層組成。現將壩體壩基岩土層自上而下為:

1、人工填築土(q4ml)

分布於主、副壩壩體,褐黃色、紫紅色,間夾灰白色斑點的礫質粘土,含石英30~40%;主壩厚8.30m~19.80m,平均17.

80m,副壩2.80~18.00m,平均11.

40m。

2、 粉質粘土(q4al)

主壩分布於a18~a54孔號之間,副壩分布於a10~a36孔號之間。褐黃色,較密,溼,主要為粘粒,區域性含粉砂,上部含有腐植質和植物頸葉碎骨,主壩厚度0.40~4.

50m,平均2.90m,副壩0.50~3.

40m,平均2.76m。

3、砂壤土(qel-dl)

主壩分布於a10~a72孔號之間,副壩分布於a10~a34孔號之間。褐黃色、灰白色,間夾少許鐵鏽色,較密,溼,含35~45%礫粒及砂。主壩厚度0.

40~6.20m,平均4.87m,副壩0.

20~4.60m,平均2.95m。

4、全風化花崗岩(r5(3))

主、副壩均有分布。褐黃色,肉紅色,密實,稍溼,長石、雲母風化呈土狀,石英風化吾礫粒和砂。主壩厚度4.

29~8.70m,平均5.63m,副壩1.

70~10.58m,平均6.80m。

5、強風化黑雲母花崗岩(r5(3))

主、副壩均有分布,褐黃色,肉紅色,夾斑點狀黑色,岩石較密,堅硬,長石、石英、黑雲母組成。主壩厚度2.20~12.

80m,平均9.40m,副壩揭露厚度為0.37~6.

50m,平均1.87m。

6、 中風化黑雲母花崗岩(r5(3))

主壩有23個鑽孔已揭露,樁號為0+057~0+138,褐黃色,肉紅色,夾斑塊狀,灰白色及斑點狀黑色,堅硬,主要成份為長石、石英、黑雲母。岩芯呈巖渣狀。揭露厚度為1.

20~10.20m,平均4.15m。

層面標高為11.96~24.60m,平均厚度為17.

23m。

7、微風化黑雲母花崗岩(r5(3))

主壩b19號孔已揭露。肉紅色,灰白色,夾斑點狀黑色,密,堅硬,主要成分為長石、石英、黑雲母,岩芯呈長柱狀。揭露厚度為2.10m,層面標高為14.93m。

8、 斷層裂隙

1)、在灌漿施工期間,對主壩壩址區0.024km2範圍內進行了地質構造調查,於主壩左壩肩19m處,發現有2條小斷層,兩者間距於山坡腳8.50m。其特徵如下:

f1斷層:斷面較平直光滑,且有斜向擦痕,斷層中為透鏡體及斷層有礫岩,透鏡體大小為0.57×0.

25~0.68×0.31m,斷層角礫呈次梭角狀,鐵質膠結較好。

斷層寬0.17~0.31m。

走向為n方向,傾角70~80度,上盤上公升,下盤下降,為壓扭性斷層

f2斷層:斷層面較粗糙,但較平直,斷層中為壓碎岩及斷層角礫岩,角礫岩呈稜角狀。鐵質膠結較差,於山坡被雨水衝呈溝狀,斷層寬0.

40m,走向為n方向,傾角70~80度,於山坡上部傾角變緩,此斷層為張扭性斷層。

2)、主壩b33號灌漿孔,在鑽孔至45.5公尺時(為微風化巖)突然發生漏漿、掉鑽現象。據此,基岩內很可能存在斷層破碎帶。

3)經建設方、監理決定,委託廣東省水利水電科研究所加固公司,對主壩進行了**探測,其結果表明,主壩有2條破碎帶存在,以b31號灌漿孔為起點,自右壩頭向左壩頭探測,於39.8m深處有一破碎帶,於42.0m深存在另一破碎帶,兩破碎帶傾角很陡,約70~80度。

三、水庫滲漏原因

1、建壩前未進行壩址地質勘察工作,壩體填築時,在用料和分層壓實,均無標準控制(無壓實檢測試驗裝置)。土料中含礫量較高。

2、未進行工程地質勘察,忽略了壩基斷裂帶的存在。

四、防滲帷幕灌漿處理方案

(一)、主壩以壩基滲漏為主,壩體底部滲漏為次,宜採用堤壩地基劈裂灌漿加固技術構築壩基防滲帷幕牆,同時兼顧應用壩體劈裂灌漿加固技術構築壩體防滲帷幕牆並提高壩體變形穩定性。

(二)、1#副壩滲漏主要隱患存在於壩體的底部,常規的辦法是採用壩體劈裂灌漿處理方法(灌漿孔深度超過壩體進入壩基2—3m,孔深約為21.0m)。考慮到:

1、水庫建造的歷史,在施工時除設定簡單的截水槽外,並未對壩基做其它更徹底的防滲措施。

2、滲漏是乙個動態發展而逐步加劇的過程。因此,應利用這次灌漿處理的機會,彌補壩基防滲措施的不徹底,可初步考慮採用壩基劈裂灌漿處理方法,將壩基和壩體一同進行防滲加固處理,若採用壩基劈裂灌漿方法,灌漿孔深約27.0m,相對壩體灌漿處理方法(灌漿孔深約21.

0m)而言,採用壩基劈裂灌漿增加工程量並不大。綜合考慮,1#副壩採用壩基劈裂灌漿,同時兼顧壩體劈裂灌漿的方法更為適宜。

五、防滲帷幕灌漿設計

(一)、鑽孔平面布置

根據堤壩地基定向劈裂的規律和壩體小主應力的分布規律,必須沿壩軸線附近布孔(水庫蓄水後,壩體和壩基的小主應力面平等壩軸線向上游偏移),據經驗值堤壩壩基劈裂的孔距比壩體劈裂灌漿要小,一般為2—3m(見《岩土工程治理手冊》(4.8.6.

3灌漿施工要點一a.)p1092)。本工程灌漿孔孔距取a=2m。

1、 主壩鑽孔平面布置(詳見(《主壩鑽孔平面布置圖》)。

在壩頂共布孔兩排,排距為b=1.0m,孔距均為a=2.0m。

第一排(上游排)從右壩段0+14至左壩段0+160,壩距軸線偏上游1.8m;第二排(下游排)僅在中壩段(0+44至0+150)布置,距壩軸線偏上游0.8m。

2、1#副壩鑽孔平面位置(詳見《1#副壩鑽孔平面布置圖》)

同樣,壩頂布置鑽孔兩排,排距為b=1.0m,孔距為a=2.0m。

第一排(上游排)從右壩段0+20至左壩段0+140,距軸線偏上游2.0m;第二排(下游排)僅在中壩段(0+55至0+120)布置,距壩軸線偏上游1.0m。

(二)、鑽孔深度

堤壩地基劈裂灌漿鑽孔深度,是根據堤基應力場的主要影響深度和防滲要求以及工程地質條件來確定的。

1、堤基應力場的主要影響深度,一般認為,荷載對堤基中點處的附加小主應力的影響深度為z=2/3b。按此標準,主壩和1#副壩附加應力場的最大影響深度均達50m以上,因此,堤壩地基的有效劈裂深度不應超過50m(從壩頂計)。

2、根據主壩和1#副壩壩基和壩體的滲漏現狀分析,水庫建造時施工情況以及壩基工程地質條件,防滲帷幕必須深入並控制中風化花崗岩,也就是說,防滲帷幕直接嵌入微風化巖——接地式帷幕。

由於勘察資料並未提供中風化花崗岩的埋深和厚度(按深圳市花崗岩地區經驗,中風化巖厚度一般為2.0m左右),所以只能根據現有資料推測中風化花崗岩的大致深度來進行鑽孔深度的設計,設計鑽孔深度僅作為施工的指導性參考。具體到現場施工時,鑽孔深度按鑽孔揭穿中風化花崗岩至微風化面的實際深度為準。

主壩和1#副壩的鑽孔預計深度如下表:

(三)、乾法造孔及灌漿方法

通常採用的泥漿迴圈迴轉式鑽進造孔,無論從理論上,還是實際上,都會引起壩體劈裂,使壩體中灌入不符合質量要求的泥漿,對加固壩體不利。因此,必須採用乾法造孔,如打入式錐進、衝擊鑽進,乾法迴圈式迴轉鑽進。

根據《土壩壩體灌漿技術規範》(sd266—88)第4.4.2條,劈漿式灌漿應採用孔底注漿全孔灌注的方法。

(四)、漿液

漿液採用摻有10-15%水泥的粘土混合漿液,這種漿液具有良好的流動性和穩定性,並在一般劈裂灌漿厚度下4-5d內達到自凝,漿液所形式的結石有一定的強度和抗滲效能(破壞滲透坡降j破=200)。灌漿一般先稀後濃,漿液密度控制在1.2-1.

5g/cm3之間。

(五)、孔口最大允許灌漿壓力和設計灌漿壓力

孔口最大允許灌漿壓力按下式計算:

pmax=f[r1h1+r2h2+qt-r3(h1-h2)](kpa);

h1,h2-壩高和注漿管深入壩基中的深度(m);

r1、r2、r3—壩體、壩基和漿液的重度(kn/m3)

q-壩基土的抗拉強度(kn/m2)

f-大於1的經驗係數(與孔深有關,孔越深,f越小)。

最大孔口灌漿壓力pmax與鑽孔深度相關,參照下表:

(注:1mpa=1000kpa)

設計孔口壓力p設=50~pmax(kpa)

按孔底注漿全孔灌注的方法灌漿時,灌漿初期用較小的設計灌漿壓力灌注,隨著灌漿的進行,單位時間內吃漿量逐漸變小,往後,為了兼顧加快灌漿速度,可逐步提高設計灌漿壓力,直至達到孔口最大允許灌漿壓力pmax。

(六)單孔單次灌漿停灌的標準和單孔灌漿終灌的標準按:

1、單孔單次灌漿停灌的標準:

(1)、對初灌和復灌時不起壓的鑽孔,控制壓力為p0=50kpa,這類孔通常吃漿量很大,但需控制單孔單次灌漿量不大於1m3/m(漿體方量/每公尺孔深),而對涵洞附近的灌漿孔需控制單孔單次灌漿量不大於0.50 m3/m。

(2)、一般鑽孔灌漿壓力,可按p設=50~pmax( kpa)控制。對於吃漿量小且速度慢的鑽孔,為了加快灌漿速度,可將壓力從50kpa逐漸調高到pmax( kpa),直到出現以下現象之一,即可停灌。

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