淺談V類圍巖引水洞段灌漿處理分解

1、淺談V類圍巖引水洞段灌漿處理寇文博（清遠(yuǎn)項(xiàng)目部）摘 要：關(guān) 鍵 詞：1 概況廣東清遠(yuǎn)抽水蓄能電站位于廣東省清遠(yuǎn)市清新縣太平鎮(zhèn)境內(nèi)，裝機(jī)容量為1280MW，水庫(kù)正常蓄水位為612.5m，設(shè)計(jì)洪水為613.13m，上庫(kù)死水位為587m。樞紐工程由上水庫(kù)、下水庫(kù)、水道系統(tǒng)組成。水道系統(tǒng)建筑物包括：上庫(kù)進(jìn)出水口、下庫(kù)進(jìn)出水口、上庫(kù)閘門井、下庫(kù)閘門井、輸水隧洞、尾水調(diào)壓井及尾水通氣洞等。采用首部式的開發(fā)方式，水道系統(tǒng)采用1管4機(jī)的供水方式。水道系統(tǒng)縱剖面采用一級(jí)豎井加一級(jí)斜井的方案。水道系統(tǒng)水道襯砌型式，除引水支管采用埋藏式壓力管道外，其余采用鋼筋混凝土襯砌。V類圍巖洞段位于水道系統(tǒng)的中平洞上游（Y0+

2、607.5Y0+649.5）處,處理長(zhǎng)度為42m。本洞段巖性為燕山三期花崗巖，巖體呈整體結(jié)構(gòu)，完整性好，除斷層帶為全風(fēng)化狀外，其余均為弱微風(fēng)化狀，0+613-0+645段因斷層f80、f20、f24及裂隙的相互切割，工程地質(zhì)條件差為類圍巖。2 地質(zhì)構(gòu)造及地下水該洞段在短短的42m的長(zhǎng)度范圍存在4條斷層3組節(jié)理裂隙且有地下水出露。地質(zhì)構(gòu)造異常復(fù)雜。（詳見下圖1、圖2）（1）斷層此洞段在開挖揭露3條規(guī)模較大的斷層，1條規(guī)模較小的斷層，共4條，分述如下： f413 N74W/SW80,b=0.10.4m，斷層帶為全風(fēng)化硅化構(gòu)造角礫巖，圍巖見高嶺土化蝕變，沿?cái)鄬訋в械叵滤疂B滴狀出露。f24 N70W/

3、SW7580,由三條平行的斷層組成，b1=1.5m，b2=2m，b3=1m，斷層帶為全風(fēng)化構(gòu)造角礫巖，圍巖見高嶺土化蝕變，沿?cái)鄬訋в械叵滤疂B滴線流狀出露，0+641樁號(hào)有股狀水Q=56L/min，受斷層f20及其平行裂隙的相互切割，此斷層的圍巖極不穩(wěn)定， 開挖時(shí)出現(xiàn)塌方現(xiàn)象。f20 N24E/NW85，b=1m，斷層帶為全風(fēng)化構(gòu)造角礫巖，圍巖見高嶺土蝕變，沿?cái)鄬訋в械叵滤疂B滴狀出露，與f80、 f24斷層互相切割，造成此段圍巖不穩(wěn)定。f80 EW/S80，b=2m，斷層帶為全風(fēng)化構(gòu)造角礫巖，圍巖見高嶺土化蝕變，沿?cái)鄬訋в械叵滤疂B滴狀出露。（2）節(jié)理裂隙：本洞段節(jié)理裂隙按走向統(tǒng)計(jì)可分為3組，分述

4、如下： NWW向組：N74W/SW80，J23，裂隙不發(fā)育，零星分布于整個(gè)洞段，陡傾角，基本平行于斷層f24，裂隙走向與洞軸線夾角較小，張開狀，裂面粗糙，延伸長(zhǎng)，充填泥質(zhì)、鈣質(zhì)，鐵錳質(zhì)渲染，有地下水滲滴狀出露。NNW向組：N14W/SW80，J24，分布樁號(hào)0+6200+690，裂隙不發(fā)育，零星分布，陡傾角，閉合微張狀，充填鈣質(zhì)，裂隙走向基本與斷層f24、f80走向垂直，使斷層處洞段圍巖不穩(wěn)。 NNE向組：N24E/NW85，J25，裂隙不發(fā)育，零星分布，平行于斷層f20，陡傾角，閉合微張狀，充填泥質(zhì)、鈣質(zhì)，與斷層f24、f80相互切割，使斷層處圍巖不穩(wěn)。（3）地下水本洞段除斷層帶和沿近東西向

5、及北西西向組節(jié)理裂隙有滲滴股狀水出露外，其余洞段干燥。圖1 中平洞縱剖面地質(zhì)構(gòu)造圖3 該部位灌漿施工存在的施工難點(diǎn)該洞段灌漿孔孔深為12m，手風(fēng)鉆鉆孔方式已不能適應(yīng)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)施工要求。此洞段地質(zhì)情況極其復(fù)雜，巖石裂隙發(fā)育，有三條較大的斷層以及裂隙在此洞段交匯，在鉆進(jìn)過(guò)程中容易發(fā)生卡鉆，部分灌漿孔流沙、涌泥形成塌孔。此洞段在開挖期間支護(hù)類型復(fù)雜，主要有工字鋼、連接筋、鋼筋網(wǎng)片、系統(tǒng)錨桿、超前錨桿、隨機(jī)錨桿、鎖混凝土錨桿及超前小導(dǎo)管等，在鉆進(jìn)過(guò)程中極易碰到鋼筋和錨桿等?？紤]水道標(biāo)的施工需求，協(xié)調(diào)例會(huì)要求中平洞針梁臺(tái)車放置在上游段，導(dǎo)致我部施工受到了較大的影響，具體體現(xiàn)在：灌漿設(shè)備進(jìn)場(chǎng)須將設(shè)備拆散后人

6、工穿過(guò)針梁臺(tái)車運(yùn)至施工作業(yè)面；新增4個(gè)施工作業(yè)平臺(tái)所需材料由鋼模臺(tái)車處人工運(yùn)至施工作業(yè)面；水泥灌漿制漿站、空氣壓縮機(jī)只能放在Y0+946.811處布置供風(fēng)管路、制漿站灌漿管路等材料必須由鋼模臺(tái)車處人工運(yùn)至施工作業(yè)面；施工產(chǎn)生的廢渣、水泥漿只能由人工挑抬運(yùn)出。加大施工資源的投入，從而造成原變壓器及相應(yīng)的用電線路、施工供風(fēng)、施工供水均不能滿足施工要求。我部需新增加一臺(tái)變壓器、一條用電線路、施工供水管路、施工供風(fēng)管路及設(shè)備至施工工作面，施工難度較大。4 該部位采取的施工措施1 對(duì)孔深為12m的灌漿孔鉆孔普通手風(fēng)鉆鉆孔深度不足的問(wèn)題，在施工過(guò)程中利用XY-2地質(zhì)鉆進(jìn)行鉆孔。將地質(zhì)鉆機(jī)固定在鉆灌平臺(tái)上，

7、使鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)器中心正處于隧洞中心線上。兩臺(tái)地質(zhì)鉆機(jī)回轉(zhuǎn)器中心之間的水平距離正好為同序排灌漿孔之間的距離。在灌漿施工過(guò)程中嚴(yán)格按照施工順序從下游向上游灌漿孔鉆孔盡量完成同序灌漿孔地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔施工采用1、采用水泥灌漿與化學(xué)灌漿進(jìn)行的復(fù)合灌漿施工工藝。以水泥灌漿為主，化學(xué)灌漿為輔。在水泥灌漿結(jié)束后進(jìn)行化學(xué)灌漿補(bǔ)強(qiáng)。在施工過(guò)程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況及灌漿數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理、施工等多方根據(jù)成果分析進(jìn)一步確定設(shè)計(jì)、施工參數(shù)。最終參數(shù)如下中平洞塌方段樁號(hào)為Y0+607.582Y0+649.582，為類圍巖，固結(jié)灌漿每圈15個(gè)孔，排距1.5m，入巖12m，灌漿壓力控制在4.5MPa，對(duì)入巖12m灌漿孔分為兩

8、個(gè)灌漿段，第一段鉆進(jìn)長(zhǎng)度6.0m，將栓塞置于砼襯體內(nèi)逐級(jí)加壓施灌，以4.5Mpa壓力結(jié)束灌漿。第二段鉆進(jìn)長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)孔深，將栓塞置于灌漿段孔內(nèi)1m處施灌，逐級(jí)加壓，以該洞段相應(yīng)設(shè)計(jì)壓力結(jié)束灌漿。類圍巖灌漿起始水灰比為3：1。施工時(shí)先施工序排，再施工序排，環(huán)內(nèi)先序孔，再序孔，灌漿時(shí)由低處往高處，從底孔往頂孔灌注。灌漿施工參數(shù)詳見表2-2。樁號(hào)水泥灌漿斷面型式排距（m）排數(shù)每排孔數(shù)孔深（m）施工順序備注Y0+607.5 Y0+621.5斷面A/斷面B1.51015121Y0+621.5 Y0+635.5斷面B/斷面A1.5915121Y0+635.5 Y0+649.5斷面A/斷面B1.5101512

9、1Y0+598.5 Y0+606斷面A/斷面B1.566121Y0+651 Y0+657斷面A/斷面B1.556121Y0+649.5Y0+643.5Y0+637.582 /640.582斷面A/斷面B1.5515122原系統(tǒng)孔間加密Y0+619.5Y0+636.082Y0+637.582 /640.5823.相關(guān)設(shè)計(jì)修改和會(huì)議紀(jì)要要求 2013年11月23日設(shè)計(jì)修改通知單引（洞）設(shè)第18號(hào) ：針對(duì)中平洞塌方段，進(jìn)行加強(qiáng)灌漿處理。共增加水泥灌漿3104.4m，化學(xué)灌漿2587.5m，預(yù)埋黑鐵管136m。 2014年7月3日清蓄監(jiān)理【2014】現(xiàn)場(chǎng)紀(jì)要（廠標(biāo)）006號(hào)：設(shè)計(jì)要求入巖5.5m的水泥

10、灌漿孔，水泥固結(jié)灌漿單耗大于50Kg/m時(shí)，將采用加深入巖12m進(jìn)行強(qiáng)化處理，且第一段灌漿完待凝12小時(shí)后，再掃孔鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深。 2014年7月24日清蓄監(jiān)理【2014】現(xiàn)場(chǎng)紀(jì)要（廠標(biāo)）008號(hào)：對(duì)原固結(jié)灌漿孔深12m的灌漿孔分兩段進(jìn)行灌注，現(xiàn)調(diào)整為V類圍巖洞段范圍內(nèi)固結(jié)灌漿第一段孔深6m全部完工后，再施工至設(shè)計(jì)孔深，灌漿必須加射漿管。當(dāng)鉆孔施工過(guò)程中鉆出黃泥或涉及破碎斷層段時(shí)，采取逐段多序灌漿工藝處理。 2014年8月27日清蓄監(jiān)理【2014】現(xiàn)場(chǎng)紀(jì)要（廠標(biāo)）10號(hào):為確保中平洞V類圍巖洞段水泥固結(jié)灌漿施工效果，水泥固結(jié)灌漿在環(huán)內(nèi)新增加15個(gè)水泥固結(jié)孔，孔深入巖12m，分兩段灌注，第一段灌

11、漿鉆進(jìn)長(zhǎng)度入巖6m，壓力4.5Mpa；第二段灌漿鉆進(jìn)長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)孔深，壓力為6 Mpa。 共增加水泥灌漿5220m。 2014年10月24日引洞設(shè)21號(hào)設(shè)計(jì)修改：增加Y0+598.5Y0+606共6排的2#7#孔的水泥灌漿和化學(xué)灌漿。灌漿排拒1.5m，水泥灌漿入巖12m，化學(xué)灌漿入巖7.5m。增加Y0+651Y0+657共5排的10#15#孔的水泥灌漿和化學(xué)灌漿。灌漿排拒1.5m，水泥灌漿入巖12m，化學(xué)灌漿入巖7.5m。入巖12m的水泥灌漿施工，鉆孔采用地質(zhì)鉆機(jī)，分兩段灌漿，第一段鉆入巖6m，灌漿塞置于混凝土襯砌內(nèi)施灌，第二段鉆至設(shè)計(jì)孔深，灌漿塞置于入巖2m處施灌。工程量變?yōu)樗喙酀{為7272

12、m，化學(xué)灌漿為3757.5m 2014年11月12日引洞設(shè)第23號(hào)設(shè)計(jì)修改：要求暫停水泥固結(jié)灌漿環(huán)內(nèi)加密灌漿及引洞設(shè)第18、21號(hào)中的化學(xué)灌漿，待設(shè)計(jì)水泥灌漿實(shí)施完成，根據(jù)灌漿質(zhì)量檢查結(jié)果，評(píng)審灌漿效果，再行確定水泥加密灌漿及化學(xué)灌漿設(shè)計(jì)參數(shù)，化學(xué)灌漿暫停。2014年12月05日中平洞V類圍巖洞段水泥灌漿技術(shù)專題會(huì)要求：針對(duì)鉆孔到12m仍有流砂涌出的孔加深到18m進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿，灌漿壓力6MPa；對(duì)于目前正在鉆孔的，發(fā)現(xiàn)鉆孔到設(shè)計(jì)值12m仍有流砂涌出的，加深鉆孔至18m進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿，分三段進(jìn)行高壓水泥灌漿，第三段灌漿壓力為6MPa。3.3問(wèn)題提出V類圍巖第3單元(Y0+635.5 Y0+649.5) 序排固結(jié)灌漿完成899.96m，序孔1段單耗553.43kg/m，序孔2段單耗303.29kg/m；序孔1段單耗261.13kg/m， 2段單耗185.77kg/m； 根據(jù)灌漿情況分析固結(jié)灌漿的平均單耗較大。單純水泥灌漿不能滿足設(shè)計(jì)要求。（2）該洞段圍巖類別復(fù)雜，且節(jié)理裂隙較多其中充填泥質(zhì)、鈣質(zhì)，裂隙開度微細(xì)。單純水泥灌漿存在水泥漿液灌注不進(jìn)漿，壓水呂榮值較大的現(xiàn)象。（3）f20、f24、f80、f413斷層交錯(cuò)發(fā)育圍巖局部存在高嶺土蝕變現(xiàn)象，在開孔進(jìn)行水泥灌漿過(guò)程中遇到斷層處，經(jīng)常出現(xiàn)卡鉆、涌沙、涌泥現(xiàn)象。且涌沙、涌泥方量較大。（4）該洞段在開挖