水电站河床坝基固结灌浆效果分析

陈嘉国 陈贵文

【摘 要】由于21世纪的到来，我国的水利工程也得到了空前的发展，各种新型的施工技术都已经广泛的应用在工程的建筑施工当中，并且还取得了良好的效果。目前，在进行水电站河床坝基施工中，将固结灌浆技术作为主要的施工技术，对坝基的进行加固，从而保障水电站的正常运行，本文通过对水电站的河床坝基固结灌浆技术的内容进行简要的介绍，分析了当前水电站河床坝基固结灌浆技术的效果。

【关键词】水电站；坝基；固结灌浆；效果分析

由于固结灌浆技术对水利工程的河床坝基有着一定的加固作用，而且还有效的防止了水利工程在运行过程中出现因坝基质量导致的多种问题，因此目前固结灌浆技术在水利工程施工中得到了广泛的应用。下面我们就以某水电站的河床坝为例。

1.案例概述

目前，固结灌浆技术的应用范围逐渐增大，我们就以实际案例进行相关的技术设计分析，以便于人们理解，在进行某水电站建设时，人们将该水电站设置为双曲拱坝，以便于增加水利站坝体的强度，而且该水电站在正常运行的时候，设计的项目内容主要以发电为主，除此之外我们还将其进行拦沙防洪、农业灌溉等综合型的经济效益发展，而且还有效的改进了下游航运，为社会经济的发展做出了一定的贡献。因此，该水电站对河床坝基的要求比较高，所以我们在进行水电站河床坝基固结灌浆施工时，施工的范围也比较广。

该水电站在进行河床坝修建的时候，坝区的地层比较平坦，而且河床坝基的开挖后厚度一般在25m-30m左右，而且河床下都是由玄武岩、泥页岩和石灰岩这三种岩体组成，而且这些岩体在不同的情况下有着不同的强度，在对其进行施工的时候坝基容易出现裂缝，从而影响这整个工程项目的顺利实施，因此在进行工程施工的时候，我们要采用固结灌浆技术对其进行一定的坝基处理，从而对其进行一定的加固，由此我们可以了解到，地下岩层发育的错的带和松弛的岩体就是我们进行坝基固结灌浆的主要对象。

2.固结施工准备工作和灌浆后的质量检测

2.1施工准备

在进行水电子河床坝基固结灌浆施工之前，施工工程的准备工作是必须的，只有这样才能保证工程的质量，才能有效的减少施工成本的花销，而且还减少了意外事故的发生。由此可见固结施工技术的准备工作是水电站河床坝基施工中十分重要的一个环节。目前，施工工程的准备工作主要有着以下几个方面：

（1）施工方案的准备。在进行河床坝基施工的时候，我们主要采用的是有盖固结关键施工技术，该施工技术的准备，直接影响着整个施工工程的质量和工程的进度，因此我们在进行方案设计的时候要根据实际情况，来设计出合理的施工方案，并且成经济高效的层面上出发，从而保障施工方案在实施的工程中，不会出现任何问题。

（2）施工材料的准备。这是施工工程中最为核心的准备工作，如果施工材料没有进行准备那么将会对工程的各个方面照成影响。而在水电站河床坝基固结灌浆施工中，主要使用的施工材料就是混凝土，因此我们在对混凝土进行浇筑的时候，要对其强度和稳定性进行很好的控制，而且还要对混凝体的原材料，进行严格的质量检查。除此之外，我们还要对施工机械设备进行一定的准备和检测，以免在工程施工的时候，因机械设备的原因而出现问题，给工程项目带来严重的影响。

（3）人员的技术要求和配置。这也是工程项目施工中十分重要的，如果人员配置不完善，施工技术不到位这对整个工程施工也有着一定的影响。

2.2灌浆后的质量检测

目前，我们在进行灌浆后的岩体质量进行检查时，主要采用的声波探测，然后通过各种仪器将探测的结果通过图片的形式，来反映在人们的视野中，再通过钻孔盐水试验和其他的检测相关资料对其进行一定程度的评定，从而大致的对灌浆后的岩体进行检测结果的反应。目前，我们在进行质量检测的时候，应用的主要方法是单孔声波测试、压水试验和对穿声波测等。

3.固结灌浆效果分析和评价

可行性研究、招标设计阶段河床坝基C，层间错动带以上的P：13，层玄武岩主要为Ⅲ。级岩体，大坝设计采用的P2p，层玄武岩变形模量为IOGPa，施工详图设计阶段根据400m高程以下开挖揭示的地质条件，对大坝体型进行了必要的调整，河床坝基Ⅲ。级岩体变形模量设计采用值为9GPa。

3.1整体刚度

（1）钻孔变模。坝基岩体的整体刚度在灌后检测中主要通过钻孔变模平均值、声波速度平均值来反映。在河床坝基13-19号坝段共对47个孔进行了变模测试，灌前23孔，灌后24孔。各坝段及河床坝基整体变形模量平均值统计结果。结果可知，13-19号坝段灌后各坝段变形模量平均值均大于设计要求的9GPa，最大值为14.5GPa，最小值为9.7GPa；河床坝基整体变形模量灌后平均值为12.3GPa，满足设计要求。从钻孔变形模量的统计结果可以发现，整个河床坝基、各坝段岩体的整体刚度得到明显提高，灌浆效果显著，达到了设计要求。

（2）坝基岩体综合变模分析。河床坝基岩层为层状岩体，无断层发育，主要地质构造为层内错动带Lc，倾角平缓，带宽一般3-5cm，少数10-20cm，局部交汇。若同时考虑河床坝基岩体与错动带的受力、变形，可按公式计算其综合变形模量。

整个河床坝基灌后检查孔声波平均值为5402m/s，根据公式（1）得到河床坝基声波计算变模值为20.2GPa，作为公式（2）中岩体变形模量E1的计算采用值。根据坝基岩体声波测试的经验，层内错动带（k）固结灌浆前波速平均值多在2500-3300m/s，灌后平均波速多在3500-4200m/s，根据声波变模转换关系，变模值为5.0～9.0GPa，但实际上错动带（Lc）经过灌浆处理后声波值一般提高较大，变模值提高幅度较小，不能达到5.0-9.0GPa。可研、招标阶段对层内错动带（Lc）提出的变形模量建议值为2.0-3.0GPa，考虑到固结灌浆后错动带（Lc）的变模值有一定的提高，故计算采用值臣取上限3.0GPa。河床坝基以下30m范围内的P：13，层岩体中层内错动带（k）的厚度多在0.5-1.5m，所占百分比1.7%～5%。

3.2均一性

坝基岩体的均一性改善主要表现为缓倾角层内错动带物理力学性能的提高，减小不可恢复变形。在物探测试方面主要反映在固结灌浆前后钻孔变模测试中小值的减小、波速小于4000m/s测试段所占比例的的减小和错动带声波值的提高等方面。

从钻孔变模测试情况来看，河床坝基灌前小于5GPa的测试段所占百分比为12.8%，灌后减小到8.9%，减小幅度为30.5%。大于12GPa的百分比由32.9%增加到53.0%。各坝段钻孔变模测试中的小值所占的比例均有一定幅度的减小，大值有所增加。

河床坝基各坝段灌前检测孔声波波速统计资料表明，波速小于4 000m/s的孔段所占的百分比一般在10%-18%，灌浆后小于4000m/s所占百分比减小至2%-10%。灌浆后层内错动带的声波值有较大幅度的提高，其力学性能、充填程度均有一定的改善。河床坝基各坝段层内错动带固结灌浆后的平均波速较灌前提高幅度在6.2%-28.7%，提高效果明显。

3.3抗渗性

固结灌浆后对河床坝基的透水性进行了质量检查。压水试验在各坝段灌浆结束7d后进行，试验采用单点法，每5m为一个压水试验段。经过系统灌浆后，河床坝段压水试验中未出现透水率大于4.5Lu的测试段，小于3Lu的试验段占总试验段的85%以上，整个河床坝基呈弱偏微透水层，有效提高了坝基的抗渗性，一定程度上可对坝基帷幕灌浆起到辅助作用。

4.结束语

通过对某水电站河床坝基灌浆检查资料的分析、计算，表明灌浆达到了预期效果，使坝基在整体刚度、均一性、抗渗性等方面得到改善，能够满足拱坝建基要求。通过建立河床坝基灌浆效果三维分析模型，提高了地质资料综合分析和科学决策能力。

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