錦屏一級水電站左岸抗力體地質(zhì)缺陷及加固處理技術(shù)研究.pdf

1、壩肩抗力體是維持拱壩穩(wěn)定的關(guān)鍵部位，其穩(wěn)定性是拱壩建設(shè)中的關(guān)鍵工程地質(zhì)問題之一，壩肩地質(zhì)缺陷的存在可引起巖體的承載力不足、抗變形能力差，從而導(dǎo)致壩體的變形甚至失效，直接威脅水電站的正常運(yùn)營。因此，在對壩肩抗力體地質(zhì)缺陷研究的基礎(chǔ)上，建立一套加固處理技術(shù)方法體系，對水電站工程建設(shè)具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。本文以錦屏一級水電站左岸抗力體為工程背景，從工程地質(zhì)條件著手，緊扣巖體結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)行地質(zhì)缺陷工程地質(zhì)研究；根據(jù)地質(zhì)缺陷對拱壩和壩肩穩(wěn)定的影響分

2、析，確定缺陷體的加固處理措施，針對主要的加固措施（缺陷體網(wǎng)格置換和缺陷體固結(jié)灌漿）進(jìn)行專門的技術(shù)研究，所獲得的研究成果應(yīng)用于現(xiàn)場實(shí)際工程，并就存在的問題和不足進(jìn)行優(yōu)化和完善。以理論為基礎(chǔ)，以工程應(yīng)用為目的，構(gòu)成了復(fù)雜地質(zhì)條件下高拱壩壩肩（基）地質(zhì)缺陷（體）及加固處理技術(shù)研究比較完整的理論與實(shí)踐體系。主要研究成果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　 (1)在把握研究區(qū)工程地質(zhì)條件基礎(chǔ)上，結(jié)合結(jié)構(gòu)面成因、結(jié)構(gòu)面工程地質(zhì)分級、結(jié)構(gòu)面的現(xiàn)場調(diào)查，

3、將錦屏一級左岸抗力體主要發(fā)育的結(jié)構(gòu)面概化為斷層、層間擠壓錯(cuò)動(dòng)帶和基體裂隙三類，對其進(jìn)行工程地質(zhì)分析，獲得了各類結(jié)構(gòu)面的空間分布規(guī)律及物質(zhì)組成特征。對左岸抗力體巖體結(jié)構(gòu)劃分為厚層～塊狀結(jié)構(gòu)、中厚層狀～次塊狀結(jié)構(gòu)、次塊～鑲嵌結(jié)構(gòu)、塊裂～碎裂結(jié)構(gòu)、板裂～碎裂結(jié)構(gòu)和碎裂～散體結(jié)構(gòu)六種類型。
　　 (2)在拱壩基礎(chǔ)地質(zhì)缺陷理論分析基礎(chǔ)上，根據(jù)左岸抗力體前期勘探及施工期5層基礎(chǔ)處理洞室開挖揭示的工程地質(zhì)條件，結(jié)合壩基巖體質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)，先進(jìn)行

4、野外巖體質(zhì)量初步分級，再結(jié)合鉆孔聲波、孔內(nèi)變形模量、RMR 分類統(tǒng)計(jì)等手段，綜合巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)、嵌合緊密程度及風(fēng)化卸荷、深部裂縫的發(fā)育程度等地質(zhì)特征，對左岸抗力體巖體質(zhì)量進(jìn)行綜合評價(jià)，獲得了各級巖體的工程地質(zhì)特征及其空間展布規(guī)律。
　　 (3)在巖體質(zhì)量綜合評價(jià)基礎(chǔ)上，對左岸抗力體地質(zhì)缺陷劃分為斷層破碎帶、層間擠壓錯(cuò)動(dòng)帶、煌斑巖脈、深部裂縫、Ⅳ2級巖體、Ⅲ2級巖體等六種基本類型進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)特征分析，獲得了各類地質(zhì)

5、缺陷的空間分布規(guī)律、物質(zhì)組成、物理力學(xué)特征等。
　　 (4)分別對地震層析成像技術(shù)和智能鉆孔全景圖像技術(shù)在左岸抗力體地質(zhì)缺陷評價(jià)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，地震層析成像和智能鉆孔全景圖像結(jié)果與現(xiàn)場的巖體質(zhì)量具有較好的對應(yīng)關(guān)系，地質(zhì)缺陷在地震層析成像和智能鉆孔全景圖像結(jié)果中得到了較好的體現(xiàn)。
　　 (5)在缺陷體網(wǎng)格置換技術(shù)研究中，從置換網(wǎng)格開挖、支護(hù)、襯砌、灌漿與混凝土回填等方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析研究。鑒于置換網(wǎng)

6、格特別復(fù)雜的地質(zhì)條件及施工技術(shù)特點(diǎn)，確定了置換洞開挖“預(yù)灌漿、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤監(jiān)測”，斜井開挖“先超前灌漿、后導(dǎo)井開挖、再邊擴(kuò)邊襯、全過程監(jiān)測”開挖支護(hù)原則。安全監(jiān)測結(jié)果表明所采取的工程措施行之有效。從而構(gòu)成了以錦屏一級左岸抗力體f5(f8)斷層、煌斑巖脈為工程背景的網(wǎng)格置換技術(shù)比較完整的技術(shù)體系。
　　 (6)按灌漿技術(shù)特點(diǎn)、灌漿材料、灌漿方法的差異對抗力體固結(jié)灌漿進(jìn)行了分區(qū)。然后分主灌漿區(qū)、控制灌漿區(qū)灌漿，深部裂縫

7、灌漿和f5斷層、煌斑巖脈灌漿三部分對其進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，構(gòu)成了針對左岸抗力體地質(zhì)缺陷固結(jié)灌漿比較完整的技術(shù)研究體系，為不同類型地質(zhì)缺陷的固結(jié)灌漿處理提供了可行的方案，并對其它復(fù)雜地質(zhì)條件下壩肩（基）的灌漿加固處理具有借鑒意義。
　　 (7)對P.O.42.5、P.O.52.5普通硅酸鹽水泥漿液性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，采用復(fù)合外加劑同時(shí)對水泥漿液凝結(jié)時(shí)間和早期強(qiáng)度進(jìn)行改性，分別對LLS+FDN和CaCl2+SGJ-1 兩種復(fù)合外加

8、劑方案進(jìn)行了試驗(yàn)分析。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了濕磨細(xì)水泥漿液和穩(wěn)定漿液的試驗(yàn)研究。
　　 (8)針對主、控制灌漿區(qū)的工程地質(zhì)特征，對“孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)、分序加密、自上而下”高壓固結(jié)灌漿在其中的應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。對典型的Ⅳ2級巖體現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)進(jìn)行了分析。針對灌漿質(zhì)量檢查中存在的一些問題從灌漿材料、灌漿參數(shù)、灌漿方法及灌漿效果檢查等方面進(jìn)行了優(yōu)化建議。
　　 (9)針對左岸抗力體深部裂縫灌漿技術(shù)特點(diǎn)開展了水泥－水玻璃控制性灌漿技

9、術(shù)研究。從膠凝時(shí)間和強(qiáng)度變化規(guī)律對水泥－水玻璃漿液進(jìn)行了試驗(yàn)分析，對初凝時(shí)間為5min的水泥－水玻璃漿液進(jìn)行了配方設(shè)計(jì)；針對深部裂縫及水泥－
　　 水玻璃漿液的特點(diǎn)，提出對深部裂縫采取“雙液孔口混合式”水泥－水玻璃灌漿方法，采用“自上而下、孔口封閉、純壓式”施工工藝。
　　 (10)針對f5斷層、煌斑巖脈灌漿技術(shù)特點(diǎn)開展了水泥－化學(xué)復(fù)合灌漿技術(shù)研究。在水泥-化學(xué)復(fù)合灌漿機(jī)理分析基礎(chǔ)上，確定了灌漿處理程序和總體方案，對水泥