岩溶地区高压帷幕灌浆试验研究

岩溶地区高压帷幕灌浆试验研究

高祖纯[1]2003年在《岩溶地区高压帷幕灌浆试验研究》文中进行了进一步梳理岩体是由岩块及其裂隙组成的,对岩溶地区的岩体尚包括沿结构面发育而成的溶蚀孔、洞,一般来说,岩石的透水性很小,岩体的透水性主要决定于裂隙的渗透性大小。采用钻孔水泥灌浆封堵岩体中的缝隙而形成阻水帷幕,达到减少渗漏量和降低渗透压力的目的,是水利水电工程基础处理的重要手段之一。高压灌浆(即孔口封闭灌浆法)自乌江渡电站首次采用并取得成功后,在岩溶地区得到了迅速的推广,集累了十分丰富的实践经验。但由于岩溶地质条件的复杂性,且高压灌浆作为一项技术和工艺,在设计、施工、质量检验及效果评价等方面,仍然处在不断发展的过程中,正是基于以上两个方面的考虑,本课题结合响水河水库高压帷幕灌浆工程进行了大规模的试验研究,一方面指导帷幕灌浆的设计与施工,达到优化设计方案的目的;另一方面对试验资料进行分析研究,以期对同类工程有所助益。主要工作和结论如下:1、全面回顾了国内外岩溶地区水库防渗的现状和发展趋势。2、采取综合手段进行勘察论证,进一步查清各试验区的工程地质条件。3、岩溶地层属强透水岩体且具有较好的可灌性。岩体透水率与可灌性之间一般存在以下叁种组合关系:高单位吸水率与大吃浆量的组合,灌浆是必需的;低单位吸水率与小吃浆量的组合,没有必要灌浆;低单位吸水率与大吃浆量的组合,应进行灌浆处理,但应适当控制灌浆压力和耗浆量。4、针对浅表层岩体风化破碎严重易形成浆液大量流失的地段,提出了改进的孔口封闭灌浆法,即深部孔口封闭灌浆法,既可满足帷幕的施工质量要求,又减少了水泥的无益消耗,可产生明显的经济效益. 5、在总长为979.32m长的帷幕段中,初设批复方案的双排帷幕总长为879.32m,占帷幕总长的92%,根据灌浆试验研究成果优化设计后,双排帷幕长度减少至245.“m,仅占帷幕总长度的25%。钻孔密度也由原来的0.slm/mZ降至o.64n扩mZ,节约工程投资447.35万元。 6、单排帷幕的孔距在1.4一1.8m之间,双排帷幕的孔距以Zm为宜;灌浆压力在地表以下前叁段一般为1一1.SMpa,第四段以下按4一SMPa控制;对大部分孔段而言,开灌水灰比可定为2或1。 7、岩体单位吸水率与单位注入量之间普遍存在一定的相关关系,而岩体完势性指数及岩体波速与单位注入量之间不存在相关关系。 8、在利用岩体完整性指数评价高压帷幕灌浆效果时,采用本课题提出的“八级分档Kv值与定性划分岩体完整程度对应关系表”,灌浆后的岩体完整程度较灌前均提高了一个等级。同时用q《stu防渗标准所进行的检查孔压水试验合格率为100%。 9、对设置于深帷幕之间的灌浆平洞,为适应灌浆压力的要求,对平洞进行全断面衬砌及固结灌浆是必要的;对平洞底板即为帷幕顶界的灌浆平洞,若裸洞的稳定及安全均有保证,仅进行平洞底板硅衬砌(厚0.5一0.6m)已可满足高压灌浆要求,从而可以省去昂贵的平洞衬砌及固结灌浆费用。

刘叁虎[2]2004年在《岩溶地区帷幕灌浆研究》文中研究表明[摘要] 随着水利水电建设事业的发展,国内修建的大坝愈来愈多,地质条件良好的坝址,也越来越少,目前,许多大坝修建在岩溶发育的地区,在岩溶发育的岩石上筑坝,其基础处理、水库周边和库区渗漏通道的防渗处理都是极为重要的,同时处理的施工技术也是比较复杂的。岩溶地区帷幕灌浆作为灌浆技术中最复杂的一个分支,具有较深的研究价值。一方面国内及国外对在岩溶地区帷幕灌浆尚缺乏一定的研究,由于岩溶地区地质条件极其复杂,常规的灌浆往往不能奏效,采取合适的灌浆方法和措施是岩溶地区帷幕灌浆成功的关键,成功的解决岩溶地区的帷幕灌浆问题,将会对灌浆技术的发展起到极大的推动作用。另一方面,水力资源丰富的地区,大多处于石灰岩溶发育地区,要想保证成功地利用开发水力资源,首要的条件是必须解决好防渗帷幕灌浆工作。岩溶区帷幕灌浆的实质就是利用浆液充填各种节理裂隙、孔隙、孔洞和岩溶洞穴,形成连续的阻水帷幕,从而起到固结、粘合、防渗,提高承载强度和抗变形能力以及传递应力等的作用。灌浆理论是灌浆技术实践的指导与前提,反过来,成功的灌浆技术实施,又推动与发展了灌浆理论,两者相辅相成,缺一不可。只有不断地创新,灌浆理论与技术才会持续与时俱进。根据流变学观点,任何灌浆浆液基质均可用牛顿(Newton)体和宾汉姆(Bingham)体来描述,灌浆的实施就是这两者变化的组合与调节。岩溶区帷幕灌浆的机制主要包括渗透灌浆、压密灌浆及劈裂灌浆,即表现在浆液在裂缝内扩散、流动、填充、压密和加固补强的过程。所有这些,其关键在于该技术的适时因地控制。岩溶区帷幕灌浆是一个复杂的过程,它可能是上述叁种灌浆机理共同作用,也可能还有我们目前尚不清楚的作用机理。隆巴迪(G.Lombadi)公式给出了稳定浆液(宾汉姆体)的最大扩散半径、浆液的可灌入量、最大总上抬力的求解,对于在灌浆施工中对各参数的控制具有较大的参考价值。岩溶地区由于地质情况的复杂多变,对于不同岩层应采用不同工艺施工,因此钻灌设备要具有广泛的适用性、及操作灵活方便、外形尺寸小、重量轻等特点,根据工程实际,提出了几种适合于灌浆施工的机具设备,由于灌浆技术的发展,对自动化监控要求越来越高,因此本文详尽地介绍了广泛使用<WP=67>的叁参数自动记录仪的性能及使用情况。岩溶地区帷幕灌浆的施工工艺多采用小口径金钢石钻头钻进、孔口封闭、孔内循环、不冲洗、不待凝的高压水泥灌浆法,该工艺可满足各种防渗要求,能进行较高压力灌浆。解决了岩溶地层内孔分段下塞的困难,也简化了工艺,提高了灌浆质量。上段灌浆结束后,一般不待凝即开始下一段的钻灌,这不仅大大提高了钻灌效率并为实现钻灌连续作业创造了条件。本文较为全面地介绍了岩溶地区两个灌浆工程的实例,结合灌浆理论与工程实例,有针对性地研究了在地质条件复杂的石灰岩溶地区,灌浆压力、浆液水灰比选定、灌浆孔排距布置、灌浆结束及防渗标准等对灌浆施工的影响。本文认为采取灌浆压力越大,浆液在一定裂缝或孔隙系统里运行距离(即充填范围)就会越大。因此可以期望达到减少钻孔工程量,降低造价的目的。但使用的压力过大,就会使浆流串到不需要的地方,造成浪费,另外,高压力易使岩体遭受破坏,影响其上的建筑物。归根结底,是要为灌浆选定一个最适宜的压力。此压力,既要大到保证使地层空隙得到更充分的灌注、又要不致给地层带来不利影响。正确选定浆液水灰比比级,是保证岩溶地区灌浆质量重要的一环。也直接影响着灌浆施工工效,根据不同的岩性与地质构造情况,正确选择浆液水灰比的比级。在强溶蚀地层,不宜灌注过多稀浆,反之,在细小裂隙较多的地层,应选取稀浆较多的比级灌注,否则将影响帷幕质量。在岩溶地区及其它可能存在大型通道的地区,灌浆帷幕的深度、范围、排距及孔距必须根据现场的情况进行确定。上述几点设计得是否恰当,将在较大程度上影响帷幕造价。通过在现场做灌浆试验,经过分析从中找出合理的灌浆帷幕的深度、范围、排距及孔距是十分有必要的。对于岩溶地区灌浆的结束标准和防渗标准与国际上相比,我国的一直较为严格。这些过高的要求往往会造成很多不必要的浪费。本文对岩溶地区帷幕灌浆过程中易出现的特殊情况,如对中断、串孔、冒浆问题的处理、特大吃浆量的灌浆方法、特大漏水通道的灌注方法、有承压水条件下的灌浆提出了自己的方法和见解。并指出了岩溶地区帷幕灌浆需要注意和有待研究的问题。希望借此文能探索出一条适合于岩溶地区帷幕灌浆的方法,并能对今后岩溶地区帷幕灌浆的设计与施工提供一点帮助。

黄静美[3]2006年在《岩溶地区水库渗漏问题及坝基防渗措施研究》文中研究说明随着水利水电建设事业的发展,国内修建的大坝愈来愈多,地质条件良好的坝址,也越来越少,目前,许多大坝修建在岩溶发育的地区,在岩溶发育的岩基上筑坝,其基础处理、水库周边和库区渗漏通道的防渗处理极为重要,同时处理的施工技术也比较复杂。论文以隘口水库工程为研究背景,对岩溶地区的库区渗漏问题进行了综述性分析,主要取得了以下研究成果:1.库区水向外渗漏一般有两种途径,即库区渗漏和坝区渗漏。无论那种渗漏形式,都存在特定的地质条件;在岩溶发育地区,库区渗漏量主要与岩溶的发育性态有关。2.从库区渗漏的处理措施来看,主要包括:(1)柔毡铺盖防渗;(2)混凝土铺盖防渗;(3)水泥砂浆砌块石勾缝防渗;(4)对溶洞进行水泥灌浆和水泥冲砂灌;(5)混凝土截水墙;(6)防渗帷幕灌浆等6种方法,结合隘口水库工程条件分析,防渗帷幕灌灌浆法是比较适宜的一种方法。3.通过隘口水库工程的灌浆的现场试验表明,实施固结和帷幕灌浆作业后,坝基的防渗性能得到了有效改善;同时,也为隘口水库防渗工程的实施提供了重要参数,包括:单位耗灰量及帷幕厚度和灌浆孔排数;灌浆孔的布置和施工程序;孔距、排距、孔向及孔深;灌浆材料及浆液浓度;灌浆压力等。岩溶地区的库区渗漏问题一直是水利工程中的热点和难点问题,具有重大的现实意义和理论价值,有着广阔的应用前景。本论文的研究成果已在重庆隘口水库工程中得到了直接应用,为实际工程和类似工程的设计、施工及管理提供了直接的理论参考和指导作用。

王聪[4]2016年在《帷幕灌浆技术在大藤峡水电站导流围堰工程中的应用研究》文中指出随着在能源方面的需求增大,我国在喀斯特地区建设的水利水电工程越来越多,这些地区往往有着复杂的工程地质条件,渗漏问题严重。帷幕灌浆技术广泛用于传统的加固处理、防渗工程,随着将其引入水电水利工程中,其施工技术得到了长足的发展,针对岩溶地区的施工方法、施工参数等的研究也越来越多,但有时由于各个地域的地层的特殊性、工程条件、技术水平的限制,导致许多工程施工的完成只能借助于相似工程的经验。对于岩溶地区的帷幕灌浆技术在施工时虽然有常规灌浆技术参考,但是其整体仍处于探索总结阶段。因此,岩溶地区的帷幕灌浆作为一个逐渐形成的技术和工艺、学科,在设计、施工、质量检验及效果评价等方面,仍然处在不断发展的过程中。不同灌浆的工艺、参数的选择对完成工程、达到设计防渗目的、完成工程的成本有着至关重要的影响。本文依托于大藤峡水电站防渗帷幕工程,对大藤峡地区的帷幕灌浆技术进行了研究,期望对同类工程有所助益。主要工作和结论如下:1、总结回顾了国内外岩溶地区水库防渗的现状和发展趋势。2、对灌浆技术和灌浆理论进行了总结,分析得到帷幕灌浆施工工艺、参数选择等的方式。3、根据大藤峡水利枢纽实际的工程地质情况对其帷幕灌浆工程进行了研究,研究了大直径钻灌施工工艺和分段灌注工艺,并对其进行了对比分析,从工程的复杂程度,施工效率等方面进行综合考虑,其结论为分段灌浆的方法更适合该地区。4、针对工程中的施工参数对大藤峡水电站的导流工程的帷幕灌浆工程进行了FLAC3D的数值模拟,研究灌浆压力、水灰比、地层孔隙度,对灌浆工艺的影响。5、结合模拟灌浆量与实际灌浆量对钻孔进行分析得出一定区域内的地层溶洞体积。

唐平[5]2010年在《深孔帷幕灌浆技术参数研究》文中提出矿区地下水治理是开采深埋矿体的关键和难点所在,与传统的地表疏干排水方法相比,帷幕灌浆堵水防渗技术既能较好的保护地下水资源和水环境,又能大幅度降低工程造价,使矿山做到安全、经济和环保开采。故随着我国矿产资源开采步伐的不断加快,帷幕灌浆技术在深部矿山堵水防渗中的应用也越来越多。灌浆技术参数是帷幕灌浆技术的核心,是防渗帷幕能否发挥其堵水防渗作用的关键。理想的帷幕灌浆参数既可使地下防渗幕墙满足防渗要求,又能节省工程造价、保护水资源和水环境。因此,从质量安全、工程经济的角度,确定合适的、合理的灌浆参数对深部矿山堵水防渗工程而言具有十分显着的现实意义,而研究灌浆参数的确定、验证及优化方法对深孔帷幕灌浆技术的发展则具有非常重要的理论价值。本文以在建的“亚洲第一帷幕”中关铁矿帷幕灌浆工程为例,选取灌浆压力和扩散半径两个主控参数为研究对象,以中关铁矿灌浆试验为基础,结合理论计算、经验计算和数值模拟结果,对深孔帷幕灌浆参数的确定、验证及优化方法进行了研究。在对帷幕灌浆的发展及现状进行了回顾之后,本文总结、分析了灌浆参数在理论、试验和数值模拟等方面的研究现状与存在的不足,由此创造性提出确定深孔帷幕灌浆最优参数的“1+3综合法”,并拟从灌浆试验、理论计算、经验计算和数值模拟四个方面对灌浆压力和扩散半径(孔距)等主控参数的确定、验证和优化进行较深入的分析与研究。根据上述研究思路,本文接着对灌浆压力的组成、计算和选择标准等进行了讨论和分析,对浆液扩散半径的确定标准、理论和经验计算公式进行较深入分析和研究,并得到改进后的扩展隆巴迪公式。接着,以中关铁矿两次帷幕灌浆试验为研究主体,对灌浆试验效果及两个主控参数值进行了研究。在灌浆效果分析之后,对灌浆经验压力、控制压力、设计压力和实际压力等进行了详细讨论、分析,得出了深孔帷幕灌浆压力值的确定方法与思路;并据灌浆效果得出两次灌浆试验的浆液扩散半径值(灌浆孔距)仍偏于保守的结论。介于此,本文利用(扩展)隆巴迪公式、经验公式对两次灌浆所得的灌浆压力和扩散半径值进行了验证,并综合考虑、分析试验值与验证值,最终得出了浆液扩散半径(孔距)的优化建议值。并运用数值模拟方法对灌浆试验过程的灌浆压力和浆液扩散情况进行了模拟,对灌浆试验结果进行了补充验证。本文最终达到了两个预期研究目的:第一,给出了中关铁矿帷幕灌浆工程的灌浆主控参数优化值(灌浆压力与扩散半径)建议取值范围;第二,证实了采用“1+3综合法”来确定、验证及优化灌浆压力、扩散半径等深孔帷幕灌浆参数是可行的。

高祖纯[6]2004年在《响水河水库高压帷幕灌浆试验研究综述》文中研究指明响水河水库系岩溶地区严重渗漏的已建水库,在对其进行除险加固时,专题进行了高压帷幕灌浆试验研究,此文对试验研究成果作了系统介绍。

谢仕求[7]2005年在《洪家渡水电站K40溶洞防渗帷幕灌浆技术研究及灌浆效果分析》文中进行了进一步梳理防渗灌浆是为了增强各种基础抗渗能力而被广泛采用的一种地基处理方法,它是在具有合理孔距的成排钻孔中,注入浆液,使各孔中灌浆体相互搭接以形成一道类似帷幕的混凝土防渗墙,以此截断基础渗流,从而达到防渗堵漏的目的。因此,工程上又称其为帷幕灌浆。 岩溶地区特别是岩溶强烈发育的地区,岩体透水性极强,在这种地区修库建坝,必须有完整而可靠的防渗设施,才能保证大坝的施工安全与可靠运转。在岩溶发育的基岩上进行水工建设,大坝基岩、水库周边和库区渗漏通道的处理都极为重要,同时处理的施工技术也比较复杂。帷幕灌浆技术就是水工建筑岩体处理中常用而重要的一种工程措施。 本文以洪家渡水电站K40溶洞的防渗处理工程技术为研究对象。首先总结介绍了岩溶地区防渗帷幕灌浆技术的灌浆理论、岩溶地区防渗帷幕灌浆的特点、岩溶地区设置防渗帷幕应遵循的原则、岩溶地区帷幕灌浆技术的特点以及特殊地段的处理方法;其次基于对K40溶洞地质条件的研究,对适合于K40溶洞处理的帷幕灌浆技术参数包括灌浆孔设计、灌浆压力、灌浆段长、灌浆材料及配比、特殊情况的处理、灌浆结束标准及封孔,以及灌浆施工的灌浆方法和工艺流程;再次研究了K40溶洞的回填方法和施工技术;最后,对帷幕灌浆处理的灌浆资料进行了分析,对帷幕灌浆处理的效果进行了检查和分析,对灌浆质量进行了评价,结果证明研究所得到的灌浆技术方案和溶洞回填处理方案完全适合工程技术要求。

张邦仞, 康彦仁[8]2002年在《高压灌浆技术在云南五里冲水库的应用》文中提出五里冲水库库区地质结构复杂 ,岩溶极其发育 ,不仅断裂多 ,溶塌体规模大 ,而且五里冲地下河还从北至南贯穿整个库区 ,成为水库的主要渗漏介质 .因此 ,防渗帷幕的浇筑及其防渗性能的好坏 ,将是决定水库成败的关键。在学习了我国乌江渡电站成功的使用高压灌浆技术基础上 ,用 4~ 6 MPa压力的高压灌浆技术 ,建造了高 2 6 0 m,长 1333m,面积达 2 6 .2万 m2 ,钻孔总深 2 1万 m多的防渗帷幕 ,并处理好了帷幕线上宽 31~ 4 7m,高 90 m,面积 32 0 0 m2 散体结构的溶塌堆积体 ,从而保证了水库顺利建成 ,并发挥了显着的效益。

李运红[9]2017年在《高压帷幕灌浆施工技术在矿区地下水防漏中的应用研究》文中研究说明在我国进行矿产的开采和施工过程中,工程项目的地质情况对施工具有一定的要求,需要积极进行科学合适的施工工艺的选择,并且需要注意积极进行合理施工技术的选择。只有通过合适的施工技术,才能达到矿区开采过程中防渗使用的具体需求。本文通过某矿区开采地下水过程中防渗的具体实例,研究和分析帷幕灌浆施工技术在矿区的地下水防漏过程中的具体应用情况,希望可以给技术人员部分参考。

杨大伟, 卢超, 安凯军, 李浩[10]2013年在《岩溶地区坝基帷幕灌浆浅析》文中提出本文介绍了岩溶地区帷幕灌浆的施工原则、特点、施工技术及特殊地段处理,结合岸堤水库工程实例,浅谈此类地区帷幕灌浆施工的处理措施及经验。

参考文献:

[1]. 岩溶地区高压帷幕灌浆试验研究[D]. 高祖纯. 四川大学. 2003

[2]. 岩溶地区帷幕灌浆研究[D]. 刘叁虎. 吉林大学. 2004

[3]. 岩溶地区水库渗漏问题及坝基防渗措施研究[D]. 黄静美. 四川大学. 2006

[4]. 帷幕灌浆技术在大藤峡水电站导流围堰工程中的应用研究[D]. 王聪. 吉林大学. 2016

[5]. 深孔帷幕灌浆技术参数研究[D]. 唐平. 中国地质大学. 2010

[6]. 响水河水库高压帷幕灌浆试验研究综述[J]. 高祖纯. 云南水力发电. 2004

[7]. 洪家渡水电站K40溶洞防渗帷幕灌浆技术研究及灌浆效果分析[D]. 谢仕求. 中南大学. 2005

[8]. 高压灌浆技术在云南五里冲水库的应用[J]. 张邦仞, 康彦仁. 中国岩溶. 2002

[9]. 高压帷幕灌浆施工技术在矿区地下水防漏中的应用研究[J]. 李运红. 世界有色金属. 2017

[10]. 岩溶地区坝基帷幕灌浆浅析[C]. 杨大伟, 卢超, 安凯军, 李浩. 2013水利水电地基与基础工程技术——中国水利学会地基与基础工程专业委员会第12次全国学术会议论文集. 2013

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岩溶地区高压帷幕灌浆试验研究
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