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坝基防渗与灌浆技术:实现安全合理灌浆帷幕

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:现在还需进一步指出,仅仅依靠此种设计,还不能保证所做帷幕是既安全、又最经济合理。要达到基本掌握,只有待工程正式开工,经过对地表覆盖物的清除,坝基和各种洞室的开挖,初期灌浆孔的施工等之后,才有可能。然后对帷幕作出相应的修正。我们所希望的是既安全,又经济合理的帷幕。运行情况良好的帷幕,说明是安全的,但不一定是经济合理的。

坝基防渗与灌浆技术:实现安全合理灌浆帷幕

前面我们逐一讨论了灌浆帷幕中几个重要参数的设计原则。现在还需进一步指出,仅仅依靠此种设计,还不能保证所做帷幕是既安全、又最经济合理。原因有二:

其一,在设计阶段对地质情况还不能作到完全了解。要达到基本掌握,只有待工程正式开工,经过对地表覆盖物的清除,坝基和各种洞室的开挖,初期灌浆孔的施工等之后,才有可能。因此,应将初期施工阶段视为是整个地质勘查工作中一个最重要、最全面、最深入的阶段,应将在该阶段所获得的各项成果,与先前的某些推测或假设作对照和参考。然后对帷幕作出相应的修正。

其二,当前所实行的灌浆帷幕设计办法,所依靠的是偏重于传统习惯加经验判断,而缺乏合理、可靠的科学方法。这样做的设计,难免偏于保守,或偏于冒险,不容易是恰如其分的。我们所希望的是既安全,又经济合理的帷幕。运行情况良好的帷幕,说明是安全的,但不一定是经济合理的。

总之,不应当把预先对于灌浆孔排数、孔距、深度、范围,乃至防渗标准的制定,视为绝对可靠的,不可改变的,而应根据新的发现随时加以修正。

一个既安全,又经济合理的帷幕,大致应是这样一种帷幕:它是按照坝的不同部位、不同地质情况,不同的需要,用量体裁衣方法做成的“合体衣”,它的外形常常是长短不齐,疏密不均,薄厚不等,或是断断续续的;它的防渗标准也是各处不同的。要接近这样一种理想,必须实行一种与过去不同的特殊的设计与施工程序。

作者建议:凡是重要一些的工程,不论其原先揭露的地质条件如何,都要设计预留下可做帷幕灌浆和排水的场地条件,如廊道、隧洞等。其帷幕灌浆是否进行和如何进行,不要一开始就完全定死,而要待到经过初期施工,对地质情况进一步摸清之后,在逐步施工、逐步蓄水考验的过程中陆续确定。为此,可以采取以下的程序和办法:(www.xing528.com)

(1)在蓄水以前,只对那些经过进一步调查确认为地质条件较差,透水性普遍大于10Lu的地段先安排灌浆。这种灌浆,先按:高坝3~5Lu,中低坝8~10Lu的防渗标准进行控制;能用1.5~3.0m孔距一排孔达到上述标准的,就尽量采取一排孔,否则至多加至三排孔;帷幕深度(主孔)只做到坝高的0.3倍(岩溶及复杂地层除外)。此种灌浆完成后,就在下游有可能成为另一排灌浆孔的位置上,按灌浆孔方向钻设临时排水孔。然后就试行蓄水,在临时排水孔上观测渗流量和扬压力。如果渗流量和扬压力两项指标到满库时也能满足标准或可以允许,就可认为所做灌浆已能满足需要,否则再作补充灌浆。在补充灌浆中,再达到通常采用的甚至更高的防渗标准与深度。补充灌浆,可考虑在原灌浆孔排上如密,也可将临时排水孔改作灌浆孔用,另做新的排水孔。

(2)对那些不可能产生很大渗漏量的地段(透水性有80%以上的孔段小于10Lu),蓄水前不要先做全面灌浆,而是先在预定的帷幕线上,按2~3m的孔距钻出一排孔,在此孔上做压水试验,只对个别透水性大于10Lu的孔段进行灌浆,最后将这些孔不封,留作临时排水孔和观测孔用。蓄水后进行观测,若一切都在允许范围内,就将此作为正规处理,否则再作补充灌浆。

(3)无论是蓄水以前的灌浆,还是以后的补灌,都应按逐步加密法进行。即先做孔距较大的Ⅰ序孔,再在中间插入Ⅱ、Ⅲ等序孔。后序孔是否补插,主要根据前序孔的吸水率和注灰量来决定,以达到一个令人满意的程度为止。

采取以上做法,基于以下认识:岩基混凝土坝的安全主要取决于坝基和岩体内的扬压力或孔隙水压力高低,而与渗流量的大小关系不大。以往的大量实践经验表明,有一道设计和施工合理的排水孔,就足可使扬压力或孔隙水压力降到安全程度以下:只要对透水性大于10Lu的部位做了重点灌浆,蓄水后就一般不会造成大量的渗漏损失,也不致会给排水带来过量的负担。因此,以后发生大量补充灌浆的情况将会很少。

有人担心,若一旦需要补充灌浆,怕在蓄水条件下灌浆效果不好,并且会带来许多麻烦问题。据推测,在蓄水条件下,坝下游部位的基岩将被压实,上游部位若由于受拉将会松弛,甚至产生一些新的裂缝,这时灌浆能取得更好的效果。事实上,在蓄水条件下灌浆取得成功的例子,在国内外都可找到很多。在岩溶地区,试蓄水后能够较容易地找到较大岩溶通道的位置,有时利用较少的钻孔灌浆就可基本解决渗漏问题,从而能将不必要的钻孔灌浆都省下来。南斯拉夫专家组[1]曾介绍过这方面的经验。我国湖南省肖家山水库、方元水库也有这方面的经验。

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