双液灌浆在斜卡水电站帷幕灌浆中应用

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1、双液灌浆在斜卡水电站帷幕灌浆中应用　　【摘要】双液灌浆以其减少浆液凝结时间及控制浆液扩散范围的性能，在斜卡水电站高寒地区宽大、贯通裂隙控制灌浆得到应用，效果明显，通过室内试验进行掺和比例比选，在现场对施工工艺进行改进、优化，最终得到应用及推广，并取得理想效果。【关键词】斜卡水电站高寒地区宽大贯通裂隙双液灌浆应用1前言斜卡水电站地质条件复杂，尤其是右岸浅部贯通性裂隙极其发育，辅助帷幕耗浆量大、复灌次数多，考虑帷幕幕体耐久性，设计不允许采用水玻璃灌浆。为解决浆液凝结时间长，扩散过远的问题，通过现场探索与试验，对速凝剂进行

2、比选，对灌浆施工工艺进行优化，最终确定采用速凝剂（2#外加剂）溶液与在孔口段喷射，与水泥浆液混合的双液灌注法，解决了浆液凝结时间与可泵时间等矛盾，浆液扩散范围得以有效控制，在斜卡电站高寒地区宽大、贯通裂隙辅助帷幕控制灌浆应用中取得理想效果。2概述7斜卡水电站位于四川省甘孜州九龙县境内，是九龙河左岸支流踏卡河上规划的龙头水库电站。电站地处高寒地区，海拨3100多米，最低气温达到-15.6℃。坝址所在区域地质条件复杂，岩体卸荷强烈，强卸荷带内裂隙多张开；多因素组合导致右岸岩体卸荷后出现了不同程度的松驰、滑移、拉裂，并在局

3、部表浅部发生了溃曲现象。针对复杂的地质条件和宽大贯通裂隙灌浆的特性，通过现场帷幕灌浆试验，设计确定采用“辅助帷幕+主、副帷幕”的布孔方式，先采用低压力、限量灌注等控制性灌浆措施，进行边排辅助帷幕的施工，待形成相对封闭区域后，再采用较高压力的普通水泥灌浆进行主体帷幕施工，以起到围挤压的挤密作用，确保幕体质量。3施工中存在的问题（1）地质条件复杂：斜卡水电站地质条件复杂，贯通性裂隙极其发育，特别是大坝右岸30～70m属于崩积坡、堆石体，贯通性裂隙极其发育，辅助帷幕孔灌注过程中，耗浆量大、复灌次数多；浆液扩散过远，造成不必

4、要的浪费。（2）环境温度低：电站地处雪域高原，冬季环境温度低，最低温度达到-15.6℃，昼夜温差大，普通水泥浆液凝结时间长，0.5：1浓浆凝结时间16～20h以上，大耗浆量孔段复灌次数多，反复复灌待凝造成人员设备闲置，施工进度缓慢。4室内实验成果7通过在水泥浆液中掺加多种速凝剂的室内对比试验，选取适合高寒、复杂地层帷幕灌浆施工及便于现场操作的2#外加剂，利用2#外加剂的速凝作用，解决凝结时间长及浆液扩散过远的问题，同时，利用2#外加剂与水泥混合后浆液的粘度时变性，使得可泵时间延长。根据2#外加剂与水泥浆液凝结试验成果

5、，结合现场施工工艺流程分析，选取两组适便于现场实施的混合比例1.5%、2.0%。4.1凝结时间在相同养护条件下，2#外加剂掺加越大凝结时间越短，且初凝时间与终凝时间间隔越短。（见表1）4.2抗压强度委托成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室进行浆液抗压强度检测，结果如表2：与同比级普通水泥浆液相比，双液结石3d、7d、28d抗压强度均提高10%以上。4.3粘度（1）采用2#外加剂掺加比例为1.5%时，浆液立即变稀，初始流动性好于普通水泥浆液，10～13min后浆液粘度增大，13～15min即可成为膏状，

6、15～18min失去流动性，18～20min达到初凝状态。7（2）采用2#外加剂掺加比例为2%时，初始流动性好于普通水泥浆液，3～5min后浆液粘度增大，5～8min即可成为膏状，8～10min失去流动性，10～15min达到初凝状态。掺加2#外加剂后的混合浆液，初始流动性较好，增加初期浆液的可灌性，中期为膏状体，后期强度迅速提高为塑性体硬塑性体的特点，适合宽大、贯通裂隙的控制性灌浆。5现场施工工艺改进与优化双液灌浆法仅适合控制灌浆，双液灌浆前均按照技术要求逐级进行一次普通水泥浆液灌注，根据普通水泥浆液浓浆灌注情况决

7、定是否进行双液灌浆。当普通浆液浓浆灌注时无返浆或灌浆压力小、流量大的孔段，达到设计待凝条件后，直接采用双液进行灌注，双液灌浆采用浓浆（0.5：1浆液）纯压式进行。5.1灌浆方式灌浆采用纯压式、孔内混合双液灌浆法，利用两台灌浆泵，按照预先设定的比例，一台灌注纯水泥浆液，一台灌注外加剂溶液，使得两种浆液在孔内混合，通过对常规双液灌浆塞进行改进，利用水泥浆液与外加剂单独搅拌及高喷中定喷的原理，解决外加剂与水泥浆液混合不均匀的问题，改进后的双液灌浆塞如下图2所示。5.2外加剂溶液配制双液灌浆灌注时需要将外加剂配制成溶液后，才

8、能投入使用。2#外加剂溶液按照水：外加剂为9：1进行配制。待搅拌均匀后即可投入使用。75.3双液灌浆流量控制（1）2#外加剂掺量的不同，将对浆液的凝结时间造成严重的影响，因此灌浆过程中应严格控制灌浆流量。（2）采用2#外加剂掺加比例为2.0%时，水泥浆液的流量：2#外加剂的流量=28：6。5.4变浆原则（1）采用双液灌浆时首先采用2#外加剂掺加