一种大坝基础互层岩体区域的加固方法与流程

本发明涉及大坝基础加固技术领域，特别是涉及一种大坝基础互层岩体区域的加固方法。

背景技术：

作为大坝基础岩体，需具有足够的强度、足够的整体性和均一性、足够的防渗性和耐久性，尤其是工程高坝工程。但一般大坝基础天然岩石常遇到软弱、破碎、多裂隙、节理发育、渗透性大等地质缺陷，使坝基岩体完整性降低，并可能产生不均匀沉陷、滑动和渗透变形，影响大坝的安全稳定，需要采取措施进行相应处理，以改善岩体的各项性能，使之适应筑坝工程的需要。固结灌浆对破碎、多裂隙的岩石经有着较好的加固处理效果，可以增强岩石的均质性，减少不均匀沉陷，岩石透水性也大为降低，越来越多地用在对大坝重要受力部位加固处理。目前，固结对大坝基础的互层岩体区固结灌浆施工采用的浆液为化学浆液，化学浆液的材料和浆液配比工艺复杂，浆材成本较高，而且化学浆液在灌浆过程中可能会过量流失，造成大坝基础加固处理工程造价大幅提高，大坝基础互层岩体区域的加固成本高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低的大坝基础互层岩体区域的加固方法。

本发明解决其技术问题所采用的一种大坝基础互层岩体区域的加固方法，所述互层岩体区域从上到下包括多层软弱岩体层、多层ⅲ级岩体层和多层ⅱ级岩体层，包括如下步骤：

a、对互层岩体区域中各岩体层的分布情况以及岩体性状进行检测并确认；

b、采用灌浆施工分别对互层岩体区域中的各岩体层进行加固，其中，对ⅲ级岩体层和ⅱ级岩体层采用的浆液为水泥浆液，对软弱岩体层采用的浆液为化学浆液。

进一步的是，在步骤a中，通过先导孔钻孔施工得到各岩体层的岩粉颜色、返水颜色，通过检测后确定各岩体层的分布情况以及岩体性状。

进一步的是，互层岩体区域从上到下依次为ⅲ级岩体层、软弱岩体层、ⅲ级岩体层、软弱岩体层、ⅱ级岩体层、软弱岩体层、ⅱ级岩体层。

进一步的是，在步骤a之后，步骤b之前，根据得到的各岩体层岩体性状，通过现场试验确定各岩体层的浆液品种及其浆液品种的配比和浓度。

进一步的是，在步骤b中，通过灌浆设备进行灌浆施工，灌浆施工的方式为自上而下分段钻灌或者一次成孔、自下而上分段灌浆。

进一步的是，在步骤b中，对ⅲ级岩体层和ⅱ级岩体层采用循环式灌浆的方式，对软弱岩体层采用纯压式灌浆的方式。

本发明的有益效果是：通过先将互层岩体区域中各岩体层的分布情况以及岩体性状进行检测并确认，从而得到各岩体层的分布情况以及岩体性状，然后采用灌浆施工分别对互层岩体区域中的各岩体层进行加固，对性状相对较好的ⅲ级岩体层和ⅱ级岩体层采用的浆液为水泥浆液，对性状相对较差的软弱岩体层采用的浆液为化学浆液，水泥浆液的制造成本和制造难度比化学浆液的制造成本和制造难度低很多，可以显著降低大坝基础互层岩体区域的加固成本，而且，软弱岩体层是夹在ⅲ级岩体层或者ⅱ级岩体层之间，本发明通过分岩体层、分部位、分孔段和及时变换浆液的方式，能够有效控制化学浆液扩散过远、过量流失，进一步降低成本，也确保了不同性状的岩体层裂隙得到不同浆液的充分灌注，提高了大坝基础的整体性和均匀性，提高了地基抗变形能力，确保了灌浆质量。

附图说明

图1是本发明施工示意图；

图中零部件、部位及编号：ⅲ级岩体层1、ⅱ级岩体层2、软弱岩体层3、固结灌浆洞4、灌浆孔5。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明一种大坝基础互层岩体区域的加固方法，所述互层岩体区域从上到下包括多层软弱岩体层3、多层ⅲ级岩体层1和多层ⅱ级岩体层2，如图1所示，互层岩体区域从上到下为ⅲ级岩体层1、软弱岩体层3、ⅲ级岩体层1、软弱岩体层3、ⅱ级岩体层2、软弱岩体层3、ⅱ级岩体层2，软弱岩体层3夹在ⅲ级岩体层1或者ⅱ级岩体层2之间，包括如下步骤：

a、对互层岩体区域中各岩体层的分布情况以及岩体性状进行检测并确认；

b、采用灌浆施工分别对互层岩体区域中的各岩体层进行加固，其中，对ⅲ级岩体层和ⅱ级岩体层采用的浆液为水泥浆液，对软弱岩体层采用的浆液为化学浆液，化学浆液为环氧树脂浆液等。

在步骤a中，通过先导孔钻孔施工得到各岩体层的岩粉颜色、返水颜色，通过检测后确定各岩体层的分布情况以及岩体性状，各岩体层的分布情况包括具体的分布位置和分布范围。为了提高大坝基础的加固效果，在步骤a之后，步骤b之前，根据得到的各岩体层岩体性状，通过现场试验确定各岩体层的浆液品种及其浆液品种的配比和浓度。

在步骤b中，通过灌浆设备进行灌浆施工，灌浆施工的方式可以为自上而下分段钻灌或者一次成孔、自下而上分段灌浆，根据现场情况选择。通过大量实践和试验得出，对ⅲ级岩体层1和ⅱ级岩体层2采用水泥浆液，灌浆施工采用循环式灌浆的方式的效果好，对软弱岩体层采用化学浆液，灌浆施工采用纯压式灌浆的方式效果好。

下面以某一大坝基础的互层岩体区域的加固为例进行具体说明。

再如图1所示，首先在该大坝基础的互层岩体区域的顶部设置固结灌浆洞4，然后再通过先导孔钻孔施工得到各岩体层的岩粉颜色、返水颜色，根据各岩体层的岩粉颜色、返水颜色确认出各岩体层的分布情况以及岩体性状，该大坝互层岩体区域从上到下为ⅲ级岩体层1、软弱岩体层3、ⅲ级岩体层1、软弱岩体层3、ⅱ级岩体层2、软弱岩体层3、ⅱ级岩体层2，软弱岩体层3夹在ⅲ级岩体层1或者ⅱ级岩体层2之间，然后对灌浆孔5的钻孔深度及水泥浆液灌浆段和化学浆液灌浆段的长度进行相应明确，最后采用自上而下分段钻灌的方式进行灌浆施工，首先采用水泥浆液对最上部的ⅲ级岩体层1进行灌浆加固，灌浆压力及施工工艺参照灌浆施工技术要求和相关规范，待水泥浆液胶凝后再钻灌该ⅲ级岩体层1下部的软弱岩体层3，该软弱岩体层3采用化学浆液进行灌浆加固，上一层岩体层的浆液胶凝后胶凝后再钻灌下一层岩体层，直至最下层的ⅱ级岩体层2首先采用水泥浆液对最上部的ⅲ级岩体层1进行灌浆加固，从而完成该大坝基础互层岩体区域的加固施工。通过检测，加固后的大坝基础互层岩体区域岩体整体性和均匀性得到了有效改善，ⅲ级岩体层1和ⅱ级岩体层2声波波速基本达4600m/s左右，透水率小于3lu，软弱岩体层3的声波波速灌后比加固前岩体平均波速提高4％-15％，透水率小于1lu，整个大坝基础互层岩体区域岩体的完整性及耐久性有明显改善。

可见，本发明对性状相对较好的ⅲ级岩体层1和ⅱ级岩体层2采用的浆液为水泥浆液，对性状相对较差的软弱岩体层3采用的浆液为化学浆液，水泥浆液的制造成本和制造难度比化学浆液的制造成本和制造难度低很多，可以显著降低大坝基础互层岩体区域的加固成本，而且，软弱岩体层3是夹在ⅲ级岩体层1或者ⅱ级岩体层2之间，本发明通过分岩体层、分部位、分孔段和及时变换浆液的方式，能够有效控制化学浆液扩散过远、过量流失，进一步降低成本，也确保了不同性状的岩体层裂隙得到不同浆液的充分灌注，提高了大坝基础的整体性和均匀性，提高了地基抗变形能力，确保了灌浆质量。

技术特征：

技术总结
本发明公开涉及大坝基础加固技术领域，特别是涉及一种大坝基础互层岩体区域的加固方法。所述互层岩体区域从上到下包括多层软弱岩体层、多层Ⅲ级岩体层和多层Ⅱ级岩体层，包括如下步骤：a、对互层岩体区域中各岩体层的分布情况以及岩体性状进行检测并确认；b、采用灌浆施工分别对互层岩体区域中的各岩体层进行加固，其中，对Ⅲ级岩体层和Ⅱ级岩体层采用的浆液为水泥浆液，对软弱岩体层采用的浆液为化学浆液。水泥浆液的制造成本和制造难度比化学浆液的制造成本和制造难度低很多，可以显著降低大坝基础互层岩体区域的加固成本。

技术研发人员：祝海霞;周钟;潘晓红
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2018.11.23
技术公布日：2019.03.22