[发明专利]一种混凝土高坝全坝无仓面固结灌浆方法和结构

说明书

本发明涉及一种混凝土高坝全坝无仓面固结灌浆方法和结构。本发明采用“由表及里”的固结灌浆方法，首先通过封闭表面裂隙为浅层岩体灌浆提供封闭条件，防止灌浆过程中发生外漏问题影响灌浆效果，并最大程度保证浆液扩散范围；然后通过加密浅层灌浆孔，使得相邻孔间裂隙能够被浆液完全填充；最后利用浅层岩体的盖重作用，对深部岩体采用相对较高的灌浆压力，加大浆液的扩散范围，保证了坝基固结灌浆质量。仅存在局部浅表层岩体爆破裂隙需要进一步处理，可采用少量浅引管灌浆孔进行处理，浅表层岩体灌浆质量更有保证。此外，对于两岸建基面坡度大于50°的坝段，可结合接触灌浆管路作为引管管路，不需要布置专门的引管管路，大幅降低了施工难度。

技术领域

本发明涉及水工建筑物基础处理领域，尤其是涉及一种混凝土高坝全坝无仓面固结灌浆方法和结构。

背景技术

混凝土重力坝和拱坝按其坝高分为低坝、中坝和高坝。其中重力坝坝高30m以下为低坝，30m～70m为中坝，70m以上为高坝；拱坝坝高50m以下为低坝，50m～100m为中坝，100m以上为高坝。

混凝土高坝承受的水荷载相当大，其坝基稳定关系着大坝长期运行安全，混凝土高坝坝基应具有足够的耐压性和一定程度的均质性。但天然岩石坝基不可避免的存在软弱、破碎、多裂隙、节理发育等地质条件较差的地质条件，一般常用固结灌浆的方法进行处理。固结灌浆一般以水泥为材料，利用灌浆泵通过钻孔或埋管的方法把水泥浆液压送到岩体裂隙中，以提高岩体的整体性和抗变形能力。目前混凝土高坝坝基固结灌浆常用的方法有4种，分别为混凝土盖重钻孔固结灌浆(以下简称“有盖重灌浆”)、无混凝土盖重固结灌浆(以下简称“无盖重灌浆”)、有混凝土盖重引管灌浆(以下简称“引管灌浆”)、深部利用岩体盖重+引管灌浆等4种方法，分别存在以下问题：

(1)“有盖重灌浆方法”占压混凝土浇筑仓面，与大坝混凝土浇筑干扰大。“有盖重灌浆方法”是指在坝体混凝土浇筑一定高度后，在混凝土仓面上钻孔进行固结灌浆，其优点是能够利用混凝土盖重对表层裂隙进行封闭，能适当提高灌固结浆压力，灌浆效果有保证；但其缺点需要占压大坝混凝土浇筑仓面，不仅占用坝体混凝土浇筑的直线工期，而且可能因仓面长间歇造成坝体混凝土开裂，此外，钻孔时容易打断坝体中的冷却水管等预埋件，影响坝体混凝土通水冷却效果。

(2)“无盖重灌浆方法”仅适用于地质条件较好的坝段，灌浆效果难以保证。“无盖重灌浆方法”是在岩基面上直接进行钻孔灌浆作业，其工作先于混凝土浇筑，不会对混凝土浇筑产生干扰。但是，无盖重固结灌浆也有其自身的弱点，一般仅适用于岩体条件较好的坝段。由于没有混凝土盖重的作用，灌浆过程中经常出现从建基面裂隙漏浆的问题，导致灌浆压力难以提升至设计压力，灌浆效果往往不能令人满意。

(3)“引管灌浆方法”施工相对复杂，灌浆效果相对较差。“引管灌浆方法”是在建基面钻孔并埋设灌浆管路引至混凝土仓外，待混凝土浇筑至一定高度后利用引管管路进行灌浆，不占压混凝土浇筑仓面，但存在以下问题：一是引管灌浆施工相对复杂，增加了许多灌浆管路；二是引管灌浆属群孔灌浆，某一段管路堵塞或破坏将引起群孔的灌浆失效，且群孔中某一孔若遇大漏量将影响群孔中其它孔的灌浆效果；三是为防止引起坝体抬动，群孔灌浆的压力不宜高，相应低压灌浆效果可能较差。

(4)“深部利用岩体盖重+浅层引管灌浆方法”灌浆效果可能较差，施工复杂。“深部利用岩体盖重+浅层引管灌浆方法”是在混凝土浇筑前利用岩体盖重对深部岩体进行灌浆，并针对浅层岩体预埋引管管路，混凝土浇筑后对浅层岩体进行引管灌浆。其存在以下问题：一是深部利用岩体盖重灌浆时，仍可能存在从浅层岩体裂隙漏浆的问题，灌浆质量可能较差；二是浅层引管深度一般为2m～3m，引管灌浆孔孔距一般较密，仍存在引管灌浆施工复杂、灌浆效果相对较差等问题。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种混凝土高坝全坝无仓面固结灌浆方法和结构。本发明可适用于高混凝土重力坝和拱坝，且完全避免与混凝土浇筑干扰、施工简便、质量可靠。