坝基蚀变岩体加固处理结构及其施工方法技术

本发明专利技术涉及一种坝基蚀变岩体加固处理结构及其施工方法。本发明专利技术的目的是提供一种简单稳固、适应性强、施工方便的坝基蚀变岩体加固处理结构及其施工方法。本发明专利技术的技术方案是：一种坝基蚀变岩体加固处理结构，用于对存在断层带及蚀变岩体地质缺陷的坝基进行加固，其特征在于：具有开挖形成于坝基基础面上且与下方断层带及蚀变岩体对应的刻槽，刻槽内回填混凝土形成混凝土塞，该刻槽回填混凝土范围经加强水泥灌浆。本发明专利技术适用于水利、水电等土木工程。

【技术实现步骤摘要】
坝基蚀变岩体加固处理结构及其施工方法
本专利技术涉及一种坝基蚀变岩体加固处理结构及其施工方法。适用于水利、水电等土木工程。
技术介绍
断层带是地壳内部应变相对集中的部位，也是地质流体富集活动的主要场所。在构造及流体作用下，断层带内岩石往往发生不同程度碎裂变形，其矿物成分及微观结构也会发生显著变化。水利水电工程由于复杂的地质条件，往往在坝基中存在一定规模的断层带(或软弱夹层、破碎带)。如果这些断层带位于坝基浅表层，处理方案比较常规，实施难度一般也不大。如果这些断层带倾角较陡且延伸到坝基深部，甚至沿断层带出现岩体蚀变的情况，会极大地破坏岩石完整性，同时新生绿泥石、蒙脱石等粘土矿物，从而导致坝基岩石物理力学性质的急剧劣化，对工程运行安全产生较大影响，是水利水电工程中坝基处理比较突出的工程技术难题。如某工程混凝土拱坝左岸坝基靠下部1/3范围存在中倾角(55～65°)断层，横河向斜切坝基，断层一般宽10～20cm，带内为碎块岩、蚀变岩、岩屑充填，面平直光滑，沿断层面两侧分布蚀变岩体，上盘蚀变岩体厚度0.2～1.5m，下盘蚀变岩体厚0.6～2.6m。蚀变带内以碎裂岩、片状岩、岩屑为主，局部见构造透镜体、劈理化带，发育多期擦痕，挤压特征显著。蚀变带浅表部铁锰渲染较严重。蚀变岩体单轴饱和抗压强度20～40MPa，属Ⅳ类岩体。这类坝基断层带及蚀变岩体，对坝基承载受力和变形控制存在不利影响，并且有可能成为相对集中的基础渗漏通道或可能发生局部渗透破坏，必须采取稳妥的基础加固处理措施。目前，对坝基中蚀变岩体加固处理一般就是通过采用适宜的化学浆材进行灌浆提高坝基岩体的整体性、力学强度及防渗性能，力求达到各项设计指标。化学灌浆处理不仅对灌浆材料要求高(需进行室内试验选择适宜的化学浆材，还需要进行现场生产性试验验证)，而且明显增加基础处理量和施工工期，工程投资增加也比较多。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种简单稳固、适应性强、施工方便的坝基蚀变岩体加固处理结构及其施工方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种坝基蚀变岩体加固处理结构，用于对存在断层带及蚀变岩体地质缺陷的坝基进行加固，其特征在于：具有开挖形成于坝基基础面上且与下方断层带及蚀变岩体对应的刻槽，刻槽内回填混凝土形成混凝土塞，该刻槽回填混凝土范围经加强水泥灌浆。所述刻槽深度按照1.0～1.5倍断层带及蚀变岩体宽度来定，刻槽上下游开挖坡比根据断层带倾角确定。所述混凝土塞内设有对应所述刻槽槽壁和坝基基础面的插筋和钢筋网。所述插筋采用长300cm、入岩200cm；所述钢筋网采用所述刻槽回填混凝土范围经加强水泥灌浆，包括包括对原有基础的加密加深灌浆和对浅表层受刻槽开挖爆破、卸荷松弛影响的引管灌浆两部分。大坝的防渗帷幕与所述断层带及蚀变岩体距离较近的部位加密帷幕灌浆孔间距。大坝的排水孔与所述断层带及蚀变岩体之间保持一定间距。一种所述坝基蚀变岩体加固处理结构的施工方法，其特征在于：开挖刻槽；在刻槽基础面验收合格后，进行回填灌浆施工；对刻槽回填混凝土范围进行加强水泥灌浆；在断层带及蚀变岩体与防渗帷幕距离较近的部位加密帷幕灌浆孔间距；在断层带及蚀变岩体与防渗帷幕距离较近的部位减小排水孔深度，并调整排水孔角度，使排水孔与断层带及蚀变岩体保持一定间距。所述开挖刻槽，包括：采用工业电子雷管精准预裂控制爆破施工，采用坝基先锋槽孔底隔振和水平预裂成型技术，针对局部不良地质部位进行小药量多分区弱刻槽开挖爆破；当刻槽深度不大时，直接采用破碎锤进行凿除。所述对刻槽回填混凝土范围进行加强水泥灌浆，包括：①回填混凝土达到设计强度的50％后，对槽挖回填混凝土部位0～20m段进行混凝土盖重固结灌浆；②对槽挖回填混凝土部位基岩面0～4m段在混凝土盖重固结灌浆孔间重新钻孔布置引管至坝后贴角或监理工程师指示其它部位；③在上部大坝混凝土浇筑高度达到30m后且当相应坝段的横缝接缝灌浆结束3天后，进行混凝土盖重引管灌浆。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过“混凝土塞+加强水泥灌浆+调整排水”加固处理结构及其施工方法，以达到基础处理目的、降低现场实施难度，施工质量也容易得到保证，节省工程投资，以确保工程运行安全。本专利技术实现对混凝土建筑物基础内存在的具有一定规模、延伸较长的断层带及蚀变岩体等地质缺陷的加固处理，保证基础承载受力、变形控制及防渗帷幕灌浆效果，最大限度的减小基础变形和降低基础渗漏量，结构简单、安全可靠、适用性强，提高施工效率，加快基础加固处理工程进度，节省工程投资，具有很强的推广价值。附图说明图1～图3为实施例的结构示意图。图中：1、刻槽；2、混凝土室；3、插筋；4、钢筋网；5、引管。具体实施方式本实施例为一种坝基蚀变岩体加固处理结构，用于对存在断层带及蚀变岩体地质缺陷的坝基进行加固，包括开挖形成于坝基基础面上且与下方断层带及蚀变岩体位置对应的刻槽，刻槽深度按照1.0～1.5倍断层带及蚀变岩体宽度来定，刻槽上下游开挖坡比根据断层带倾角确定。本例中刻槽内回填混凝土形成混凝土塞，混凝土塞内设有对应刻槽槽壁和坝基基础面的插筋和钢筋网，插筋一般采用长300cm、入岩200cm；钢筋网一般采用本实施例中刻槽回填混凝土范围经加强水泥灌浆处理，包括对原有基础的加密加深(有盖重)灌浆和对浅表层受刻槽开挖爆破、卸荷松弛影响的引管灌浆两部分。其中，加密加深灌浆的间排距、深度需要根据坝基应力、变形等要求通过计算分析来确定。引管灌浆一般入岩深度4m，间距1.5m，排距3m(视情况加密)，引管灌浆的范围一般覆盖刻槽开挖范围以外3m左右，引管灌浆采用循环式，一般3～5个孔合并为一根管。本实施例中结合坝基防渗和排水需要，在断层带及蚀变岩体与防渗帷幕距离较近的部位加密帷幕灌浆孔间距，适当提高灌浆压力，以进一步提高蚀变岩体部位的防渗帷幕效果。同时为了避免蚀变岩体发生渗透破坏，在断层带及蚀变岩体与防渗帷幕距离较近的部位减小排水孔深度，并调整排水孔角度，使排水孔距离断层带及蚀变岩体不小于8m(根据允许渗透比降来确定该距离)。本实施例的具体施工方法如下：S01、断层带及蚀变岩体刻槽开挖为尽可能减少刻槽开挖对坝基岩体的损伤或影响，采用工业电子雷管精准预裂控制爆破施工，采用坝基先锋槽孔底隔振和水平预裂成型技术，针对局部不良地质部位进行小药量多分区弱刻槽开挖爆破。当刻槽深度不大时，直接采用破碎锤进行凿除。刻槽开挖后及时沿槽壁交错布置插筋长300cm、入岩200cm，钢筋网一般采用S02、回填混凝土刻槽基础面必须验收合格后，对刻槽进行回填混凝土浇筑施工。回填混凝土等级、级配根据需要确定。大坝或上部结构混凝土应在回填混凝土温度降至多年平均地温后再进行浇筑，回填混凝土与上部混凝土接触面需冲毛或凿毛处理。回填混凝土外表面与原设计基础面齐平，一般浇筑层厚为3m(可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种坝基蚀变岩体加固处理结构，用于对存在断层带及蚀变岩体地质缺陷的坝基进行加固，其特征在于：具有开挖形成于坝基基础面上且与下方断层带及蚀变岩体对应的刻槽，刻槽内回填混凝土形成混凝土塞，该刻槽回填混凝土范围经加强水泥灌浆。/n

【技术特征摘要】
1.一种坝基蚀变岩体加固处理结构，用于对存在断层带及蚀变岩体地质缺陷的坝基进行加固，其特征在于：具有开挖形成于坝基基础面上且与下方断层带及蚀变岩体对应的刻槽，刻槽内回填混凝土形成混凝土塞，该刻槽回填混凝土范围经加强水泥灌浆。


2.根据权利要求1所述的坝基蚀变岩体加固处理结构，其特征在于：所述刻槽深度按照1.0～1.5倍断层带及蚀变岩体宽度来定，刻槽上下游开挖坡比根据断层带倾角确定。


3.根据权利要求1所述的坝基蚀变岩体加固处理结构，其特征在于：所述混凝土塞内设有对应所述刻槽槽壁和坝基基础面的插筋和钢筋网。


4.根据权利要求3所述的坝基蚀变岩体加固处理结构，其特征在于：所述插筋采用28@150×150cm，长300cm、入岩200cm；所述钢筋网采用28@25×25cm。


5.根据权利要求1所述的坝基蚀变岩体加固处理结构，其特征在于：所述刻槽回填混凝土范围经加强水泥灌浆，包括包括对原有基础的加密加深灌浆和对浅表层受刻槽开挖爆破、卸荷松弛影响的引管灌浆两部分。


6.根据权利要求1所述的坝基蚀变岩体加固处理结构，其特征在于：大坝的防渗帷幕与所述断层带及蚀变岩体距离较近的部位加密帷幕灌浆孔间距。


7.根据权利要求1所述的坝基蚀变岩体加固处理结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯靖，徐建军，殷亮，黄熠辉，魏海宁，么伦强，叶甜，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33