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1、,岩 体 加 固 新 方 法 应 用,黄河水利委员会勘测规划设计研究院,RPDRI, YRCC,引 言,岩体的灌浆、地下水排水和锚固，统称其为岩体加固。 经过工程加固的岩体，统称为工程岩体。,引 言,经过内外动力作用后的天然岩体内，形成了许多结构面，以致于常不能满足工程要求，使用优选孔向、孔口间距和孔排距的岩体加固新方法，对天然岩体进行加固，可使其成为合乎工程要求的工程岩体。,岩 体 加 固 新 方 法 应 用,1 国内外现行岩体加固方法 2 优选岩体加固钻孔孔向 3 加固钻孔孔口间距与孔排距方向上的分布长度 4 岩体加固新方法的用途 5 各类岩体加固情况及部分比选加固孔分析,1 国内外现行岩
2、体加固方法,水利水电工程地质勘察规范 辗压式土石坝设计规范 混凝土重力坝设计规范 水工隧洞设计规范 水工预应力锚固设计规范 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范,1 国内外岩体加固勘察设计现状,对 岩体的灌浆、地下排水和锚固工程，以及国外的岩体加固工程，都有大体相同的规定：, 所有岩体加固钻孔的孔向，都基本上是固定的，即孔向与地面或开挖面成垂直方向； 设定的加固钻孔的孔口间距与孔排距，都基本上是定数，大多在24m之间。,1 国内外岩体加固勘察设计现状,岩体内分布的结构面是三维的，多是陡倾角(60)。用拟定岩体加固钻孔参数的方法，其加固效果是很差的。,1 国内外岩体加固勘察设计现状,例如: 某大型水电
3、站的坝基为多裂隙的石灰岩，其透水透浆的裂隙倾角，绝大多数为8085。采用了垂直钻孔进行防渗帷幕灌浆。 灌后经检查发现：有97.73%的揭露点没有发现水泥浆液痕迹；有92.77%的揭露点未发现化学浆液的痕迹。,1 国内外岩体加固勘察设计现状,又如： 某特大型水库坝基为多裂隙砂岩与泥(页)岩互层，砂岩中的透水透浆裂隙面的倾角，绝大多数陡于80， 采用垂直钻孔且不考虑 灌浆条件而进行高压灌 浆，在没有透浆裂隙 (更没有岩溶)的泥(页) 岩层内，造成每米灌浆 耗灰量竟达10多吨的结 果。(见照片),岩 体 加 固 新 方 法 应 用,1 国内外现行岩体加固方法 2 优选岩体加固钻孔孔向 3 加固钻孔孔
4、口间距与孔排距方向上的分布长度 4 岩体加固新方法的用途 5 各类岩体加固情况及部分比选加固孔分析,2 优选岩体加固孔孔向,（一）原理 天然岩体由透水或也透浆的各类结构面和不透水更不透浆的岩块组成。岩体内分布都有穿越相对较多结构面的矢量，可利用计算机搜索到这个矢量。将较优矢量作为岩体加固钻孔矢量。可最大限度地提高岩体加固效果，使其达到合乎工程要求的工程岩体。,（二）矢量比选 平面岩体,在透水透浆结构面发育程度相对均质区内，以某一点为圆点向全方位辐射。,2 优选岩体加固孔孔向,（二）矢量比选 平面岩体,若每隔5拟定一个辐射线，在全方位内可以有72个辐射线沿拟定的每一辐射线，拟切一个剖面，从090
5、倾角内，可拟定18条辐射线。这样，我们可以组合出1296个比选矢量。,2 优选岩体加固孔孔向,（二）矢量比选 弧面岩体,在透水透浆结构面发育程度相对均质区内，在平切竖井圆周剖面上，或从圆形隧洞横切圆周剖面上，以垂直某一点位圆面的加固钻孔为标准孔，向左和向右， 向上和向下，每相隔10度 为一比选矢量，这样每层 会有七个比选矢量。 7层比选矢量，可以组合 成48个不同方位不同倾角 的比选矢量。,(照片二),2 优选岩体加固孔孔向,（二）矢量比选 效益系数,每一比选矢量都可能遇到若干条透水透浆结构面。以相临同组两结构面的间距，与标准孔穿越相邻同组两结构面的间距相比，其比值为效益系数。效益系数是评价比
6、选矢量穿越结构面能力的唯一评价指标。,2 优选岩体加固孔孔向,（二）矢量比选 选定矢量,在诸比选矢量中，在考虑施工方便的情况下，选取效益系数较大的矢量作为岩体加固的矢量，以最大限度地提高岩体加固钻孔的加固效果。,2 优选岩体加固孔孔向,岩 体 加 固 新 方 法 应 用,1 国内外现行岩体加固方法 2 优选岩体加固钻孔孔向 3 加固钻孔孔口间距与孔排距方向上的分布长度 4 岩体加固新方法的用途 5 各类岩体加固情况及部分比选加固孔分析,3 加固钻孔孔口间距与孔排距方向上的分布长度,（一）原理 天然岩体内的各类结构面，在三维方向上的分布（投影）长度不尽相同。岩体加固钻孔的孔口间距与孔排距方向上的
7、各类结构面的分布长度也不尽相同。为最大限度地提高岩体加固效果和节约岩体加固工作量，孔口间与孔排间的距离，应小于各类结构面在该方向上的分布长度。,透水透浆结构面的形状，有矩形、长方形、椭圆形、圆形等。 矩形、长方形结构面多分布在硬软（较软）岩互层中的坚硬岩层内。裂隙面的长边分布于坚硬岩层地层面上；裂隙面的短边长（深）度，约等于坚硬岩性层的厚度。 椭圆形、圆形裂隙面多分布于均质块体岩体内，圆的直径大小，决定于裂隙面的出露长度和弧形裂隙的拱高两要素。,（二） 透水透浆结构面形状,3 加固钻孔孔口间距与孔排距方向上的分布长度,计算那些与加固剖面线相交的裂隙，求其在剖面线方向上的分布长度： （1）裂隙面
8、走向线平行剖面线且倾向剖面线时，裂隙出露长度即为裂隙面在加固剖面线上的分布长度； （2）裂隙面走向线垂直剖面线时，计算裂隙倾向深度在剖面线上的投影长度； （3）裂隙面走向线与剖面线斜交时，计算裂隙倾向剖面线的那段裂隙的投影长度。,（三）透水透浆结构面在孔口间距与孔排距方向上的分布长度,1、平面岩体裂隙在剖面线上的分布长度,3 加固钻孔孔口间距与孔排距方向上的分布长度,（1） 计算与优选孔向垂直方向上的投影长度； （2） 计算裂隙在竖轴方向上的投影长度.,（三）透水透浆结构面在孔口间距与孔排距方向上的分布长度,2、裂隙在竖井平剖面上和竖轴上的分布长度,（1）计算裂隙在横剖面方向上的水平分布长度；
9、 （2）计算裂隙在纵剖面方向上的水平分布长度； （3) 计算裂隙在横剖面方向上的垂直分布长度。,3、裂隙在隧洞横剖面上和纵轴方向上的分布长度,3 加固钻孔孔口间距与孔排距方向上的分布长度,（三）透水透浆结构面在孔口间距与孔排距方向上的分布长度,4、透水透浆结构面在孔口间距与孔排距方向上分布长度的累计频率计算,将计算的各类分布长度，按长度大小，分类排出顺序，而后按下表格式计算累计频率。,根据各类工程要求，选择加固钻孔穿透透水透浆结构面的保证率（累计频率）,3 加固钻孔孔口间距与孔排距方向上的分布长度,岩 体 加 固 新 方 法 应 用,1 国内外现行岩体加固方法 2 优选岩体加固钻孔孔向 3 加
10、固钻孔孔口间距与孔排距方向上的分布长度 4 岩体加固新方法的用途 5 各类岩体加固情况及部分比选加固孔分析,小浪底水利枢纽 的部分左岸防渗帷幕灌浆、引水隧洞进口闸群地基的固结灌浆、引水隧洞出口边坡内排水隧洞的排水孔 山西省垣曲后河水库 防渗帷幕灌浆 吉林省延边上沟水库 的坝基固结灌浆、防渗帷幕灌浆 河南省南阳回龙抽水蓄能电站 的部分坝基防渗帷幕灌浆、引水隧洞围岩固结灌浆、地下厂房排水 等工程中得到了应用，取得了提高岩体加固质量、节省工程投资60400的可喜成绩。,4 岩体加固新方法的用途,岩 体 加 固 新 方 法 应 用,1 国内外现行岩体加固方法 2 优选岩体加固钻孔孔向 3 加固钻孔孔口
11、间距与孔排距方向上的分布长度 4 岩体加固新方法的用途 5 各类岩体加固情况及部分比选加固孔分析,（1）铅直与倾斜防渗帷幕的比选加固钻孔,5 各类岩体加固情况及部分比选加固孔分析,（2）边坡加固的比选加固钻孔,5 各类岩体加固情况及部分比选加固孔分析,一、黄河小浪底水利枢纽进水闸群地基进行60钻孔固结灌浆的情况。,实 例,二、河南省南阳回龙抽水蓄能电站，下库左坝肩防渗帷幕灌浆，采用灌浆钻孔倾角60的灌浆情况。,实 例,三、河南省南阳回龙抽水蓄能电站，在花岗岩闪长岩岩体边坡上，分布有大量的陡于80倾角的构造裂隙。,实 例,四、河南省南阳回龙抽水蓄能电站，在大量分布陡于80倾角的边坡上，采用传统方法，即与开挖面成垂直方向布置锚杆的方法，进行边坡锚固。该布置方法，使锚杆难与裂隙相交，锚固效果很差，使锚杆不能尽其所用。,实 例,五、某永久船闸高边坡（倾角90）上，分布有大量的陡倾角构造裂隙，采用传统的与边坡垂直的方法布置数以万根计的锚杆。从图内可以看出，锚固方向几乎与裂隙走向线平行，使锚杆不能物尽其用的情况。,实 例,报告结束,谢谢！,