在波多黎各一做新坝,是崎岖的热带地段,该地段基岩严重破碎。美国工程师团开发了一种名为耐久灌浆的新方法,其特点是将微细水泥和波特兰水泥的混合物以不同的压力,泵入细小的
的裂隙。
10多年前,工程师团的工程师在做最初勘探时,沿葡萄哥斯坝坝轴线钻了27个孔,取了岩芯,发现坝址有在海洋环境下生成的火山沉积(粉砂岩、砂岩和砾岩)。坝址上游地质更复杂,有闪长岩、变质沉积岩等。基础裂隙高度发育,细缝达到很深的部位,使灌浆非常困难。
对选定的灌浆孔进行水和灌浆压力试验,以确定岩石的渗透性,评价基础中的渗流流态。利用钻孔照相机,地质学家能对特定部位在灌浆前后岩石的裂隙程度等作现场观察和记录。由钻孔摄影收集的信息表明,压水试验的水主要从很细的裂缝中流失,其中58%的裂缝小于0.51mm。因此,工程师团不能沿用标准的波特兰水泥工艺,因为波特兰水泥的颗粒太粗,不能填充这么细的裂缝。
基于这些发现,土工灌浆队用波特兰水泥与4种微细水泥的不同混合方案做试验。工程师团在基础灌浆中从未采用过这些混合方案。微细水泥非常轻,看上去和摸上去象婴儿爽身粉,其价格是波特兰水泥的8倍,因此土工灌浆队对不同的孔径和裂隙深度采用不同的组合。
在试验期间,灌浆队也发现较细的裂缝对浆流的阻力较大。因此,灌浆压力和标准灌浆时间的限度必须逐孔进行调整。灌浆的最长时间也较标准延长。
在压力试验期间,每个钻孔每分钟所用的水量表明了为保证将所有的裂缝完全封闭所要求的灌浆类型、灌浆时间和压力。
将压水试验成果与钻孔摄影观察和灌浆结果、灌浆量、灌浆压力、断裂空隙和灌浆时间,建立了一个可靠的配比。这个配比成为耐久灌浆工艺的基础。
灌浆孔深约55米,有些深达64米。钻孔钻至规定深度后,冲洗钻孔,做压水试验,然后灌浆。在等待至少24小时后,灌浆操作人员在该钻孔上重复此过程,并开始对下一部位进行钻孔。该项任务以规定的间隔重复,直到达到所要求的深度。
供应商提供了能在陡坡上工作的钻机,这些能施加86kPa压力的钻机必须安装在平台上,以保持正确的钻孔角度。
已绘制了用彩色区分出变质砂岩、变质砾岩、岩脉和剪切带的地图。1964年地质钻探的历史数据也被输入到信息管理计算机,并跟踪采集每天现场的灌浆数据。
收集实时灌浆数据,包括灌浆孔的数量和位置,每孔的压力、容量、水泥混合物。3个灌浆队每天的灌浆情况被输入笔记本电脑,并下载到主数据库。每队每天可灌浆5个孔。一个计算机程序用于安排钻孔次序,一个CAD程序帮助跟踪日程安排,数据表单记录钻孔进尺、压力和灌浆的总体积。
每天早晨,回顾上一天的压水试验、钻孔数据、和灌浆情况,并给现场工人安排工作。这些工人全天检查钻孔和灌浆过程,测绘地质图。
目前,钻孔和灌浆工作正在辛苦地进行,不久即可告完成。预计该大坝将于2004年竣工。
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