岩石地基加固技术：注浆工艺在水电站与高坝中的应用

"注浆工艺-岩石地基的利用与加固" 岩石地基是工程建设中至关重要的组成部分，自古以来就广泛应用于各类建筑，包括古埃及的金字塔、巴比伦的“空中花园”、中国的都江堰和万里长城等。然而，作为一门独立的学科，岩石地基的研究始于20世纪50年代，至今已取得了显著的进步。 理论研究方面，非线性科学的各种理论，如混沌理论、耗散结构理论、突变论、协同论以及神经网络，都在岩石力学领域中得到了应用。同时，数值分析技术的发展也推动了岩石地基研究的进步，包括不连续变形分析法(DDA)、数值流形元法(NMM)、快速拉格朗日分析法(FLAC、FLAC3D)、离散元程序(UDEC、DEC3D)、颗粒流程序(PFC2D、PFC3D)以及这些方法的耦合程序等。 在工程实践中，岩石地基的应用主要集中在水利水电建设的大坝地基、交通基础设施的铁路和公路路基与桥梁，以及工业和民用建筑的地基，特别是高层建筑地基。大坝地基研究由于其深度和复杂性，其研究水平发展尤为迅速。 岩石地基的加固技术主要包括锚固、灌浆、排水和开挖回填等，其中灌浆和锚固是最常见且效果显著的方法。然而，尽管有这些技术的支持，工程事故仍然可能发生。例如，前南斯拉夫的Idbar薄拱坝、秘鲁的Frayle拱坝、意大利的Gleno支墩坝、法国的Malpasset双曲薄拱坝、美国的Austin重力坝、St．Francis重力拱坝以及Teton土石坝等，这些事故中有40%以上是由于地基岩体失稳导致的。 注浆工艺是一种有效加固岩石地基的技术，尤其是在处理岩溶、断层破碎带和软弱夹层地基时。小口径钻孔配合有限高压循环注浆工艺，如在乌江渡、龙羊峡、岩滩等大型水电站的坝基处理中，已经证明能够显著改善地基条件。对于复杂的岩基，通过先进行高压水泥注浆，再辅以环氧基材料注浆，可以有效提高岩体的整体强度。这种方法的应用使得处理后的岩石地基弹性模量可达30GPa，抗剪、抗拉和抗压强度分别达到9.2MPa、1.53MPa和72.7MPa，单位吸水量极低，岩心获得率高达98.2%，显示出良好的加固效果。