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申请/专利权人：长江勘测规划设计研究有限责任公司

摘要：本发明公开一种高水头条件下坝后精准控制灌浆灌入量计算方法，属于水利水电工程中水库渗漏处理领域，本发明通过构建高水头条件下灌浆量定量计算模型，基于灌浆扩散理论、封堵体抗剪切强度理论，综合考虑水头、灌浆管路、灌浆止水箱、封堵体、孔隙大小、岩体微裂隙分布等对灌浆量有明显影响的主要因子，可准确测算控制灌浆量，解决了以往算不准、浪费严重、缺乏理论指导的问题，从而为这一技术造价测算、施工准备提供了很好的理论依据。

主权项：1.一种高水头条件下坝后精准控制灌浆灌入量计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取上游库水高程H水与渗漏通道出口高程H0；S2、获取渗漏通道的近似半径R堵；S3、获取岩体中的孔隙率n，以及与渗漏通道直接相连的较大孔隙的半径r与长度l；S4、确定灌浆管的直径d管与长度L管，计算管路占浆的体积V管；S5、选取合适的尺寸分别为L箱、B箱、H箱的灌浆止水盒，计算灌浆止水盒的体积V箱；S6、基于已获取的上游库水高程H水、渗漏通道出口高程H0和渗漏通道的近似半径R堵，计算灌浆封堵体主体段的长度L堵1与体积V堵1；S7、灌浆封堵体主体段形成后，浆液会逐渐在前端堆积形成一个不规则的弧形堆积区即为灌浆封堵体辅助段，计算灌浆封堵体辅助段的长度L堵2与体积V堵2；S8、基于已获取的与渗漏通道直接相连的较大孔隙的半径r与长度l，计算浆液填满与渗漏通道直接相连的较大孔隙的浆液体积V孔隙；S9、基于已获取的渗漏通道的近似半径R堵、岩体中的孔隙率n和灌浆封堵体主体段的长度L堵1，计算浆液扩散到岩体微裂隙的浆液体积V扩散；S10、考虑安全系数，汇总计算V管、V箱、V堵1、V堵2、V孔隙、V扩散，得到V总；S11、基于采用的相应水灰比浆液的密度和V总，计算灌浆耗灰量m灰；S12、判断灌浆耗灰量m灰是否满足以下对应关系：坝后水体渗漏量Q0.5m3s时，灌浆耗灰量m灰为50～100t；坝后水体渗漏量0.5m3sQ1m3s时，灌浆耗灰量m灰为100～150t；坝后水体渗漏量Q1m3s时，灌浆耗灰量m灰为150～200t；若满足，则合理并结束；若不满足，则不合理并重复上述步骤；步骤S4中，体积V管的计算公式如下：V管＝14×π×d管2×L管1式1中，d管、L管分别为灌浆管的直径与长度；步骤S5中，体积V箱的计算公式如下：V箱＝B箱×L箱×H箱2式2中，L箱、B箱、H箱分别为灌浆止水盒的长、宽、高；步骤S6中，长度L堵1与体积V堵1的计算公式如下：L堵1＝K安ρ水gH水-H0×π×R堵2C'×2π×R堵λ3V堵1＝π×R堵2×L堵14式3和4中，K安为抗滑稳定安全系数；ρ水为水体的密度；H水、H0分别为上游库水高程、渗漏通道出口高程；R堵为渗漏通道的近似半径；C′为封堵体粘聚力；λ为灌浆封堵体主体段周边与岩体的有效接触系数；步骤S7中，长度L堵2与体积V堵2的计算公式如下：L堵2＝0.5～0.8×L堵15V堵2＝13×π×R堵2×L堵26式5和6中，L堵1为灌浆封堵体主体段的长度；R堵为渗漏通道的近似半径；步骤S8中，体积V孔隙的计算公式如下： V孔隙_i＝π×ri2×li8式7和8中，N为与渗漏管道直接相连的较大孔隙的数量；ri为第i条较大孔隙的半径；li为第i条较大孔隙的长度；V孔隙_i为第i条较大孔隙中充填的浆液体积；步骤S9中，体积V扩散的计算公式如下：V扩散＝π×[R+R堵2-R堵2]×L堵1×n9n＝1-γdΔsγw10式9和10中，n为岩体中的孔隙率，R为扩散半径，γd、Δs、γw分别为岩体的干容重、比重及水容重；步骤S10中，体积V总的计算公式如下：V总＝K管V管+K箱V箱+K堵1V堵1+K堵2V堵2+K扩散V扩散+K孔隙V孔隙11式11中，K管、K箱、K堵1、K堵2、K扩散、K孔隙_i分别为灌浆管路占浆体积、灌浆止水箱的体积、灌浆封堵体主体段的体积、灌浆封堵体辅助段的体积、浆液扩散到岩体微裂隙的体积、浆液填满与渗漏通道连接的较大孔隙的体积对应的体积安全系数。

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