馬堵山電站帷幕試驗灌漿效果分析

摘 要:云南紅河馬堵山水電站壩基地質條件復雜，加固處理難度大。對馬堵山水電站壩基帷幕試驗灌漿效果的分析研究，闡述在復雜地質條件下壩基加固處理的帷幕灌漿施工工藝選擇和技術應對措施，以供參考借鑒。

關鍵詞:馬堵山電站;壩基;帷幕試驗;效果分析

中圖分類號:TU

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)19-0384-01

1 前言

馬堵山電站是云南省紅河梯級水電開發的第二個電站，工程位于云南省紅河干流個舊市境內，工程由左右岸擋水壩、門庫段、溢流壩段、排沙底孔及廠房壩段組成，工程以發電為主，遠期兼顧有防洪、供水、航運等綜合利用效益。水工建筑物主要有:重力壩、廠房等。正常蓄水位為217m，壩頂高程為222.5m，最大壩高107.5m，水庫總庫容為5.51億m3，電站裝機容量為288MW。

由于壩址區工程地質比較特殊，電站運行水頭高，河床段對帷幕防滲質量要求高，防滲路線長以及灌漿工程量大等原因，根據施工規范，需進行現場灌漿試驗，以保證馬堵山水電站大壩基礎帷幕灌漿在技術上的可行性和質量上的可靠性，探索合理的灌漿設計參數和最優施工方法，為帷幕結構優化和順利實施創造條件。

馬堵山水電站大壩基礎帷幕灌漿試驗由廣東水電二局股份有限公司馬堵山水電站主體工程項目經理部承擔施工。施工時段:2009年5月1日至2009年11月27日。

2 現場灌漿設計

馬堵山水電站帷幕灌漿設計標準采用透水率來衡量，要求檢查孔壓水試驗透水率:壩高70米以上q≤1Lu;壩高70米以下q≤3Lu。也即▽152以下的帷幕q≤1Lu;▽152以上的帷幕q≤3Lu。經論證并結合大壩施工進度，試驗場地選在工程結構、水文地質條件具有代表性的10#壩段灌漿廊道以及11#壩段灌漿廊道內進行。分別采用1.5m;2.0m兩種不同孔距以及采用濕磨機對漿液進行磨細后注漿進行試驗，以探討最佳帷幕灌漿孔距和灌漿壓力等技術參數。

3 帷幕灌漿試驗

帷幕試驗灌漿施工工藝流程如下圖:

帷幕灌漿試驗施工方法詳見馬堵山水電站監理部批復的《馬堵山水電站帷幕灌漿試驗方案》及補充方案(施工技術方案報審表10號)。

4 帷幕灌漿試驗效果分析

4.1 單位注入量分析

4.1.1 不同試驗段采用濕磨機對漿液磨細的帷幕灌漿注入量對比分析

試驗統計結果表明:

未采用濕磨機的10#壩段:Ⅰ序孔單位注入量為:76.38kg/m;Ⅱ序孔單位注入量為:49.80kg/m;Ⅲ序孔單位注入量為:44.75kg/m;Ⅱ序孔比Ⅰ序孔單位注入量遞減53.37%。遞減規律明顯。

采用濕磨機的11#壩段:Ⅰ序孔單位注入量為:135.57kg/m;Ⅱ序孔單位注入量為:74.33kg/m;Ⅲ序孔單位注入量為:49.66kg/m;Ⅱ序孔比Ⅰ序孔單位注入量遞減82.39%。遞減規律明顯。

4.1.2 同一試驗段相同地質采用濕磨機對漿液磨細后的帷幕灌漿注入量對比分析

10#壩段的ZW-3#孔和ZW10-5#孔、ZW-7#孔和ZW10-9#孔的孔位相近，但前者未采用濕磨機且先施工而后者采用濕磨機并后施工，ZW-3#、ZW-7#孔單位吸漿量為37.8kg/m、45.89kg/m;ZW10-5#、ZW10-9#單位吸漿量為52.40kg/m、54.54kg/m。說明采用濕磨機磨細后漿液仍能進入已經灌注過的巖層。

從注入量來看，采用濕磨機對漿液進行磨細后，巖石的吸漿量明顯增加，說明水泥漿的細度對該部位的灌漿效果有一定的影響作用。

4.2 壓水試驗成果分析

(1)灌漿前孔內壓水試驗:根據鉆孔取芯揭示，該部位巖石完整性較差，裂隙發育但張開度不大。試驗孔灌前壓水試驗同樣表明了這一特點:除個別孔段無法加壓，透水率無法計算，其余均在100Lu以內，可計算的段數平均6.77Lu。

(2)檢查孔壓水試驗:10#壩段灌漿廊道根據試驗孔距布置了2個檢查孔:j1;j2分別檢驗孔距2.0、1.5米的帷幕灌漿效果。壓水試驗采用單點法逐段壓水試驗。從壓水試驗成果表可以得出:j1#孔段透水率大于1lu;j2#孔雙排帷幕內各段透水率小于1Lu，但副帷幕以下的孔段亦均大于1Lu。因此孔距2.0米不能達到設計防滲要求，而孔距1.5m亦只有雙排帷幕內大部分孔段能達到設計防滲要求。

11#壩段灌漿廊道亦根據試驗孔距布置了2個檢查孔:j11-1;j11-2檢驗孔距1.5米的帷幕灌漿效果。壓水試驗采用單點法逐段壓水試驗。

從壓水試驗成果表可以得出:

兩個檢查孔各段透水率在雙排帷幕內均小于1Lu可以滿足設計防滲要求，副帷幕底高程以下檢查孔均有1個孔段的透水率未達到小于1Lu的設計標準(分別為1.12、1.4Lu)，說明孔深在副帷幕底高程以下的帷幕存在不能達到設計防滲要求的可能。

4.3 抬動變形分析

試驗過程中，兩個試驗區均布置了抬動觀測點以檢驗灌漿壓力對混凝土的抬動值。試驗表明在升壓試驗中混凝土的抬動均在0.2mm以內，最大為0.17mm，升壓試驗成功。

5 結語及建議

(1)試驗表明，帷幕灌漿孔距1.5m效果較好;雙排帷幕(孔深相同)可以滿足設計防滲要求。另外為方便施工，帷幕軸線宜距廊道上游壁1.0米。建議設計修改原帷幕設計孔距及軸線樁號。

(2)帷幕孔深，在試驗過程中未鉆至設計的相對不透水層，因此本工程的帷幕深度需重新設定。

(3)采用PO42.5普通硅酸鹽水泥，并且采用濕磨機對漿液進行磨細對帷幕效果較好，漿材水灰比依次為5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1等七個比級是合適的。為保證帷幕的抗滲性和耐久性，宜在灌漿時采用較小的水灰比漿液進行大壓力灌注，以減小灌后漿液的泌水量，提高水泥結石強度。

(4)試驗表明，抬動變形主要與注入量和灌漿壓力有關。今后的帷幕灌漿壓力可以采用下表內的壓力值。

表3 灌漿壓力值表

段次(段長/米)灌漿壓力(Mpa)

1(2)2(5)3(5)4(5-6)5(5-8)剩余各段(5-8)

0.51.52.02.52.5-2.82.8-3.0

參考文獻

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