水利水電工程溶洞帷幕灌漿的處理

王學軍

（遵義市水利水電工程建設總公司，貴州 遵義 563000）

引言

隨著社會的發展，我省在巖溶地區成功地修建了許多水利水電工程。但由于地質條件復雜或勘察研究不夠，出現了一些病險漏庫。在各種巖溶滲漏水庫中，又以淺切型巖溶縱向河谷地區壩基的滲漏問題最為普遍和最為嚴重。因此，對這些病漏水庫的再勘察及加固處理也就成為水利水電工程地質研究的一項重任。長期以來，我省人民在巖溶防滲處理方面積累了不少成功的經驗。雖然迄今為止，仍然是采用挖、堵、截、鋪、圍、導、引、排、灌等方法，但從總的來看，大多數工程都離不開帷幕灌獎垂直防滲這一主要手段。實踐表明，防滲帷幕采取雙排孔布置，以及事先查明溶洞系統發育規模與部位并進行封堵、擴孔灌注混凝土及水泥砂漿等措施，能保證帷幕灌漿工程的質量，使防滲效果達到設計要求。

1 防滲帷幕設計

由于庫區巖溶較發育，使用防滲的帷幕灌漿為基礎防滲，根據巖溶發育特征明顯受地層巖性地質構造影響，以及地形地貌、水文地質條件與河谷發育控制的特性和規律，結合水庫總體布置，制定相應防滲帷幕設計方案：由上游斷層開始，到下游范圍，全線長60.0m帷幕頂高程為-15.0m底高程為-25.0m，設計帷幕防滲標準為透水率3Lu施工軸線長60.0m，施灌高程-15.0m，幕底高程-25.0m，最初設計為雙排孔，排距1.5m，孔距2.0m，后根據施工情況，巖溶地段在前兩排孔中間補加第3排淺孔補強灌漿孔29個，孔距2.0m，孔深25.0m。

2 灌漿鉆孔

2.1 灌漿鉆孔采用回轉式鉆機和金剛石鉆頭鉆進，但溶洞情況復雜，采用常規鉆孔的經過多種方案比較，最后采用套管跟進的方法較好地解決了鉆孔困難的問題。

2.2 沖洗

灌漿孔在灌漿前應進行孔壁與裂隙沖洗，孔內沉積厚度不超過在斷層，大裂隙等地質條件復雜地區，是否需要進行裂隙沖洗以及如何沖洗，應通過現場灌漿試驗確定。

2.3 制漿

采用集中制漿，分部位供漿，漿液濃度采用標準漏斗粘度計檢測，要求漏斗粘度小于細度主要采用沉降法，用激光粒度儀校核，要求每10t水泥檢測1次。

2.4 灌漿

漿液配比與變換參照帷幕灌漿的施工要求按以上要求及規范要求的特殊情況處理。灌漿施工后灌漿仍無法結束，采用限量灌注，待凝、掃孔復灌，仍無法結束灌漿的，灌漿方法原則上采用巖溶堵漏實施方案，視情況采用灌注砂漿或雙管雙液灌注。

2.5 灌漿壓力

灌漿壓力以孔口回漿管處壓力表指示為準，開灌后如無特殊情況，應盡快將灌漿壓力調至設計壓力灌漿結束標準與封孔方法灌漿結束標準，在規定壓力下如灌漿段單孔的吸漿量小于繼續灌注、灌漿即可結束，灌注砂漿或雙管雙液灌注的灌漿壓力及結束標準應同時滿足以下兩個要求，方可結束灌漿，在設計壓力下，注入率小于時延續灌注時間不少于灌漿全過程中。

3 溶洞段帷幕灌漿處理及成果分析

由于巖溶地層的特殊性，其灌漿規律與其它地層有所不同，為探討本工程巖溶區帷幕灌漿的特殊性及其規律，以底層灌漿溶洞段作為研究對象，對其灌漿成果作簡要分析溶洞段帷幕灌槳處理底層帷幕承受水頭壓力最大，考慮到本工程巖溶區在施工過程中出現的，吃漿不吃水的現象，認為溶洞設計孔段壓水灌漿壓力偏小，上下游排灌漿施工完成后，在原設計的基礎上，補加中間排帷幕孔以補強，并提高其上部孔段壓水灌漿壓力，以改善溶洞段受灌巖體的透水性在溶洞段鉆灌過程中，出現掉鉆、塌孔、特大耗漿、滲漏漿、串冒漿和地面抬動等現象。對于掉鉆、塌孔等成孔困難問題，一般采取縮短段長立即灌漿的辦法待凝后再進行下一段的鉆灌工作，而對于特大耗漿情況，則采取限壓、限量、間歇及待凝的辦法，特大耗漿的標準定為孔段注入水泥量超過，待凝時間為24小時左右。

灌漿過程中發現，不進行裂隙沖洗的孔段滲漏冒漿及串冒漿發生的機率較小，遂在補強灌漿的后期不再進行裂隙沖洗，串冒漿情況出現時，一般采用表面封堵、濃漿灌注、待凝等辦法即可，但在進行灌漿時，交通洞上游側，溶洞延伸處冒漿量很大，待凝多次均不奏效，用混凝土覆蓋冒漿處，進行第4段灌漿時，又引起了交通洞底板的強烈抬動，壓斷了用以支撐的木柱，最后待凝數日后再次灌漿方達到該段的結束標準。

4 灌漿中技術問題及處理

4.1 漏冒漿處理

灌漿過程中發現冒漿、漏漿時視具體情況采用嵌縫，表面封堵灌注濃漿、降低壓力、限流、限量和間歇灌漿等方法處理。

4.2 串漿處理

灌漿過程中發生串漿時，封閉串漿孔，待灌漿結束后，串漿孔再行掃孔、沖洗、而后繼續鉆進施工。

4.3 涌水問題

灌漿施工過程中，部分鉆孔出現涌水，涌水部位主要在集中水庫下游與消力池，涌水水壓最大涌水量、水壓、涌水是由于壩基巖體隙水在四周河水水壓傳遞下，當鉆孔揭露裂隙含水帶后，下水的排泄釋放過程，屬于地下水正常逕流對鉆孔涌水問題，采取如下措施，對涌水嚴重部位，增加灌漿孔深，改單排灌漿為雙排灌漿，加密灌漿孔，對涌水孔段，提高灌漿壓力、設計壓力、涌水壓力提高結束標準。要求屏漿時間不少于閉漿待凝，經過掃孔，灌漿反復多次處理后，涌水孔段灌后均符合要求，且鉆孔涌水量與涌水孔段頻率隨灌漿排序，孔序增加而減少。

4.4 對大耗漿孔段的處理

壩基主要滲漏通道為斷層，裂隙密集帶溶洞，溶溝和溶槽灌漿的首要任務就是灌封這些透水裂隙，要求灌漿連續進行，不得中斷待凝。

4.5 透水及吸漿的處理

灌漿采用提高灌漿壓力、加排、加密、加深等措施后，孔口段仍存在透水率偏大單耗偏小，涌水孔段不吸漿或吸漿量很小等現象即指灌前壓水透水率。主要分布大壩右岸段，出現透水率偏大，吸漿量小的原因是由于充填物為細砂且密實，吸水不吸漿，采用化學灌漿。

5 溶洞堵漏灌漿

溶洞堵漏灌漿應根據溶洞的充填及滲漏等具體情況，按表實施水玻璃的配制根據巖溶滲漏的情況，在現場調配巖溶的終孔標準與帷幕灌漿相同。最后結論是：

（1）在巖溶較發育的地區，帷幕灌漿宜設計為3排孔，其施工工藝參數應在現有理論基礎上，根據工程實際進行試驗研究來確定，并在施工過程中視具體情況作適當調整，方可保證灌漿質量和效果。

（2）在巖溶地區，帷幕灌漿成果并不嚴格符合一般常規，巖體的透水率與水泥單位注入量有可能出現反常，但總體上是按灌漿的先后順序遞減的，而且最終遞減率相當大。

（3）在巖溶地區灌漿，采用壓力水沖洗的辦法往往會破壞其充填物的結構，建議在巖溶地區灌漿時，不宜進行壓力水沖洗。

（4）一定條件下，巖溶較發育區巖體的透水率與水泥單位注入量存在一定的相關關系施工前的試驗研究及竣工后的資料統計分析過程中，不斷總結確定這種關系，對進一步完善灌漿理論有重要意義。主要施工方法與問題處理

結語

巖溶地區灌漿的設計應充分考慮地質條件的復雜性，根據建筑物的使用功能及規模，選擇有代表的試驗地段確定合理的灌漿參數，用試驗來指導施工。巖溶地區灌漿的施工困難較大，不可預見的因素多于施工單位的經驗，對工藝的選擇，施工技術水平的好壞將直接影響工程的成敗。

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