高噴灌漿技術在毛灘電站庫區左岸防洪堤工程的應用

敖培培，劉成軍

(1.國電四川毛灘水電開發有限公司，四川成都 610041;2.中國水電基礎局有限公司三公司，四川成都 610213)

1 概述

毛灘水電站工程位于青衣江干流夾江縣順河鄉境內，是千佛巖下游青衣江匯口河段水電規劃推薦的三級規劃方案中的第一級，采用河床式長尾水渠開發方式。工程開發的主要任務為發電、防洪、灌溉，兼顧城市景觀用水;遠期長征渠修建后，服從長征渠灌溉用水，余水發電。裝機容量102MW，水庫總庫容3000萬m3。

毛灘水電站庫區左岸防洪堤基礎高噴防滲墻工程總里程長度為3600m，沿防洪堤堤腳軸線方向形成一道連續的高噴防滲墻墻體，采用三管法高壓擺噴工藝，設計孔距為1.2m，有效墻深8m，成墻厚度≥0.3m;本標段與下游標段的混凝土防滲墻接頭采用5根、有效樁深16m的高壓旋噴樁搭接封閉。

2 工程地質條件

2.1 第四系松散堆積層

鉆探及物探測試資料顯示，覆蓋層厚度為88.26 ～104.46m。其巖性特征見表1。

2.2 下伏基巖

表1 樞紐區地層、巖性特征一覽表

上部為棕紅色粉砂質泥巖，夾黃、灰、褐色頁巖，泥灰巖，下部為紫紅色砂巖、粉砂巖夾泥巖。

3 防洪堤基礎防滲施工

高噴防滲墻形式及主要參數選定:

高噴防滲墻采用擺噴形式，其墻體結構見圖1、2。擺噴有效樁徑為300～1000mm，因此孔位間距擬定為1200mm，擺噴擺角為60°～70°，滲透系數 K≤10－5cm/s。

圖1 擺噴高噴墻體結構示意圖

主要施工技術參數采用庫區右岸防洪堤基礎高噴防滲墻工程的技術參數，初步擬定的參數見表2。

4 施工難點及對策

圖2 高噴防滲墻結構圖

表2 擬定高壓噴射注漿參數一覽表

成孔質量標準按不低于以下設計要求執行:孔位偏差不大于5cm，孔深按規范要求均大于設計孔深30cm，孔斜率不大于1%。在遇有含孤石、漂石的地層及基巖面傾斜度較大等特殊情況時，將孔斜率控制在1.5%以內，孔斜率和孔深均符合設計要求。

本工程主要采用液壓潛孔鉆進行成孔施工:先施工I序孔，I序孔結束后再施工II序孔。由于地層上部松散架空，基本上為漂卵石，砂等細顆粒含量少，透水性大，地層中易出現塌孔、掉塊等現象并引起卡、埋噴管等情況，經過專題試驗研究，為解決在松散架空層中施工難以成孔成墻的問題，采取了以下有效措施:

(1)加大了鉆孔孔徑，以增加噴管與孔壁間隙，一般按鉆孔孔徑大于噴管外徑40mm的標準掌握。例如，噴管的外徑為φ9l，則鉆孔孔徑不小于φ130;

(2)在套管內下入大于噴管外徑的PVC花管，以保持孔壁穩定;

(3)將噴孔孔內注滿高固相優質泥漿固壁，堵塞大的滲漏通道，為順利進行高噴施工創造有利條件，同時將孔口周圍的淤積物、松散土體清除干凈，孔口加塞保護;

(4)選用順直、無變形的長噴管(長度一般在9m以上)，以確保整體垂直度并減少接頭數量，同時減少了裝卸噴管的次數。

高壓噴射注漿對細顆粒地層是比較適宜的，但對摻有較多大卵石地層，只要工藝參數選擇適當，仍能形成良好的連續防滲凝結體。其主要原因是:由于水氣噴射使顆粒周圍的細顆粒被升揚置換出地面，造成原地層結構的局部松脫，大顆粒在射流作用下，一般會產生位置移動，甚至被掀動，有利于漿液袱裹充填。采用下傾斜噴射較之水平噴射更有利于大粒徑顆粒被袱裹。在含有細顆粒地層，特別是致密的、粘性大的土層中進行高壓噴射注漿時，水氣噴射過程中將使噴射影響范圍內的土層顆粒被切削攪動，形成泥漿，并且在升揚置換作用下冒出地面，其稠度和所采用的噴射形式直接有關。為使摻攪范圍進入較多的噴射泥漿，應注意先實行水氣噴射，暫不注漿，以升揚置換地層顆粒，然后提升到一定高度;當冒漿相對密度小于某一數值，如1.2kg/m3時，再將噴射管路下落，實行水氣漿二次噴射，這樣形成的凝結體將會獲得較高的凝結強度。

5 成墻后的質量檢查

防滲墻完工后，在高噴防滲墻軸線上布置了21個檢查孔，本工程總長度為3600m，每170m設置一個檢查孔，檢查孔設在相鄰兩個孔的連接位置。高噴防滲墻施工完成后，防洪堤標的施工單位在高噴防滲墻上澆注趾墻。為滿足檢查孔的施工要求，在趾墻里預埋了1.5m高的鐵管。檢查孔檢測結果如表3所示。

注水試驗檢測結果:

表3 檢查孔注水試驗檢測成果表

(1)滲透系數最大值 Kmax=3.09×10－6cm/s。

(2)滲透系數最小值 Kmin=5.57 ×10－7cm/s。

(3)滲透系數平均值 Kavr=1.72×10－6cm/s。

本工程檢測的21組注水試驗滲透系數檢驗結果表明，滲透系數達到設計要求。

6 取得的經驗與建議

(1)高噴施工中，針對松散架空、易漏漿的地層，及時發現問題及時處理，以避免不必要的資源浪費。

(2)高噴過程中，當某個孔發生不返漿或返漿不正常時，很可能在該孔附近區域連續多個孔都會有不返漿的情況發生，需根據實際情況添加堵漏材料，以便在最短的時間內、以最低的成本解決問題。

(3)針對毛灘水電站大顆粒砂卵石地層，必須進行生產性試驗，選擇合理的鉆孔設備和高噴工藝參數，才能確保工程質量。

(4)對工程量大、工期緊張、軸線長的高噴工程，施工中必須加大資源投入，嚴格進行管理，才能確保工期和質量。

7 結語

通過毛灘水電站工程左岸防洪堤基礎高噴防滲墻的施工，總結出了在沖積覆蓋層深厚、地質條件復雜、含大粒徑卵石、孤石等復雜地層條件下科學合理的選取高噴施工參數，積極采取相應的質量保證措施的成功經驗，確保了高噴防滲墻工程總體質量能夠達到優良標準。