嘉陵江亭子口水利樞紐大壩帷幕灌漿施工技術分析

程艷娜

(遼寧西北供水有限責任公司，沈陽110003)

1 工程概況

亭子口水利樞紐是嘉陵江干流開發中唯一的控制性工程，也是集航運、發電、供水、灌溉、防洪、減淤等功能于一身的綜合型水利工程，工程規模大(1)型，工程等級Ⅰ等。

本工程壩軸線全長995.4 m，壩頂高程465 m，壩高最大值為115 m，涉及壩段50個。左岸設置壩后式電站廠房，廠房左端設置安裝間，副廠房在主廠房的上下游均有設置。電站廠房順流向長度49.48 m，1#～3#機組段寬28.0 m，4#機組段寬30.80 m，安Ⅰ、Ⅱ段寬分別為21 m、26 m。

2 帷幕灌漿施工技術概況

本次工程中的帷幕灌漿按分序加密的原則進行，分III 序施工。帷幕灌漿的實施條件為:①一般部位上部結構混凝土(含相鄰壩塊)澆筑厚度達30 m以上;②灌漿區周圍30 m以內的地下洞室的混凝土襯砌、噴錨支護、回填灌漿、圍巖固結灌漿，勘探平洞混凝土回填必須全部完成;③若某壩段未設置物探測試孔，應進行灌前測試;④抬動變形觀測裝置的安裝工作全部結束，并且確保其使用功能的正常發揮;⑤已經埋設結束的各類儀器、管、電纜必須得到妥善保護;⑥壓漿板部位應在混凝土壓漿板施工完畢并達設計強度后方可開始施工;⑦本層灌漿平洞開挖、襯砌及地質缺陷處理完成后。在施工正式開始前，進行帷幕灌漿生產性試驗，主要包括兩方面內容:①隧洞襯砌、抬動變形觀測。獲取高壓灌漿時地層抬動量和隧洞混凝土襯砌的受力狀態，以確定最大灌漿壓力;②鉆灌技術。驗證自上而下、小口徑鉆進、孔口封閉、不待凝、孔內循環灌漿技術在本區的可行性，以確定灌漿孔、排距及灌漿壓力［1］。

3 帷幕灌漿工程施工

3.1 施工工藝流程

封閉帷幕灌漿采用“自上而下分段阻塞孔內循環灌漿”工藝，工藝流程如圖1 所示。主帷幕灌漿采用“自上而下、小口徑鉆進，孔口封閉，不待凝、孔內循環灌漿”工藝，工藝流程如圖2 所示。

圖1 封閉帷幕灌漿工藝流程圖

圖2 主帷幕灌漿工藝流程圖

3.2 灌漿孔鉆孔

帷幕灌漿鉆孔采用回轉式地質鉆機和金剛石鉆頭或硬質合金鉆頭、清水鉆進技術，考慮基本上在廊道內施工，地質鉆機選用XY—2PC100 型。灌漿孔的施鉆按灌漿程序，分序分段進行。灌漿段長劃分:第1 段，也就是接觸段的長度基本為2 m，結合孔口管嵌入基巖深度的實際要求，局部可延長至3 m，第2段長度為3 m，第3 段及其它段的長度基本為5 m，若存在地質缺陷問題，可于監理單位批準后適當減少長度;終孔段的段長可以根據實際需要適當延長，但最長≤10 m。每鉆灌段進行一次孔斜和方位角測量，尤其是上部20 m范圍內的偏斜和方位角的控制，如發現孔斜超過要求時及時糾正，其最大允許偏差按表1 執行。不符合上述要求的部位，則結合壓水試驗和單位耗灰量等資料綜合分析，若其結果對灌漿質量有影響時，按監理的要求進行補救。

表1 鉆孔孔底偏差控制表

鉆孔達設計孔深時進行孔位、孔深、孔斜測量并作記錄，經監理檢查合格后，方可進行下道工序施工。灌漿孔孔位與設計孔位的偏差≥10 cm。鉆孔深度與設計孔深誤差≤20 cm。若遇到孔內涌水、漏水、斷層、洞穴、塌孔、掉塊等問題，需要詳細記錄，并及時報告監理，經有關部門共同分析鉆孔和巖體情況，作出決定后方可進行處理或鉆進。鉆孔結束待灌或灌漿結束待加深時，孔口要妥加保護。

3.3 孔口管段灌漿與孔口管鑲鑄

為保障工期，孔口管段分序鉆孔、壓水試驗、灌漿結束后，可同時進行孔口管的灌注操作。灌漿孔的孔口管段采用常規“阻塞灌漿法”進行灌漿。灌漿壓力、水灰比及漿液變換、灌漿結束條件等均按帷幕灌漿有關技術要求進行。先導孔孔口管采用Φ89 mm無縫鋼管，一般灌漿孔孔口管采用Φ73 mm無縫鋼管。

孔口管的鑲鑄:開孔孔徑為Φ 91 mm，鉆至基巖面以下2.0 m，以1.0 MPa壓力灌漿后，置入一根與孔深相同的鋼管，鋼管高出孔口10 cm，并且有絲扣。用灌漿的方法向孔內壓入0.5∶1的水泥漿，待孔口管外壁與孔壁之間返出同一濃度水泥漿后，導正孔口管，待凝3 ～5 d后，方可鉆灌第二段。若地質缺陷部位覆蓋重混凝土厚度較小，無法滿足施工設計對于灌漿壓力的要求，則應根據實際情況延長孔口管嵌入基巖的深度至3 m。

孔口管埋設結束待凝后，經檢查合格方可進行下一工序的施工。檢查的項目包括:孔口管埋設的角度和方位;孔口管接頭是否牢固;孔口管嵌入基巖的實際深度;是否存在漏水問題等。孔口管須鑲鑄牢實，如在鉆孔、壓水、灌漿時發現孔口管外側冒水、冒漿時，須返工重新埋設。

3.4 灌漿

主帷幕灌漿孔的第1 段采用常規“阻塞灌漿法”進行灌漿，止漿塞阻塞在建基面處;第2 段及以下各段采用“自上而下、小口徑鉆進、孔口封閉、不待凝、孔內循環灌漿”工藝，即孔口未發生涌水現象的孔段，可于灌漿結束后立即進行下一段的鉆灌，無需待凝。不過在地質條件相對復雜的孔段，應待凝24 h后再進行下一段作業。

在灌漿過程中若遇到以下情況，需進行漿液變換:①注入率在灌漿壓力未發生變化的情況下降低，或是灌漿壓力在注入率未發生變化的情況下升高，可改變水灰比;②在某一級水灰比持續灌注≥1 h或是注入量≥300 L的情況下，若注入率或灌漿壓力未出現明顯變化，應使用更濃一級的水灰比繼續灌注，若此時壓力突增或注入率突減，立即查明原因，進行處理，并報告監理;③當注入率＞30 L/min，根據具體情況越級變濃;④若灌漿過程中出現注入量或灌漿壓力驟升的現象，應立即采取針對性措施加以解決，直至灌漿結束。

本次工程的灌漿結束標準為:在規定的設計壓力下，注入率＜1.0 L/min時，延續灌注60 min，即可結束灌漿。若結束標準遲遲未能達到，則報請監理共同研究處理措施。

3.5 封孔

1)各孔灌漿結束后，監理與質監人員共同進行質量檢查，通過后方可封孔。

2)采用“置換和壓力灌漿封孔法”封孔，并將孔口抹平。封孔灌漿水灰比為0.5∶1，灌漿壓力為該孔最大灌漿壓力。

3)經以上操作的灌漿孔，待其中漿液凝固后，對浮漿、污水進行徹底清理，若其上部空余段不足3 m，使用水泥砂漿封填;若超過3 m，采用“機械壓漿封孔法”進行處理。

3.6 質量檢驗

檢查孔壓水試驗結果是判定帷幕灌漿施工質量的重要參考標準，同時，也需借助物探測試、灌漿記錄、鉆孔巖芯等進行綜合評價，在有實際需要的情況下，還可以采用孔內電視檢查。一般來說，應以10%灌漿孔數作為檢查孔數量選擇的參考，不得出現單元工程內未設置檢查孔的問題。檢查合格后，根據灌漿孔的要求對檢查孔進行灌漿和封孔處理。

4 施工過程中應注意的幾點問題

若注入量或灌漿壓力發生急劇變化，應立即查找問題的產生原因并采取針對性措施加以解決。若回漿失水變濃，應改用新漿液(水灰比相同)繼續灌注，若未能取得理想效果可將灌注時間延長0.5h。若鉆灌時發現串通，應立即停灌并對串通部位、串通量進行了解，隨后上報設計和監理單位處理;若與其它灌漿孔發生串通，應于串通部位以上0.5 ～1 m左右阻塞串通孔，待灌漿施工結束24 h后，再對串通孔進行清理、鉆進和灌漿操作。

若孔口存在涌水現象，處理方式應根據涌水的實際情況進行針對性選擇:以涌水壓力和灌漿壓力之和作為實際灌漿壓力;灌漿操作結束后，應進行＞1 h的屏漿;拆除灌漿管路系統后，應使孔內注滿漿液，隨后將孔口封閉待凝，具體時間以注入量、涌水壓力為依據。灌漿施工應保持連續性，若因不可抗力因素必須停工，也應將時間壓縮在最低限度，并在恢復施工時將漿液水灰比調整到開灌時的水平，若發現注入率較暫停時無明顯變化，可恢復水灰比;若發現注入率較暫停時明顯降低，應短暫停止吸漿操作，并上報監理單位，批準后將其視為事故孔，進行補孔灌漿處理。

5 結 語

對于相關標準、規范、設計要求的嚴格遵守，對于施工工藝的準確把握，各項施工措施的準確執行以及對質量的不懈追求是帷幕灌漿工程施工水平和質量得以保障的重要前提，只有扎實理論知識、不斷積累實踐經驗，才能為優質工程的創建提供更多保障。

［1］陳慶輝，朱麗娟. 基于水利工程施工中帷幕灌漿技術運用的研究［J］. 建材與裝飾:中旬，2013(09):304 －305.