斑桃水電站壩基灌漿施工技術(shù)措施

李曉明（陜西省地方電力水電有限公司紫陽水電分公司,陜西 紫陽 725300）

斑桃水電站壩基灌漿施工技術(shù)措施

李曉明
（陜西省地方電力水電有限公司紫陽水電分公司,陜西 紫陽 725300）

摘 要：斑桃水電站在大壩基礎(chǔ)固結(jié)、帷幕灌漿工程施工中，采取必要的技術(shù)措施，保證了灌漿工程質(zhì)量，達(dá)到了優(yōu)質(zhì)工程標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：水電站；大壩；灌漿；技術(shù)措施

1 概述

紫陽縣斑桃水電站為具有周調(diào)節(jié)性能的混合式電站，工程由大壩、壓力引水隧洞、廠房等主要建筑物組成，總裝機(jī)4200kw，大壩位于漢江二級(jí)支流八道河上，控制流域面積193km2，總庫容280m3，為漿砌石多園心雙曲拱壩，最大壩高43m，壩頂高程560.5m。

壩基固結(jié)灌漿與帷幕灌漿是在壩體砌筑至高程523.0m時(shí)進(jìn)行，固結(jié)灌漿和帷幕第一段兼做壩基接觸灌漿，帷幕灌漿深度要求進(jìn)入相同不透水層（單位吸水量小于0.03升/分.米.米）5米，共完成固結(jié)灌漿88孔，灌漿段長(zhǎng)515.90米，帷幕灌漿23孔，灌漿段長(zhǎng)386.40米。

2 工程地質(zhì)概況

壩址區(qū)地層巖性主要為古生界O1-2泥質(zhì)板巖，鈣質(zhì)板巖和夾砂質(zhì)板巖，巖塊厚度大，板理發(fā)育，下游廣泛分布有沿板理侵入的輝石閃長(zhǎng)巖，由于侵入作用，在壩址區(qū)特別右壩肩發(fā)育一變質(zhì)程度高，硬度大的蝕變板巖，壩址區(qū)為走向NW-SE，傾角較大的單斜構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，多見石英、方解石充填，地下水位約在523.00米左右，工程地質(zhì)較好。

3 壩基灌漿施工

3.1 鉆孔、沖洗

鉆孔施工采用XY-IA型鉆機(jī)，Φ59mm雙管單動(dòng)鉆具，金剛石清水鉆進(jìn)，孔位由測(cè)量人員采用萊卡全站儀現(xiàn)場(chǎng)施放，位置精確，孔斜均小于1o，終孔后用清水經(jīng)鉆具在孔內(nèi)循環(huán)洗孔，將孔內(nèi)雜質(zhì)及巖粉沖洗干凈，灌漿前用壓力水在孔內(nèi)循環(huán)沖洗，達(dá)到?jīng)_洗裂隙的目的，為提高效率，高壓水沖洗裂隙結(jié)合壓水試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行。

3.2 簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)

壓水試驗(yàn)采用單點(diǎn)法，目的在于了解灌漿段的單位吸水量，判斷灌漿段的地層破碎情況，并以此來指導(dǎo)灌漿施工，壓水試驗(yàn)使用的壓力值為灌漿壓力的70～80%，每5分鐘測(cè)一次注入流量，流量穩(wěn)定時(shí)間為20分鐘。

3.3 灌漿

壩基灌漿分帷幕灌漿和固結(jié)灌漿兩部分，兩者在灌漿工藝上基本相同，僅在個(gè)別標(biāo)準(zhǔn)上有所區(qū)別。

（1）灌漿次序。固結(jié)灌漿先施工上、下游兩排孔，后施工中間兩排孔，施工按兩個(gè)次序，逐級(jí)加密，通過上下游及兩壩肩的鉆孔灌漿施工，用漿液將整個(gè)壩基的四周先圍起來，由于四周的裂隙已被封死，因此，在中間灌漿施工時(shí)，充分做到使?jié){液在裂隙中擠密、壓實(shí)，從而使得壩基中的裂隙完全被水泥充填達(dá)到了固結(jié)的作用。

帷幕灌漿先施工了4#、12#、20#三個(gè)先導(dǎo)孔，并進(jìn)行了灌漿試驗(yàn)，確定了灌漿參數(shù)及工藝，其后的施工按三個(gè)次序進(jìn)行，在同一段上，后序孔較前一序孔晚一個(gè)段次施工，有效的防止了串漿。

（2）灌漿方式。施工中根據(jù)設(shè)計(jì)要求，灌漿方式采用自上而下分段，孔內(nèi)循環(huán)式灌漿，即每鉆進(jìn)5～6米后進(jìn)行灌漿，水泥初凝后再重新掃孔并進(jìn)行下一段的施工，保證了漿液在孔內(nèi)處于流動(dòng)狀態(tài)，漿液中的水泥不易沉淀，大大減少了埋管事故的發(fā)生，避免了沉淀的水泥堵死裂隙。

（3）灌漿壓力。一般認(rèn)為，帷幕灌漿的壓力在表層段不宜小于1～1.5倍水頭，底部不易小于2～3倍水頭（大壩建成后水頭以40m計(jì)），根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式P=P0+MD計(jì)算，P0為初始?jí)毫θ?.4兆帕，M取0.05，D為巖層厚度，利用計(jì)算結(jié)果，并通過試驗(yàn)的驗(yàn)證和試用調(diào)整，實(shí)際施工中，固結(jié)灌漿采用0.4兆帕，第四段1.3兆帕，灌漿時(shí)采用一次升壓法，個(gè)別裂隙發(fā)育地段分級(jí)升壓。

（4）灌漿段長(zhǎng)。根據(jù)規(guī)范要求，段長(zhǎng)一般控制在5～6米，在單位吸水量小，巖石完整性好的地段，適當(dāng)加長(zhǎng)，最長(zhǎng)8米，灌漿時(shí)，射漿管距孔底距離不大于0.5米，在進(jìn)行下一段的灌漿時(shí)，止?jié){塞置放在已灌段的段底以上0.5米，防止漏灌現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（5）漿液的配制及變換。漿液的配制采用JP-80型攪拌機(jī)制漿，濃度按水灰比（重量比）分為5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1七個(gè)級(jí)別。開灌采用5:1，個(gè)別吸漿量大的孔段，采用較濃的比級(jí)開灌，漿液變換的原則為：

1）灌漿壓力不變，注入率持續(xù)減小或注入率不變，壓力不斷升高時(shí)，不改變水灰比；

2）某一比級(jí)漿液注入超過300升或灌注時(shí)間已達(dá)一個(gè)小時(shí)以上，而注入率無顯著變化則改濃一級(jí)；

3）注入率大于30升/分時(shí)，根據(jù)情況越級(jí)改變漿液濃度。

（6）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。帷幕灌漿：當(dāng)注入率小于0.4升/分時(shí)，繼續(xù)注60分鐘，或注入率小于1升/分時(shí)，繼續(xù)灌注90分鐘即結(jié)束。固結(jié)灌漿：當(dāng)注入率小于0.4升/分鐘，繼續(xù)灌注30分鐘即可結(jié)束。

（7）特殊情況處理。對(duì)于施工時(shí)發(fā)生的串漿現(xiàn)象，如58#、60#孔，采用兩孔同時(shí)灌漿的做法，當(dāng)串漿孔為正在鉆進(jìn)的孔時(shí)，應(yīng)停鉆并采取堵漏措施，待灌漿完畢后，再?zèng)_孔洗孔繼續(xù)鉆進(jìn)，對(duì)于孔口或地表冒漿，采用移動(dòng)上漿塞和地面封堵的辦法處理，由于上述方法運(yùn)用得當(dāng)，取得了較好的效果。

（8）封孔。封孔采用機(jī)械壓漿封孔法，即將止?jié){塞置于基巖面之上，灌注灰比0.5:1的濃漿，壓力0.8兆帕，當(dāng)注入率不大于1升/分鐘時(shí)延續(xù)60分鐘，灌漿結(jié)束后閉漿數(shù)小時(shí)，待孔內(nèi)水泥沉淀初凝，檢查封孔深度，如孔深大于5米則用上述方法繼續(xù)封孔，如孔深小于5m，則采用人工封孔，即將水泥球投入孔內(nèi)，用鐵管搗實(shí)，并計(jì)算水泥投入量，確保封孔質(zhì)量。

4 工程質(zhì)量評(píng)價(jià)

灌漿是為了增加壩基強(qiáng)度，防滲和減小揚(yáng)壓力的目的，判斷灌漿質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)就是單位吸水量W值得大小，設(shè)計(jì)要求W值小于0.03升/分.米.米。

4.1 從單位吸水量和單位吸入量來分析

壩基灌漿第一序孔的單位吸水量可以代表巖石的原始滲透性，從第二序孔的施工情況就可以反映出第一序孔的灌漿效果。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，固結(jié)灌漿由一序孔到二序孔其單位吸水量平均值由0.042減小至0.024，單位水泥注入量由60.2公斤/米減小至30.4公斤/米，均降低約50%，而單位吸水量小于0.03升/分.米.米的孔段的合格率由69%上升至82%，從上、下游兩排孔和中間兩排孔的施工情況比較來看，上、下游兩排孔的單位吸水量均值為0.074，而中間兩排孔的單位吸水量均值為0.012，降低了84%，單位水泥注入量由96.9公斤/米，降至10.76公斤/米，表明灌漿效果是顯著的。

帷幕灌漿隨著孔序的增加，統(tǒng)計(jì)結(jié)果也反映出了單位吸水量降低，單位水泥注入量減少，合格段的合格率增加的規(guī)律，說明隨著灌漿的進(jìn)行，巖石中的節(jié)理，裂隙逐漸被充填，其滲透性變差，從而起到了防滲的作用。

4.2 從檢查孔的結(jié)果來分析

固結(jié)灌漿在全壩基面均布抽檢四孔，W值最大為0.012，最小為0.0028，帷幕灌漿均布抽檢三孔，W值最大為0.003，最小為0.0026，均滿足設(shè)計(jì)要求的0.03升/分.米.米。

從以上分析來看，說明灌漿的效果是顯著的，質(zhì)量是優(yōu)良的，但是應(yīng)指出，由于該地區(qū)巖性、構(gòu)造等因素，巖石中的裂隙發(fā)育呈較大的不均勻性，因此，在局部地段出現(xiàn)了與理論上的規(guī)律不一致的現(xiàn)象。如個(gè)別后序孔的吸漿量大于前一序孔，單位吸水量小而吸漿量卻較大等，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析，都屬于正常。

參考文獻(xiàn)：

[1]張亮勇.水利水電工程灌漿施工技術(shù)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2009（23）.

[2]曲洪久.淺析水庫施工中灌漿施工工藝[J].才智,2012（02）.

[3]常澤勤.淺析水利灌漿施工質(zhì)量控制措施[J].廣東科技,2012（13）.

[4]何素香.水庫大壩的灌漿施工分析[J].黑龍江水利科技,2012（09）.