水電站河灣地塊帷幕灌漿的施工技術

許向英

（義烏市楊宅水輪泵站　浙江　義烏　322002）

水電站河灣地塊帷幕灌漿的施工技術

許向英

（義烏市楊宅水輪泵站浙江義烏322002）

本文主要研究水電站河灣地塊帷幕灌漿施工技術要點及技術流程，并重點結合具體工程實例，對河灣地塊帷幕灌漿施工各階段具體工藝、材料配比及灌漿條件等技術參數進行說明，其次本文還對帷幕灌漿施工中可能遇見的問題及對策進行敘述，以期能夠為相關工作者提供參考。

水電站；河灣地塊；帷幕灌漿；技術要點

引言

對于大多數河灣地區來說，均為一些軟巖土層，而針對這些軟巖土層，利用高壓脈動灌漿、封閉灌漿、自上而下的新工藝具有操作簡單、成本低、施工質量好及功效好等優點。但就目前來看，很多地區在該技術實施過程中出現了一些問題，因此對河灣地塊帷幕灌漿施工技術進行深入研究對同類工程的施工具有極為重要的意義。

1　項目概況

某水電站正常庫容12.5億m3，正常蓄水位為256m，裝機容量為960MW，整個水電站由主壩、副壩及相關廠房等組成。而河灣地塊帷幕灌漿工程主要包括主壩部門和副壩部分，整個防滲線路設計3900m，設計灌漿量19萬m3，工程設計投資1.5億元人民幣。而就河灣地塊地層土質來說，其上層為白堊系紅層，并且呈現出強風化狀，巖體碎裂。

2　該帷幕灌漿工程具體施工

工程灌漿之前首先將各個灌漿孔段進行封閉，灌漿過程自下而上進行，并且使用高壓脈動灌漿泵，利用其瞬間高壓以實現均勻的控制灌漿，有效防止材料浪費、無效灌漿等問題出現，并且整個灌漿過程中，工程采用分序加密原則，分布實施，孔距設計為2m。

2.1工程具體施工流程

按照帷幕灌漿相關技術要求及該工程河灣地塊實際地質構造情況，整個工程施工流程如圖1所示，而且要求整個施工過程中嚴格按照如下工藝流程進行。

2.2工程漿體封閉所用材料及具體工藝

圖1　帷幕灌漿工程施工流程圖

對于帷幕灌漿施工來說，漿體封閉是工程施工重點，其主要作用是完成整個孔段的均勻灌漿及灌漿提升過程中出漿口的三維封閉[1]。而具體漿體封閉來說，則應該遵循快速、方便、穩定等原則，而該工程具體漿體封閉材料性能參數如表1所示：而就具體施工來說，首先按照封閉孔段段長及灌漿量進行灌漿，然后進行壓漿替孔，使得封閉漿液被壓至灌漿段之上，等到封閉漿體初凝之后再進行下次灌漿及提升。

表1　該工程漿體封閉材料性能參數表

2.3具體灌漿壓力及漿液配比

對于該工程來說，根據工程前期試驗結果顯示，及結合所用灌漿機具、設備、地質地層條件等確定，使用自下而上，每隔30m為一個灌漿段，遇見巖溶、斷層等特殊點，則根據具體缺陷程度確定。而具體工程各個灌漿段實際壓力則根據最大脈動壓力值進行具體控制。工程對于紅層和灰巖接觸帶、灰巖巖溶帶等均使用改性粘土水泥膏進行灌注，具體漿液配比如表2所示；工程對完整灰巖帶進行灌注則采用改性粘土穩定漿液，具體配比如表2所示；其中灰巖段使用灰土比為1：1改性粘土水泥漿液，紅層段灰土比則為1：1.5改性粘土水泥漿液。

表2　該工程漿液配比

2.4該工程灌漿控制

對于該工程帷幕灌漿來說，主要是以連續間隔提升灌注為主，因此工程灌漿控制主要以分段控制為主，而具體灌漿控制標準則有兩個：①灌漿壓力大于等于Pmin，而漿液注入量則大于等于Vmax;②灌漿壓力大約等于Pmax注入量小于等于Vmin，最終灌漿達到標準注入量及壓力時，提升至上一灌漿段內并且搭接1m之后，才能夠結束該段灌漿[2]。

3　該工程帷幕灌漿施工過程中出現的問題及解決對策

帷幕灌漿工藝在該水電站河灣地塊具體施工過程中主要出現了如下一些問題，在深入研究之后，對這些問題進行了及時解決：

3.1漿體封閉所用材料失效

在該工程部分地段灌漿過程中，遭遇地下水，而由于漿體封閉材料強度不足，致使原來灌漿段封閉作用沒有很好發揮。因此工程通過研究，決定調整封閉漿體材料配比，使用水硬性質的封閉材料更換了原來的氣硬性質的封閉材料，最終有效解決了漿體封閉所用材料失效問題。

3.2灌漿所用灌漿桿抱死

該工程在初期施工過程中，由于漿體封閉材料硬化，而導致灌漿桿抱死，進而導致無法提灌。而經過對比相關資料及研究，工程首先就封閉漿體所用材料配方進行了試驗，并根據試驗，然后對漿液材料配比進行了調整，其次工程在實際灌漿過程中，要求不得停轉灌漿桿，最終有效解決了灌漿桿抱死問題[3]。

3.3吃漿、漏漿問題

在該工程灌漿過程中，在一些地方發現吃漿問題，而就結合經驗及地質情況，這些漏漿地區大多是地下溶洞集中區或孔隙段，面對這一問題，工程及時使用濃膏漿替換了原有穩定漿液，并且利用高壓脈動泵泵送濃膏漿填充大的空隙及溶洞，最終實現了有效灌注。

3.4堵管問題

在該工程灌漿初期，頻繁出現了堵管問題，這使得灌漿停止，而經過分析發現，導致堵管問題出現的主要原因是，工程施工人員對灌漿材料硬化性能缺乏掌握，而經過技術小組進行研究，并現場指導之后，工程施工人員切實掌握了灌漿材料硬化規律，并且將漿液中的快硬成分分離，然后添加至攪拌機內，也就是灌漿之前添加。

4　該帷幕灌漿工程技術要點

由于河灣地塊主要為松軟巖土，為了在灌漿過程中盡可能避免冒漿、串漿等問題，工程主要采取了如下技術措施：①對灌漿孔內采用自下而上灌漿，而對于灌漿段則使用了特制漿體摻人封閉材料內進而形成灌漿段，以保證整個灌漿段內能夠實現均勻受灌。②工程利用高壓脈動泵制造脈動高壓灌漿，以消除地層內三維應力差異，以切實控制整個孔段均勻充填，防止無效灌注。③工程特別研制了兩種改性漿液，以實現漿液凝結時間可調整、漿液抗沖刷性強及漿液擴散可控等，有效地解決了工程中耗漿量大等問題。

5　結束語

該水電站河灣地塊帷幕灌漿施工工程難度大、所處地質條件復雜、工程量大，因此整個工程使用了“高壓脈動灌漿、漿體封閉”的帷幕灌漿工藝，并且根據工程具體情況，工程在不同地區使用了不同漿液，最終有效保證了工程設計要求及大幅度節省了資金投入。但是帷幕灌漿技術在該工程應用過程中，也出現了諸如施工單位抵觸、技術參數反復調整等眾多問題，因此對于同類工程施工，必須要吸取教訓，最終真正發揮帷幕灌漿成本低、工效高、操作簡單等眾多優勢。

[1]張景秀.壩基防滲與灌漿技術[M].北京：中國水利水電出版社，2012 （05）：34～36.

[2]程鑒基.灌漿技術在軟土地基處理中的綜合應用[N].巖土工程學報，2013（09）：89～93.

[3]張貴金，許毓才，陳安重，等.一種適合松軟地層高效控制灌漿的新工法自下而上、漿體封閉、高壓脈動灌漿[J].水利水電技術，2012（03）：38～39.

TV543.5

A

1673-0038（2015）41-0287-02

2015-9-27

許向英（1972-），女，浙江義烏人，助理工程師，本科，主要從事水利工程建設施工及水電站建設運行管理工作。