水利水電工程地基防滲帷幕灌漿法研究

于仲離 宣 焱

中國水利水電第一工程局有限公司 遼寧省大連市旅順口區中水山莊基礎工程分局

水利水電工程地基防滲帷幕灌漿法研究

于仲離 宣 焱

中國水利水電第一工程局有限公司 遼寧省大連市旅順口區中水山莊基礎工程分局

近些年來，隨著科學技術的發展，筑壩技術水平不斷提高，越來越多的高壩逐漸呈現在人們的視野之中。壩體高度的增加迫使兩岸及壩基帷幕灌漿的深度越來越大。這樣一來，對帷幕灌漿的鉆孔就提出了更高標準的要求。鉆孔越深，地質條件就會越復雜，鉆機客觀存在的機械誤差也會越來越大，最終很可能導致鉆孔實際位置偏離設計位置較多，帷幕底部將變得參差不起，不能起到應有的防滲效果。本文針對帷幕灌漿設計，提出了合理的設計方案，有效地解決了搭接處的帷幕削弱問題。

水利水電；帷幕灌漿；技術應用

隨著社會的發展，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。

1 工程概況及主要地質情況

瓜峪水庫位于山西省河津市境內汾河支流瓜峪河上，水庫控制流域面積145km2，壩型為堆石混凝土重力壩，最大壩高68.5m，水庫總庫容250萬m3。大壩壩址位于瓜峪河碳酸鹽巖峽谷區，距峽谷區出口約3.62km。壩址區河道呈“S”型，壩址選在云頭堡左側河流順直地段，云頭堡是右岸宏厚山體的一個凸出山梁，左岸為凹岸，兩岸山頂高程逐步抬高至850m以上。壩址巖層產狀N25°E/ NW∠5°，傾向下游，無斷裂構造，地質構造以高傾角長大裂隙密集帶及節理裂隙為主。

2 滲漏原因分析

對大壩壩體填筑土采取原狀樣作室內擊實試驗，經對試驗成果進行數理統計后得出大壩壩體填筑土壓密度指標見表1。

表1 大壩填筑土①2壓密性指標統計

由表1看出，大壩填筑土①2壓實度為84.5%。不符合《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》(SL189-96)提出的中小型土壩壓實度為95%～97%的要求，壩體密實度欠佳。取大壩壩體原狀土樣作室內土工試驗成果結果，壓縮系數0.17～0.25MPa-1，平均值為0.21MPa-1；壓縮模量7.2～11.4MPa，平均值為9.1MPa。鉆孔實測浸潤線水位見表(略)。對壩體填筑土①2層進行鉆孔注水試驗，注水試驗成果統計見表(略)。由上述數據分析大壩滲漏原因是建壩時接觸了帶填土含較多風化石，分層過厚，碾壓不緊，引起的滲漏。

3 帷幕灌漿施工技術

3.1 帷幕灌漿施工程序

施工準備→測量放樣→抬動孔鉆孔及觀測裝置安裝→下游排先導孔鉆孔、壓水、灌漿及封孔→下游排I序孔施工→下游排II序孔施工→下游排III序孔施工→上游排I序孔施工→上游排II序孔施工→上游排III序孔施工→檢查孔施工

3.2 施工工藝

1)帷幕灌漿范圍

工程勘察地質資料表明，壩址處地下水位比壩基低20m左右，為減少壩基滲漏，降低滲透壓力，提高壩基抗滑穩定性，在壩軸線上游2.2m處壩基設置防滲帷幕，帷幕伸入地下水位以下1―2m。帷幕灌漿設計底高程617m，壩基最大灌漿深度為21.5m。為減少左、右岸繞壩滲漏，在大壩左、右壩肩設置防滲帷幕，左壩肩帷幕灌漿范圍為大壩0-004.00―大壩0+031.00，右壩肩帷幕灌漿范圍為大壩0+055.00―大壩0+095.00，左、右壩肩灌漿頂高程為707.00m，底高程為617.00m，壩肩最大灌漿深度達81.80m。壩肩及壩基帷幕灌漿孔均設一排，孔距2.0m。施工時帷幕灌漿按分序加密的原則分三序進行。

2)灌漿鉆孔

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.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。

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。

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。

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)灌漿質量控制

灌漿所用水泥須有廠家質保書，且按規定復檢合格，水泥保持新鮮無結塊，出廠超過三個月的水泥不得使用。

孔壁沖洗和脈動裂隙沖洗工作直接影響灌漿質量，沖洗和脈動裂隙沖洗結束標準符合設計標準。

每臺灌漿設備安裝自動計量裝置，控制灌入量。壓水試驗認真檢查有無鄰孔，特別是在鉆進的孔段，如果發現串通，正在施工的鉆孔停鉆，沖洗、下管阻塞。

結束語

水利水電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。水利水電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。

[1]王聰.帷幕灌漿技術在大藤峽水電站導流圍堰工程中的應用研究[D].吉林大學，2016.

[2]薛千明.防滲灌漿在水利水電工程中的應用及招標承包方式分析[D].吉林大學，2004.

[3]李柏霖.帷幕灌漿施工技術在水利水電工程施工中的應用[J].黑龍江科技信息，2016，07：229.