毛灘電站中儲門槽基礎固結灌漿試驗施工

摘 要：本文介紹毛灘電站中儲門槽基礎固結灌漿試驗的主要施工工藝，以及灌漿效果檢測手段。通過試驗，并根據檢測結果分析，表明基礎固結灌漿灌入量與地址條件是相符合的，灌漿效果是明顯的。

關鍵詞：毛灘電站；中儲門槽；基礎；固結灌漿

中圖分類號：TV543 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）35-0164-02

1 工程概述

1.1 工程概況

毛灘水電站工程位于夾江縣順河鄉境內的青衣江干流上，是千佛巖電站至青衣江匯口河段推薦的兩級規劃方案中的第一級開發方案。采用河床式長尾水渠開發方式，工程開發任務為發電，兼顧灌溉、防洪、城鎮工業、生活及景觀用水，遠期長征渠修建后，服從長征渠灌溉用水，余水發電。電站為混合式開發，水庫正常蓄水位406.00m，回水至夾江水文站下游約0.8km處，額定水頭17m，電站設計引用流量531m3/s，電站裝機容量102MW，水庫總庫容3000萬m3，多年平均發電量48853萬kW·h。

本工程設計正常高水位406.0m，回水至夾江水文站下游約0.8km處，額定水頭17m，電站設計引用流量531m3/s，裝機容量3×34MW，其主要水工建筑物有廠房、儲門槽、沖沙閘、泄洪閘、尾水渠、左右岸防洪堤等工程。

中儲門槽位于4#機及沖沙閘之間，儲門槽全長30.8m，基礎建基面高程EL390.5，頂部高程EL410.8，目前已施工至EL396.0m。由于儲門槽基礎為回填砂卵石基礎，為保證電站后期運行安全，按照設計要求對中儲門槽基礎進行固結灌漿處理。

1.2 灌漿試驗施工的目的

為提高中儲門槽地基的整體性和強度，本次灌漿施工的目的是根據中儲門槽基礎的特性，有針對的采取一些措施和方法，使中儲門槽基礎的整體性、剛度和強度均得到提高，各項指標均能滿足設計的要求，且做到工程造價經濟合理。

2 固結灌漿設計

本工程固結灌漿孔布置在目前已施工完成的中儲門槽EL396.0平臺上，共計100個灌漿孔。灌漿孔共分四序，除上下游兩側Ⅰ、Ⅱ序孔外，其余各孔、排距均為3.0m×3.0m。

3 固結灌漿試驗施工

3.1 試驗孔布置

本工程灌漿試驗孔布置在中儲門槽左側回填砂卵石基礎上，因為該部位為回填砂卵石基礎，透水率和沉降均要大于天然砂卵石基礎，而且該部位灌漿孔深度較深。所以，在該部位設置試驗孔，確定的灌漿施工參數，能夠作為本工程固結灌漿的最終施工參數。試驗孔灌漿施工完成后，在試驗孔之間造孔進行壓水試驗，以確定灌漿的效果。

3.2 抬動觀測施工

在本工程施工時，在施工區內的抬動觀測孔中安設1個抬動觀測裝置，布置在灌漿試驗孔左側，距試驗孔約4m。抬動觀測裝置在灌漿施工前安裝完畢。抬動觀測裝置安裝圖如圖1所示。

（1）抬動孔鉆孔結束后，在孔底部1m用水泥砂漿充填，隨即在孔內下置一根6′鋼管（距管底部1m處焊接有對中圓形鋼板，鋼板上設置一橡膠塞）。

（2）在6′鋼管外套裝一根11/2″鋼管，鋼管底部與橡膠塞緊密接觸，鋼管外壁與孔壁間隙填入粉細砂至孔口。用水泥砂漿將11/2″鋼管與上部巖體（或混凝土蓋板）鑄死。將11/2″鋼管管口部分用麻絲填實，以免水泥漿進入11/2″鋼管將6′鋼管鑄死。

（3）在距該孔約0.15m處鉆孔（孔徑50mm，孔深1.5m），孔底部0.5m用水泥漿充填，隨即下置一根長為1.8m的4′鋼管（距管底部0.5m處焊接有對中圓形鋼板）后，用水泥漿充填上余部分。

（4）在6′與4′鋼管之間安裝千分表。

（5）安裝好了抬動觀測裝置后，在施工中要妥善保護。

3.3 抬動變形觀測

（1）此次試驗監測基巖抬動變形的目的是為了確定在抬動變形100μm范圍內各灌漿段最大允許灌漿壓力，以指導灌漿施工。

（2）抬動變形采用千分表觀測。當某段壓水、灌漿的壓力增大時，千分表指針指示數值將發生變化；當某一壓力穩定后，千分表上指示的終值減去初始值即為壓力下基巖的抬動值。

（3）在壓水試驗和灌漿過程中進行抬動變形觀測與記錄。每隔10min測記一次千分表讀數。當抬動變形值超過規定值100μm時，停止灌漿，并報告現場監理工程師，并按照現場監理工程師指示進行。

3.4 鉆 孔

本工程灌漿造孔采用回轉鉆進成孔工藝，抬動觀測孔、質量檢查孔孔徑為？準76mm，其余灌漿孔孔口段孔徑為？準76mm，以下各段不得小于？準46mm。灌漿孔鉆孔應按灌漿分序、分段原則鉆進。

灌漿造孔分段長度第一段（接觸段）一般為2～2.5m，以下各段一般為5～6m。造孔困難時可適當縮短段長。

鉆孔過程中應每10m進行一次孔斜測量，當發現孔斜偏差值超過允許偏差規定時，應及時采取糾偏等補救措施進行處理。

3.5 鉆孔沖洗及簡易壓水試驗

由于本工程為砂卵石基礎，所以在鉆孔完成后孔內不進行沖洗，如需進行沖洗需經現場研究后確定孔內沖洗方式。

灌漿孔的各灌漿段在灌漿前應進行簡易壓水試驗。壓力為灌漿壓力的80%，該值若大于1MPa時，采用1MPa。壓水20min，每5min測讀一次壓入流量，取最后流量值作為計算流量。

3.6 灌 漿

3.6.1 施工順序及灌漿方法

（1）施工順序

固結灌漿施工的特點就是“圍、擠、壓”，就是先把灌漿區圈圍住，再在中間插孔灌漿擠密，最后逐序壓實。灌漿孔按分層分序、逐序加密原則進行施工。

（2）灌漿方法

試區各次序灌漿孔均采用孔口封閉，孔內循環，自上而下分段灌漿法。灌漿時射漿管下端距孔底距離要求小于50cm。本次灌漿采用鉆桿作灌漿管，應采用平接頭。灌漿過程應經常轉動和活動灌漿管，防止灌漿管在孔口膠結。

其孔口封閉灌漿法施工工藝流程見圖2。

3.6.2 灌漿段長與灌漿壓力

灌漿孔的起始灌漿深度為2.0m，以下各段為5～6m，造孔困難時可根據現場情況適當縮短段長。試驗孔灌漿壓力參考值見表1。

3.6.3 漿液變換

開灌水灰比采用1：1漿液開灌，逐級變濃。其變漿原則如下：

（1）當灌漿壓力保持不變，注入率持續減少時，或當注入率不變而壓力持續升高時，不得改變水灰比。

（2）當某一比級漿液的注入量已達300L以上或灌注時間已達30min，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，應改濃一級。

（3）當注入率大于30L/min時，可提供具體情況越級變濃。

3.6.4 灌漿結束條件及封孔

（1）灌漿結束條件：在滿足最大設計壓力且吸漿率不大于1L/min的時間累計值達到30min以上時，可結束本段次灌漿。

（2）封孔：終孔段灌漿結束后以0.5：1級濃度置換孔內稀漿，采用該孔最大灌漿壓力進行灌漿封孔，延續灌注30min后結束；儲門槽壩體混凝土段的灌漿孔在灌漿施工結束后采用C20混凝土填充。

3.6.5 特殊情況處理措施

本工程在實際施工中，出現以下問題，過程中聯系業主、設計、監理進行會商，采取以下處理措施：

（1）灌漿過程中遇大吸漿段時，I序和II序孔采用了低壓、濃漿、限流、限量、間歇等措施，III、Ⅳ序孔則進行充分灌注，確保灌漿飽滿；

（2）灌漿過程中，發現冒漿、漏漿，根據具體情況分別采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進行處理；

（3）灌漿過程中發生串漿，如串漿孔具備灌漿條件，可以同時進行灌漿，應一泵管一孔；不具備灌漿條件的情況，將串漿孔塞住，待灌漿孔灌漿結束后，串漿孔應及時進行掃孔、沖洗和灌漿；

（4）灌漿工作必須連續進行，實際施工中因突發停電、設備故障、施工干擾等若因故中斷，按照下列原則進行處理：

①應及早恢復灌漿。否則應立即沖洗鉆孔，而后恢復灌漿。若無法沖

洗或沖洗無效，則應進行掃孔，而后恢復灌漿。

②灌漿時，應使用開灌比級的水泥漿進行灌漿。如注入率與中斷前的相近，即可改用中斷前比級的水泥漿繼續灌注；如注入率較中斷前的減少較多，則漿液尖逐級加濃繼續灌注。

③恢復灌漿后，如注入率較中斷前的減少很多，且在短時間內停止吸漿，應采取補救措施。

（5）為確保回漿量，在灌漿過程中每隔20～30min可降壓轉動和上下活動灌漿管（鉆桿）一次，時間2～3min，并加大回漿量來沖洗孔段，平時應保持回漿管內有15L/min以上的回漿量。

（6）灌漿過程中如回漿變濃，或漿液溫度較高，采取換用相同水灰比的新漿來進行灌注。

3.6.6 灌漿主要成果分析

通過試驗選定施工參數，施工完成待強度達到設計要求，采用單點法，進行了壓水試驗，壓水試驗的壓力為0.3MPa，實驗結果詳見表2。

通過灌漿前后的壓水試驗表面，隨灌漿孔加密，基礎透水性明顯減弱，符合灌漿規律，表面灌漿獲得了預期的效果。

基礎因透水性較強，可灌性較好，灌后縱向波速均值大于4000m/s，表面完整性較高。

固結孔間排距均為3m，按兩個次序施工較為合理。但在基礎尤為薄弱的區域，間排距仍顯得偏大。為改善上述不足，確保灌漿質量和達到提高地基承載力的目的，將灌漿壓力提高0.3MPa左右，以提高漿液結石的密實性。

該分部工程一次性通過驗收，且被評為優良工程。

4 試驗結論

通過固結灌漿，明顯改善砂卵石地層的物理力學性能，提高地基承載力，減少不均勻沉降，可見，該地層進行固結灌漿的可灌性是明顯的。

通過固結灌漿后，單位吸水率和單位注入水泥量隨灌漿次序遞增而明顯減小。試驗結果呂榮值低于設計呂榮值，滿足設計要求。

通過巖石彈性縱向聲波檢測表明，基礎灌后縱向波速平均值有所提高，也表明灌漿效果明顯。

參考文獻

[1]《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（DL/T5148-2001）.

[2]毛灘水電站中儲門槽基礎處理施工技術要求.

收稿日期：2018-9-23

作者簡介：金益剛（1976-），男，工程師，本科，主要從事水利水電及市政、公路工程施工及項目管理工作。