固滴水電站閘基綜合防滲技術(shù)設(shè)計(jì)

◎ 李社鳳 中國(guó)電建集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司

1.工程概況

固滴水電站系水洛河干流（額斯～捷可）水電規(guī)劃“一庫(kù)十一級(jí)”的第六個(gè)梯級(jí)，上游接鉆根水電站，下游接新藏水電站，閘址位于四川省涼山彝族自治州木里藏族自治縣境內(nèi)。固滴水電站采用引水式開發(fā)，正常蓄水位2311.00m，相應(yīng)庫(kù)容91萬(wàn)m3，總庫(kù)容104萬(wàn)m3。電站裝機(jī)容量138MW，工程開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，兼顧下游生態(tài)環(huán)境用水。

2.防滲布置方案設(shè)計(jì)

2.1 地質(zhì)勘察分析

通過對(duì)固滴水電站地質(zhì)勘察：①左岸壩基以大塊石、孤石夾少量碎石土為主，多具架空現(xiàn)象，為極強(qiáng)透水，滲透變形的形式以管涌為主；②泄洪閘和沖沙閘基礎(chǔ)為砂礫石覆蓋層，極強(qiáng)透水；③右岸壩基礎(chǔ)為弱風(fēng)化玄武巖，屬中等透水巖體。具體參數(shù)見表1所示。

2.2 各位置防滲布置方案設(shè)計(jì)

通過地質(zhì)勘察，固滴水電站攔河大壩整體基礎(chǔ)透水性較強(qiáng)，必須進(jìn)行防滲設(shè)計(jì)，針對(duì)不同地段，具體防滲布置方案設(shè)計(jì)如下：

2.2.1 攔河壩閘室段。

該位置采用“水平防滲與垂直防滲”相結(jié)合形式，以垂直防滲為主。其中水平防滲具體措施為“鋼筋混凝土鋪蓋”，垂直防滲為“混凝土防滲墻和帷幕灌漿”。

（1）鋼筋混凝土鋪蓋設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)鋼筋混凝土鋪蓋范圍在攔河壩上游50m范圍內(nèi)。攔河壩上游鋪蓋層設(shè)計(jì)總體較為簡(jiǎn)單，主要保證每個(gè)結(jié)構(gòu)層厚度和密實(shí)度即可，在此不再詳述。

（2）帷幕灌漿設(shè)計(jì)。帷幕灌漿是目前壩基防滲中應(yīng)用較廣泛的技術(shù)措施，而且可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來實(shí)時(shí)調(diào)整灌漿參數(shù)，對(duì)相關(guān)技術(shù)水平要求高，但綜合成本低，這也是本項(xiàng)目防滲的核心技術(shù)之一。在此對(duì)帷幕灌漿技術(shù)主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析。

①漿液制備。本項(xiàng)目帷幕灌漿用的是純水泥漿液，水泥標(biāo)號(hào)為P.O.42.5，采用重量稱量法確定水泥用量，誤差控制在±5.0%；水泥攪拌時(shí)間不少于5min，漿液在使用前過篩，從制備到用完不得超過5h。

②灌漿量計(jì)算。灌漿量估算直接涉及到購(gòu)買材料量，灌漿量計(jì)算一般采用“體積法”或“噴量法”，本項(xiàng)目選擇體積法來估算灌漿量Q，計(jì)算公式見（2-1）。

式中：D1—噴射體直徑，m；

K1—充填率，0.8～0.9；

h1—噴射長(zhǎng)度，m；

β—損失系數(shù)，0.15；

D0—灌漿管直徑，m；

K2—未噴射范圍土的充填率，0.6；

表1 滲流計(jì)算參數(shù)表

表2 噴射灌漿固結(jié)體抗壓強(qiáng)度

圖1 綜合防滲方案實(shí)施前閘基滲流場(chǎng)分布圖

圖2 綜合防滲方案實(shí)施后閘基等勢(shì)線分布圖

h2—未噴射長(zhǎng)度，m。

③固結(jié)體設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用高壓擺噴灌漿技術(shù)來組成防滲帶，壩基處孔距設(shè)計(jì)1.4m，分為三序孔施工。防滲墻厚度要求25cm，由于為30°擺噴，折線軸之間夾角120°。

固結(jié)體強(qiáng)度按規(guī)定28d檢測(cè)，但會(huì)因土質(zhì)、水灰比、灌漿參數(shù)等存在一些差異，具體標(biāo)準(zhǔn)見表2所示，本項(xiàng)目均按照砂類土標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)。

④灌漿參數(shù)設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)防滲標(biāo)準(zhǔn)為帷幕深入基巖5Lu線以下，新三管法高壓灌漿其壓力可達(dá)20～30MPa，為了保證填充率會(huì)進(jìn)行二次切割填充，由表部至深部依次增加，注漿流量控制為50～75L/m i n；高壓水泵額定流量控制在50～80L/min；空壓機(jī)工作壓力控制在0.7MPa。

2.2.2 泄洪閘及沖沙閘壩基

該段壩基采用“C20混凝土防滲墻”形式，布置于閘底板上游側(cè)，設(shè)計(jì)墻厚1.0m，頂部嵌入鋪蓋或壩體0.5m，底部嵌入基巖1m，最大深度約14.5m。

2.2.3 閘壩基礎(chǔ)以下基巖

該位置采用“高壓擺噴帷幕灌漿”形式，灌漿孔設(shè)計(jì)為單排，孔距1.0m，漿液也采用P.O.42.5。設(shè)計(jì)防滲標(biāo)準(zhǔn)為帷幕深入基巖5Lu線以下，灌漿壓力0.8～2MPa由表至深部逐漸增加。由于上文已經(jīng)對(duì)本工程帷幕灌漿施工分析較多，在此不再詳述。

3.防滲措施效果檢測(cè)分析

（1）防滲墻檢測(cè)。防滲墻施工完畢，待墻體混凝土達(dá)到凝期后，對(duì)防滲墻進(jìn)行鉆孔取芯和壓水檢查試驗(yàn)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況指定，對(duì)上游鋪蓋防滲墻布置2個(gè)檢查孔，每個(gè)檢查孔分2段進(jìn)行壓水試驗(yàn)檢查，其透水率最小值為0.55Lu、最大值為0.89Lu，均滿足設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求。

（2）高壓擺噴帷幕灌漿檢測(cè)。高壓擺噴灌漿施工結(jié)束28d后，施工單位對(duì)其施工質(zhì)量采取鉆孔取芯、壓水和超聲波物探檢查試驗(yàn)。根據(jù)要求，在高噴灌漿施工區(qū)內(nèi)共布置3個(gè)檢查孔。通過鉆孔法進(jìn)行靜水頭壓水試驗(yàn)，在防滲處理之前，閘基透水率為11.1Lu，處理之后其透水率范圍在3.95～3.98Lu，均小于5Lu，因此可以得出高壓擺噴帷幕灌漿防滲取得了較好效果。

（3）綜合防滲措施實(shí)施前后閘基滲流場(chǎng)對(duì)比。下圖1和2分別為綜合防滲措施實(shí)施前后閘基滲流場(chǎng)、等勢(shì)線分布圖，由圖可知：①采取綜合防滲方案前，閘基單寬滲流量為1.0×10-3m3/s，采取綜合防滲方案后，閘基單寬滲流量為6.78×10-6m3/s，各段水力坡降均小于允許坡降，滿足滲透穩(wěn)定要求；②閘前帷幕灌漿顯著降低了閘室底部滲透壓力，減小滲透流量和坡降，增強(qiáng)了閘基抗?jié)B性能，大大改善了壩體的滲透穩(wěn)定性，取得了良好效果。

4.結(jié)語(yǔ)

閘基（壩基）防滲工作是保證攔河工程安全穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，而目前往往需要特定部位采取不同的防滲手段，一起組合成綜合防滲體系。固滴水電站工程共用到“高壓擺噴帷幕灌漿、防滲墻、鋪蓋”三種綜合手段，本文主要針對(duì)高壓擺噴帷幕灌漿進(jìn)行了較詳細(xì)分析，并且最后給出了防滲措施的檢測(cè)方法和效果，得出了該項(xiàng)目綜合防滲滿足相關(guān)要求。