張雪剛 潘存良

(中國水利水電第九工程局，貴州 貴陽 550008)

1 工程概述

洪家渡水電站位于貴州省織金縣與黔西縣交界處，距貴陽158km，是烏江梯級開發(fā)的龍頭水電站。電站裝機容量為540MW，多年平均發(fā)電量15.94億kw·h。該工程的導(dǎo)流方案采用圍堰斷流、隧洞導(dǎo)流方式，下游圍堰采用不過水土石圍堰。擋水時段為2001年11月20日至2004年4月底，50年一遇汛期洪水流量為1330m3/s。圍堰堰頂高程997m，最大堰高19.3m，堰頂寬5m，堰頂長80m，堰面采用干砌石塊及塊石鋼筋籠保護。圍堰基礎(chǔ)防滲對擋水大壩的建造而言，是大壩能否成功進行基坑開挖及其它各項主體工程施工的必要條件。

2 工程地質(zhì)

下游圍堰靠近導(dǎo)流洞出口，河床底部為古老河道，沖積層厚6～15m，有大孤石，底部為三疊系下統(tǒng)灰?guī)r，孤石較多，含泥含沙量相對較少。圍堰堰體主要結(jié)構(gòu)如下：

碎石粘土碾壓層：即水位線以上部分堰體，厚8～10m；由碎石粘土分層碾壓而成；碾壓不充分，級差配，結(jié)構(gòu)松散。拋填層：即水位線以下部分堰體，厚10～12m，主要為大塊石拋填；架空現(xiàn)象嚴重，在滲流的作用力影響下，有多而集中的滲流通道。古河床：位于堰體基巖以上，后3～5m，主要為砂礫石。基巖層：可灌性、可鉆性較好。

3 圍堰防滲方案的確定

洪家渡電站下游圍堰河床防滲體原設(shè)計為高噴板墻，針對下游圍堰河床地質(zhì)情況，大孤石較多，圍堰填筑時，土石料級配不均勻，大塊石含量較多，含泥量較少的實際情況，進行高噴板墻施工存在不少的技術(shù)問題，施工速度較慢，難以保證工期。根據(jù)洪家渡索橋頭堆石體內(nèi)現(xiàn)場試驗取得的資料，參考廣西天生橋中山包電站圍堰的成功實例，專家咨詢意見認為洪家渡水電站下游圍堰防滲體選用控制性水泥灌漿帷幕新技術(shù)比選用高噴板墻施工更為可靠和合理，施工速度較快，經(jīng)反復(fù)論證比較，最終確定采用控制性水泥灌漿帷幕方案?？刂菩怨酀{技術(shù)，是指相對于常規(guī)水泥灌漿技術(shù)，其灌漿前的造孔成孔率可控、漿液固化時間可控、漿液的滲漏范圍可控和防滲效果可控。它是高效成孔技術(shù)、淺層水泥灌漿加固技術(shù)、精確控制漿液凝固技術(shù)和灌漿防水堵漏技術(shù)等多項技術(shù)的組合。

4 控制性水泥灌漿帷幕板墻設(shè)計

4.1 施工工藝及技術(shù)參數(shù)

施工范圍按高噴板墻的設(shè)計圖紙，孔排距原則上為現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗布孔方案。

兩排孔結(jié)構(gòu)帷幕：孔距1.2米～1.25米，排距0.6米，孔深進入基巖0.5米。

4.2 施工工藝流程

定帷幕軸線放孔位→固定鉆機→φ76mm鉆孔并鑲1.5米深的孔口管→下一段次鉆孔→按計劃漿液量控制進行雙液灌漿→終孔段灌漿→全孔段重復(fù)灌漿→封孔結(jié)束。

鉆孔按灌漿分II序自上而下分段鉆孔。灌漿順序：灌漿按分排分II序進行，其中先灌第一排的I序孔，然后再灌第一排孔的II序孔，如果帷幕結(jié)構(gòu)為兩排灌漿孔組成，則灌完第一排灌漿孔后再開灌第二排孔的I序孔。最后再灌第二排的II序孔。

灌漿分段控制：灌漿分段主要視鉆孔情況而定。

其一、.鉆孔一旦出現(xiàn)孔內(nèi)不返水，或有嚴重塌孔問題，則立即停止鉆孔進行灌漿。

其二、鉆孔返水出現(xiàn)塌孔問題，或有小范圍塌孔現(xiàn)象，但灌漿段長已超過1.0米的，則一般控制在2.5～3.0米。

其三、碰到細砂層，則要求盡可能的加大鉆孔沖洗，盡可能的把細砂從孔內(nèi)沖洗出孔外，控制段長一般不要超過1.0米。灌漿鉆孔鉆頭都為φ44～φ56mm合金鉆頭。

控制性水泥灌漿需選用雙液灌漿系統(tǒng)，大泵灌水泥漿液，小泵灌化學(xué)控制液，兩種漿液視不同情況或在孔內(nèi)，或在地層內(nèi)混合，水泥漿液配比全部選為0.8：1。

水泥為425#普通硅酸鹽水泥，加灌化學(xué)控制液視孔內(nèi)升壓情況和進漿量變化情況。

灌漿壓力以控制水泥灌漿泵的機身壓力表讀數(shù)為準，一般I序孔控制在1.0～1.5Mpa范圍。II序孔控制在1.5～2.0Mpa范圍，II序孔的終孔段或全孔段重復(fù)灌漿控制壓力在2.0～2.5Mpa。灌入漿液量以控制灌入計劃漿液量為主，孔距為1.25米，第一排孔的控制I序孔的平均灌入漿液量為600升/米～700升/米，II序孔的平均灌入量為700升/米～900升/米。對于二排孔的帷幕結(jié)構(gòu)，考慮排距為0.6米，故相對控制灌入的計劃量較少，一般為第一排孔的50%，具體還要視實際孔內(nèi)情況作局部調(diào)整。

灌漿結(jié)束標(biāo)準，達到要求計劃漿液量和要求灌漿壓力后即可結(jié)束灌漿。加灌化學(xué)控制液的目的主要是提高灌漿壓力值。要求I序孔灌漿盡可能的減少小于0.5Mpa的壓力狀態(tài)下灌漿。II序孔要盡可能的減少小于1.0Mpa壓力狀態(tài)下灌漿。當(dāng)某些孔段出現(xiàn)升高壓力有困難時，必須采取有效措施并加大加灌化學(xué)控制液的力度。II序孔或II序孔的全孔段重復(fù)灌漿時，最好在有一定的流動水條件下進行。

5 圍堰防滲施工情況

電站2001年10月15日完成截流，10月19日進場施工，10月25日受超標(biāo)準洪水沖淹，11月3日開始恢復(fù)施工，11月22日基本上滿足閉氣條件，達到了基坑開挖的要求。隨后在基坑抽水和開挖狀態(tài)下進行了第二排孔和加強補強孔的施工。

下游圍堰控制性帷幕灌漿布置為兩排孔，孔距1.2米，排距0.6米，孔位和孔深詳見下游圍堰灌漿孔平面布置圖1。

和下游圍堰灌漿剖面圖2。下游圍堰總計灌入水泥844噸，化學(xué)控制液57.4米3，總計完成灌漿任務(wù)1778米，預(yù)埋孔口管106根。下游圍堰共布置3個壓水檢查孔和三個巖樣取芯孔，檢查孔平面位置詳見下游平面示圖3。

針對地層情況有的加強孔深度遠超過深入基巖0.5米的，最深的有進入基巖5.0米以上的，為解決巖層內(nèi)夾泥漏水問題，有的孔段在夾泥層位置的最大灌漿壓力達5.0Mpa。

6 施工成果檢查及防滲效果

6.1 單點法壓水檢查

防滲帷幕檢查以壓水檢查資料為準，設(shè)計的壓水檢查標(biāo)準為q≤5Lu，下游圍堰的全部壓水檢查孔段，除有一段次的檢查透水率q達3.63Lu(也滿足設(shè)計要求)外，其它段次全部達到q≤3Lu，其中有9孔段的滲水率q≤1.0Lu，占總壓水孔段數(shù)的45%，說明經(jīng)過灌漿后，壓水檢查效果良好。

6.2 取芯檢查孔和帷幕上部搭接土工膜開挖檢查

下游圍堰共布三個取芯檢查孔

（1）孔深5.0米至7.0米，巖芯為水泥結(jié)石巖樣，灌漿效果令人滿意；

（2）2#取芯孔孔深7米～15.2米和3#取芯孔孔深8米～15.0米全為塊石水泥結(jié)合體，取芯孔穿過的最大塊厚達1.5米，而且檢2#、檢3#壓水檢查孔緊靠1#和2#取芯孔（直線厚度約為1.0米），壓水全壓力達0.6Mpa,壓水時取芯孔是不封閉的，沒有從取芯孔內(nèi)串冒出水現(xiàn)象，壓水檢查滲水率又在設(shè)計標(biāo)準內(nèi)，說明控制性水泥灌漿帷幕解決大塊石堆積體的防滲問題，效果是很好的。

（3）1#取芯孔相鄰兩灌漿孔1-8#和1-9#都穿過厚1.0米以上的細砂層，而1#取芯孔卻沒有取到細砂層，而3#取芯孔（距幕中心線為0.8米，距1#取芯孔為0.5米的上游側(cè)）又碰到了細砂層，說明控制性水泥灌漿對細砂層經(jīng)沖洗置換加高壓力擠壓，使原存在的細砂層都發(fā)生變化，不但使細砂層的防滲效果被大幅度的提高，而且使原細砂層位置的防滲也滿足了設(shè)計要求。

控制性水泥灌漿帷幕上部與土工膜防滲體相聯(lián)接，設(shè)計要求搭接施工時將孔口管1.5米范圍的軟弱覆蓋層全挖掉，然后澆砼相連接，開挖施工驗證，控制性水泥灌漿帷幕范圍已變成了有一定強度的墻體。鑿除開挖很困難，有些地方是用小藥量爆破解決的。眾所周知，常規(guī)帷幕灌漿在覆蓋層內(nèi)，安裝1.5米的孔口管是很難解決地表串、冒漿這一難題的，而越往深層，則帷幕灌漿的效果就越好，可以肯定，深層的灌漿效果將比表層看到的會更好。

下游圍堰帷幕結(jié)構(gòu)為兩排孔，第一排孔完成后再進行第二排孔施工的，兩排孔的施工難度截然不同：（1）第一排孔施工時，塌孔和鉆孔不返水現(xiàn)象很突出，鉆孔返水的灌漿段不多，塌孔嚴重，有些灌漿孔反復(fù)灌的次數(shù)多達20段次以上，而第二排孔施工時出現(xiàn)不返水的孔段不多，一般都按最長段長（4米）控制灌注，鉆孔塌孔現(xiàn)象幾乎不存在。（2）第一排孔一般孔段起灌時無壓力，灌漿升壓慢，耗用化學(xué)控制液多，而第二排孔施工時，都有起始壓力，而且升壓快，結(jié)束壓力高，化學(xué)控制液用量還不到第一排孔總用量的五分之一。（3）鉆孔通過細砂層時，第一排孔一般都要反復(fù)灌幾次才能穿過去，而第二排孔則不出現(xiàn)塌孔，也沒有涌砂出孔口，因此，第二排孔的施工進度得到提高。

2#取芯孔和3#取芯孔終孔后做了注水試驗，詳見注水試驗情況如表：

6.3 基坑抽水情況檢查

下游圍堰閉氣后，保證了基坑正常抽水及開挖施工，從下游圍堰滲漏到基坑的水量都不大，沒有出現(xiàn)涌水現(xiàn)象。當(dāng)然，下游圍堰坡腳也有較小的漏水點，但洪家渡基坑經(jīng)開挖驗證，壩基巖層本身漏水就比較嚴重，而且溶蝕層、溶洞比較發(fā)育，產(chǎn)生的漏水點水量滲漏通道無法考證?？傊?，防滲帷幕的施工目的已完全達到。

7 結(jié)束語

不良地層的鉆孔經(jīng)常發(fā)生塌孔埋鉆、掉塊卡鉆等孔內(nèi)事故，應(yīng)采用多種方法，以保證孔壁的穩(wěn)定性；鉆孔和灌漿相輔相承，灌漿時應(yīng)針對不同的地層情況，對灌漿壓力、水會比、外加劑、摻和料等靈活應(yīng)用，以提高施工效率，節(jié)約原材料，降低施工成本。

[1]雷勵.淺談帷幕灌漿技術(shù).西部探礦工程.2006-08-15.