闞興中

（中國(guó)水利水電建設(shè)工程咨詢北京公司，北京 100024）

1 工程概況

積石峽水電站位于青海省循化縣境內(nèi)的黃河干流上，是黃河上游規(guī)劃的第5個(gè)大型梯級(jí)電站。右壩肩加強(qiáng)帷幕灌漿設(shè)計(jì)為單排帷幕，孔口高程1 857.04～1 862.35 m，孔底高程統(tǒng)一為1 779.00 m。共計(jì)116孔，分3序施工。

右壩肩的主要地層巖性為紫色礫巖夾薄層及條帶狀中細(xì)砂巖和紫紅色中細(xì)砂巖夾礫巖，產(chǎn)狀為NE13°SE∠13°，巖性軟硬相間。巖坡為一順向坡，陡傾裂隙平行巖坡發(fā)育，主要為NNW及NWW向兩組裂隙組合。該部位斷層不發(fā)育，但結(jié)構(gòu)裂隙較為發(fā)育，裂隙一般寬0.1～0.5 cm，延伸十幾米至數(shù)十米，均屬硬性結(jié)構(gòu)面。該部位軟弱夾層發(fā)育較少，僅揭露2條夾層，平均厚度為10 cm，分布在1 815.00～1 830.00 m高程之間。相對(duì)不透水層埋藏略淺，為50～55 m。

右壩肩加強(qiáng)帷幕灌漿工程的特點(diǎn)是：大部分帷幕線位于右岸交通洞內(nèi)，路面混凝土厚度僅為30 cm，路面混凝土下為石渣回填區(qū)，石渣厚度在30 cm到2.4 m之間。由于交通洞為上、下游交通要道，無法將路面混凝土及石渣清除后實(shí)施無蓋重灌漿，只能在現(xiàn)有條件下采用孔口封閉灌漿法施工。

2 施工流程

（1）總體施工流程：測(cè)量放點(diǎn)→抬動(dòng)孔施工→先導(dǎo)孔施工→I序孔施工→II序孔施工→檢查孔施工→清面撤鉆。

（2）單孔（灌漿孔和檢查孔）施工流程：鉆機(jī)就位→埋設(shè)地錨→鉆孔第一段 →洗孔、（壓水）→灌漿→鑲嵌孔口管→鉆孔第二段→洗孔、（壓水）→灌漿→…→ 最后一段鉆孔→洗孔、（壓水）→灌漿封孔。

3 施工方法

（1）灌漿。在孔口安裝孔口管，自上而下逐段鉆孔和灌漿，各段灌漿時(shí)都在孔口安裝孔口封閉器進(jìn)行灌漿。

（2）洗孔。鉆孔各段進(jìn)行孔壁沖洗和裂隙沖洗?？妆诓捎么罅髁繘_洗法，回水澄清后即進(jìn)行裂隙沖洗。裂隙沖洗采用脈沖沖洗法，沖洗壓力為灌漿壓力的80%，若該值大于1 MPa時(shí)采用1 MPa。裂隙沖洗至回水澄清10 min后即結(jié)束。

（3）壓水。①帷幕灌漿孔灌前壓水采用單點(diǎn)法壓水，壓力為灌漿壓力的80%，若該值大于1 MPa采用1 MPa。②帷幕灌漿檢查孔采用五點(diǎn)法壓水，壓力分別為0.3、0.6、1.0、0.6 MPa和0.3 MPa。

（4） 漿液、 水與灰質(zhì)量比。分為 5∶1、 3∶1、 2∶1、1∶1、 0.8∶1 和 0.5∶1 等 5 個(gè)比級(jí)。

（5）結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)壓力下，注入率小于1 L/min時(shí)繼續(xù)灌注60～90 min即可結(jié)束。

（6）封孔。灌漿結(jié)束后，用0.5∶1的濃漿置換孔內(nèi)稀漿，注漿管下至孔底，待孔口溢出濃漿后封閉孔口；用純壓式注漿法封孔，封孔壓力為4.0 MPa。當(dāng)注入量小于1 L/min時(shí)繼續(xù)灌注60 min即可結(jié)束。24 h后用同樣方法進(jìn)行二次機(jī)械封孔；48 h后用人工砂漿封孔，砂漿配合比為水泥∶砂∶水＝1∶1∶0.5，同時(shí)，摻加水泥質(zhì)量3%的膨脹劑。

（7）灌漿分段及灌漿壓力。灌漿孔自上而下6個(gè)段長(zhǎng)依次為1、2、3、4～5、5 m和5 m，相應(yīng)灌漿壓力依次為 0.2～0.5、 0.8、 1.0、 2.0～3.0、 3.0 MPa和3.0 MPa。

4 特殊情況處理措施

由于施工條件的特殊性，在灌漿過程中淺層串、冒、漏漿現(xiàn)象嚴(yán)重，且抬動(dòng)頻繁發(fā)生。其原因主要是淺層巖石垂直向節(jié)理、裂隙發(fā)育，上部孔段在低壓下雖達(dá)到結(jié)束條件，但在后續(xù)孔段的高壓下，裂隙反復(fù)張開，致使?jié){液順裂隙串漏至石渣回填區(qū)，且不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，無法進(jìn)行封堵處理，致使灌漿量大且難于結(jié)束。針對(duì)上述情況，采取了以下措施：

（1）在帷幕線兩側(cè)各1 m增加深度9 m的低壓帷幕灌漿孔，低壓帷幕灌漿完成后再進(jìn)行主帷幕孔的施工；同時(shí)，將孔口管加長(zhǎng)至入巖8 m，將孔口管以下的第一段（即原第二段）灌漿壓力由0.8 MPa減小至0.6 MPa。

（2）根據(jù)孔口封閉灌漿法和自上而下分段灌漿法的機(jī)理，將兩種方法結(jié)合施工。即對(duì)采?。?）措施后仍未取得理想效果的孔段，根據(jù)灌漿記錄，選擇一巖石完整的孔段下入水壓式灌漿塞，灌漿塞深度視處理效果而定。為避免發(fā)生繞塞返漿現(xiàn)象，此后后繼孔段灌漿時(shí)灌漿塞均下在同一位置。

采用上述處理措施后，淺層串冒漏現(xiàn)象基本杜絕，所有孔段基本都能達(dá)到正常結(jié)束條件，且未發(fā)生繞塞返漿情況，施工效率大大提高。

5 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

Ⅰ序孔平均單耗893.57 kg/m；Ⅱ序孔平均單耗673.19 kg/m；Ⅲ序孔平均單耗392.39 kg/m。檢查孔壓水均滿足設(shè)計(jì)透水率不大于3 Lu的要求。

6 幾點(diǎn)建議

（1）根據(jù)具體情況適當(dāng)縮短灌漿結(jié)束階段持續(xù)時(shí)間，以提高施工效率。DL/T 5148—2001《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》灌漿結(jié)束條件為 “在該灌漿段最大設(shè)計(jì)壓力下，注入率不大于1 L/min,繼續(xù)灌注60～90 min方可結(jié)束灌漿”。本條文沒有考慮孔段的漿液注入情況，缺乏針對(duì)性和差別性。在灌漿施工中，有許多孔段不吸漿（特別是II、III序孔），其灌漿結(jié)束階段的持續(xù)時(shí)間完全可以縮短，甚至省略。

（2）灌漿結(jié)束階段的主要目的是對(duì)已注入裂隙中的漿液實(shí)施壓力泌水，加速凝結(jié)，與漿液在孔內(nèi)是否循環(huán)無關(guān)。建議對(duì)于可能發(fā)生鑄管事故的孔段，如深孔、高灌漿壓力、注入率和注入量大、以濃漿結(jié)束的孔段，從灌漿進(jìn)入結(jié)束階段起，就上提灌漿管到孔口，或提離孔底一定高度，全孔或部分孔段改為純壓式灌漿，持續(xù)灌注直至結(jié)束。

（3）DL/T 5148—2001《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》6.7.1款規(guī)定： “孔口封閉灌漿法適用于高壓水泥灌漿，小于3 MPa的灌漿工程可參照使用”。本款條文過于含糊，實(shí)際操作中各方認(rèn)識(shí)無法統(tǒng)一，致使目前許多低壓、淺孔固結(jié)灌漿也開始使用孔口封閉灌漿法。由于低壓、淺孔固結(jié)灌漿段數(shù)較少，采用孔口封閉灌漿法后，每段均為全孔灌注，自第二段開始實(shí)際灌注段長(zhǎng)均大于6 m，與規(guī)范中“段長(zhǎng)大于6 m的孔宜分段灌注”的要求矛盾，對(duì)灌漿質(zhì)量的影響尚無定論。建議規(guī)范中明確小于3 MPa的灌漿工程使用孔口封閉灌漿法的要求及條件。

（4）DL/T 5148—2001《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》中的自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、孔口封閉灌漿法均為獨(dú)立的施工方法，要求上多有不同。如在孔口封閉灌漿法、自上而下分段灌漿法的灌后待凝和結(jié)束條件方面，孔口封閉灌漿法要求為 “灌漿段在最大設(shè)計(jì)壓力下，注入率不大于1 L/min后繼續(xù)灌注60～90 min可結(jié)束灌漿”、“每段灌漿結(jié)束后可不待凝”；自上而下分段灌漿法要求為 “灌漿段在最大設(shè)計(jì)壓力下，注入率不大于1 L/min后繼續(xù)灌注60 min可結(jié)束灌漿”、 “各灌漿段灌漿結(jié)束后一般可不待凝，但在灌前涌水、灌后返漿或遇地質(zhì)條件復(fù)雜情況，則宜待凝”。依據(jù)灌漿原理進(jìn)行分析，在工程需要時(shí)，完全可以將孔口封閉灌漿法的上述要求移植到自上而下分段灌漿法上。因此，建議規(guī)范應(yīng)在充分分析各施工方法機(jī)制、原理的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)各施工方法間的對(duì)比、分析，以做到取長(zhǎng)補(bǔ)短、互為所用，這樣可以為現(xiàn)場(chǎng)施工處理具體問題時(shí)提供更多選擇，進(jìn)一步提高灌漿施工的效率和經(jīng)濟(jì)性。

（5）灌漿全部為隱蔽工程，雖然可通過先導(dǎo)孔對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行預(yù)判、核對(duì)及補(bǔ)充，但由于先導(dǎo)孔數(shù)量較少且受芯樣獲取率的限制，仍無法準(zhǔn)確判定底部地質(zhì)條件，尤其是地質(zhì)條件較差、灌漿異常情況較多時(shí)，此時(shí)幾乎全部是根據(jù)表象估測(cè)底部地質(zhì)情況采取處理措施。由于采取的處理措施針對(duì)性較差，往往要先后采取多種措施才能使灌漿正常結(jié)束，既造成了大量的浪費(fèi)，又大大降低了施工效率。鑒于目前孔內(nèi)攝像技術(shù)已較為成熟，且在國(guó)內(nèi)灌漿工程中已有成功應(yīng)用的先例，建議規(guī)范中增加使用孔內(nèi)攝像技術(shù)的要求，以便施工中能及時(shí)掌握灌漿異常情況孔段的地質(zhì)特征，采取有針對(duì)性的處理措施。

7 結(jié) 語(yǔ)

（1）孔口封閉灌漿法是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的灌漿施工方法，產(chǎn)生于我國(guó)灌漿機(jī)具相對(duì)落后的歷史背景和歷史條件下。目前，我國(guó)灌漿機(jī)具性能取得了巨大的進(jìn)步，在有條件采用自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法實(shí)施高壓灌漿的情況下，只有在對(duì)孔口封閉灌漿法有了系統(tǒng)、全面的認(rèn)識(shí)，才能針對(duì)具體情況和具體問題，靈活選擇合適的施工方法。

（2）DL/T 5148—2001《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》自2002年5月1日實(shí)施至今已近10年，灌漿規(guī)范中關(guān)于孔口封閉灌漿法施工環(huán)節(jié)的若干不合理、不完善的規(guī)定，應(yīng)當(dāng)在總結(jié)近10年孔口封閉灌漿法施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合科技的進(jìn)步加以修改，取其他方法之所長(zhǎng)，做到與時(shí)俱進(jìn)，以有利于孔口封閉灌漿法的完善和提高。

（3）目前，國(guó)內(nèi)研制出的氣壓式高壓灌漿塞在三峽永久船閘工程中已得到了成功的應(yīng)用，其灌漿壓力可達(dá)7 MPa，只需3人操作，15 min左右即可完成下塞或起塞工序，每個(gè)灌漿塞可重復(fù)使用600多次。在此情況下，已能較易采用自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法實(shí)施高壓灌漿，孔口封閉灌漿法存在的缺陷、不適宜解決的特殊情況及問題可通過其他方法予以彌補(bǔ)、解決。因此，任何一個(gè)工程的灌漿施工不應(yīng)僅局限于一種方法，而應(yīng)提高其綜合性。