唐應鵬

(中國水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司，成都，611130)

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斜卡電站深厚覆蓋層水泥化學復合灌漿技術(shù)淺談

唐應鵬

(中國水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司，成都，611130)

覆蓋層防滲處理及滲透穩(wěn)定往往是工程施工的難點和重點，文章通過斜卡水電站深厚覆蓋層帷幕灌漿處理工程，闡述了“濕磨細水泥高壓灌漿+丙烯酸鹽化學灌漿“的復合灌漿技術(shù)，經(jīng)成果分析和質(zhì)量檢測，取得滿意的防滲效果。

斜卡水電站 深厚覆蓋層 水泥化學復合灌漿

1 工程概況

斜卡水電站位于四川省甘孜州九龍縣境內(nèi)，是九龍河左岸支流踏卡河“一庫兩級”規(guī)劃開發(fā)方案中的龍頭水庫電站。大壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高106.0m，水庫總庫容8485萬m3，其覆蓋層防滲及滲透穩(wěn)定是電站建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。

壩基存在較深的冰水堆積覆蓋層，防滲墻下帷幕灌漿多數(shù)孔段透水率大而灌入量小，可灌性差，水泥灌漿效果不佳，環(huán)氧灌漿材料在低溫環(huán)境下膠凝時間長，不利于動水條件下施工，而單一采用丙烯酸鹽化學灌漿不僅造價高，而且結(jié)石強度低。鑒于上述原因，同時考慮對覆蓋層的擠壓密實作用，經(jīng)過現(xiàn)場多次試驗，最終采用“濕磨細水泥高壓灌漿+丙烯酸鹽化學灌漿”的復合灌漿方式。

2 深厚覆蓋層防滲處理方案

基坑防滲設(shè)計為防滲墻+墻下帷幕灌漿，基坑靠右岸側(cè)深厚覆蓋層處理方案為：①在常規(guī)布置2排輔助帷幕+2排主帷幕的基礎(chǔ)上，防滲墻上再增設(shè)兩排灌漿孔(其中下游排采用主帷幕重新掃孔)，采用“濕磨細水泥+丙烯酸鹽”復合灌漿；②復合灌漿完成后，在防滲墻上游增設(shè)三排覆蓋層灌漿孔，采用純水泥漿液灌注，以增加幕體厚度。

2.1 復合灌漿

設(shè)置兩排化灌孔，排距約0.5m，上游排位于混凝土防滲墻中部，孔距1m，進行鉆孔埋管至防滲墻底，下游排利用原防滲墻帷幕灌漿孔掃孔后重新灌注，孔距約2m。具體方式為：先用濕磨細水泥漿灌注，灌漿壓力2.5MPa，再升增4MPa～5MPa屏漿30min，待凝12h后灌注丙烯酸鹽溶液，掃孔后壓水試驗，透水率q<0.4Lu則進入下一段，q>0.4Lu則繼續(xù)進行上述復合灌漿，直至透水率q<0.4Lu。

2.2 防滲墻上游新增覆蓋層灌漿

在已完帷幕灌漿上游側(cè)再增加三排覆蓋層帷幕灌漿，排距為1.2m，孔距1m，采用純水泥漿分兩序灌注，灌漿壓力2.0MPa，灌后透水率按≤10Lu控制，帷幕與防滲墻底搭接長度5m，入巖5m，平面上與左右單元斜向搭接，水平搭接段寬度5m。

圖1 防滲墻未封閉段布孔剖面示意

經(jīng)過上述布孔方式，帷幕灌漿上下游兩邊排達到6.6m，帷幕厚度估算約為7.8m，水力坡降約為7.6%～9.8%。

3 復合灌漿工藝

當鉆孔至灌漿孔深時，直接采用濕磨細水泥漿液灌注。水泥灌漿結(jié)束后，進行壓水試驗，在壓力1.5MPa，流量≤2L/min時，繼續(xù)鉆進施工，與下一段合并進行化學灌漿，但合并段長不超過10m；在壓力1.5MPa，流量>2L/min時，采用化學灌漿。

3.1 濕磨細水泥高壓灌漿

在防滲墻及墻下5m采用φ91mm金剛石鉆具鉆孔，按照孔口封閉法孔下設(shè)φ73mm孔口管，注漿待凝48h后進行下一段鉆孔。灌漿段長按照5m劃分。

濕磨細水泥灌漿采用孔口封閉孔內(nèi)循環(huán)灌漿法，利用鉆桿作射漿管下至孔底灌漿，開灌水灰比5∶1，漿液比級5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.5∶1，灌漿壓力2.5MPa，停止吸漿或吸漿量明顯減少后再升至4MPa～5MPa屏漿30min，閉漿待凝12h后灌注丙烯酸鹽溶液。

灌漿達不到結(jié)束標準時，要待凝復灌。該段水泥單耗達到600kg/m待凝，待凝時間36h以上，復灌直至該段達到灌漿結(jié)束標準。在高壓屏漿升壓過程中，當流量突變或者抬動變形超過100μm時，以流量突變時或抬動時的壓力進行屏漿。

3.2 丙烯酸鹽化學灌漿工藝

化學灌漿采用孔內(nèi)卡塞純壓式灌漿，用φ15mm鐵管作射漿管下至距孔底不大于50cm處，但須接回漿管至孔口，并安裝閥門作為排水管。

化學灌漿采用Ⅰ型、Ⅱ型兩種丙烯酸鹽材料，根據(jù)現(xiàn)場漿液膠凝情況，Ⅱ型漿材膠凝強度超過Ⅰ型膠凝強度1倍以上，故在覆蓋層及其它復雜地層選用Ⅱ型丙烯酸鹽灌注。

根據(jù)壓水時的流量及壓力配制漿液，壓水流量小于10L/min時，選擇膠凝時間長(30min～60min)的配比進行配制；流量較大時，先配制膠凝時間短(15min～40min)的漿液，再依據(jù)灌漿流量遞減情況配制所需膠凝時間的漿液。

灌前壓水結(jié)束后，先采用風趕水，待回漿管返水呈霧狀后結(jié)束，立即采用化學漿液趕水，待回漿返原漿后，關(guān)閉回漿管閥門，采用純壓式灌注。

當灌漿壓力達到2.0MPa，注入率小于2kg/min時，持續(xù)灌注6min可結(jié)束灌漿。但當灌漿壓力達不到2.0MPa，且灌注過程中流壓比沒有明顯變化時，采用限量灌注法，單耗按照150kg/m控制。

化學灌漿施工結(jié)束后，掃孔至化學灌漿孔深進行壓水試驗，在壓力1.5MPa，流量≤2L/min時，可不再復灌；流量>2L/min時，必須進行復灌，確保工程質(zhì)量。

4 成果分析與質(zhì)量檢測

水泥化學復合灌漿完成后，應進行灌后檢查孔施工。灌后檢查以壓水試驗為主，結(jié)合孔內(nèi)電視、巖芯及灌漿資料綜合評定。深厚覆蓋層水泥化學復合灌漿完成工程量及單耗見表1。

表1 復合灌漿單耗統(tǒng)計

灌后檢查透水率q≤3.0Lu，合格率100%，滿足設(shè)計要求。巖芯中可明顯見水泥漿液結(jié)石、丙烯酸鹽漿液結(jié)石，漿液在裂隙中填充飽滿。

深厚覆蓋層水泥化學復合灌漿施工完成后，灌后質(zhì)量檢測滿足設(shè)計灌后評價標準。巖芯中可見明顯水泥漿液結(jié)石、丙烯酸鹽漿液結(jié)石，漿液在裂隙中填充飽滿，膠結(jié)密實。

防滲墻上游排覆蓋層水泥灌漿Ⅰ序孔平均單位注灰量232.59kg/m，Ⅱ序孔平均單位注灰量為208.68kg/m，平均單位注灰量220.79kg/m。灌后壓水試驗檢查，灌后透水率q≤3.0Lu，滿足設(shè)計防滲要求(≤10Lu)。

5 結(jié)語

對于在低溫動水條件下的深厚覆蓋層，采取濕磨細水泥高壓擠密和丙烯酸鹽化學灌漿的復合灌漿處理方式，提高了地層防滲性能；再對已形成幕體的上游側(cè)進行普通水泥漿液灌漿，增加了幕體厚度，降低了水力坡降，解決了工程難題，取得滿意的灌漿效果。應用該復合灌漿技術(shù)解決覆蓋層防滲和滲透穩(wěn)定問題，在國內(nèi)外未見報道。

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2095-1809(2015)05-0079-02

唐應鵬(1986-)，男，甘肅慶陽人，華北水利水電大學畢業(yè)，工程師，從事水利水電施工技術(shù)管理工作。