顏蔚文

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣西水電工程局有限公司 廣西 南寧市 530001）

融安水電站帷幕灌漿施工技術(shù)

顏蔚文

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣西水電工程局有限公司 廣西 南寧市 530001）

經(jīng)濟(jì)在快速進(jìn)步，與之相應(yīng)的水電站建設(shè)也拓展了總體規(guī)模，建設(shè)水準(zhǔn)在日益提升。水電站施工中，灌漿工程表現(xiàn)出較強(qiáng)隱蔽性，這種特性也增加了日常施工中的總體難度。同時(shí)，受到環(huán)境影響，水電站的地基很易發(fā)生滲漏，威脅到主體工程的安全。由此可見，水電站不可缺乏帷幕灌漿的具體技術(shù)，帷幕灌漿能有效防控滲漏的發(fā)生，進(jìn)而確保水電站主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。針對(duì)融安水電站，有必要運(yùn)用帷幕灌漿技術(shù)來達(dá)到地基防滲的目的，文章結(jié)合水電站的實(shí)際情況，探析了帷幕灌漿施工流程的要點(diǎn)。

融安水電站；帷幕灌漿；施工技術(shù)

水電站建設(shè)中的帷幕灌漿具備了專業(yè)性，然而這類工程通常也是隱蔽的。在開工前，施工人員應(yīng)詳細(xì)了解工程地質(zhì)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)，以便獲得更全面的施工資料。帷幕灌漿包含了較多的復(fù)雜步驟，在施工過程中，遇到與設(shè)計(jì)圖紙不同的地質(zhì)情況，還需要根據(jù)規(guī)范要求并結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整施工參數(shù)；遇到突發(fā)情況，施工人員應(yīng)保持鎮(zhèn)靜，冷靜分析后予以應(yīng)對(duì)。融安水電站在建設(shè)施工中應(yīng)用了帷幕灌漿的特定技術(shù)，取得了良好的建設(shè)實(shí)效。

一、工程概況

融安水電站工程位于廣西融安縣浮石鎮(zhèn)下游的珠江流域西江水系融江上，距浮石電站老廠房約200m的上游一處沖溝出口處，是利用浮石水電站棄水來發(fā)電的水電站工程，與浮石水電站共用現(xiàn)有的浮石水電站大壩及水庫(kù)庫(kù)區(qū)。根據(jù)融安水電站與浮石水電站所屬公司達(dá)成的水庫(kù)水量使用協(xié)議，在滿足浮石水電站發(fā)滿合同電量時(shí)，其余水量給融安水電站發(fā)電。融安水電站發(fā)電時(shí)段主要集中在汛期及浮石水電站發(fā)滿合同電量之后。電站裝機(jī)容量為1×18000kW，多年平均發(fā)電量為6500萬Kw.h，其中豐水期（4月～8月）發(fā)電量為3040萬Kw.h，枯水期（9月～次年3月）發(fā)電量為3460萬Kw.h，裝機(jī)年利用小時(shí)3611h，額定流量255.1立方米/秒。

融安水電站工程由河床式電站廠房、尾水明渠、開關(guān)站和進(jìn)廠公路等組成。工程臨時(shí)占地8.02畝，均為荒地，與浮石水電站樞紐共用水庫(kù)，不產(chǎn)生新的淹沒。融安水電站是利用浮石水電站棄水來發(fā)電的水電站工程，與浮石水電站共用現(xiàn)有的浮石水電站大壩、輸電線路等相關(guān)設(shè)施。融安水電站是以發(fā)電為主的工程，電站處于柳州電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)，電站建成后接入柳州電網(wǎng)，可以緩解柳州市的電力供需矛盾，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

二、工程地質(zhì)條件

融安水電站位于江南古陸南緣與桂中盆地銜接地帶，泥盆系地層超覆于古老地層之上。 沿河兩岸具有發(fā)育不全的一～三級(jí)階地，分別高出平水期河水位約15～50m，分布高程 115～150m之間。二級(jí)階地分布較廣泛，形成河谷兩岸的臺(tái)地。三級(jí)階地只有零星分布，大多數(shù)僅殘留底部礫石層。庫(kù)區(qū)內(nèi)出露地層主要有震旦系、寒武系、泥盆系地層及第四系地層。震旦系～寒武系地層巖性以輕變質(zhì)砂巖、泥巖等碎屑巖為主。泥盆系大部分為灰?guī)r、白云巖等碳酸鹽巖，少量為砂巖、泥巖等碎屑巖。

電站廠房位于浮石電站廠房上游約 200m的一處沖溝出口處，溝底高程約111m，兩岸140～145m不等。坡度一般40～45°，局部略陡或緩。沖溝兩岸大多為第四系地層覆蓋，厚 0.5～3m不等，巖性為黃紅色含碎石粘土、粉質(zhì)粘土。下伏基巖為寒武系清溪組中段（€q2）長(zhǎng)石石英砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖。長(zhǎng)石石英砂巖多呈中厚層狀，新鮮巖石致密，屬中硬巖～堅(jiān)硬巖。風(fēng)化后多呈黃褐色，較軟弱。泥巖、粉砂質(zhì)泥巖呈中～薄層狀為主，常見紋層狀構(gòu)造，風(fēng)化后多呈薄片狀，軟弱。

廠房底板基礎(chǔ)基本處在強(qiáng)～弱風(fēng)化巖石。巖石質(zhì)較堅(jiān)硬，但巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD普遍不高，完整性較差。據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)資料，巖石透水率q值為0～8Lu，屬微～弱透水性巖體。作為廠房基礎(chǔ)，工程地質(zhì)條件較好。

三、灌漿設(shè)計(jì)

帷幕灌漿分布在廠房進(jìn)水流道底板和左、右岸擋水接頭壩，共64孔。單排布置，孔距1.5 m，分為三次序孔加密施工，灌漿孔深入相對(duì)抗水線以下5m。

四、灌漿施工

（一）工藝流程

帷幕灌漿施工工藝流程如圖1：

圖1 灌漿工藝流程

（二）鉆孔和測(cè)斜

采用ZD-1A型地質(zhì)鉆機(jī)鉆進(jìn)，開孔孔徑為91mm，終孔孔徑為76mm。鉆機(jī)定位準(zhǔn)確，孔位偏差值不得大于10cm。立軸垂直，利用羅盤和水平尺控制開孔的角度，鉆孔時(shí),段長(zhǎng)、孔徑、孔深必須按規(guī)定要求進(jìn)行?？仔睂?duì)灌漿質(zhì)量至關(guān)重要,鉆孔過程中每5m進(jìn)尺便測(cè)斜一次,發(fā)現(xiàn)孔斜超過設(shè)計(jì)要求便重新掃孔糾偏,確保孔底的偏差值不大于下表偏差值：

表1

（三）鉆孔沖洗、裂隙沖洗和壓水試驗(yàn)

鉆孔結(jié)束后，下入鉆具（或?qū)Ч埽┲钡娇椎?，通入大流量水流，從孔底向孔外進(jìn)行沖洗，直至回水澄清延續(xù)5～10min止，要求孔內(nèi)沉積厚度不得超過20 cm。

各灌漿段在灌漿前應(yīng)采用壓力水進(jìn)行裂隙沖洗。沖洗壓力可為灌漿壓力的80 %，并不大于1MPa，沖洗時(shí)間至回水清凈時(shí)止并不大于20min。

先導(dǎo)孔應(yīng)自上而下分段進(jìn)行壓水試驗(yàn)，其余灌漿孔各灌漿段在灌漿前宜進(jìn)行簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)，試驗(yàn)采用單點(diǎn)法，壓力可為灌漿壓力的80%，并不大于1MPa。簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)可與裂隙沖洗結(jié)合進(jìn)行。

（四）灌漿材料和漿液

灌漿水泥采用廣西魚峰水泥股份有限公司“魚峰牌”P.O42.5普通硅酸鹽水泥。水泥的品質(zhì)應(yīng)符合GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》的規(guī)定。水泥的細(xì)度宜為通過80μm方孔篩的篩余量不大于5%。水泥應(yīng)妥善保存，嚴(yán)格防潮并縮短存放時(shí)間，不得使用受潮結(jié)塊的水泥。

灌漿用水經(jīng)過檢驗(yàn)符合DL/T 5144-2001《水工混凝土施工規(guī)范》的規(guī)定后，使用浮石電站庫(kù)區(qū)水。

帷幕灌漿宜使用純水泥漿液，水泥在制漿時(shí)采用重量稱量法，其稱量誤差小于5%。

（五）灌漿

1．灌漿方法和灌漿方式

（1）采用自上而下分段灌漿法灌漿。

（2）選用循環(huán)式灌漿。灌漿時(shí)，射漿管距離孔底不大于0.5m。

（3）帷幕灌漿段長(zhǎng)一般可為 5m～6m，巖體完整時(shí)可適當(dāng)加長(zhǎng)，但最長(zhǎng)不應(yīng)大于 10m；巖體破碎孔壁不穩(wěn)時(shí)，段長(zhǎng)應(yīng)縮短?；炷两Y(jié)構(gòu)和基巖接觸處的灌漿段段長(zhǎng)宜為2m～3m。

（4）不論灌前透水率大小，各灌漿段均應(yīng)按技術(shù)要求進(jìn)行灌漿。

2．灌漿壓力和漿液變換

（1）灌漿壓力（見表2）：

表2

（2）水灰比可采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.5:1五個(gè)比級(jí)，開灌水灰比采用5:1。灌漿漿液的濃度應(yīng)由稀到濃，逐級(jí)變換。

（3）當(dāng)采用多級(jí)水灰比漿液灌注時(shí)，漿液變換原則如下：

1）當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比。

2）當(dāng)某級(jí)漿液注入量已達(dá)300L以上，或灌漿時(shí)間已達(dá)30min，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時(shí)，應(yīng)采用濃一級(jí)的水灰比。

3）當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，可根據(jù)具體情況越級(jí)變濃。

4）灌漿過程中，灌漿壓力或注入率突然改變較大時(shí)，應(yīng)立即查明原因，采取相應(yīng)的措施處理。

3.特殊情況處理

（1）帷幕灌漿孔的終孔段，其透水率大于設(shè)計(jì)規(guī)定值（q＜5Lu）時(shí)，鉆孔宜繼續(xù)加深。

（2）灌漿過程中發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇、待凝等方法進(jìn)行處理。

（3）灌漿過程中發(fā)生串漿時(shí)，應(yīng)阻塞串漿孔，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，再對(duì)串漿孔進(jìn)行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進(jìn)或灌漿。

（4）灌漿必須連續(xù)進(jìn)行，若因故中斷，應(yīng)按下述原則處理：

1) 應(yīng)盡快恢復(fù)灌漿。否則應(yīng)立即沖洗鉆孔，再恢復(fù)灌漿。若無法沖洗或沖洗無效，則應(yīng)進(jìn)行掃孔，再恢復(fù)灌漿。

2) 恢復(fù)灌漿時(shí)，應(yīng)使用開灌比級(jí)的水泥漿進(jìn)行灌注，如注入率與中斷前相近，即可采用中斷前水泥漿的比級(jí)繼續(xù)灌注；如注入率較中斷前減小較多，應(yīng)逐級(jí)加濃漿液繼續(xù)灌注；如注入率較中斷前減少很多，且在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿，則應(yīng)采取補(bǔ)救措施。

（5）孔口有涌水的灌漿孔段，灌漿前應(yīng)測(cè)記涌水壓力和涌水量。

4．灌漿結(jié)束和封孔

（1）在一般情況下，當(dāng)灌漿段在最大設(shè)計(jì)壓力下，注入率不大于1L/min后，繼續(xù)灌注30min，可結(jié)束該段灌漿。

（2）灌漿孔灌漿結(jié)束后，應(yīng)使用水灰比為0.5的漿液置換孔內(nèi)稀漿或積水，采用全孔灌漿法封孔。

5.質(zhì)量檢查

（1）帷幕灌漿工程的質(zhì)量應(yīng)以檢查孔壓水試驗(yàn)成果為主，結(jié)合對(duì)施工記錄、施工成果資料和檢驗(yàn)測(cè)試資料的分析，進(jìn)行綜合評(píng)定。

（2）檢查孔的數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的10%，一個(gè)單元工程內(nèi)至少布置一個(gè)檢查孔。

（3）檢查孔壓水試驗(yàn)應(yīng)在該部位灌漿結(jié)束14d后進(jìn)行，自上而下分段卡塞做壓水試驗(yàn)，試驗(yàn)采用單點(diǎn)法。

（4）帷幕灌漿工程質(zhì)量的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為：經(jīng)檢查孔壓水試驗(yàn)檢查，壩體混凝土與基巖接觸段的透水率的合格率為 100%，其余各段的合格率不小于 90%，不合格試段的透水率不超過設(shè)計(jì)規(guī)定（q＜5Lu）的150%，且不合格試段的分布不集中，灌漿質(zhì)量可評(píng)為合格。

（5）檢查孔檢查工作結(jié)束后，應(yīng)按相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行灌漿和封孔。

五、灌漿完成的工程量

帷幕灌漿工程于2014年8月20日開工，2015年1月18日全部完工，完成的工程量見表3：

表3

六、灌漿成果分析

（1）灌漿前透水率分析

根據(jù)帷幕灌漿成果一覽表統(tǒng)計(jì)資料可知，Ⅰ序孔的平均透水率 29.8Lu，Ⅱ序孔的平均透水率18.1Lu，為Ⅰ序孔60.7%；Ⅲ序孔的平均透水率8.3Lu，為Ⅱ序孔45.9%，遞減明顯，符合基巖灌漿的一般規(guī)律。

（2）單位注入量分析

根據(jù)帷幕灌漿成果一覽表統(tǒng)計(jì)資料可知，左側(cè)接頭壩帷幕I序孔平均單位耗灰74.5kg/m，II序孔平均單位耗灰51.0kg/m ，III序孔平均單位耗灰39.4kg/m。

進(jìn)水流道底板帷幕 I序孔平均單位耗灰 38.5kg/m，II序孔平均單位耗灰23.8kg/m ，III序孔平均單位耗灰14.0kg/m。

右側(cè)接頭壩帷幕 I序孔平均單位耗灰 39.5kg/m，II序孔平均單位耗灰30.2kg/m ，III序孔平均單位耗灰22.0kg/m。

通過以上數(shù)據(jù)分析，可以看出這些部位同一排孔呈現(xiàn)I序、II序、III序單位耗灰依次降低的情況，其關(guān)聯(lián)性很好，說明分序加密切實(shí)起到了作用，符合灌漿規(guī)律。

七、灌漿效果評(píng)價(jià)

（1）由《融安水電站接頭壩帷幕灌漿質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告》壓水試驗(yàn)報(bào)告表可知，所檢6個(gè)檢查孔21段試驗(yàn)段透水率均在2.6Lu～4.3Lu之間，透水率均滿足設(shè)計(jì)要求值q＜5Lu，說明融安水電站接頭壩帷幕灌漿質(zhì)量完全滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）從檢查孔采取的巖芯看，巖芯表面可見水泥結(jié)石，充填密實(shí)，說明細(xì)小裂隙已灌入水泥漿，灌漿效果顯著。

（3）帷幕灌漿64孔共劃分7個(gè)單元工程，合格7個(gè)，合格率100%。

八、結(jié)語

融安水電站是柳州市內(nèi)重要的一座水電站，為了防控壩基的滲漏，應(yīng)用了帷幕灌漿的防滲技術(shù)。經(jīng)過精心組織施工，帷幕灌漿質(zhì)量滿足了特定的施工需要，達(dá)到了預(yù)期效果，為確保水電站安全高效運(yùn)行發(fā)揮重要作用。帷幕灌漿技術(shù)針對(duì)水電站的建設(shè)是適用的，可以發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。然而從目前看，帷幕灌漿的配套技術(shù)仍沒能達(dá)到完善，有待實(shí)踐中的改進(jìn)。相關(guān)技術(shù)人員有必要繼續(xù)總結(jié)珍貴的施工經(jīng)驗(yàn)，服務(wù)于水電站建設(shè)的整體質(zhì)量提升。

[1]劉加樸.索風(fēng)營(yíng)水電站左岸防滲帷幕灌漿施工技術(shù)[J].水利水電施工,2015（03）:48-50.

[2]趙利,孔令海.溪洛渡水電站帷幕灌漿施工技術(shù)探討[J].吉林水利,2012（07）:57-59.

[3]DL/T 5148-2012水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

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1007-6344（2016）10-0169-02

顏蔚文（1972-），男，廣西藤縣人，大學(xué)本科學(xué)歷，工程師，主要從事水利水電工程施工管理工作。