【摘要】高壓水泥固結(jié)灌漿在目前抽水蓄能電站采用混凝土襯砌的高壓水道中應(yīng)用較為普遍，主要目的是加固高壓水道周邊的巖體，保證水道系統(tǒng)在高壓水頭作用下的正常運(yùn)行。在深圳抽水蓄能電站的高壓水道中，包括上斜井、中平洞、下斜井、下平洞高壓岔管，根據(jù)設(shè)計(jì)凈水頭壓力的不同依次采用了4.5MPa、6.0 MPa、7.0 MPa、7.5 MPa的高壓水泥固結(jié)灌漿，高壓水泥固結(jié)灌漿均采用純壓式灌漿方式進(jìn)行灌注。

【關(guān)鍵詞】高壓水泥灌漿；水蓄能電

根據(jù)《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范 DL/T5148—2012》的介紹，灌漿壓力大于或等于3.0MPa的水泥灌漿即稱為高壓水泥灌漿；深圳抽水蓄能電站根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)高壓水泥灌漿的壓力劃分標(biāo)準(zhǔn)為4.5 MPa，即灌漿壓力大于或等于4.5 MPa的水泥灌漿稱為高壓水泥固結(jié)灌漿。

1、工程概況

1.1 工程特性

深圳抽水蓄能電站位于深圳市東北部的鹽田區(qū)和龍崗區(qū)內(nèi)，距深圳市中心約20km，裝機(jī)容量1200MW。樞紐工程由上水庫(kù)、下水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、地下廠房系統(tǒng)及開關(guān)站、場(chǎng)內(nèi)永久道路等部分組成。

水道引水系統(tǒng)由上平洞、中平洞、下平洞和上斜井、下斜井、高壓岔管及引水支洞組成，全長(zhǎng)3403.94m。其中引水洞為鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，襯砌后直徑為9.5m的圓形洞室；引水支洞為鋼襯結(jié)構(gòu)，直徑均為4.0m的圓形洞室。上斜井、中平洞、下斜井、中平洞灌漿壓力分別為4.5MPa、6.0 MPa、7.0 MPa、7.5 MPa的高壓水泥固結(jié)灌漿。

1.2 地質(zhì)條件

高壓引水隧洞全長(zhǎng)3226.182m，均為為Ⅰ～Ⅲ類圍巖，其中Ⅰ、Ⅱ類圍巖2383.563m，引水隧洞總長(zhǎng)的73.88%，Ⅲ類圍巖長(zhǎng)842.619m，引水隧洞總長(zhǎng)的26.12%。引水隧洞總體地質(zhì)條件較好，僅有局部裂隙較為發(fā)育。

2、高壓水泥固結(jié)灌漿工藝介紹

2.1高壓水泥固結(jié)灌漿施工工藝參數(shù)的確定

高壓水泥固結(jié)灌漿正式施工前，通過進(jìn)行高壓水泥固結(jié)灌漿的工藝性試驗(yàn)，確定了純壓式固結(jié)灌漿的各項(xiàng)灌漿參數(shù)，試驗(yàn)包括進(jìn)行分段灌漿（先深孔后淺孔和先淺孔后深孔）、全孔一次性灌漿，主要確定了在不同灌漿壓力下的灌漿分段形式。

最終確定在灌漿壓力為4.5 MPa、6.0 MPa的部分，采用全孔一次灌注的方式進(jìn)行灌漿；灌漿壓力大于6.0MPa且圍巖條件較好的部位采用分段灌漿的方式進(jìn)行灌漿，即先深孔后淺孔的灌漿方式進(jìn)行，并且淺孔段灌漿壓力按照4.5 MPa控制；灌漿壓力大于6.0MPa且圍巖情況較差的部位，采用先淺孔后深孔的灌漿方式進(jìn)行，淺孔段灌漿壓力按照4.5 MPa控制。

2.2 全孔一次性灌漿和分段灌漿的具體方式

全孔一次性灌將方式，即全孔一次性造孔，灌漿卡塞卡在襯砌混凝土段0.3m～0.5m處，一次性緩慢將壓力提升到設(shè)計(jì)灌漿壓力。

先深孔后淺孔的灌漿方式，即全孔一次造孔，通過變換灌漿卡塞的位置來實(shí)現(xiàn)先深后淺，灌漿卡塞卡在入巖1.0m處進(jìn)行深孔段灌漿，灌漿結(jié)束后將卡塞提到襯砌混凝土段采用4.5 MPa的灌漿壓力進(jìn)行淺孔段和接觸段的灌漿。這樣既可以保證深孔段在設(shè)計(jì)有效灌漿壓力下的灌漿效果，也可以保證淺孔段和接觸段的封閉效果。

先淺孔后深孔的灌漿方式，即分段造孔、分段灌漿，先進(jìn)行淺孔段3.0m的灌漿，在3天后原孔鉆至設(shè)計(jì)孔深，進(jìn)行深孔段的灌漿。這種灌漿方式主要用于兩種情況的灌漿：⑴圍巖條件差，先深孔段灌漿容易產(chǎn)生繞塞情況的高壓水泥固結(jié)灌漿，⑵壓力在7.0MPa以上的高壓水泥固結(jié)灌漿。

2.3 各種灌漿方式的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）全孔一次性灌漿方式。

優(yōu)點(diǎn)：施工工序相對(duì)簡(jiǎn)單，在保證工程進(jìn)度方面最為有利。

缺點(diǎn)：在固結(jié)灌漿壓力超過過高的情況下，容易對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。

（2）先深孔后淺孔的灌漿方式。

優(yōu)點(diǎn)：既能保證深孔段的灌漿效果，也能保證淺孔段的封閉效果；因?yàn)椴捎靡淮卧炜住⒎侄喂酀{的方式，既能起到分段灌漿的效果，又節(jié)省了分段灌漿的等強(qiáng)和造孔時(shí)間，對(duì)工程進(jìn)度比較有利。

缺點(diǎn)：在灌漿壓力較高，圍巖情況較差的情況下，深孔段灌漿過程中容易產(chǎn)生饒塞、串漿等現(xiàn)象，可能對(duì)深孔段的灌漿效果造成影響。

（3）先淺孔后深孔的灌漿方式

優(yōu)點(diǎn)：先進(jìn)行淺孔段灌漿，經(jīng)過等強(qiáng)后，二次造孔再進(jìn)行深孔段灌漿。該灌漿方式在有效封閉圍巖淺孔段后，再進(jìn)行深孔段灌漿，如此對(duì)于保證工程質(zhì)量最為有利，同時(shí)可以最大程度上減小因灌漿施工對(duì)淺孔段和結(jié)構(gòu)混凝土的破壞。

缺點(diǎn)：因?yàn)樵跍\孔段灌漿后，需要等強(qiáng)和二次造孔，工序較為繁瑣，施工周期較長(zhǎng)，對(duì)工程進(jìn)度不利。

2.4 各種灌漿方式的應(yīng)用及確定因素

上斜井中間段往下游均屬于高壓水泥固結(jié)灌漿，上斜井中間段長(zhǎng)度100m，灌漿壓力4.5 MPa、灌漿孔深入巖7.0m，該段采用全孔一次性灌漿方式進(jìn)行灌漿施工。

上斜井下段和中平洞長(zhǎng)度1100m，灌漿壓力為6.0 MPa、灌漿孔深入巖7.0m。上斜井下段采用分段（先深孔后淺孔）灌漿方式施工；中平洞的Ⅲ類圍巖段采用先淺孔后深孔的灌漿方式進(jìn)行灌漿施工，Ⅰ、Ⅱ類圍巖段采用全孔一次性灌漿的方式進(jìn)行灌漿施工。

下斜井、下平洞和高壓岔管段全長(zhǎng)350m，灌漿壓力為7.0 MPa、7.5 MPa，灌漿孔深入巖7.0m，采用分段灌漿方式施工，下斜井采用先深孔后淺孔灌漿方式，下平洞和高壓岔管段采用先淺孔后深孔灌漿方式。

3、總結(jié)

深圳抽水蓄能電站水道系統(tǒng)的高壓水泥固結(jié)灌漿采用純壓式灌漿方式，根據(jù)不同的圍巖條件和灌漿壓力，通過灌漿試驗(yàn)確定了多種不同灌漿方式形式，有效地保證了工程質(zhì)量。高壓水泥固結(jié)灌漿的施工經(jīng)驗(yàn)，充分驗(yàn)證了高壓水道系統(tǒng)運(yùn)用純壓式灌漿方式的可行性。在不同的施工參數(shù)下，對(duì)灌漿形式進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，選擇最為適合的灌漿形式對(duì)灌漿質(zhì)量的保證尤為重要。以上高壓固結(jié)灌漿的總結(jié)，希望能對(duì)類似高壓水道的灌漿參數(shù)選取和施工，提供一定的借鑒經(jīng)驗(yàn)。