魏萬山，孫德炳，張學(xué)昊

（中國水利水電第四工程局有限公司水電工程公司，650051，昆明）

一、概 況

白鶴灘水電站工程大壩采用橢圓形混凝土雙曲拱壩，壩頂高程834.00 m，最大壩高 289.0 m，拱冠壩頂厚度14.0 m，拱冠壩底厚度63.50 m，壩體設(shè)橫縫不設(shè)縱縫，共分31個(gè)壩段。《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5148—2012）、《水電水利工程接縫灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5712—2014）明確要求每一灌漿區(qū)的面積宜為 200～300 m2，《混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T 5346—2006）明確要求每一灌漿區(qū)的面積為300～450 m2，不宜大于 600 m2。白鶴灘水電站大壩橫縫單個(gè)灌漿區(qū)的面積最大達(dá)到1208 m2，單個(gè)特大面積的灌漿區(qū)施灌歷時(shí)長，灌漿過程中縫面增開度難以控制，施工難度大。

二、工藝原理

接縫灌漿時(shí)，橫縫灌漿區(qū)縫面內(nèi)采用純壓式灌漿，灌漿區(qū)外的管路連接采用循環(huán)式，以防管路堵塞。純水泥漿液由灌漿泵輸送到灌漿區(qū)預(yù)埋的進(jìn)漿管，漿液經(jīng)進(jìn)漿管后進(jìn)入灌漿區(qū)底部的進(jìn)漿槽；進(jìn)漿槽充滿漿液后，漿液沿升漿管及橫縫面上升到灌漿區(qū)頂部排氣槽，待排氣管出濃漿后，說明橫縫縫面內(nèi)被濃漿有效充填，然后采取屏漿和閉漿措施。

三、施工工藝

1.接縫灌漿應(yīng)具備的條件

（1）接縫灌漿系統(tǒng)要求

接縫灌漿區(qū)內(nèi)的鍵槽設(shè)置、灌漿管道及止?jié){片埋設(shè)等均應(yīng)按施工圖紙進(jìn)行。

（2）壩體混凝土溫度

接縫灌漿開始時(shí)，溫度控制應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。白鶴灘水電站大壩封拱溫度高程545～664 m范圍為13℃，高程 664～779 m范圍為 14℃，高程779～834 m范圍為16℃。

（3）壩體混凝土齡期

接縫灌漿區(qū)兩側(cè)壩體混凝土齡期不應(yīng)小于120天。

（4）接縫張開度

接縫的張開度不小于0.5 mm，否則作為特殊情況處理。

（5）懸臂高度

各壩段澆筑和接縫灌漿應(yīng)均勻上升，防止懸臂高度過大，壩段允許懸臂最大高度宜不超過60 m。

（6）其他要求

①在混凝土壩體內(nèi)及橫縫處需要埋設(shè)一定數(shù)量的溫度計(jì)和測縫計(jì)，除按設(shè)計(jì)圖外，視具體結(jié)構(gòu)部位按監(jiān)理工程師要求增加或調(diào)整埋設(shè)。

②灌漿時(shí)灌漿區(qū)底高程應(yīng)高于上游水位，并不得影響接縫正常張開度。

③接縫灌漿后漿液強(qiáng)度達(dá)到40MPa后才允許擋水。

2.接縫灌漿前準(zhǔn)備工作

（1）一般規(guī)定

①施工人員必須檢查灌漿設(shè)備的性能，確保穩(wěn)定性。在需要通水平壓或縫面沖洗的灌漿區(qū)，做好管口閥門和壓力表的安裝等準(zhǔn)備工作。

②檢查儀器儀表及制漿系統(tǒng)是否滿足要求。

③變形觀測裝置是否安裝到位，儀表是否正常。

④對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底工作，做到分工明確，合理布置灌漿設(shè)備，一般布置雙灌漿系統(tǒng)滿足應(yīng)急需求。

⑤接縫灌漿“準(zhǔn)灌證”必須資料齊全，經(jīng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場復(fù)核并審簽后方可進(jìn)行接縫灌漿施工。

（2）灌漿區(qū)兩側(cè)和上部壩塊的混凝土溫度測定

準(zhǔn)備灌漿前，測試灌漿區(qū)縫面兩側(cè)和上部壩塊的混凝土溫度，通過預(yù)埋溫度計(jì)（可使用安全監(jiān)測埋設(shè)的溫度計(jì)）量測和壩塊內(nèi)冷卻水管充水悶溫法量測。測得的溫度不滿足要求的應(yīng)繼續(xù)通水冷卻。

預(yù)埋溫度計(jì)量測：灌漿前，通過收集埋設(shè)在擬灌縫面兩側(cè)和上部壩塊的溫度計(jì)量測混凝土溫度資料，將最接近計(jì)劃灌漿時(shí)間量測的溫度作為該壩塊混凝土溫度。

冷卻管通水悶溫法量測：對灌漿區(qū)兩側(cè)和上部壩塊混凝土內(nèi)至少選取3～4個(gè)冷卻參數(shù)相同的澆筑層同時(shí)進(jìn)行悶水測溫，悶溫時(shí)間3～5天，使混凝土與管內(nèi)的水充分進(jìn)行熱交換。

（3）縫面張開度量測

通過百度指數(shù)中顯現(xiàn)的人群屬性發(fā)現(xiàn)，關(guān)注“親子游”用戶有以下特征：在性別上，64%的男性和36%的女性網(wǎng)絡(luò)用戶關(guān)注親子游，說明男性較女性更加關(guān)注親子游活動(dòng)；在年齡上，30—39歲年齡段的用戶關(guān)注親子游活動(dòng)最高，20—29歲、40—49歲的用戶分別占18%、14%，19歲及以下、50歲及以上的用戶僅占2%、3%，可見，中年人更加關(guān)注親子游活動(dòng)，并且對親子游產(chǎn)品的旅游需求多樣化，通過網(wǎng)絡(luò)搜索獲取旅游信息是中年人旅游行為的特征之一。

灌漿前，測定灌漿區(qū)縫面張開度。表層縫面張開度使用表面測縫計(jì)、塞尺（厚薄規(guī)）或刻度放大鏡直接量測，內(nèi)部縫面張開度可采用預(yù)埋的測縫計(jì)量測。無法直接量測的灌漿區(qū)，灌漿區(qū)的張開度可通過預(yù)灌性壓水來估算確定，壓水前用壓縮風(fēng)將灌漿區(qū)內(nèi)的積水吹干凈，然后將縫面注滿水，利用注入縫面水的體積，計(jì)算出縫面張開度。

一般在通水開始前至接縫灌漿時(shí)埋有測縫計(jì)的部位須加強(qiáng)接縫張開度的觀測，在沒有埋設(shè)測縫計(jì)的部位用厚薄規(guī)測量接縫張開度。

（4）縫面增開度量測

在預(yù)灌性壓水、灌漿過程中進(jìn)行增開度觀測。增開度監(jiān)測儀器采用千分表或測縫計(jì)，增開度觀測一般按5～10分鐘觀測一次，增開度控制標(biāo)準(zhǔn)按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行（縫面頂部最大增開度一般不大于0.5 mm）。千分表觀測裝置見圖1，振弦式測縫計(jì)表面螺栓連接安裝見圖2。

圖1 千分表觀測裝置示意圖

圖2 振弦式測縫計(jì)表面螺栓連接安裝示意圖

縫面增開度監(jiān)測采用在下游壩面和廊道內(nèi)相應(yīng)的橫縫位置安裝表面測縫計(jì)，并結(jié)合壩體內(nèi)預(yù)埋的橫縫測縫計(jì)監(jiān)測。

（5）灌漿區(qū)通水檢查

通水檢查前應(yīng)按照管口布置圖核對管口標(biāo)識牌信息，進(jìn)漿管和排氣管的管口均安裝壓力表和專用閥門，便于壓力控制及流量測定。

通水壓力為設(shè)計(jì)灌漿壓力的80%。主要檢查灌漿管路通暢性、排氣管路的通暢性、縫面的通暢性、灌漿區(qū)的密封性等。

灌漿管路未發(fā)生堵塞時(shí)，水從底部進(jìn)漿管進(jìn)水，從回漿管返出。如發(fā)現(xiàn)灌漿管路堵塞，應(yīng)查明堵塞部位，采取措施恢復(fù)灌漿管路暢通。

通水檢查合格后，要進(jìn)行預(yù)灌性壓水檢查，壓水壓力等于灌漿壓力，其主要目的是驗(yàn)證封閉性壓水檢查和為灌漿服務(wù)，預(yù)壓水前必須將縫面內(nèi)的積水吹干，從進(jìn)漿管進(jìn)水開始計(jì)量到最后一個(gè)排氣管出水，計(jì)算出灌漿區(qū)容積，然后升壓至灌漿壓力，檢查封閉情況和各管口單開出水量。預(yù)灌性壓水檢查合格，灌漿區(qū)即具備灌漿條件。

（7）縫面充水浸泡

灌漿前，縫面充水浸泡24小時(shí)。

（8）管口裝置規(guī)劃

施工準(zhǔn)備時(shí)，配備3套管口裝置（包括壓力表、球閥等），2 套“Y”形灌漿管路，統(tǒng)籌規(guī)劃，可有效縮短灌漿管路倒運(yùn)安裝時(shí)間，提高工作效率，加快施工進(jìn)度。以往施工時(shí)，在灌漿區(qū)和相鄰平壓灌漿區(qū)各布置一套管口裝置，需在灌漿結(jié)束后將管口裝置拆卸并轉(zhuǎn)移安裝到下一相鄰平壓灌漿區(qū)，期間將消耗時(shí)間約30分鐘。按要求配備3套管口裝置，即在相鄰的3個(gè)灌漿區(qū)管口提前安裝管口裝置，前一灌漿區(qū)灌漿結(jié)束后,可直接將灌漿管路轉(zhuǎn)移到下一灌漿區(qū)連接管口裝置進(jìn)行灌漿（見圖3），以此類推，由此每個(gè)灌漿區(qū)灌漿耗用時(shí)間縮短約30分鐘，提高了施工效率。

圖3 管口裝置循環(huán)安裝示意圖

3.接縫灌漿施工

（1）灌漿順序

接縫灌漿自下而上分層、分區(qū)進(jìn)行，待下層全部灌漿完成形成拱圈條件后，再進(jìn)行上層接縫灌漿，同一高程灌漿區(qū)應(yīng)按大壩中部向兩岸推進(jìn)灌注，同拱圈灌漿區(qū)接縫灌漿需同步進(jìn)行。灌漿前、灌漿過程派專人通過監(jiān)理工程師協(xié)調(diào)，使同一高程的灌漿區(qū)接縫灌漿同步進(jìn)行，同步向兩岸逐區(qū)推進(jìn)，壩體受力均衡。

（2）灌漿壓力及其控制

灌漿壓力以灌漿區(qū)頂部排氣槽壓力作為控制值，排氣槽最大壓力為0.3～0.35MPa。無蓋重灌漿區(qū)頂部的排氣槽壓力建議調(diào)整為0.1～0.15MPa。

灌漿過程中嚴(yán)密觀測縫面增開度，保證縫面增開度在灌漿區(qū)頂部不超過0.5 mm、并確保已灌漿的區(qū)域不被重新拉開。灌漿過程中同時(shí)觀測記錄灌漿壓力及增開度，增開度采用內(nèi)觀、外觀雙重觀測。若縫面增開度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值而灌漿壓力達(dá)不到設(shè)計(jì)值時(shí)，按照縫面增開度為準(zhǔn)限制灌漿壓力。

（3）漿液水灰比

當(dāng)縫面張開度較大 （一般大于0.5 mm）管路暢通時(shí)，采用 1∶1的普通硅酸鹽水泥漿液灌注200L潤管后，可直接采用水灰比為0.5∶1的單一水灰比漿液灌漿。一般情況下開灌水灰比為1∶1的漿液，當(dāng)排氣管排出的漿液密度接近1.5g/cm3時(shí)，可換成水灰比0.5∶1的漿液灌注。

（4）灌漿方法

①進(jìn)漿管進(jìn)漿時(shí)，其他管口均開啟，按出濃漿的先后次序依次關(guān)閉各管口。灌漿過程中其他管口間斷開啟放漿。在排氣管開始排出最濃漿液時(shí)，應(yīng)盡快達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，并間歇性開啟各管口，排出殘留的空氣和稀漿，每次放漿時(shí)間10～15秒，完成一次循環(huán)后，關(guān)閉所有管口，使最濃的漿液充滿縫面。所有管口每次放漿時(shí)均量測漿液密度和放漿量，及時(shí)做好記錄。

②在灌漿縫面起壓的同時(shí)，鄰縫須進(jìn)行通水平壓。根據(jù)管口與排氣槽高差計(jì)算確定平壓壓力表讀數(shù)，平壓壓力保證灌漿區(qū)頂部壓力不超過0.2MPa，

③灌漿區(qū)布置上、下游兩套灌漿管路，且灌漿區(qū)面積較大時(shí)，在灌漿泵的進(jìn)漿管安裝三通，將進(jìn)漿管分為“Y形的兩支進(jìn)漿支管，施工時(shí)先由一支進(jìn)漿支管從下游進(jìn)漿管進(jìn)漿，待下游回漿管出漿后，再由另一支進(jìn)漿支管從上游進(jìn)漿管進(jìn)漿。灌漿過程中嚴(yán)格控制灌漿壓力，密切關(guān)注縫面增開度，使縫面漿液充填密實(shí)。

在灌漿泵的進(jìn)漿管安裝三通，兩支“Y”形進(jìn)漿支管接至灌漿區(qū)預(yù)埋的2根進(jìn)漿管后同時(shí)進(jìn)漿，有利于進(jìn)漿槽內(nèi)快速充滿漿液。

（5）灌漿結(jié)束條件

①當(dāng)排氣管排漿達(dá)到1.73 g/cm3以上，且管口壓力或縫面增開度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值時(shí)，注入率不大于0.4 L/min，持續(xù)20分鐘，灌漿即可結(jié)束。

《水電水利工程接縫灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5712—2014）要求排氣管的出漿密度應(yīng)達(dá)到1.73 g/cm3以上，或張開度小于0.5 mm的橫縫使用濕磨細(xì)水泥的灌漿區(qū)和不同高程同壩縫串區(qū)灌漿時(shí)的上層灌漿區(qū)排氣管的出漿密度達(dá)到1.50 g/cm3以上，且壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值的50%以上時(shí)灌漿區(qū)灌漿質(zhì)量方為合格。

②灌漿結(jié)束時(shí)先關(guān)閉各管口閥門再關(guān)停灌漿泵，閉漿時(shí)間不少于8小時(shí)。

四、接縫灌漿施工質(zhì)量檢查方法

①接縫灌漿施工質(zhì)量檢查是隨著施工過程分部、分項(xiàng)進(jìn)行的，對于檢查不合格的部分，應(yīng)立即進(jìn)行改進(jìn)或返工。

②接縫灌漿工程質(zhì)量檢查應(yīng)以分析灌漿施工記錄成果資料為主，結(jié)合鉆孔取芯、壓水試驗(yàn)、槽檢、鉆孔全景圖像等測試和檢查成果，進(jìn)行綜合評定。

五、應(yīng)用效果

特大灌漿區(qū)接縫灌漿施工方法在白鶴灘水電站成功運(yùn)用，并取得良好效果，截至2018年年底接縫灌漿施工完成7層，共48個(gè)灌漿區(qū)，根據(jù)質(zhì)量檢查孔取芯情況及壓漿試驗(yàn)成果數(shù)據(jù)說明，接縫灌漿質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。