（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙 410000）

沐若水電站工程地處馬來西亞婆羅洲島的砂撈越州，壩址位于拉讓（Rajang）河流域源頭沐若河上，沐若水電站工程總體布置由碾壓混凝土重力壩、壩身無閘控表孔泄洪、左岸布置兩條導(dǎo)流洞、壩后生態(tài)電站以及下游12 km 處右岸地面式廠房、右岸引水系統(tǒng)等建筑物組成。工程主要任務(wù)是發(fā)電，水庫正常蓄水位540 m，死水位515 m，總庫容120.43 億m3，調(diào)節(jié)庫容54.75億m3。右岸引水發(fā)電廠房裝機(jī)4 臺，單機(jī)容量為236 MW，電站總裝機(jī)容量為944 MW。在沐若水電站的基礎(chǔ)處理中，通過對各項技術(shù)工作的管理，施工進(jìn)度、施工質(zhì)量及工程效益等方面均取得了良好的效果。

1 合理改進(jìn)錨筋樁結(jié)構(gòu)，廠房后邊坡?lián)岆U加固順利實施

根據(jù)沐若水電站基礎(chǔ)的實際情況，通過調(diào)整錨筋樁結(jié)構(gòu)，改變灌漿材料，合理安排施工程序，廠房后邊坡?lián)岆U加固施工得以順利實施。廠房后邊坡位于廠房邊坡后緣，EL.230.8 m 以上馬道均可見位移裂縫，具有垮塌風(fēng)險，嚴(yán)重威脅廠房施工進(jìn)度與安全。為了防止邊坡變形進(jìn)一步擴(kuò)大，保證電站發(fā)電整體工期以及運行期安全，需要盡快組織施工。由于初期設(shè)計圖紙的技術(shù)要求無法在當(dāng)時的施工環(huán)境下實施，經(jīng)與各方溝通，對鉆孔孔徑、錨筋樁結(jié)構(gòu)等技術(shù)要求以及施工工序進(jìn)行調(diào)整，順利地組織了搶險加固施工。

從前期支護(hù)看，設(shè)計的排水孔孔深較淺，主要用于淺層排水，且孔內(nèi)保護(hù)只有孔口1 m，因此山體深層潛水無法及時排出，地下水的積累導(dǎo)致裂隙加速發(fā)展。根據(jù)現(xiàn)場開裂部位及程度，確定了施工程序。第一階段首先在EL.250 m 馬道施工布置排水孔1 排，盡快將邊坡水壓釋放，其次在進(jìn)入雨季前在250、260 馬道附近施工布置1～2 排錨筋樁孔，將位移較大部位進(jìn)行前期錨固，減少邊坡變形，并調(diào)整該部位錨筋樁孔距為1.5 m，鉆孔孔徑為Ф120 mm，錨筋樁采用焊接連接。243.5 m高程錨筋樁同時進(jìn)行施工。然后第二階段投入3～4 臺潛孔鉆進(jìn)行施工，從243.5 m 高程從下至上分排全面展開施工，并將設(shè)計要求的排水孔在錨筋樁施工完后施工完成，全孔孔內(nèi)保護(hù)。經(jīng)過改進(jìn)與組織施工，達(dá)到如下效果：

1）錨筋樁結(jié)構(gòu)改進(jìn)（典型剖面見圖1），使現(xiàn)場具備施工條件，縮短了施工準(zhǔn)備期。同時避免在該地質(zhì)情況下孔徑過大的塌孔風(fēng)險。

圖1 修改后錨筋樁典型剖面圖

2）將灌注砂漿改為灌注純水泥漿，使對土層或強(qiáng)風(fēng)化裂縫充填更有效，同時避免堵管（由于進(jìn)漿管采用的Ф20 mm 的PVC 管）。

3）將大型承重排架改為小型施工平臺施工，減少了滿坡排架輔助工序搭設(shè)難度，加快了施工進(jìn)度。

4）根據(jù)規(guī)范，改進(jìn)搭接工藝，減少焊接工程量，同時也確保了質(zhì)量與進(jìn)度。

5）分析裂縫成因，合理劃分施工階段以及施工順序，化解垮塌風(fēng)險。

后期通過拉拔試驗對質(zhì)量進(jìn)行檢查，試驗結(jié)果滿足設(shè)計要求。錨筋樁的設(shè)計荷載為600 kN，最大張拉荷載按照150%進(jìn)行控制，拉拔試驗實際最大荷載為900 kN。錨筋樁張拉檢查情況詳見下表1。

表1 錨筋樁拉拔試驗統(tǒng)計表

通過邊坡布置的多點位移計觀測成果分析，從監(jiān)測曲線可以看出加固前后的效果，施工邊坡位移變形量（ΣX、ΣY、ΣH）急劇陡增（其中ΣX 陡增約200 mm，ΣY 陡增約35 mm，ΣH 陡增約99 mm），邊坡有失穩(wěn)滑坡的危險。錨筋樁錨固施工開始1 個月后，邊坡的位移變形值開始縮小，上升曲線很微弱。施工完成錨筋樁1～13 排時邊坡位移變形值就已趨于穩(wěn)定，沒有明顯的上升和下降的趨勢，始終恒定在一個范圍內(nèi)，稍有波動，位移變形值基本很小（其中可能有引水隧洞爆破開挖振動的影響），并一直隨時間延續(xù)，維持在一個相對穩(wěn)定的狀況，加固效果十分明顯。廠房后側(cè)邊坡典型監(jiān)測點變形位移趨勢詳見圖1、圖2。

圖1 廠房后邊坡監(jiān)測點C01 孔變形位移趨勢圖

圖2 廠房后邊坡監(jiān)測點C16 孔變形位移趨勢圖

2 結(jié)合國內(nèi)外灌漿理論進(jìn)行固結(jié)灌漿試驗

由于沐若水電站業(yè)主聘請了西方獨立評審團(tuán)，對固結(jié)灌漿提出了多種理論觀點，無法完全按照國內(nèi)的規(guī)范進(jìn)行施工，因此通過5 個試驗區(qū)的試驗，分別對高壓濃漿理念、GIM 工法、開灌水灰比、單一與多級水灰比對比等理念進(jìn)行對比試驗，選擇符合沐若水電站工程地質(zhì)條件的施工參數(shù)。試驗結(jié)論如下：

1）可充分發(fā)揮現(xiàn)場管理者的經(jīng)驗特長，靈活采用各種灌漿施工工藝，具體由現(xiàn)場確定，即灌漿工藝可以采用“自上而下”、“自下而上”、“綜合灌漿”方法。

2）綜合GIN 與國內(nèi)灌漿方法，通過漿液試驗確定采用1.5∶1 水灰比進(jìn)行開灌，采用1.5∶1、1∶1、0.5∶1 三級水灰比。

為了檢測水泥漿性能以及觀測泌水性變化，首先對3∶1 等7 個水灰比級進(jìn)行了漿液試驗，并對水灰比為2∶1、1.5∶1、1∶1 等3 個比級的純水泥漿液進(jìn)行了摻入膨潤土的試驗，試驗檢測數(shù)據(jù)見表2。

根據(jù)表2 可知，漿液加入4%膨潤土之后其泌水率得到很大的改善，但是抗壓強(qiáng)度也隨之大幅度降低。而固結(jié)灌漿主要是提高壩基基礎(chǔ)的整體性能，因此為了保證水泥結(jié)石強(qiáng)度，固結(jié)灌漿漿液不摻入膨潤土。

表2 沐若水電站大壩基礎(chǔ)固結(jié)灌漿漿液試驗檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

固結(jié)灌漿試驗的灌注漿液選擇了以下4 組漿液配比，具體見表3。

表3 大壩固結(jié)灌漿漿液初步選定表

第一組與第二組試驗對比結(jié)果：無論是頁巖區(qū)域還是砂巖部位，以1.5∶1 和2∶1 開灌的區(qū)域，透水率均能滿足設(shè)計要求（透水率≤3 Lu）。聲波檢測結(jié)果顯示，水灰比1.5∶1 開灌與水灰比2∶1 開灌的區(qū)域灌后聲波平均值增長雖有差異，但不明顯，其中水灰比2∶1 開灌的區(qū)域灌后聲波平均值比灌前增長10.02%，1.5∶1 開灌的區(qū)域灌前比灌后增長11.66%，灌后聲波的均勻性1.5∶1 開灌區(qū)比2∶1 開灌區(qū)好。因此后期選擇了1.5∶1、1∶1、0.5∶1 等三級水灰比進(jìn)行灌注。

采用第三組漿液進(jìn)行試驗的目的是將固結(jié)灌漿試驗的三級水灰比簡化為兩級，灌注試驗區(qū)I 序孔灌漿384 m，平均單耗為139.5 kg/m，II 序孔灌漿384 m，平均單耗為58.2 kg/m，I 序與II 序孔比較，單位注入率遞減明顯。試驗區(qū)共布置6 個灌后檢查孔，壓水試驗12段，其中透水率最小值為1.53 Lu，最大值為5.27 Lu（已超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)3 Lu 的150%），透水率超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的有6 段，占總段數(shù)的50%。試驗區(qū)灌后聲波值比灌前聲波值平均提高8.02%，小于第一、二組聲波提高值。根據(jù)壓水試驗結(jié)果以及聲波檢測結(jié)果，生產(chǎn)中不采用該組水灰比漿液。

第四組水灰比試驗?zāi)康氖茄芯吭摻M水灰比及布孔型式對大壩基巖裂隙發(fā)育程度、斷層和軟弱夾層（夾泥層）影響部位的灌漿效果，因此選擇裂隙發(fā)育且連通率較好的砂巖區(qū)域進(jìn)行試驗，水灰比采用1∶1、0.5∶1 的水泥漿液，加密灌漿孔孔排距為2.0 m×2.0 m。試驗區(qū)共布置5 個灌后檢查孔，壓水試驗總段數(shù)10 段，透水率均小于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（3 Lu）。灌后布置了3 個孔內(nèi)錄像孔，從孔內(nèi)錄像資料分析可知，基巖內(nèi)裂隙內(nèi)水泥結(jié)石充填率較高，充填飽滿與密實。因此，第四組水灰比漿液選擇用于裂隙發(fā)育、斷層和軟弱夾層這類影響較大的缺陷部位，根據(jù)第三組的檢測結(jié)果，其他部位不予采用。

3）采用純壓式灌漿，可提高施工工效、降低水泥損耗。

4）采用回轉(zhuǎn)鉆與沖擊鉆成孔，固結(jié)灌漿采用CM351 進(jìn)行沖擊鉆孔，減少設(shè)備投入，人工成本也大大降低。

3 多階段試驗，優(yōu)選帷幕灌漿施工參數(shù)

由于受庫區(qū)地形影響，該水電站EL.480 m 以下蓄水上升極快，1～2 個月即可達(dá)到EL.480 m 高程，而受混凝土蓋重的影響，帷幕灌漿必須在較短的工期內(nèi)完成，因此為了尋求帷幕灌漿合適的施工參數(shù)，沐若水電站共選擇了4 個區(qū)，分3 階段進(jìn)行帷幕灌漿試驗。帷幕灌漿試驗均達(dá)到了試驗預(yù)期。

3.1 第一階段試驗成果

1）確定了合理的間排距，可采用孔口封閉法或綜合灌漿法。目的是在頁巖部位采用孔口封閉，保證鉆進(jìn)及灌漿效果；在砂巖部位可采用自下而上灌漿，減輕灌漿進(jìn)度壓力。

2）確定了灌漿壓力及分序原則。

3）可合理加長灌漿段長。帷幕灌漿規(guī)范要求灌漿段長一般為5 m，經(jīng)過試驗砂巖段可采用10 m 段長，頁巖可采用7.5 m 段長。

4）優(yōu)化帷幕布置方式，采用懸掛式帷幕布置與雙排封閉式相結(jié)合布置。目的是既要保證底層廊道的防滲效果，又可控制整體的灌漿工程量在EPC 合同工程量偏差范圍之內(nèi)。沐若水電站帷幕灌漿孔通過多次試驗驗證優(yōu)化后，實際施工工程量比最初設(shè)計工程量減少了14 000 m，約為最初設(shè)計工程量的30%，且通過優(yōu)化灌漿漿液配比和變漿條件，減少水泥損耗量約15%，直接經(jīng)濟(jì)效益約5 191 萬元。

5）減少混凝土蓋重對帷幕灌漿的施工約束。在保證安全的情況下，盡量降低兩岸混凝土蓋重的約束，部分壩段混凝土蓋重達(dá)到20 m 后即開始灌漿，為帷幕灌漿盡早鋪開創(chuàng)造條件。

3.2 第二階段試驗

獨立評審團(tuán)提出采用0.67∶1 單一水灰比漿液進(jìn)行灌注，水泥結(jié)石強(qiáng)度高，耐久性較好，并可以減少水泥消耗，節(jié)約投資。第二階段帷幕灌漿試驗主要驗證獨立陪審團(tuán)提出的觀點。該試驗采用單一水灰比0.67∶1 漿液進(jìn)行灌注，其余試驗參數(shù)參照第一階段試驗成果。灌后進(jìn)行鉆孔壓水檢查，共壓水檢查57 段，其中透水率大于1 Lu 的有36 段，占總段數(shù)的63.2%，透水率大于3 Lu 的有8 段，占總段數(shù)的14.0%，不符合《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5148-2001）中的相關(guān)規(guī)定，同時不能滿足設(shè)計要求。

3.3 第三階段試驗

通過第一、二階段試驗，設(shè)計確定帷幕灌漿質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)為質(zhì)量檢查孔壓水透水率不大于3 Lu。根據(jù)前期灌漿試驗資料分析，帷幕灌漿施工參數(shù)仍有較大的調(diào)整和優(yōu)化空間，因此第三階段帷幕灌漿試驗主要對灌漿漿液配比和變漿原則進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化內(nèi)容為：

1）將帷幕灌漿漿液水灰比比級由2∶1、1∶1、0.5∶1調(diào)整為1.5∶1、1∶1、0.5∶1 等3 個比級，因為水灰比1.5∶1的水泥漿液析水率和結(jié)石強(qiáng)度都優(yōu)于2∶1 的水泥漿液，有利于帷幕的耐久性。

2）漿液變換條件中的第三條調(diào)整為“當(dāng)某一級水灰比漿液注入量已達(dá)300 L 以上，或持續(xù)灌注時間已達(dá)30 min，而灌漿壓力或注入率變化不顯著（小于10%時），變濃一級水灰比灌注”。修改的目的是盡快達(dá)到變漿條件，從而減少稀漿的灌入量，避免漿液過度擴(kuò)散而損耗，并且可提高帷幕線附近水泥結(jié)石的強(qiáng)度。

4 合理安排工序，利用混凝土澆筑銜接空隙進(jìn)行壩體排水孔施工，減少廊道內(nèi)施工難度

由于該壩為碾壓混凝土壩，因此在上游面廊道布置有大量的排水孔，孔距為2 m，設(shè)計孔徑為Φ110 mm，施工廊道為2.0 m×2.5 m，且排水孔大部分為斜孔，若后期施工需采用地質(zhì)鉆進(jìn)行施工，施工難度較大，工效低。但由于壩體排水孔為下閘蓄水前必須完成的項目，這就面臨工程量大，施工工期短的壓力。為了保證施工進(jìn)度，項目部首先在底部排水廊道選擇較深的孔，試驗CM351 最深鉆進(jìn)孔深能力，鉆孔孔深可達(dá)到50 m。其次利用混凝土澆筑間歇期，將壩體排水孔施工高程調(diào)整至排水廊道底板澆筑前一倉工作面施工，然后利用預(yù)埋PVC 花管將排水孔引到排水廊道底。經(jīng)調(diào)整，成功解決了壩體排水孔對大壩蓄水節(jié)點的制約，同時在沒有增加設(shè)備與人員的前提下，高效完成了15 000多米的排水孔施工任務(wù)。

綜上所述，在施工管理過程中，在滿足施工質(zhì)量與安全的前提下，加強(qiáng)技術(shù)工作管理，可優(yōu)選施工參數(shù)，提高工效，降低成本，為項目創(chuàng)造可觀的利潤。