肖忠禮，龍 方，劉 權(quán)，牟 沖，蔡維鑫

(深圳蓄能發(fā)電有限公司，廣東 深圳 518115)

1 工程概況

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)，直線距廣州117 km，距香港40 km。上水庫位于鹽田區(qū)北面的小三洲山頂盆地內(nèi)。下水庫利用現(xiàn)有的銅鑼徑水庫擴(kuò)容改建而成[1]。

電站平均水頭448.30 m，總裝機(jī)容量4×300 MW，總蓄能量8 845 MW·h。上庫正常蓄水位526.81 m，死水位502.00 m，調(diào)節(jié)庫容825.24萬m3；下庫正常蓄水位80.00 m，死水位60.00 m，發(fā)電調(diào)節(jié)庫容825.24萬m3，供水調(diào)節(jié)庫容800萬m3。到設(shè)計(jì)水平年2020年，多年平均年發(fā)電量15.11億kW·h，年抽水耗電量19.55億kW·h[1]。電站于2017年8月底完成水道充水，2017年11月底首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，2018年9月底4臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電。

2 引水系統(tǒng)情況

2.1 地質(zhì)

引水系統(tǒng)大部分深埋于微風(fēng)化～新鮮花崗巖體內(nèi)，巖石堅(jiān)硬，斷裂構(gòu)造不發(fā)育，屬中低地應(yīng)力區(qū)，圍巖大部分為I、Ⅱ類，高壓隧洞及岔管圍巖工程特性較好，山體雄厚，地應(yīng)力條件滿足采用鋼筋混凝土襯砌要求[1]。

2.2 引水系統(tǒng)情況

2.2.1引水系統(tǒng)布置

深圳抽水蓄能電站引水系統(tǒng)采用一洞四機(jī)布置，距高比9.46，包括水庫進(jìn)出水口、上庫閘門井、上平洞(Y0～Y1+613.080)、上游調(diào)壓井、上斜井(Y1+613.080～Y1+993.356)、中平洞(Y1+993.356～Y2+947.737)、下斜井(Y2+947.737～Y3+110.617)、下平洞(Y3+110.617～Y3+192.182)、高壓岔管(Y3+192.182～Y3+262.444)、1～4號(hào)引水支管及1～3號(hào)施工支洞堵頭等16個(gè)分部，設(shè)計(jì)靜水頭426 m，動(dòng)水頭594 m。上平洞從進(jìn)洞點(diǎn)開始布置成坡度為6%的緩坡，Y0+000～Y0+015為方變城門洞段，Y0+015～Y0+121.488城門洞，混凝土襯砌厚度1 m；Y0+131.506～Y0+146.506為城門洞變圓洞段，混凝土襯砌厚度1.2 m；Y0+146.506后為圓洞，至Y3+192.182混凝土襯砌厚度均為0.6 m，單層鋼筋；高壓岔管混凝土襯砌厚度為0.8 m，雙層鋼筋。其中1號(hào)施工支洞堵頭位于Y1+136.715，上游調(diào)壓井位于Y1+538.342右側(cè)15 m處，為帶上室的阻抗式調(diào)壓井。上游調(diào)壓井后至Y1+613.080為平底布置，上、下斜井與水平線的夾角均為50.3°，中平洞為3%的緩坡，2號(hào)施工支洞堵頭位于Y2+413.234。下平洞、高壓岔管、引水支管均采用平底布置。深圳市東部供水1號(hào)輸水隧洞位于Y2+816下部60 m處。

1～3號(hào)引支長度均為134.162 m，4號(hào)引支長141.543 m，內(nèi)徑4.0 m的長度分別為105.962 m和120.267 m，后接12 m長的漸變段(內(nèi)徑由4.0 m變?yōu)?.3 m)，與球閥連接段長9.276 m，內(nèi)徑2.3 m。引支采用600 MPa級(jí)鋼板制作，板厚42～46 mm。引水系統(tǒng)縱剖面示意見圖1。

圖1 引水系統(tǒng)縱剖面示意

2.2.2開挖方式

平洞均分上、下部兩層進(jìn)行開挖，上部開挖高度為7～8 m，中導(dǎo)洞超前5～7 m，下部開挖待上部開挖結(jié)束后再進(jìn)行，上下兩部分周邊均采用光面爆破，根據(jù)圍巖條件，支護(hù)適時(shí)跟進(jìn)。

斜豎井開挖均采用反井鉆機(jī)進(jìn)行開挖施工。用反井鉆機(jī)鉆孔反拉形成直徑1.4 m導(dǎo)井；然后從下至上爆破施工擴(kuò)挖直徑為3.5 m溜渣井，二次擴(kuò)挖采用正井法，自上而下擴(kuò)挖至設(shè)計(jì)斷面，周邊均采用光面爆破。

3 灌漿參數(shù)設(shè)計(jì)

3.1 回填灌漿設(shè)計(jì)

所有平洞和斜井彎段頂拱120°范圍都設(shè)計(jì)有回填灌漿。均采用YT28型風(fēng)鉆鉆孔，孔徑42 mm，孔深鉆入巖石10 cm。采用純壓式灌漿，灌漿壓力0.5 MPa，由低處往高處分序灌注，采用水灰比0.6∶1的水泥漿灌注，空腔大的部位采用0.6∶1∶0.8(水∶灰∶砂)的水泥砂漿灌注[2]。

3.2 上平洞灌漿

上平洞固結(jié)灌漿設(shè)計(jì)排距2.5 m，每排13孔，梅花形布置，采用環(huán)間分序，從低處往高處灌注。Ⅰ、Ⅱ類圍巖孔深入巖3.7 m，Ⅲ類圍巖孔深入巖5 m，灌漿壓力1/2.0/2.5 MPa，采用全孔一次性灌注，灌漿孔遇結(jié)構(gòu)縫時(shí)，微調(diào)至距結(jié)構(gòu)縫0.5 m處，均徑向布孔，起灌水灰比3∶1。

3.3 上斜井、中平洞、下斜井灌漿

上斜井、中平洞、下斜井固結(jié)灌漿設(shè)計(jì)排距2 m，每排15孔，梅花形布置，分序和灌注順序與上平洞一致。無斷層和裂隙的Ⅰ、Ⅱ類圍巖孔深入巖5.0 m，水泥灌漿壓力根據(jù)水頭不同分別為2.5/3.5/4.5/6/7/7.5 MPa，采用全孔一次性灌注，灌漿孔遇結(jié)構(gòu)縫時(shí)，微調(diào)至距結(jié)構(gòu)縫0.5 m處，起灌水灰比3∶1。Ⅲ類圍巖和有斷層裂隙的Ⅱ類圍巖范圍設(shè)計(jì)孔深入巖7 m，先進(jìn)行水泥灌漿，再掃孔至5 m進(jìn)行化學(xué)灌漿，灌漿壓力為5 MPa。

針對(duì)中平洞透水?dāng)鄬?，沿?cái)鄬幼呦虿贾昧?89個(gè)入巖5～7 m的隨機(jī)孔。

3.4 下平洞固結(jié)灌漿

固結(jié)灌漿設(shè)計(jì)排距2 m，每排15孔，梅花形布置，采取環(huán)間分序，分兩個(gè)次序施工，先施工固結(jié)灌漿Ⅰ序孔，再施工固結(jié)灌漿Ⅱ序孔，從低處往高處灌注，環(huán)內(nèi)底孔至頂孔灌注。采用分段灌漿法施工，第一段入巖3.5 m，灌漿壓力4.5 MPa，第二段入巖7 m，灌漿壓力7.5 MPa。

3.5 引水岔管、引水支管灌漿

引水岔管水泥固結(jié)灌漿排距1.5 m，主管3號(hào)岔口前每排24孔，3號(hào)岔口后每排18孔，由低處往高處灌注。采用由淺入深分段灌漿法施工，第一段入巖3.5 m，灌漿壓力4.5 MPa；第二段入巖7 m，灌漿壓力7.5 MPa；岔口部位部分孔入巖2 m或5 m，灌漿壓力3 MPa?；瘜W(xué)灌漿隨水泥灌漿(掃孔后)隔排灌注，環(huán)內(nèi)由底孔至頂孔逐孔灌注。

進(jìn)入高壓岔管的前兩排和每個(gè)引支前的岔管的后兩排設(shè)置為帷幕灌漿，排距1.5 m，主管前兩排每排24個(gè)孔，其余每排18孔，均呈梅花形布置，孔深為入巖7 m，Ⅰ序孔灌漿壓力為3 MPa，Ⅱ序孔灌漿壓力4.5 MPa。

每個(gè)引水支管設(shè)有兩排帷幕灌漿和6排固結(jié)灌漿，帷幕灌漿孔深入巖6 m，排距2.6 m，每排12個(gè)孔，呈梅花形布置，灌漿壓力為3 MPa ；固結(jié)灌漿孔深入巖3 m，排距3 m，每排12個(gè)孔，呈梅花形布置，灌漿壓力為3 MPa。

鋼支管接觸灌漿，接觸灌漿孔為鋼管加工時(shí)按施工圖紙所示的孔位和結(jié)構(gòu)要求預(yù)留的灌漿孔，排距3 m，孔徑50 mm。

3.6 1、2號(hào)施工支洞堵頭灌漿

1號(hào)堵頭分實(shí)體段和廊道段，長度分別為22 m和23 m，頂拱120度范圍均設(shè)有回填灌漿，實(shí)體段設(shè)計(jì)有5排固結(jié)灌漿和2排帷幕灌漿孔。固結(jié)灌漿孔排距2.5 m，入巖3 m，每排12孔，呈梅花形布置。帷幕灌漿每排15孔，入巖8 m水泥灌漿結(jié)束后掃孔入巖6 m進(jìn)行化學(xué)灌漿，壓力2 MPa。實(shí)體段水道側(cè)堵頭頂部及兩側(cè)設(shè)有間距2 m、入巖5 m的固結(jié)灌漿孔。廊道段設(shè)有8排排距3 m，每排12孔，入巖3 m的固結(jié)灌漿孔。水泥固結(jié)灌漿和帷幕灌漿壓力均為2.5 MPa。實(shí)體段設(shè)有9排接觸灌漿孔，排距2 m，每排10孔，呈梅花形布置，孔深入一期混凝土150 mm，灌漿壓力2 MPa。在實(shí)體段尾部設(shè)有1排12孔，與軸線成75°角，入巖3 m，偏向水道方向的接縫化學(xué)灌漿孔，灌漿壓力2 MPa。

2號(hào)堵頭的實(shí)體段和廊道段長度分別為28 m和40 m，灌漿種類設(shè)計(jì)及布置原則與1號(hào)堵頭相似。水泥灌漿壓力6 MPa，化學(xué)灌漿壓力5.5 MPa。

4 管理措施與技術(shù)措施

4.1 管理措施

4.1.1及時(shí)成立專業(yè)組織機(jī)構(gòu)

為及時(shí)處理灌漿工作現(xiàn)場問題，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量目標(biāo)。在灌漿工作開始前深圳蓄能發(fā)電有限公司就成立了輸水系統(tǒng)灌漿領(lǐng)導(dǎo)小組和工作小組。領(lǐng)導(dǎo)小組組長由公司總經(jīng)理擔(dān)任，管生產(chǎn)的副總經(jīng)理和專家擔(dān)任副組長，組員包括設(shè)代主任、總監(jiān)理工程師、施工單位項(xiàng)目經(jīng)理和工程部主管灌漿工作的主任。領(lǐng)導(dǎo)小組的主要職責(zé)為：①統(tǒng)籌、策劃、督促、檢查、指導(dǎo)現(xiàn)場灌漿工程質(zhì)量；②考核、處罰未按設(shè)計(jì)和會(huì)議要求工作的單位；③更換不滿足要求的工作成員。

工作組組長由總監(jiān)理工程師擔(dān)任，副組長由分管灌漿的副總監(jiān)、灌漿設(shè)代和工程部分管主任擔(dān)任，成員有施工單位分管灌漿副經(jīng)理、現(xiàn)場灌漿監(jiān)理及工程部人員。工作組職責(zé)：①監(jiān)督、跟蹤現(xiàn)場灌漿情況，及時(shí)處理現(xiàn)場重要情況，對(duì)質(zhì)量問題、質(zhì)量缺陷進(jìn)行閉環(huán)管理。②每周組織召開工作小組例會(huì)，檢測總結(jié)灌漿工作。③配合開展第三方檢測工作。④建議更換不滿足要求的現(xiàn)場工作成員。

4.1.2強(qiáng)化規(guī)范執(zhí)行剛性與現(xiàn)場實(shí)際相結(jié)合

本工程主要執(zhí)行DL/T5148—2012《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》、DL/T5406—2010《水工建筑物化學(xué)灌漿施工技術(shù)規(guī)范》和《深圳抽水蓄能電站工程輸水系統(tǒng)灌漿施工技術(shù)要求》，并結(jié)合現(xiàn)場和生產(chǎn)性試驗(yàn)情況，提出方案優(yōu)化，經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組討論通過后，由設(shè)計(jì)下發(fā)設(shè)計(jì)修改通知后實(shí)施。

4.1.3引入灌漿工程第三方檢測

在施工單位自檢、監(jiān)理單位旁站檢測的基礎(chǔ)上，引進(jìn)第三方單位開展復(fù)核，水道固結(jié)灌漿和帷幕灌漿第三方施工質(zhì)量檢查孔數(shù)按不低于施工單位抽檢孔數(shù)的10%控制，第三方檢測孔由設(shè)計(jì)和業(yè)主確定?；靥罟酀{第三方采用物探檢查。

4.1.4堅(jiān)持每周召開灌漿專題會(huì)

從輸水系統(tǒng)灌漿工作開始，堅(jiān)持每周召開灌漿專題會(huì)，及時(shí)分析現(xiàn)場工作存在的問題，提出解決方案并實(shí)施。

4.1.5堅(jiān)持職業(yè)道德教育與監(jiān)督相結(jié)合

灌漿是隱蔽工程，在向各級(jí)員工強(qiáng)調(diào)灌漿工作重要性的同時(shí)，須加強(qiáng)工序過程控制，做好鉆孔、灌漿、壓水記錄，確保鉆孔驗(yàn)收、準(zhǔn)灌證簽發(fā)，灌漿記錄簽證等環(huán)節(jié)。制定灌漿管理細(xì)則，強(qiáng)化管理人員和監(jiān)理的到位標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不合格的施工人員和管理人員都有相應(yīng)的處罰標(biāo)準(zhǔn)，并通過定期和不定期的現(xiàn)場巡查來進(jìn)行監(jiān)督。

4.1.6保證原始記錄真實(shí)性

灌漿記錄儀統(tǒng)一由業(yè)主采購，調(diào)試正常后貼上封條，要求施工單位每一孔的壓水及灌漿都必須打印記錄，每次現(xiàn)場巡查時(shí)記錄儀的封條作為主要檢查內(nèi)容之一，保證了原始記錄的真實(shí)性。

4.2 技術(shù)措施

針對(duì)施工現(xiàn)場和工程特點(diǎn)，經(jīng)現(xiàn)場業(yè)主、專家、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等提出，通過灌漿領(lǐng)導(dǎo)小組討論，主要完善了以下技術(shù)措施：

(1)根據(jù)斜井灌漿平臺(tái)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，為保證施工進(jìn)度和提高施工的安全性，斜井直線段灌漿孔由徑向孔調(diào)整為水平孔。其調(diào)整原則為保證灌漿圈深度和灌漿孔間距與原設(shè)計(jì)一致。

(2)根據(jù)斜井滑模和灌漿平臺(tái)安裝需要進(jìn)行的上下彎段技術(shù)擴(kuò)挖，以及斜井彎段到直線段系統(tǒng)固結(jié)灌漿從徑向孔變?yōu)樗娇?，在直線段首端頂部和末端底部形成灌漿盲區(qū)，相應(yīng)增加灌漿措施。

(3)針對(duì)系統(tǒng)灌漿過程中耗灰量大于50 kg/m的灌漿孔，平洞段采用1+4方式加密灌漿處理；斜井段由于灌漿平臺(tái)爬升的實(shí)際，采用1+3方式加密灌漿處理。

(4)針對(duì)斷層及節(jié)理發(fā)育洞段，以及透水情況，制定了深孔灌漿和化學(xué)灌漿加強(qiáng)的措施。

(5)針對(duì)1、2號(hào)堵頭灌漿設(shè)計(jì)，經(jīng)討論后將帷幕灌漿由原來的實(shí)體段末端調(diào)整到靠水道側(cè)的首端。

(6)以水泥灌漿為主，化學(xué)灌漿為輔，在耗灰量較大的灌漿孔周邊加密灌漿的基礎(chǔ)上，將部分化學(xué)灌漿改為化學(xué)灌漿封孔，同時(shí)落實(shí)化學(xué)灌漿的低壓慢灌的特點(diǎn)，將化學(xué)灌漿壓力由5～6 MPa調(diào)整到3.5～4.5 MPa。

(7)充水前對(duì)平洞段進(jìn)行逐排逐孔檢查，保證封孔沒有遺漏。

5 灌漿成果分析

5.1 灌漿檢測標(biāo)準(zhǔn)

(1)固結(jié)灌漿。水泥灌漿85%的試驗(yàn)段透水率小于2 Lu，化學(xué)灌漿小于1 Lu，其余孔段水泥灌漿的透水率小于3 Lu，化學(xué)灌漿的透水率小于1.5 Lu，且分布不集中[2]。

(2)帷幕灌漿。水泥灌漿90%的透水率小于1 Lu，化學(xué)灌漿小于0.5 Lu，其余孔段水泥灌漿的透水率小于2 Lu，化學(xué)灌漿的透水率小于1 Lu，且分布不集中[2]。

5.2 檢測情況

(1)施工單位自檢情況。引水系統(tǒng)共完成灌漿孔34 291個(gè)，按不低于5%要求的比例抽檢，共抽檢1 814個(gè)孔，平均透水率為0.157 Lu，最大透水率為1.69 Lu，滿足設(shè)計(jì)要求。

(2)第三方檢查情況。三方檢測孔由設(shè)計(jì)和業(yè)主確定，按不低于施工單位自檢的10%抽取，共抽檢263個(gè)孔，平均透水率0.183 Lu，最大值1.757 Lu，滿足設(shè)計(jì)要求[3]。

(3)充水試驗(yàn)檢查情況。引水系統(tǒng)于2017年8月15日開始充水，8月31日充水完成。充水過程中按照設(shè)計(jì)充水技術(shù)要求，進(jìn)行了4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)特征水位斷面的穩(wěn)壓滲漏監(jiān)測，最大滲水量為5.24 L/s。其中，在上斜井上彎段附近(380 m高程)進(jìn)行了48 h水道穩(wěn)壓，滲漏監(jiān)測結(jié)果為0.43 L/s，能夠較好地反映引水系統(tǒng)滲漏情況，與同類型電站相比，滲水量較小。水道充水一次成功，運(yùn)行至今未進(jìn)行放空檢查。

(4)運(yùn)行期檢查情況。深圳抽水蓄能電站充水至今，每月對(duì)地下廠房和引水系統(tǒng)各堵頭進(jìn)行巡視檢查，地下廠房邊墻和各堵頭基本無滲漏，引水水道周邊山體、山坳、邊坡、公路無異常滲水出露，堵頭滲漏量在充水期間達(dá)到最大，最大滲漏量為2 L/s(3號(hào)堵頭)，運(yùn)行期間各堵頭滲水量逐漸減少，目前測值為零。地下滲流場9支滲壓計(jì)分別埋設(shè)于中平洞和高壓岔管段上部，各滲壓計(jì)測值均已趨于穩(wěn)定。通過巡視檢查情況和水工監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，引水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作性態(tài)正常，無滲漏。

6 結(jié) 語

通過以上分析，引水系統(tǒng)灌漿質(zhì)量控制建議做到以下幾點(diǎn)：

(1)在設(shè)計(jì)時(shí)要保證引水系統(tǒng)固結(jié)圈的完整性。對(duì)薄弱環(huán)節(jié)和地質(zhì)缺陷部位要有相應(yīng)的加強(qiáng)措施，是保證質(zhì)量的前提。

(2)制定一個(gè)好的管理制度非常必要，結(jié)合監(jiān)督和檢查將管理制度落到實(shí)處，是保證質(zhì)量的有效方法。

(3)引進(jìn)一支好的灌漿隊(duì)伍，是做好灌漿質(zhì)量控制的先決條件，深圳抽水蓄能電站引水系統(tǒng)施工嚴(yán)格執(zhí)行國家的招投標(biāo)制度，以優(yōu)中選優(yōu)為原則確定了施工隊(duì)伍，為質(zhì)量保證奠定了基礎(chǔ)。

(4)專家的指導(dǎo)和第三方檢測單位的引入對(duì)質(zhì)量控制起到了較大輔助作用。