廣西卡斯特地區帷幕灌漿設計及施工

董立安，盧元海，李萼懷

1.中國水利水電工程建設咨詢西北公司，陜西西安 710065 2.中電投云南國際電力投資有限公司，云南昆明 650224

廣西卡斯特地區帷幕灌漿設計及施工

董立安1，盧元海1，李萼懷2

1.中國水利水電工程建設咨詢西北公司，陜西西安 710065 2.中電投云南國際電力投資有限公司，云南昆明 650224

樂灘電站壩基坐落在石炭系巖溶區，石灰巖地區修建水電站，遇到的特殊地質問題是溶溝溶槽區的建基與防滲問題，樂灘水電站巖層走向于河流走向基本一致，高傾角75°～85°。層間擠壓錯動帶及層間巖溶裂隙較發育，防滲問題是本工程重中之重。本文通過對灌漿設計及施工參數分析，找出一般規律，保證防滲質量。

卡斯特；帷幕灌漿；設計；施工；樂難電站

1 概述

1.1 壩址區地質概況

樂灘水電站是一座建在石炭系巖溶區以發電為主，具有航運、灌溉等綜合利用效益的水利水電工程，水庫正常蓄水位EL112m，相應庫容4.02m3，死水位EL110m，設計洪水位EL120.32m，校核洪水位EL125.5m。壩頂EL130m，最大壩高80.7m。

近壩庫岸為山體，無滲漏通道。僅左岸上游布有桂中治旱引水洞。滲流控制重點是壩基及壩肩。壩址河流方向由北向南，呈“V”字型河谷，為單斜構造，巖層走向于河流走向基本一致，高傾角75°～85°。層間擠壓錯動帶及層間巖溶裂隙較發育。左壩肩P1m2硅質灰巖及硅質巖，滲透性很低，可視為相對隔水層，距壩肩240m，現布置有交通洞及公路。由壩肩0～200m，q＜3Lu線向上抬升至正常蓄水位高程。200m以右巖體透水性微弱。

1.2 防滲帷幕設計

壩基及壩肩防滲部分，河床帷幕一般做到EL50.0m，最低到EL5.0m，原則上帷幕應深入透水率q＜5Lu的相對隔水層以下5m，兩岸接到相對隔水層。

帷幕自左岸公路段、土石壩段、13＃重力壩段、沖砂閘、船閘、安裝間、主機間（1＃～4＃機組）、溢流壩段（12＃～6＃壩）、右岸重力壩段（5＃～1＃）和右岸平洞段。主帷幕線全長679.0 m，孔距2.0m；考慮到3＃、4＃機和12～10＃壩段因巖層順河裂隙發育、層間溶蝕裂隙內充填物易被沖蝕析出等原因，在此區布置了145.1m的副幃幕，孔距2m、排距1.5m。本文主要就樂灘帷幕灌漿工程灌漿質量及成果進行簡單的統計、分析。

2 帷幕灌漿工藝、參數及質量控制

帷幕灌漿采用自上而下分段，孔口封閉、孔內循環法灌漿。第一段（進入基巖2.0m）P=0.5MPa，終孔段（段長不大于10.0m）P=1.5MPa；其余各段（段長 5.0～6.0m）P=1.0MPa；漿液比級 ：5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1 ；對注入量較大的孔段 ，根據實際情況 ，在漿材中摻加1mm～10mm的砂料、滯流材料，同時取消抬動觀測。其余施工參數參照《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（DL/T 5148-2001）控制。

3 特殊大注灰段處理

本工程節理裂隙是壩址巖層中最普遍發育的構造現象，而順層的陡傾角裂隙、切層的緩傾角裂隙及層間巖溶裂隙較為發育，基巖多屬厚層、巨厚層灰巖，陡傾（傾角75°～85°），加上基巖面高程起伏較大，導致部分孔、段注入量較大，個別單元整體注入量較大，且遞減不明顯，比較突出的屬土石壩段，該壩段基巖上部為人工碾壓填筑壩體，利用粘土芯墻結合高壓旋噴防滲墻進行防滲處理，高噴僅入巖1m，基礎面風化基巖未進行開挖和固結施工，加之裂隙較發育，而相互連通性差，導致帷幕灌漿過程中，

該部位各孔灌漿上部吃漿較大，從而引起三次序孔灌漿不成規律，且整體吃漿量較大。主要處理措施有：

1）當灌漿段注入量大灌漿難以結束時，采取了低壓、濃漿、限流、限量、間歇、待凝灌漿等方法進行處理；

2）遇見返水黃色的夾泥層，查明記錄孔段位置、夾泥厚度等，設計、監理與施工三方共同研究，低壓、小段長、進行裂隙沖洗后，進行壓水和灌漿，待凝24h后掃孔復灌施工。如：1#機廊道段單排帷幕連續三孔（11a#、12a#、13a#孔）出現同樣情況，經設計同意在該處分別布置三個同深度加密孔，在終孔段壓水透水率滿足≤5Lu后結束。

4 帷幕灌漿施工及成果分析

4.1 灌前透水率統計分析

各段帷幕灌漿前，均進行簡易壓水試驗，以指導灌漿施工，單排帷幕Ⅰ序孔灌前透水率≥5Lu區間頻率為3%～38%，至Ⅲ序孔降為0%～25.8%；雙排帷幕主帷幕Ⅰ序孔灌前透水率≥5Lu區間頻率為6%～26.9%，至副帷幕Ⅲ序孔降為1.2%～2.3%，對灌漿透水率≥5Lu的地層，Ⅲ序較Ⅰ序有明顯的遞減，同時表明雙排孔改善效果，較單排孔灌漿大，符合一般灌漿規律。

4.2 各序孔單位注入量統計成果分析

一期帷幕各序孔單位注入量統計成果分析：

一期各部位單排帷幕各序孔單位注入量統計成果見表1，主、副雙排帷幕灌漿各序單位水泥注入量統計成果見表2。

表1 一期單排帷幕各序孔單位注入量統計成果表

表2 一期主副雙排帷幕各序孔單位注入量統計成果表

統計資料表明：

1）大部分壩基帷幕灌漿主、副排間，各序灌漿孔間單位注入量遞減較明顯，符合一般規律。11#及12#溢流壩段副帷幕由于單位注入量均小于20kg/m，各序遞減趨勢一般不明顯。符合一般灌漿規律；

2） 安裝間、1#、2#機壩段帷幕灌漿Ⅰ、Ⅱ孔單位注入量遞減趨勢明顯，但Ⅱ、Ⅲ序孔有遞增趨勢，與灌前壓水過程中透水率q〉10Lu的段數Ⅱ序孔有3段，而Ⅲ序孔有11段相對應，符合一般灌漿規律；

3）部分壩段遞減規律不明顯，主要因為地處卡斯特巖溶地區，沿順河裂隙的串珠狀巖溶發育，巖層陡傾，傾角75°～85°，而不同層間發育的巖溶聯通性較差，最終導致部分Ⅰ序孔單位注入量偏小，而同單元的Ⅱ序、Ⅲ序單位注入量偏大。

4.3 帷幕灌漿質量檢查

帷幕灌漿質量主要采用檢查孔施工。根據帷幕灌漿和地質條件，在一個單元完成14天后，由監理和設計聯合布置檢查孔，監理旁站監督檢查孔各段壓水試驗。

4.3.1 帷幕灌漿檢查孔壓水檢查

帷幕灌漿共布置31個檢查孔，壓水檢查243段，檢查孔數量為總灌漿孔數的9.7%。按設計要求采用單點法施工，壓水試驗各段透水率全部滿足q≤3Lu的設計要求，且q≤1Lu段數達到219段，為總段數的90%。

4.3.2 帷幕檢查孔芯樣外觀檢查

左岸公路段段至船閘沖砂閘段，共布置檢查孔9個，巖芯采取率最大95.6%、最小92.2%，巖芯為深灰色灰巖，多呈柱狀，長柱狀，可見水泥結石。安裝間至11#壩段，共布置檢查孔22個，巖芯采取率一般為78%～97%，第一段最大透水率為2.84Lu。巖芯為深灰色灰巖，多呈柱狀，長柱狀，可見水泥結石。

5 排水、揚壓力觀測信息及檢查處理

排水孔均布置在混凝土壩壩基上游灌漿廊道內，間距3m。排水孔孔徑110mm，傾向下游、傾角75°。孔深約為主帷幕深度的0.5倍。

各排水孔在日常運行期間，各排水孔均有滲量不等的滲流情況，其中少量排水孔出水量較大，對降低壩基揚壓力起到了一定的作用，2005年6月20日紅水河流量達到16 200m3/s（上游水位112.67m，下游水位107.05m），監理組織有關施工單位對一期工程灌漿廊道排水孔進行了檢查。其中有一個排水孔壓力表壓力達到0.02MPa，其它的壓力表壓力均為0；排水孔施工質量優良，帷幕灌漿質量受控。

6 結論

樂灘水電站帷幕灌漿設計參數合理、工藝規范。 樂灘水電站帷幕灌前壓水平均透水率和透水率間頻率隨灌漿孔排、序加密，呈明顯遞減趨勢，大部分壩段單位注入量隨排、序加密遞減趨勢也較明顯，總體符合一般灌漿規律。檢查孔各段壓水透水率全部≤3Lu。

對特殊情況處理方法得當，灌漿效果明顯。樂灘工程帷幕灌漿質量，整體在受控狀態下完成，灌漿質量整體良好。由于巖層及順層發育的巖溶裂隙為陡傾角，而壩基厚層、巨厚層巖層間巖溶裂隙連通性差，分序加密灌漿法遞減規律不明顯，部分后續灌漿孔、段單位注入量偏大，符合喀斯特地區基礎灌漿特性。

[1]水工建筑物水泥灌漿施工技術規范（DL/T 5148-2001）.

TV543+.5

A

1674-6708（2011）50-0168-02