淺談石門水電站大壩帷幕灌漿技術(shù)設(shè)計與施工技術(shù)

□馮 卓（新疆水利水電勘測設(shè)計研究院）

1 工程概況

石門水電站工程位于新疆維吾爾自治區(qū)呼圖壁縣的西南面，壩址區(qū)位于呼圖壁河中游河段，是呼圖壁河中游河段河流規(guī)劃中的第三級水電站，距呼圖壁縣城78km。本標(biāo)段帷幕灌漿鉆孔、灌漿工程內(nèi)容主要包括：大壩壩基和壩肩廊道帷幕灌漿、左右岸灌漿平硐內(nèi)的帷幕灌漿鉆孔及灌漿、檢查孔鉆孔及復(fù)灌等。帷幕線全長約495m，壩基防滲底線為1085m 高程，最大孔深約77m。根據(jù)不同地質(zhì)條件和建筑物不同部位分別布置雙排孔與單排孔，孔距1.50～2.50m，排距1.20m。根據(jù)壩址區(qū)鉆孔壓水試驗資料，巖體屬微透水―弱透水巖體。河床、階地砂礫石及兩岸坡塊碎石土屬孔隙性強(qiáng)含水層，因降水量小，補(bǔ)給有限，因此含水極少。

2 大壩帷幕灌漿防滲處理設(shè)計

2.1 帷幕線布置

帷幕線沿大壩軸線平行布置，以灌漿軸線樁號0+000 為起點編號。帷幕灌漿根據(jù)不同地質(zhì)條件和建筑物不同部位分別布置雙排孔與單排孔，在帷0+000.00m 至帷0+090.50m 之間帷幕布置為單排孔，孔距2m；在帷0+090.50m 至帷0+496.85m 之間帷幕布置為雙排孔，排距1.20m，孔距2.50m。

2.2 施工計劃與工程量

大壩帷幕灌漿工程分兩個階段進(jìn)行，先進(jìn)行壩中心線以左1210.50m 高程以下帷幕灌漿，再進(jìn)行壩中心線以右1210.50m高程以下帷幕灌漿，最后進(jìn)行左右岸1210.50m 以上帷幕灌漿。每一段又根據(jù)具體施工工藝要求進(jìn)行流水作業(yè)。1210.50m 高程以下的灌漿工程量帷幕灌漿10842.50m。帷幕灌漿檢查孔1084m。1210.50m 高程以上的灌漿工程量帷幕灌漿7450m，帷幕灌漿檢查孔745m。

3 帷幕灌漿施工過程

3.1 鉆孔

常規(guī)帷幕鉆孔孔徑：孔口段為φ75mm，終孔孔徑為φ56mm；先導(dǎo)孔孔徑：孔口段為φ91mm，以下各段為φ75mm；質(zhì)量檢查孔為φ75mm；鉆孔采用XY-2P 型鉆機(jī)，金剛石鉆頭或其他硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)；帷幕灌漿孔孔位與設(shè)計孔位的偏差≤10cm；鉆孔穿過軟弱破碎巖體發(fā)現(xiàn)塌孔和集中漏水，應(yīng)作為一段先進(jìn)行灌漿，待凝24h 后再鉆進(jìn)。

3.2 鉆孔沖洗和壓水試驗

3.2.1 鉆孔沖洗

鉆孔、裂隙均需進(jìn)行清洗，待孔口回清水為止，孔內(nèi)巖屑?xì)埩艉穸取?0cm。沖洗壓力為灌漿壓力的80%，若該值>1MPa時，采用1MPa。

3.2.2 壓水試驗

帷幕灌漿I 序孔灌漿前均需作簡易壓水試驗。簡易壓水試驗壓力值為該孔段最大壓力值的80%，若該值>1MPa 時，采用1MPa。壓水時間為20min，每5min 測讀一次壓入流量。

3.3 灌漿

灌漿采用水泥漿液的水灰比(重量比)為：2:1、1:1、0.80:1、0.50:1 四個比級，最終應(yīng)以生產(chǎn)性灌漿試驗確定的漿液配比進(jìn)行施工；當(dāng)滿足灌入量>300L 以上，或灌注時間>30min，而壓力和注入率變化不大時，可變濃一級水灰比灌注；當(dāng)單位注入率超過30L/min 可越級變漿；灌漿壓力根據(jù)基巖內(nèi)孔深按0.50～2MPa控制；帷幕灌漿采用自上而下分段法時，在規(guī)定的壓力下，當(dāng)注入率

3.4 封孔

采用“置換和壓力灌漿封孔法”進(jìn)行封孔，并將孔口抹平。封孔灌漿水灰比為0.50:1，灌漿壓力為該孔最大灌漿壓力。

3.5 施工中的突發(fā)情況處理

3.5.1 鉆孔中的突發(fā)情況處理

鉆孔穿過溶洞、斷層、破碎帶或遇有塌孔掉塊、掉鉆時或鉆孔失水、涌水量大則立即停鉆、查明部位原因，并經(jīng)處理后再行鉆進(jìn)。

鉆孔糾偏。測孔斜時，發(fā)現(xiàn)鉆孔有偏斜超過標(biāo)準(zhǔn)的趨勢或偏斜超標(biāo)，則依測斜的結(jié)果，調(diào)整鉆機(jī)立軸，或局部墊高鉆機(jī)等，人為使鉆機(jī)立軸向偏斜方向的反向偏斜，以糾正鉆孔偏斜；或用濃漿封孔、待凝后，重新鉆孔。

3.5.2 灌漿中的突發(fā)情況處理

3.5.2.1 外漏

灌漿過程中，如發(fā)現(xiàn)地表等冒漿、漏漿輕微時，采取低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法處理；冒漿嚴(yán)重時，采用嵌縫、表面封堵、越級濃漿、中斷間歇等方法處理。

3.5.2.2 串通

灌漿過程中，如果發(fā)生孔段串漿，如被串孔正在鉆進(jìn)，應(yīng)立即停鉆；串漿量≤1L/min 時，可在被串孔內(nèi)通入水流；串漿量較大，盡可能與被串孔同時灌注。但應(yīng)注意控制灌漿壓力，防止巖體抬動或襯砌變形。當(dāng)無條件同時灌注時，應(yīng)封堵被串孔。對灌漿孔繼續(xù)灌注，灌漿結(jié)束。應(yīng)立即掃開被串孔洗凈再行灌注。

3.5.2.3 涌水

灌漿過程中，如果發(fā)生孔（段）涌水，當(dāng)涌水壓力>0.20MPa時，可采用灌漿前測定涌水壓力和涌水量；盡量縮短灌漿段長，加大灌漿壓力；灌漿結(jié)束后屏漿時間≥2h；待凝時間不得<48h；必要時可在漿液中摻速凝劑。當(dāng)涌水壓力<0.20MPa 時可參照上述措施處理。

3.5.2.4 塌孔處理

發(fā)生塌孔的孔段主要采取縮短灌段長度灌漿，并進(jìn)行壓力屏漿的方法處理。射漿管一定要穿過塌落物。若效果不明顯時，將射漿管底部封閉并在兩側(cè)做射漿孔，對塌落帶進(jìn)行高壓旋轉(zhuǎn)噴射灌漿，并反復(fù)對塌落帶進(jìn)行處理。

3.5.2.5 繞塞滲漏

采用自上而下灌漿法時，在進(jìn)行壓水試驗時，觀察孔口看是否繞塞返水現(xiàn)象，若有，則再度壓緊橡膠塞或向上移動橡膠塞的位置，以避免繞塞滲漏。在灌漿時，發(fā)現(xiàn)繞塞滲漏時，立即松開栓塞，并通過栓塞注水沖洗，直至冒出清水為止。再重新阻塞、恢復(fù)灌漿。

3.5.3 特殊部位處理

特殊地段主要指帷幕灌漿與泄洪沖沙洞等水工建筑物相交的部位。首先，認(rèn)真分析帷幕灌漿與泄洪沖沙洞等水工建筑物相交部位之間的相互關(guān)系，空間位置等，對設(shè)計意圖和技術(shù)措施，作到充分了解，對可能遇到的情況加以重視，作到先期預(yù)知。

鉆孔時嚴(yán)格控制孔（段）的深度，保證鉆孔達(dá)到設(shè)計深度，孔深不超過±20cm 設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，在臨近建筑物高程時，保證鉆孔角度，防止因偏斜鉆穿泄洪沖沙洞頂拱或側(cè)墻。

接近洞頂時，嚴(yán)格控制灌漿壓力，必要時采用分級升壓，嚴(yán)密注意灌注量的變化，保持注入率不出現(xiàn)突變。當(dāng)發(fā)生突變時，立即降壓處理，查明原因，再研究處理方法。縮短灌漿孔段長度，一點一點地達(dá)到設(shè)計帷幕底線，防止與發(fā)電洞串漿或?qū)Πl(fā)電洞混凝土造成破壞。

4 結(jié)論

石門水電站大壩帷幕灌漿施工于2012年12月順利完工，經(jīng)受了2013年汛期高水位蓄水的考驗，電站運(yùn)轉(zhuǎn)一切正常，未發(fā)現(xiàn)大壩滲漏超標(biāo)，因此從帷幕施工的結(jié)果來看，無論是工藝還是施工質(zhì)量都得到了良好的控制，灌漿效果顯著，施工質(zhì)量優(yōu)良，因此本次帷幕灌漿施工工藝和經(jīng)驗值得同類工程借鑒。

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