斑桃水電站壩基灌漿施工技術措施

李曉明（陜西省地方電力水電有限公司紫陽水電分公司,陜西 紫陽 725300）

斑桃水電站壩基灌漿施工技術措施

李曉明
（陜西省地方電力水電有限公司紫陽水電分公司,陜西 紫陽 725300）

摘 要：斑桃水電站在大壩基礎固結、帷幕灌漿工程施工中，采取必要的技術措施，保證了灌漿工程質量，達到了優質工程標準。

關鍵詞：水電站；大壩；灌漿；技術措施

1 概述

紫陽縣斑桃水電站為具有周調節性能的混合式電站，工程由大壩、壓力引水隧洞、廠房等主要建筑物組成，總裝機4200kw，大壩位于漢江二級支流八道河上，控制流域面積193km2，總庫容280m3，為漿砌石多園心雙曲拱壩，最大壩高43m，壩頂高程560.5m。

壩基固結灌漿與帷幕灌漿是在壩體砌筑至高程523.0m時進行，固結灌漿和帷幕第一段兼做壩基接觸灌漿，帷幕灌漿深度要求進入相同不透水層（單位吸水量小于0.03升/分.米.米）5米，共完成固結灌漿88孔，灌漿段長515.90米，帷幕灌漿23孔，灌漿段長386.40米。

2 工程地質概況

壩址區地層巖性主要為古生界O1-2泥質板巖，鈣質板巖和夾砂質板巖，巖塊厚度大，板理發育，下游廣泛分布有沿板理侵入的輝石閃長巖，由于侵入作用，在壩址區特別右壩肩發育一變質程度高，硬度大的蝕變板巖，壩址區為走向NW-SE，傾角較大的單斜構造，節理裂隙發育，多見石英、方解石充填，地下水位約在523.00米左右，工程地質較好。

3 壩基灌漿施工

3.1 鉆孔、沖洗

鉆孔施工采用XY-IA型鉆機，Φ59mm雙管單動鉆具，金剛石清水鉆進，孔位由測量人員采用萊卡全站儀現場施放，位置精確，孔斜均小于1o，終孔后用清水經鉆具在孔內循環洗孔，將孔內雜質及巖粉沖洗干凈，灌漿前用壓力水在孔內循環沖洗，達到沖洗裂隙的目的，為提高效率，高壓水沖洗裂隙結合壓水試驗同時進行。

3.2 簡易壓水試驗

壓水試驗采用單點法，目的在于了解灌漿段的單位吸水量，判斷灌漿段的地層破碎情況，并以此來指導灌漿施工，壓水試驗使用的壓力值為灌漿壓力的70～80%，每5分鐘測一次注入流量，流量穩定時間為20分鐘。

3.3 灌漿

壩基灌漿分帷幕灌漿和固結灌漿兩部分，兩者在灌漿工藝上基本相同，僅在個別標準上有所區別。

（1）灌漿次序。固結灌漿先施工上、下游兩排孔，后施工中間兩排孔，施工按兩個次序，逐級加密，通過上下游及兩壩肩的鉆孔灌漿施工，用漿液將整個壩基的四周先圍起來，由于四周的裂隙已被封死，因此，在中間灌漿施工時，充分做到使漿液在裂隙中擠密、壓實，從而使得壩基中的裂隙完全被水泥充填達到了固結的作用。

帷幕灌漿先施工了4#、12#、20#三個先導孔，并進行了灌漿試驗，確定了灌漿參數及工藝，其后的施工按三個次序進行，在同一段上，后序孔較前一序孔晚一個段次施工，有效的防止了串漿。

（2）灌漿方式。施工中根據設計要求，灌漿方式采用自上而下分段，孔內循環式灌漿，即每鉆進5～6米后進行灌漿，水泥初凝后再重新掃孔并進行下一段的施工，保證了漿液在孔內處于流動狀態，漿液中的水泥不易沉淀，大大減少了埋管事故的發生，避免了沉淀的水泥堵死裂隙。

（3）灌漿壓力。一般認為，帷幕灌漿的壓力在表層段不宜小于1～1.5倍水頭，底部不易小于2～3倍水頭（大壩建成后水頭以40m計），根據經驗公式P=P0+MD計算，P0為初始壓力取0.4兆帕，M取0.05，D為巖層厚度，利用計算結果，并通過試驗的驗證和試用調整，實際施工中，固結灌漿采用0.4兆帕，第四段1.3兆帕，灌漿時采用一次升壓法，個別裂隙發育地段分級升壓。

（4）灌漿段長。根據規范要求，段長一般控制在5～6米，在單位吸水量小，巖石完整性好的地段，適當加長，最長8米，灌漿時，射漿管距孔底距離不大于0.5米，在進行下一段的灌漿時，止漿塞置放在已灌段的段底以上0.5米，防止漏灌現象的出現。

（5）漿液的配制及變換。漿液的配制采用JP-80型攪拌機制漿，濃度按水灰比（重量比）分為5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1七個級別。開灌采用5:1，個別吸漿量大的孔段，采用較濃的比級開灌，漿液變換的原則為：

1）灌漿壓力不變，注入率持續減小或注入率不變，壓力不斷升高時，不改變水灰比；

2）某一比級漿液注入超過300升或灌注時間已達一個小時以上，而注入率無顯著變化則改濃一級；

3）注入率大于30升/分時，根據情況越級改變漿液濃度。

（6）灌漿結束標準。帷幕灌漿：當注入率小于0.4升/分時，繼續注60分鐘，或注入率小于1升/分時，繼續灌注90分鐘即結束。固結灌漿：當注入率小于0.4升/分鐘，繼續灌注30分鐘即可結束。

（7）特殊情況處理。對于施工時發生的串漿現象，如58#、60#孔，采用兩孔同時灌漿的做法，當串漿孔為正在鉆進的孔時，應停鉆并采取堵漏措施，待灌漿完畢后，再沖孔洗孔繼續鉆進，對于孔口或地表冒漿，采用移動上漿塞和地面封堵的辦法處理，由于上述方法運用得當，取得了較好的效果。

（8）封孔。封孔采用機械壓漿封孔法，即將止漿塞置于基巖面之上，灌注灰比0.5:1的濃漿，壓力0.8兆帕，當注入率不大于1升/分鐘時延續60分鐘，灌漿結束后閉漿數小時，待孔內水泥沉淀初凝，檢查封孔深度，如孔深大于5米則用上述方法繼續封孔，如孔深小于5m，則采用人工封孔，即將水泥球投入孔內，用鐵管搗實，并計算水泥投入量，確保封孔質量。

4 工程質量評價

灌漿是為了增加壩基強度，防滲和減小揚壓力的目的，判斷灌漿質量的一個重要標準就是單位吸水量W值得大小，設計要求W值小于0.03升/分.米.米。

4.1 從單位吸水量和單位吸入量來分析

壩基灌漿第一序孔的單位吸水量可以代表巖石的原始滲透性，從第二序孔的施工情況就可以反映出第一序孔的灌漿效果。

經統計，固結灌漿由一序孔到二序孔其單位吸水量平均值由0.042減小至0.024，單位水泥注入量由60.2公斤/米減小至30.4公斤/米，均降低約50%，而單位吸水量小于0.03升/分.米.米的孔段的合格率由69%上升至82%，從上、下游兩排孔和中間兩排孔的施工情況比較來看，上、下游兩排孔的單位吸水量均值為0.074，而中間兩排孔的單位吸水量均值為0.012，降低了84%，單位水泥注入量由96.9公斤/米，降至10.76公斤/米，表明灌漿效果是顯著的。

帷幕灌漿隨著孔序的增加，統計結果也反映出了單位吸水量降低，單位水泥注入量減少，合格段的合格率增加的規律，說明隨著灌漿的進行，巖石中的節理，裂隙逐漸被充填，其滲透性變差，從而起到了防滲的作用。

4.2 從檢查孔的結果來分析

固結灌漿在全壩基面均布抽檢四孔，W值最大為0.012，最小為0.0028，帷幕灌漿均布抽檢三孔，W值最大為0.003，最小為0.0026，均滿足設計要求的0.03升/分.米.米。

從以上分析來看，說明灌漿的效果是顯著的，質量是優良的，但是應指出，由于該地區巖性、構造等因素，巖石中的裂隙發育呈較大的不均勻性，因此，在局部地段出現了與理論上的規律不一致的現象。如個別后序孔的吸漿量大于前一序孔，單位吸水量小而吸漿量卻較大等，經現場分析，都屬于正常。

參考文獻：

[1]張亮勇.水利水電工程灌漿施工技術[J].中國新技術新產品,2009（23）.

[2]曲洪久.淺析水庫施工中灌漿施工工藝[J].才智,2012（02）.

[3]常澤勤.淺析水利灌漿施工質量控制措施[J].廣東科技,2012（13）.

[4]何素香.水庫大壩的灌漿施工分析[J].黑龍江水利科技,2012（09）.