融安水電站帷幕灌漿施工技術

顏蔚文

（中國能源建設集團廣西水電工程局有限公司 廣西 南寧市 530001）

融安水電站帷幕灌漿施工技術

顏蔚文

（中國能源建設集團廣西水電工程局有限公司 廣西 南寧市 530001）

經濟在快速進步，與之相應的水電站建設也拓展了總體規模，建設水準在日益提升。水電站施工中，灌漿工程表現出較強隱蔽性，這種特性也增加了日常施工中的總體難度。同時，受到環境影響，水電站的地基很易發生滲漏，威脅到主體工程的安全。由此可見，水電站不可缺乏帷幕灌漿的具體技術，帷幕灌漿能有效防控滲漏的發生，進而確保水電站主體結構的穩定。針對融安水電站，有必要運用帷幕灌漿技術來達到地基防滲的目的，文章結合水電站的實際情況，探析了帷幕灌漿施工流程的要點。

融安水電站；帷幕灌漿；施工技術

水電站建設中的帷幕灌漿具備了專業性，然而這類工程通常也是隱蔽的。在開工前，施工人員應詳細了解工程地質，進行現場灌漿試驗，以便獲得更全面的施工資料。帷幕灌漿包含了較多的復雜步驟，在施工過程中，遇到與設計圖紙不同的地質情況，還需要根據規范要求并結合實際情況調整施工參數；遇到突發情況，施工人員應保持鎮靜，冷靜分析后予以應對。融安水電站在建設施工中應用了帷幕灌漿的特定技術，取得了良好的建設實效。

一、工程概況

融安水電站工程位于廣西融安縣浮石鎮下游的珠江流域西江水系融江上，距浮石電站老廠房約200m的上游一處沖溝出口處，是利用浮石水電站棄水來發電的水電站工程，與浮石水電站共用現有的浮石水電站大壩及水庫庫區。根據融安水電站與浮石水電站所屬公司達成的水庫水量使用協議，在滿足浮石水電站發滿合同電量時，其余水量給融安水電站發電。融安水電站發電時段主要集中在汛期及浮石水電站發滿合同電量之后。電站裝機容量為1×18000kW，多年平均發電量為6500萬Kw.h，其中豐水期（4月～8月）發電量為3040萬Kw.h，枯水期（9月～次年3月）發電量為3460萬Kw.h，裝機年利用小時3611h，額定流量255.1立方米/秒。

融安水電站工程由河床式電站廠房、尾水明渠、開關站和進廠公路等組成。工程臨時占地8.02畝，均為荒地，與浮石水電站樞紐共用水庫，不產生新的淹沒。融安水電站是利用浮石水電站棄水來發電的水電站工程，與浮石水電站共用現有的浮石水電站大壩、輸電線路等相關設施。融安水電站是以發電為主的工程，電站處于柳州電網覆蓋范圍內，電站建成后接入柳州電網，可以緩解柳州市的電力供需矛盾，促進地方經濟發展。

二、工程地質條件

融安水電站位于江南古陸南緣與桂中盆地銜接地帶，泥盆系地層超覆于古老地層之上。 沿河兩岸具有發育不全的一～三級階地，分別高出平水期河水位約15～50m，分布高程 115～150m之間。二級階地分布較廣泛，形成河谷兩岸的臺地。三級階地只有零星分布，大多數僅殘留底部礫石層。庫區內出露地層主要有震旦系、寒武系、泥盆系地層及第四系地層。震旦系～寒武系地層巖性以輕變質砂巖、泥巖等碎屑巖為主。泥盆系大部分為灰巖、白云巖等碳酸鹽巖，少量為砂巖、泥巖等碎屑巖。

電站廠房位于浮石電站廠房上游約 200m的一處沖溝出口處，溝底高程約111m，兩岸140～145m不等。坡度一般40～45°，局部略陡或緩。沖溝兩岸大多為第四系地層覆蓋，厚 0.5～3m不等，巖性為黃紅色含碎石粘土、粉質粘土。下伏基巖為寒武系清溪組中段（€q2）長石石英砂巖、泥巖、粉砂質泥巖。長石石英砂巖多呈中厚層狀，新鮮巖石致密，屬中硬巖～堅硬巖。風化后多呈黃褐色，較軟弱。泥巖、粉砂質泥巖呈中～薄層狀為主，常見紋層狀構造，風化后多呈薄片狀，軟弱。

廠房底板基礎基本處在強～弱風化巖石。巖石質較堅硬，但巖體質量指標RQD普遍不高，完整性較差。據鉆孔壓水試驗資料，巖石透水率q值為0～8Lu，屬微～弱透水性巖體。作為廠房基礎，工程地質條件較好。

三、灌漿設計

帷幕灌漿分布在廠房進水流道底板和左、右岸擋水接頭壩，共64孔。單排布置，孔距1.5 m，分為三次序孔加密施工，灌漿孔深入相對抗水線以下5m。

四、灌漿施工

（一）工藝流程

帷幕灌漿施工工藝流程如圖1：

圖1 灌漿工藝流程

（二）鉆孔和測斜

采用ZD-1A型地質鉆機鉆進，開孔孔徑為91mm，終孔孔徑為76mm。鉆機定位準確，孔位偏差值不得大于10cm。立軸垂直，利用羅盤和水平尺控制開孔的角度，鉆孔時,段長、孔徑、孔深必須按規定要求進行。孔斜對灌漿質量至關重要,鉆孔過程中每5m進尺便測斜一次,發現孔斜超過設計要求便重新掃孔糾偏,確保孔底的偏差值不大于下表偏差值：

表1

（三）鉆孔沖洗、裂隙沖洗和壓水試驗

鉆孔結束后，下入鉆具（或導管）直到孔底，通入大流量水流，從孔底向孔外進行沖洗，直至回水澄清延續5～10min止，要求孔內沉積厚度不得超過20 cm。

各灌漿段在灌漿前應采用壓力水進行裂隙沖洗。沖洗壓力可為灌漿壓力的80 %，并不大于1MPa，沖洗時間至回水清凈時止并不大于20min。

先導孔應自上而下分段進行壓水試驗，其余灌漿孔各灌漿段在灌漿前宜進行簡易壓水試驗，試驗采用單點法，壓力可為灌漿壓力的80%，并不大于1MPa。簡易壓水試驗可與裂隙沖洗結合進行。

（四）灌漿材料和漿液

灌漿水泥采用廣西魚峰水泥股份有限公司“魚峰牌”P.O42.5普通硅酸鹽水泥。水泥的品質應符合GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》的規定。水泥的細度宜為通過80μm方孔篩的篩余量不大于5%。水泥應妥善保存，嚴格防潮并縮短存放時間，不得使用受潮結塊的水泥。

灌漿用水經過檢驗符合DL/T 5144-2001《水工混凝土施工規范》的規定后，使用浮石電站庫區水。

帷幕灌漿宜使用純水泥漿液，水泥在制漿時采用重量稱量法，其稱量誤差小于5%。

（五）灌漿

1．灌漿方法和灌漿方式

（1）采用自上而下分段灌漿法灌漿。

（2）選用循環式灌漿。灌漿時，射漿管距離孔底不大于0.5m。

（3）帷幕灌漿段長一般可為 5m～6m，巖體完整時可適當加長，但最長不應大于 10m；巖體破碎孔壁不穩時，段長應縮短。混凝土結構和基巖接觸處的灌漿段段長宜為2m～3m。

（4）不論灌前透水率大小，各灌漿段均應按技術要求進行灌漿。

2．灌漿壓力和漿液變換

（1）灌漿壓力（見表2）：

表2

（2）水灰比可采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.5:1五個比級，開灌水灰比采用5:1。灌漿漿液的濃度應由稀到濃，逐級變換。

（3）當采用多級水灰比漿液灌注時，漿液變換原則如下：

1）當灌漿壓力保持不變，注入率持續減少時，或注入率不變而壓力持續升高時，不得改變水灰比。

2）當某級漿液注入量已達300L以上，或灌漿時間已達30min，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，應采用濃一級的水灰比。

3）當注入率大于30L/min時，可根據具體情況越級變濃。

4）灌漿過程中，灌漿壓力或注入率突然改變較大時，應立即查明原因，采取相應的措施處理。

3.特殊情況處理

（1）帷幕灌漿孔的終孔段，其透水率大于設計規定值（q＜5Lu）時，鉆孔宜繼續加深。

（2）灌漿過程中發現冒漿、漏漿時，應根據具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇、待凝等方法進行處理。

（3）灌漿過程中發生串漿時，應阻塞串漿孔，待灌漿孔灌漿結束后，再對串漿孔進行掃孔、沖洗，而后繼續鉆進或灌漿。

（4）灌漿必須連續進行，若因故中斷，應按下述原則處理：

1) 應盡快恢復灌漿。否則應立即沖洗鉆孔，再恢復灌漿。若無法沖洗或沖洗無效，則應進行掃孔，再恢復灌漿。

2) 恢復灌漿時，應使用開灌比級的水泥漿進行灌注，如注入率與中斷前相近，即可采用中斷前水泥漿的比級繼續灌注；如注入率較中斷前減小較多，應逐級加濃漿液繼續灌注；如注入率較中斷前減少很多，且在短時間內停止吸漿，則應采取補救措施。

（5）孔口有涌水的灌漿孔段，灌漿前應測記涌水壓力和涌水量。

4．灌漿結束和封孔

（1）在一般情況下，當灌漿段在最大設計壓力下，注入率不大于1L/min后，繼續灌注30min，可結束該段灌漿。

（2）灌漿孔灌漿結束后，應使用水灰比為0.5的漿液置換孔內稀漿或積水，采用全孔灌漿法封孔。

5.質量檢查

（1）帷幕灌漿工程的質量應以檢查孔壓水試驗成果為主，結合對施工記錄、施工成果資料和檢驗測試資料的分析，進行綜合評定。

（2）檢查孔的數量為灌漿孔總數的10%，一個單元工程內至少布置一個檢查孔。

（3）檢查孔壓水試驗應在該部位灌漿結束14d后進行，自上而下分段卡塞做壓水試驗，試驗采用單點法。

（4）帷幕灌漿工程質量的評定標準為：經檢查孔壓水試驗檢查，壩體混凝土與基巖接觸段的透水率的合格率為 100%，其余各段的合格率不小于 90%，不合格試段的透水率不超過設計規定（q＜5Lu）的150%，且不合格試段的分布不集中，灌漿質量可評為合格。

（5）檢查孔檢查工作結束后，應按相關規范要求進行灌漿和封孔。

五、灌漿完成的工程量

帷幕灌漿工程于2014年8月20日開工，2015年1月18日全部完工，完成的工程量見表3：

表3

六、灌漿成果分析

（1）灌漿前透水率分析

根據帷幕灌漿成果一覽表統計資料可知，Ⅰ序孔的平均透水率 29.8Lu，Ⅱ序孔的平均透水率18.1Lu，為Ⅰ序孔60.7%；Ⅲ序孔的平均透水率8.3Lu，為Ⅱ序孔45.9%，遞減明顯，符合基巖灌漿的一般規律。

（2）單位注入量分析

根據帷幕灌漿成果一覽表統計資料可知，左側接頭壩帷幕I序孔平均單位耗灰74.5kg/m，II序孔平均單位耗灰51.0kg/m ，III序孔平均單位耗灰39.4kg/m。

進水流道底板帷幕 I序孔平均單位耗灰 38.5kg/m，II序孔平均單位耗灰23.8kg/m ，III序孔平均單位耗灰14.0kg/m。

右側接頭壩帷幕 I序孔平均單位耗灰 39.5kg/m，II序孔平均單位耗灰30.2kg/m ，III序孔平均單位耗灰22.0kg/m。

通過以上數據分析，可以看出這些部位同一排孔呈現I序、II序、III序單位耗灰依次降低的情況，其關聯性很好，說明分序加密切實起到了作用，符合灌漿規律。

七、灌漿效果評價

（1）由《融安水電站接頭壩帷幕灌漿質量檢測報告》壓水試驗報告表可知，所檢6個檢查孔21段試驗段透水率均在2.6Lu～4.3Lu之間，透水率均滿足設計要求值q＜5Lu，說明融安水電站接頭壩帷幕灌漿質量完全滿足設計要求。

（2）從檢查孔采取的巖芯看，巖芯表面可見水泥結石，充填密實，說明細小裂隙已灌入水泥漿，灌漿效果顯著。

（3）帷幕灌漿64孔共劃分7個單元工程，合格7個，合格率100%。

八、結語

融安水電站是柳州市內重要的一座水電站，為了防控壩基的滲漏，應用了帷幕灌漿的防滲技術。經過精心組織施工，帷幕灌漿質量滿足了特定的施工需要，達到了預期效果，為確保水電站安全高效運行發揮重要作用。帷幕灌漿技術針對水電站的建設是適用的，可以發揮優勢。然而從目前看，帷幕灌漿的配套技術仍沒能達到完善，有待實踐中的改進。相關技術人員有必要繼續總結珍貴的施工經驗，服務于水電站建設的整體質量提升。

[1]劉加樸.索風營水電站左岸防滲帷幕灌漿施工技術[J].水利水電施工,2015（03）:48-50.

[2]趙利,孔令海.溪洛渡水電站帷幕灌漿施工技術探討[J].吉林水利,2012（07）:57-59.

[3]DL/T 5148-2012水工建筑物水泥灌漿施工技術規范[S].北京：中國電力出版社，2012.

TU75

B

1007-6344（2016）10-0169-02

顏蔚文（1972-），男，廣西藤縣人，大學本科學歷，工程師，主要從事水利水電工程施工管理工作。