強巖溶地區混凝土壩基基礎處理施工技術分析

裴喜濤

摘 要：強巖溶地區混凝土壩壩基基礎處理施工中，極易出現滲漏涌水問題，給基坑開挖和基礎混凝土澆筑施工造成制約，甚至給整個工程項目埋下嚴重的安全隱患。本文就強巖溶地區混凝土壩基基礎處理施工技術進行簡要分析和研究，以加強強巖溶地區混凝土壩基基礎處理施工質量控制，僅供相關人員參考。

關鍵詞：強巖溶地區；混凝土壩基；基礎處理；施工技術

本文以某強巖溶地區水電站工程為例，探討混凝土壩基基礎處理施工技術。該工程總庫容為9.10億m3，正常蓄水位為365.00m，電站樁基1220MW，數年來平均發電量為45.56億kW。就水電樞紐組成情況來看，其主要包含全斷面碾壓混凝土重力壩、左岸壩后廠房、右岸垂直升船機、溢流表孔和消力池等建筑物。該地區混凝土壩的最大壩高為102m，河床最低建基面高程為265m，基礎最寬部位為73.124m。該工程施工前期以左岸河床導流，右岸施工，工程中后期以導流底孔及缺口聯合下泄洪水導流，并基于部分壩段和上下游圍堰形成縱向混凝土圍堰。

1 壩基工程水文地質條件

就該壩基工程水文地質條件來看，壩址河段河床中存在順河向礁灘，高度在288.5-289.6m之間，寬度為50m。礁灘至左右岸邊的距離以及河床深淺度不一致，枯季水深也存在一定差異。在強巖溶地區工程施工中，主要利用河床修筑縱向混凝土圍堰。對工程地質進行勘察發現，河床呈深切發育狀態，存在侵蝕問題，河床存在溶蝕。侵蝕溝槽發育以及小型溶蝕裂隙交錯分布等問題，裂隙寬度較小但深度較大，滲漏通道復雜度高，混凝土壩基基礎處理施工難度較大。

2 壩基滲漏用水及通道勘查

2.1 壩基滲漏概況

該工程不同壩段壩基存在不同的滲漏情況，其中10號壩段壩基總涌水量超出2m3/s，涌水壓力最大為0.2MPa。11號、12號壩段在277m高程存在滲漏情況，由于壩基裂隙與巖溶發育，導致出現明渠水流沿溶槽裂隙出現滲漏，并且這兩個壩段出現多處大流量的滲漏通道。與此同時，這兩處壩段建基面270m高程出現滲漏情況，上游水流沿著上游圍堰深層溶槽裂隙出現滲漏。

2.2 滲漏通道探查

基于物探鉆孔測試能夠準確把握壩段壩基整體地質狀況和滲水通道，基于一定深度的孔位開展孔內錄像和CT測試。結果顯示，壩基溶蝕裂隙發育較好，溶縫溶溝呈矩陣式分布狀態，這就導致地下溶縫與溶溝的實際定位難度較大。11、12號壩段270m高程建基面滲漏涌水點平面示意圖如圖1所示。

基于鉆孔探查能夠明確找準集中滲漏位置，工程實踐表明，滲漏通道部位的鉆孔存在大量涌水的情況，為保證強巖溶地區混凝土壩基基礎處理施工的規范性和可靠性，基于下游灌漿廊道能夠實現固結灌漿。

通過連通性試驗，可以明確10號段滲水通道的具體位置，并在右壩段適當高程平臺進行河床過流側鉆孔，開展連通性試驗，將高錳酸鉀試劑置于鉆孔內，以準確查找10號段下部分滲水通道。

3 堵漏灌漿及基礎處理方案

3.1 探查結果分析

通過物探測試、鉆孔探查以及連通性試驗可以發現，上述三個壩段壩基巖溶裂隙發育具有一定特殊性，分布狀態為縱橫交叉，此時無法準確判斷滲漏通道的發育特點，并且常規堵漏灌漿方式無法取得理想的封堵效果，此時應當采取其他的堵漏措施和混凝土壩基基礎處理施工方案，以保證堵漏效果滿足施工標準。

3.2 堵漏灌漿及基礎處理方案

在10號壩段右塊左側、11號壩段靠近10號壩段側、連接段上游側及下游消力池上游側部位形成兩個相對“L”形封閉的完整灌漿帷幕，并將壩基的堵漏灌漿施工分一般防滲堵漏孔灌漿、集中滲漏通道封堵灌漿、壩基加固補強灌漿3部分進行，灌漿施工穿插進行，并根據施工中情況變化及時調整。

結合現場施工條件，采取預埋鋼盒集水、周邊C20沙漿紡織袋封堵、鋼管引排至倉面外后，分塊進行基礎清理、混凝土澆筑施工，后期再對集水鋼盒、引排水管進行封堵充填的處理措施。

4 堵漏灌漿施工技術

采用測量儀確定孔位并校核孔傾角和方位，一般開始采用小孔徑鉆進，根據鉆孔及涌水情況確定灌注材料。鉆孔分段與灌漿分段相對應。堵漏灌漿孔采用以水泥漿或水泥膏漿為主，砂漿與化灌等為輔的材料進行灌注。對漿液進行規范拌制，并掌握好漿液配合比，選取正確的灌漿方式開展施工操作。

采用大孔徑鉆孔，孔口安裝可拆卸式灌漿封閉器的方式進行灌漿。用二級配泵送混凝土堵管，最終決定采用孔口并管，一套泵管泵送砂漿、另一套管路灌注膏狀漿液，用大流量的塑性材料封堵滲漏通道。每個灌漿孔結束灌漿后，采用濃漿回填鉆孔。

為了防止灌漿過程中所加摻合料被大涌水沖出，在涌水出口處安放鋼筋格柵和鋼筋籠，鋼筋格柵和鋼筋籠的尺寸及安放部位根據現場探明的涌水口形狀及大小確定。

5 堵漏灌漿處理后效果

10號壩段預埋的引排水管封堵后，11、12號壩段下切開挖揭露面檢查情況表明，預埋的引排水管及巖溶裂隙均充填密實，膠結良好。

6 結論

通過關于強巖溶地區混凝土壩基基礎處理施工的研究，可以得出以下結論：第一，集中滲漏通道的封堵具有一定特殊性，需要將鋼筋格柵安裝于涌水出口并壓重，以免所加入的摻合料被大涌水沖出而影響集中滲漏通道實際封堵效果。第二，強巖溶地區巖溶通道滲漏涌水封堵難度較大，系統性灌漿斌不能取得理想的基礎處理效果，在實際施工中應當結合滲漏通道的具體類型，并全面考量滲漏情況及鉆孔結果，采取有針對性的處理措施，從而全面提高強巖溶地區滲漏通道封堵效果，保證混凝土壩基基礎處理施工質量的規范性和可靠性。第三，工程實踐表明，受到巖溶裂隙滲漏通道滲流量大且存在壓力等因素的影響，使得集中滲漏通道的封堵難度較大，應當從封堵材料以及施工工藝入手，規范泵送砂漿施工操作，并以摻和膨潤土、水玻璃和微膨脹材料為主要施工材料，混合制成膏狀漿液后，一并灌注于滲漏通道內，以保證堵漏效果滿足強巖溶地區混凝土壩基基礎施工質量標準，從而保證混凝土壩基基礎的穩定性和牢固性。第四，本文關于強巖溶地區混凝土壩基基礎處理施工技術的研究，對混凝土壩基深層巖溶滲漏通道實現了成功封堵和基礎補強加固灌漿，與混凝土壩基基礎處理要求相一致，為相關工程積累了可靠的經驗，并具有一定借鑒意義。

參考文獻

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