文成縣東溪三級水電站工程大壩基礎灌漿施工淺析

吳榮富

（文成縣東溪三級水力發電有限公司，浙江 文成 325311）

水利工程施工中，灌漿施工是大壩基礎防滲的重要環節，幾乎所有大壩基礎都要進行不同程度的防滲處理，而最常見的就是灌漿施工技術。東溪三級水電站是浙江省文成縣玉壺鎮鏡內的重要水利樞紐設施，其灌漿工程不但工作量大、工藝復雜，而且施工干擾大，一旦壩基出現滲漏會嚴重影響到壩體安全，必須引起重視，采取防滲加固措施可減少壩基滲漏危害[1]。

1 工程概況

東溪三級水電站位于浙江省文成縣玉壺鎮鏡內玉泉溪上游東溪支流上，樞紐建筑物由攔河大壩、發電引水系統、發電廠房和升壓站等組成，攔河大壩座落于朱雅鄉楓樹灣兩條溪流匯合口下游40 m 處，壩址距文成縣城約48 km，距玉壺鎮約18 km，壩址集雨面積29.4 km2，水庫總庫容220 萬m3。大壩壩型為200#砼拋物線變厚雙曲拱壩。壩頂高程478.06 m，壩基高程429.0 m，最大壩高49.06 m，壩頂中心弧長163.94 m，壩頂寬3.0 m，壩底中心厚9.3 m，壩頂防浪墻高1.1m，在高程447.5 m處設壩后交通橋[2]。大壩從右至左分1#～11#共11 個壩段。

壩體泄洪采用開敞式壩頂溢洪，堰頂高程474.00 m，溢流堰上下游方向厚度7.73 m，溢流堰下游弧長46.41 m，上游弧長50.76 m，位于拱壩河床段（即5#、6#、7#、8#壩段）采用自由挑流消能方式，挑流鼻坎高程471.61 m，最大泄洪量為819 m3/s。大壩右岸4#壩段設直徑Ф600 放水管，其中心高程為446.5 m，在壩下游于壩后橋同一高程處設閘閥室一間，內設蝶閥。大壩的6#、7#壩段各設導流底孔一只，形狀為城門洞型，尺寸高4 m×寬4 m。距大壩上游30 m 處在左岸有一導流隧洞，洞徑3.5 m，底坡i=8%，全長150 m，于1998 年4 月貫通并投入使用。

2 基礎灌漿施工

2.1 固結灌漿

固結灌漿設計要求是基巖達到5 m（其中右岸高程445 m～478.06 m 范圍6 m），砼覆蓋層厚度小于1.5 m。但在實際施工中，因大壩分層分塊及進度要求，砼最小覆蓋厚度有2 m（即實際需鉆孔深最小有7 m），手風鉆鉆孔難以達到如此深度[3]。結合東溪三級水電站工程概況，采用埋管法施工：在每塊子砼回填前先用手風鉆鉆到設計深度，然后在孔內插入1 寸鍍鋅鋼管，砼回填后外露一定高度，待砼強度達到50%即可進行灌漿。

大壩固結灌漿孔共190 個，灌漿采用孔口循環灌漿法，灌漿壓力為0.5 MPa～0.75 MPa，對部分孔按規范要求進行單點法壓水試驗，試驗結果符合設計要求。最大單孔耗量灰量77.9 kg/m，最小0.075 kg/m，共耗用（525#普通硅酸鹽）水泥27.6 t。

在固結灌漿結束至少7 天以后鉆固結灌漿檢查孔并做壓水試驗，試驗壓力為80%灌漿壓力，檢查孔孔數為5 個（由監理處指定孔位），用金剛石回旋式鉆機造孔，孔內循環灌漿法灌漿。檢查孔壓水試驗結果全部符合規范和設計要求，平均透水率q=0.81 Lu，最大透水率qmax=1.82 Lu, 最小透水率qmin=0.126 Lu。最大單孔耗灰量為3.53 kg，表明固結灌漿效果良好[4]。

2.2 深孔固結灌漿

大壩基礎地質條件惡劣，為提高基礎的固結效果，在炭質板巖集中部位及斷層破碎帶，會同監理工程師及指揮部工作人員現場定下加鉆深孔固結灌漿孔[5]。鉆孔用金剛石回旋式鉆機造孔，孔內循環灌漿法灌漿，灌漿壓力在固結灌漿壓力的基礎上按每加深1 m，壓力提高0.05 MPa 純壓式灌漿。

在1#壩段斷層破碎帶深孔固結灌漿過程中發現，最大透水率只有1.4 Lu，最大單位注量為22.7 kg/m，說明該地帶沒有異常的地質現象。灌漿也直到不吸漿時才停止，固結效果較明顯。在2#壩段補加的深孔固結灌漿時，最大透水率僅0.6 Lu，最大單位注入量為3.4 kg/m，說明固結灌漿效果較好，也有可能是炭質板巖粘接緊密，可灌性小。

2.3 帷幕灌漿

帷幕灌漿孔用金剛石回旋式鉆機造孔，孔徑75 mm，灌漿采用自上而下分段孔內循環灌漿法。施工分序時因大壩澆筑分層分塊和施工進度需要，孔序由設計的三序改為二序施工。

各段在灌漿前全部進行過孔內沖洗和壓水試驗，壓力為80%設計壓力，試驗方法用單點法。壓水試驗結果表明：其中最小透水率qmin=0.19 Lu，最大透水率qmax=63 Lu，平均透水率q=1.84 Lu。帷幕灌漿（含檢查孔）共耗用水泥33 t，純灌水泥12 t，封孔5.6 t，最大單位注入量是306.9 kg/m，最小單孔位注入量是1.68 kg/m[6]。

帷幕檢查孔由監理工程師和指揮部工作人員在檢查帷幕灌漿原始資料后確定。共有5 個，14 段，全部做過壓水試驗，透水率均小于1 Lu。其中最大透水率qmax=0.73 Lu, 最小透水率qmin=0.02 Lu, 平均透水率q=0.395 Lu。灌漿最大單位注入量是1.65 kg/m，最小單位注入量是0.997 kg/m，說明帷幕質量是可靠的。封孔采用機械封孔，灌漿全部結束后，進行一次全孔復灌，再用濃漿機械封孔，待凝后用砂漿球堵封。

灌漿時用高速攪拌機制漿。灌漿段長5 m～6 m，壩體砼與基巖接觸段取2 m（灌漿時橡塞距基巖1 m），接觸段單獨灌漿待凝后進行下段鉆灌，接觸段灌漿壓力為0.5 MPa。

灌漿結束標準：在設計壓力下，注入率小于0.4 L/min 時，繼續灌注30 min，或注入率不大于1 L/min 時繼續灌注90 min后結束灌漿。

2.4 壩體接縫灌漿

大壩共分4 個灌區，33 條橫縫，灌區高程分別是429 m～442.5 m、422.5 m～454.55 m、454.55 m～469.65 m、469.65 m～478.06 m。

大壩在進行接縫灌漿前，砼齡期454.55 m 下面灌區超過6個月，上面灌區超過4 個月；壩體溫度455 m 以下平均12℃（設計＜13℃），455 m 以上為11℃（設計為＜14℃）；接縫張開度除極少數縫小于1 mm 外，其余均大于1 mm；灌區均有9 m以上砼覆蓋。

灌漿期間因同一條壩縫的上下兩灌區都具備灌漿條件，且間隔時間不超過4 h，所以采用逐區連灌方式，同一灌區的相鄰壩縫也按規范要求采用連灌方式（間隔時間在8 h 內）；454.55 m以上兩灌區在下面灌區灌漿結束相隔14 天后進行。

在進行大壩接縫灌漿前，先測出壩縫的原始張開度，灌漿時視壩縫的原始張開度控制壩縫增開度，力求壩縫增開度均衡。

3 灌漿結果

自工程完工后，東溪三級水電站壩縫沒有上下游漏水（漿）和相鄰灌區間的串水（漿）情況，各壩縫密封狀況良好；從灌漿過程看，管路均暢通，沒有發生過漿液不暢或堵漿現象，施工過程中管路埋設與拔管均理想。整個大壩的接縫灌漿質量可靠。

4 結語

大壩基礎灌漿施工是大壩基礎防滲施工的重要環節，涵蓋諸多內容，其施工程序繁瑣，常常會出現質量問題，故大壩基礎灌漿施工中，必須緊密結合各工程的實際情況，制定嚴密的施工程序及管理制度，加強對大壩基礎灌漿施工的分析,確保大壩灌漿施工質量合格。