蘇阿皮蒂水利樞紐項目帷幕灌漿質量檢測

康定斌，衣 鎏，張 申

(1.四川二灘建設咨詢有限公司，四川 成都 610051； 2.中國水利電力對外有限公司，北京 100120)

1 工程概況

幾內亞蘇阿皮蒂水利樞紐項目為碾壓混凝土重力壩，最大壩高116.5 m，壩軸線長1 164 m，從左岸至右岸依次為：左岸擋水壩段長423.45 m、廠房壩段長97 m、導流底孔壩段長60 m、溢流壩段長173.55 m、右岸擋水壩段長385 m。

壩基防滲由壩基基礎廊道內防滲帷幕及兩岸防滲帷幕組成，165.5 m高程以下帷幕布置2道。主、副帷幕孔梅花形布置，主帷幕布置在下游，方向豎直，孔距2 m，深度深入3 Lu線以下5 m；副帷幕布置在上游，距主帷幕80 cm，向上游傾斜3°，孔距2 m，深度為主帷幕深度的0.65倍。設計工程量：帷幕灌漿孔996個，帷幕灌漿鉆孔67 399 m，帷幕灌漿58 962 m。帷幕灌漿質量標準為：165.5 m高程以下灌后透水率應不大于3 Lu；165.5 m高程以上不大于5 Lu[1]。

2 帷幕灌漿質量檢測

2.1 檢測孔布置

帷幕灌漿檢測孔布置在主帷幕軸線上，根據現場實際，布置在防滲要求高的重點部位，孔數按照主帷幕孔數的10%控制，孔深按照附近主帷幕的孔深確定。帷幕檢測孔按照國內規范均為垂直孔。檢測孔施工總體程序為：鉆孔→自上而下分段壓水試驗→孔內成像→自下而上分段壓漿試驗→全孔封孔[2]。

為全面檢測帷幕灌漿質量，結合國內灌漿規范及法國咨詢工程師要求，采用壓水試驗、壓漿試驗、孔內成像等綜合方式對帷幕灌漿質量進行檢測。

2.2 壓水試驗

2.2.1主要施工設備

(1)鉆孔設備。采用XY-2型地質鉆機，直徑為76 mm的金剛石鉆具。

(2)止水栓塞。采用單管式水壓塞。

(3)供水設備。采用型號為SGB6-10三缸式增壓泵。

(4)量測設備。采用LBP-3000灌漿記錄儀、EMF8101電磁流量計、ZXP800型壓力傳感器。

2.2.2操作步驟

(1)鉆孔。帷幕灌漿檢測孔采用自上而下分段式進行，先鉆至設計要求的段位深度。

(2)洗孔。采用壓水法洗孔，鉆孔時將鉆具下到孔底，流量應達到水泵的最大出水量，邊洗孔邊觀察孔口回水的清潔程度，直到無巖粉時方可結束洗孔。

(3)試段隔離。下栓塞前對試驗工作管路進行檢測，不得有破裂、彎曲、堵塞等現象；將栓塞卡在設計的壓水試驗段。

(4)壓力和流量觀測。安裝好壓水試驗設備后，先調整調壓閥，向試段壓力送水，使試段壓力達到預定值并保持穩定。通過記錄儀觀測水流量，每2～5 min測讀1次壓入流量(混凝土與基巖接觸段的壓水壓力為灌漿壓力的80%，其他段位為1 MPa)，連續4次讀數中最大值與最小值之差小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1 L/min時，本階段壓水試驗即可結束，取最后的流量值作為計算流量，其成果以透水率表示。

(5)重復以上步驟，進行下一段的壓水試驗，直至該孔壓水試驗完成。

2.2.3檢測成果

壩基165.5 m高程以下灌后透水率應不大于3 Lu，165.5 m高程以上灌后透水率應不大于5 Lu。單點法壓水試驗的成果按下式計算如下

q=Q/PL

式中，q為試段透水率；Q為壓入流量；P為作用于試段內的全壓力；L為試段長度。

利用壓水試驗檢測的試段透水率來判定帷幕灌漿的質量。 4個壩段的試驗成果見表1。從表1可知，帷幕灌漿質量整體效果較好，灌后檢測均滿足設計及規范要求。

表1 檢測孔壓水試驗統計

2.3 壓漿試驗

2.3.1檢測目的

由于幾內亞蘇阿皮蒂項目業主技術團隊法國工程師對中國規范存在意見上的分歧，不太認可帷幕灌漿采用單一的壓水試驗檢測方式，經過與法國工程師多次討論確定增加壓漿試驗，通過對比帷幕灌漿Ⅰ、Ⅱ序孔和檢測孔的單耗遞減規律判斷帷幕質量。壓漿試驗具體參數如下：

(1)水灰比。檢測孔灌漿水灰比與該壩段Ⅰ、Ⅱ序孔灌漿水灰比一致，即如Ⅰ、Ⅱ序孔采用變水灰比灌漿，則檢測孔也采用變水灰比；如Ⅰ、Ⅱ序孔采用穩定漿液灌漿，則檢測孔也采用穩定漿液。

(2)灌漿壓力。檢測孔灌漿壓力原則上與該孔段Ⅰ、Ⅱ序孔灌漿壓力一致。如遇到特殊地質情況，可降低灌漿壓力，避免對原生地質造成損害，具體壓力見表2。

表2 灌漿壓力

2.3.2檢測成果

經與法國工程師溝通協商后，確定帷幕灌漿檢測孔灌漿合格標準為：單位水泥注入量小于40 kg/m。采用單位注灰量判定帷幕灌漿的質量，4個壩段的壓漿試驗成果見表3。從表3可知，帷幕灌漿質量整體效果較好，均滿足法國工程師的要求。

表3 壓漿試驗成果

2.4 孔內成像

除了進行壓水試驗檢測和壓漿試驗檢測外，帷幕灌漿檢測孔還輔助于孔內成像檢測。孔內成像能比較直觀地體現孔內灌漿質量情況，通過查看裂隙的填充程度判斷灌漿質量。

圖1 孔內成像檢測

孔內成像檢測見圖1。從圖1可以看出，帷幕灌漿灌后孔壁光滑，巖體完整，裂隙一般張開較小，大部分為水泥膜充填，檢測孔的水泥膜充填率均在80%以上，巖石裂隙充填較好，漿液結石充填厚度多在0.5～20 mm之間。由此可見，帷幕灌漿達到了封堵滲水通道的目的。

3 結 語

在幾內亞蘇阿皮蒂水利樞紐項目已完成壩段防滲帷幕灌漿工程質量檢測中，采用壓水試驗、壓漿試驗及輔助孔內成像等方法，對帷幕灌漿質量進行全面檢測，帷幕灌漿質量均能達到設計及規范要求，得到了法國工程師的認可。這種多途徑的檢測方式，可供對國外類似工程參考。