抽水蓄能電站尾支灌漿處理技術

付明磊 廣東省水利電力勘測設計研究院

抽水蓄能電站尾水處理系統中，有4條尾水支管，襯砌斷面中以圓形結構為主，通過對尾水支管中的6m段鋼襯結構進行分析，內空直徑為4.5m，其余的段面主要為鋼筋混凝土的襯砌結構，襯砌的斷面結構尺寸為5m，同時尾水支管化學灌漿系統中的固結化學灌漿和帷幕化學灌漿。

1.工程簡介

我國抽水蓄能電站建設步伐加快，主要依靠電能將下水庫中水源引至上水庫中，當電力負荷處于高峰期后，再將上水庫中的水放行至下水庫中，因此得名為蓄能水電站。從工作原理上看，蓄能水電站主要以蓄水發電為主，因此水道系統中的防滲漏工程尤為關鍵。某抽水蓄能電站共有4條尾水支管，襯砌斷面結構形狀為圓形，各個尾水支管鋼襯結構以6m為間距布設，直徑為4.5m，其余段為鋼筋混凝土襯砌結構，另外補砌斷面結構直徑為4.5m。

2.灌漿目的及方案

通過對尾水支管的分類看，主要包含有I類、Ⅱ類圍巖，但是通過對鋼襯段洞壁的實地勘察看，仍存在一定程度的滲水現象，前期經過水泥帷幕及固結灌漿系統施工，滲水現象不明顯，但是洞壁系統中仍有陰濕的現象。因此，提出水泥灌漿施工方案，對于局部微小結構進行處理，不僅可實現化學灌漿中灌注漿液的凝固可調，同時與流水之間的相互影響減小，其在化學漿液的灌漿系統中，對微小的裂縫系統來說，由于擴散半徑比水泥灌漿的擴散半徑大，這樣就增加了灌漿的作用范圍，同時也能夠提升灌漿施工的效率。尾水支管混凝土的襯砌段在施工的前期可采取固結灌漿的施工方法加以處理，同時可采取流動性強、化學漿液處理模式先進的圍巖強度結構。據以上分析，采取化學灌漿的處理方法，可加大對4條尾水支管結構加固及防滲水的有效處理。

3.化學灌漿施工

3.1 鉆孔及化學灌漿設備

灌漿中鉆孔設備型號選擇為YT-28氣腿式鑿巖鉆機，主要用于鉆進深孔（深度＞1m），化學灌漿設備主要以自主研發的CY-HGB5.0/800灌漿泵為主，其優勢為重量輕，流量大（可達800ml/min），最大輸出壓力為5.0MPa，且該灌漿泵還具有自控功能，通溫控，實現自動升降溫，并具備自我保護功能。

3.2 化學灌漿材料

灌漿主材為CE510型高性能樹脂，固化劑主要可分為A和B兩種液體形式。其中，CW511和CW512化學灌漿材料力學性能較高，與CW512相比，CW511初凝時間較長，可操作的時間也較長，適于開展細微裂縫和泥化夾層中的滲透。而CW512漿液的配比為5:1和 4:1兩種，并且相應初凝時間較短，主要適應于封堵處理。因此本化學灌漿主要以CW512，配比為6:1進行有效的化學灌漿作業。

3.3 灌漿工藝

先帷幕灌漿，再開展固結化學灌漿，灌注以低高程向高高程灌注，主要在環內、環間分序施工，具體灌漿工藝流程如下：

鉆孔→孔內沖洗→壓風清孔→埋管→化學灌漿→灌漿結束→質量檢查。

3.3.1 鉆孔

鉆孔是化學注漿施工的重要組成部分，其不僅直接影響到注漿的使用效果，同時也可按照實際設計流程，因此，應加強對灌漿流程及主要節點的控制，如對鉆孔的角度、鉆孔直徑等進行鉆進施工，在鉆進方向的控制上，要以地面預注漿鉆孔方向為主，加強地下工作面中鉆孔方向的控制，并結合鉆孔方向的地面預注漿孔位結構，實現對孔底結構中出入性的有效分析。

3.3.2 化學灌漿

壓力灌漿的過程中，對應設備的壓力應≥0.6MPa，在壓漿處理的過程中，應及時的觀察漿液是否流動，相鄰開始出漿后，應擠壓2～3min，同時在擠壓的過程中，應停止本孔的灌漿，并在相鄰灌漿中，持續進行，并一般由下往上進行注漿處理，壓灌的次數一般由低位到高位。

在化學灌漿的過程中，應針對重要的指標數據進行有效分析，從經濟成本上進行分析，可通過建立更低成本的補漏實施效果及措施，并建立基于實踐應用為主的主體使用效果。第二，可從行業素養領域進行分析，將定制和執行的標準化施工工藝進行分析，將這兩部分元素進行有效關聯，而這兩個因素是相輔相成，相互關聯的，不僅可借助單個工程進行分析，同時也可對補漏的標準化及規范化進行有效分析。

4.灌漿成果及檢查

4.1 化學灌漿成果

尾水支管灌漿時間長達1個半月，孔數量達到240個，總長度達到1008m，其中帷幕化學灌漿孔數量達到48個，長度240m，二號～三號孔個數分別為48個，距離都為240m，固結化學灌漿中一號～二號序孔數量都為48個，距離為144m。從灌漿量上看，一號序孔的總灌漿量達到1684.8kg，平均單耗7.02kg/m。

4.2 化學灌漿效果

鉆孔。使用電錘等鉆孔工具沿裂縫兩側進行鉆孔，鉆頭直徑為14mm，鉆孔角度在45°～60°之間，鉆孔穿透裂縫，一般超過10～20cm。

灌漿材料化學灌漿采用LW水溶性聚氨酯灌漿材料?；瘜W灌漿主要工藝流程和技術參數。

清縫：在鉆孔完成后，要對高壓水清理的過程進行分析，如表面的裂縫現象，以此保證裂縫結構中縫口不存在填充物。

注水：待鉆孔干燥后，應對鉆孔的過程，灌漿的過程進行有效分析，將灌漿嘴連接好，并采取高壓水進行灌注施工，保證孔內達到飽和狀態。

灌漿：進行化學灌漿時，壩體混凝土溫度應達到接縫灌漿溫度，結構表面以內3m范圍可適當提高，漿液溫度應根據選定的灌漿材料確定，漿液溫度應有利于延長其凝結時間、降低漿液粘度，并不得高于20℃。灌漿壓力結構縫或縫寬大于0.5mm的較寬裂縫采用0.5MPa，縫寬小于0.5mm細裂縫宜采用高壓灌漿(壓力大于1.0MPa或在保證不對原混凝土結構產生劈裂破壞情況下盡量采用較大壓力)。灌漿的壓力值在逐漸升級的過程中，壓力值也跟著升級。在灌漿的實際順序中，應由里及表，自下而上，從一端傳至另一端，保證單孔或者多孔灌漿的有效開展。特別注意的是灌漿的壓力應小于設計壓力，促進和保障孔內吸漿的灌漿標準的有效實施。

對于先期已經埋設的灌漿管的倉面結構進行裂縫處理，同時可依據預埋管中的裂縫結構進行分析，斜孔裂縫的化學灌漿進行處理，嵌填的過程及表面處理的過程中，裂縫灌漿完成3d后，除去裂縫中的外溢材料，并對其表面結構進行有效分析。灌漿效果檢查化學灌漿結束7天后，對裂縫表面進行外觀檢查，或采用壓水試驗的方法進行灌漿質量檢查，壓水檢查壓力0.2MPa，合格標準為:透水率不大于1.0Lu。

5.結束語

綜上所述，抽水蓄能發電站，主要以抽水發電為主，尤其對水道的灌漿加固處理標準要求較為嚴格，因此在選擇使用化學灌漿對尾水支管進行有的帷幕、固結化學灌漿的過程中，應利用化學灌漿進行材料的及時擴散，加強凝固的擴散可控特點。