固滴水電站閘基綜合防滲技術設計

◎ 李社鳳 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司

1.工程概況

固滴水電站系水洛河干流（額斯～捷可）水電規劃“一庫十一級”的第六個梯級，上游接鉆根水電站，下游接新藏水電站，閘址位于四川省涼山彝族自治州木里藏族自治縣境內。固滴水電站采用引水式開發，正常蓄水位2311.00m，相應庫容91萬m3，總庫容104萬m3。電站裝機容量138MW，工程開發任務以發電為主，兼顧下游生態環境用水。

2.防滲布置方案設計

2.1 地質勘察分析

通過對固滴水電站地質勘察：①左岸壩基以大塊石、孤石夾少量碎石土為主，多具架空現象，為極強透水，滲透變形的形式以管涌為主；②泄洪閘和沖沙閘基礎為砂礫石覆蓋層，極強透水；③右岸壩基礎為弱風化玄武巖，屬中等透水巖體。具體參數見表1所示。

2.2 各位置防滲布置方案設計

通過地質勘察，固滴水電站攔河大壩整體基礎透水性較強，必須進行防滲設計，針對不同地段，具體防滲布置方案設計如下：

2.2.1 攔河壩閘室段。

該位置采用“水平防滲與垂直防滲”相結合形式，以垂直防滲為主。其中水平防滲具體措施為“鋼筋混凝土鋪蓋”，垂直防滲為“混凝土防滲墻和帷幕灌漿”。

（1）鋼筋混凝土鋪蓋設計。設計鋼筋混凝土鋪蓋范圍在攔河壩上游50m范圍內。攔河壩上游鋪蓋層設計總體較為簡單，主要保證每個結構層厚度和密實度即可，在此不再詳述。

（2）帷幕灌漿設計。帷幕灌漿是目前壩基防滲中應用較廣泛的技術措施，而且可根據現場實際情況來實時調整灌漿參數，對相關技術水平要求高，但綜合成本低，這也是本項目防滲的核心技術之一。在此對帷幕灌漿技術主要設計要點進行詳細分析。

①漿液制備。本項目帷幕灌漿用的是純水泥漿液，水泥標號為P.O.42.5，采用重量稱量法確定水泥用量，誤差控制在±5.0%；水泥攪拌時間不少于5min，漿液在使用前過篩，從制備到用完不得超過5h。

②灌漿量計算。灌漿量估算直接涉及到購買材料量，灌漿量計算一般采用“體積法”或“噴量法”，本項目選擇體積法來估算灌漿量Q，計算公式見（2-1）。

式中：D1—噴射體直徑，m；

K1—充填率，0.8～0.9；

h1—噴射長度，m；

β—損失系數，0.15；

D0—灌漿管直徑，m；

K2—未噴射范圍土的充填率，0.6；

表1 滲流計算參數表

表2 噴射灌漿固結體抗壓強度

圖1 綜合防滲方案實施前閘基滲流場分布圖

圖2 綜合防滲方案實施后閘基等勢線分布圖

h2—未噴射長度，m。

③固結體設計。本項目設計采用高壓擺噴灌漿技術來組成防滲帶，壩基處孔距設計1.4m，分為三序孔施工。防滲墻厚度要求25cm，由于為30°擺噴，折線軸之間夾角120°。

固結體強度按規定28d檢測，但會因土質、水灰比、灌漿參數等存在一些差異，具體標準見表2所示，本項目均按照砂類土標準進行相關指標檢測。

④灌漿參數設計。本項目設計防滲標準為帷幕深入基巖5Lu線以下，新三管法高壓灌漿其壓力可達20～30MPa，為了保證填充率會進行二次切割填充，由表部至深部依次增加，注漿流量控制為50～75L/m i n；高壓水泵額定流量控制在50～80L/min；空壓機工作壓力控制在0.7MPa。

2.2.2 泄洪閘及沖沙閘壩基

該段壩基采用“C20混凝土防滲墻”形式，布置于閘底板上游側，設計墻厚1.0m，頂部嵌入鋪蓋或壩體0.5m，底部嵌入基巖1m，最大深度約14.5m。

2.2.3 閘壩基礎以下基巖

該位置采用“高壓擺噴帷幕灌漿”形式，灌漿孔設計為單排，孔距1.0m，漿液也采用P.O.42.5。設計防滲標準為帷幕深入基巖5Lu線以下，灌漿壓力0.8～2MPa由表至深部逐漸增加。由于上文已經對本工程帷幕灌漿施工分析較多，在此不再詳述。

3.防滲措施效果檢測分析

（1）防滲墻檢測。防滲墻施工完畢，待墻體混凝土達到凝期后，對防滲墻進行鉆孔取芯和壓水檢查試驗。經現場監理工程師結合施工現場實際情況指定，對上游鋪蓋防滲墻布置2個檢查孔，每個檢查孔分2段進行壓水試驗檢查，其透水率最小值為0.55Lu、最大值為0.89Lu，均滿足設計和相關規程規范的要求。

（2）高壓擺噴帷幕灌漿檢測。高壓擺噴灌漿施工結束28d后，施工單位對其施工質量采取鉆孔取芯、壓水和超聲波物探檢查試驗。根據要求，在高噴灌漿施工區內共布置3個檢查孔。通過鉆孔法進行靜水頭壓水試驗，在防滲處理之前，閘基透水率為11.1Lu，處理之后其透水率范圍在3.95～3.98Lu，均小于5Lu，因此可以得出高壓擺噴帷幕灌漿防滲取得了較好效果。

（3）綜合防滲措施實施前后閘基滲流場對比。下圖1和2分別為綜合防滲措施實施前后閘基滲流場、等勢線分布圖，由圖可知：①采取綜合防滲方案前，閘基單寬滲流量為1.0×10-3m3/s，采取綜合防滲方案后，閘基單寬滲流量為6.78×10-6m3/s，各段水力坡降均小于允許坡降，滿足滲透穩定要求；②閘前帷幕灌漿顯著降低了閘室底部滲透壓力，減小滲透流量和坡降，增強了閘基抗滲性能，大大改善了壩體的滲透穩定性，取得了良好效果。

4.結語

閘基（壩基）防滲工作是保證攔河工程安全穩定性的基礎，而目前往往需要特定部位采取不同的防滲手段，一起組合成綜合防滲體系。固滴水電站工程共用到“高壓擺噴帷幕灌漿、防滲墻、鋪蓋”三種綜合手段，本文主要針對高壓擺噴帷幕灌漿進行了較詳細分析，并且最后給出了防滲措施的檢測方法和效果，得出了該項目綜合防滲滿足相關要求。