水電站泄洪洞除險(xiǎn)加固及不良地質(zhì)處理技術(shù)

[摘要]本文通過結(jié)合某水電站施工實(shí)例，針對(duì)該水電站中泄洪洞存在問題以及不良地質(zhì)現(xiàn)象，提出采取灌漿加固技術(shù)，同時(shí)就不良地質(zhì)情況采取相應(yīng)的加固處理措施，為同類工程提供有價(jià)值參考。

[關(guān)鍵詞]水電站；水利工程；除險(xiǎn)加固；泄洪洞

1.工程概況

某水電站本標(biāo)段鉆孔和灌漿工程主要包括導(dǎo)流兼深孔泄洪洞包括導(dǎo)流兼深孔泄洪洞進(jìn)口閘井、洞身段、出口閘井、出口明渠、施工支洞封堵的固結(jié)灌漿、回填灌漿、接觸灌漿及接縫灌漿。其中本標(biāo)范圍內(nèi)的接觸灌漿是指導(dǎo)流兼深孔泄洪洞施工支洞封堵混凝土堵頭與圍巖縫面進(jìn)行的灌漿以及發(fā)電洞壓力鋼管外壁與混凝土接觸灌漿，導(dǎo)流兼深孔泄洪洞采取接觸灌漿加固處理共計(jì)319m³，現(xiàn)結(jié)合該工程針對(duì)泄洪洞以及不良地質(zhì)問題采取除險(xiǎn)加固措施。

2.混凝土堵頭接觸灌漿

灌漿前先對(duì)漿液采取試驗(yàn)，主要試驗(yàn)項(xiàng)目為測(cè)定漿液配制程序及拌制時(shí)間；漿液密度或比重測(cè)定；漿液流動(dòng)性或流變參數(shù)；漿液的沉淀穩(wěn)定性；漿液的凝結(jié)時(shí)間，包括初凝或終凝時(shí)間；漿液結(jié)石的容重、強(qiáng)度、彈性模量和滲透性。

當(dāng)堵頭接觸灌漿在固結(jié)灌漿結(jié)束7d后方可對(duì)襯砌混凝土進(jìn)行接觸灌漿以填充襯砌與巖石間的空隙。對(duì)于洞周混凝土襯砌部位的灌漿，按先回填灌漿后固結(jié)灌漿的順序進(jìn)行；對(duì)于設(shè)置混凝土堵頭部位的灌漿，在先期洞周混凝土襯砌的回填灌漿、固結(jié)灌漿后，再對(duì)堵頭混凝土進(jìn)行接觸灌漿施工。

在素混凝土襯砌中的接觸灌漿孔，可采用直接鉆孔的方法，在鋼筋混凝土襯砌中的接觸灌漿孔應(yīng)采用在預(yù)埋管中鉆孔的方法。也可與洞周固結(jié)灌漿孔結(jié)合，但固結(jié)灌漿孔在接觸段的灌漿長(zhǎng)度不得大于2m。若在混凝土襯砌后存在較大的孔洞，根據(jù)監(jiān)理人指示增設(shè)進(jìn)漿管并伸到底部，在洞頂部位設(shè)置排氣孔。灌漿一次連續(xù)完成，以免擾動(dòng)已初凝的漿液。灌漿從低孔向高孔進(jìn)行。在低位孔無回漿說明已灌到高位孔底或吸漿率證明低位孔已灌好時(shí)方可進(jìn)行高位孔的灌漿。有漿液從排氣孔溢出時(shí)將其蓋住，在溢出的漿液凝固后立即進(jìn)行壓力灌漿。接觸灌漿的壓力和漿液水灰比按施工圖紙的要求或監(jiān)理人的指示確定。灌漿在規(guī)定的壓力下，灌漿孔停止吸漿，并繼續(xù)灌注10min即可結(jié)束。

3.不良地段除險(xiǎn)加固處理

3.1超前固結(jié)灌漿施工

對(duì)本工程存在的不良工程地質(zhì)段中開挖洞室，采取超前鉆探探明前方地質(zhì)情況，做好地質(zhì)預(yù)報(bào)。對(duì)富水洞段進(jìn)行超前固結(jié)灌漿，對(duì)超前灌漿的范圍，孔位布置、灌漿壓力、水灰比及工藝要求等做出專門設(shè)計(jì)，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理人批準(zhǔn)超前固結(jié)灌漿施工方案實(shí)施。

3.2地下水封堵灌漿施工

在對(duì)本工程不良地質(zhì)段鉆孔和灌漿時(shí)，對(duì)于鉆孔中遇到難以鉆進(jìn)或漏漿嚴(yán)重的情況及時(shí)告知監(jiān)理人，共同研究處理措施。有地下水活動(dòng)時(shí)，突發(fā)涌水情況，按照超前勘探、超前灌漿的程序進(jìn)行施工，對(duì)于突發(fā)涌水量較大情況，按照業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理共同研究的專項(xiàng)地下水封堵灌漿技術(shù)措施進(jìn)行施工。

3.3不良地段加固施工實(shí)踐

（1）鉆孔技術(shù)措施。鉆孔過程中，遇巖層、巖性變化，發(fā)生掉鉆、坍孔、回水變色、失水、漏水等異常情況則作好詳細(xì)記錄，并及時(shí)報(bào)告監(jiān)理人。鉆孔穿過斷裂構(gòu)造發(fā)育帶，發(fā)生塌孔、掉塊或集中滲漏時(shí)，立即停鉆，查明原因，一般情況下，可采取壓縮段長(zhǎng)進(jìn)行灌漿處理后再進(jìn)行下一段的鉆灌作業(yè)。

（2）灌漿技術(shù)。對(duì)于加固不良地段采取灌漿施工時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)以下特殊情況應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施。1）冒漿：灌漿過程中如地表或混凝土接縫發(fā)生冒（漏）漿現(xiàn)象時(shí)，根據(jù)冒（漏）漿量的大小，可采用下述方法處理：如冒漿量較小，可不作專門處理，按正常灌漿方式灌注至達(dá)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)；如冒漿量較大，一般可采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌注等方法處理，必要時(shí)應(yīng)采取嵌縫、地表封堵方法處理。2）串通：鉆灌過程中如發(fā)現(xiàn)灌漿孔相互串通時(shí)，查明串通量和串通孔數(shù)、范圍，研究采用多孔同時(shí)灌漿法灌注，但孔數(shù)不宜超過2孔，以防止產(chǎn)生抬動(dòng)。3）涌水：對(duì)孔口有涌水的孔段，灌前測(cè)計(jì)涌水壓力和涌水量，根據(jù)涌水和壓力情況，可按相應(yīng)變濃漿液濃度和增加壓力等措施綜合處理。一般的處理方法為，對(duì)發(fā)生涌水孔（段）的灌漿孔段閉漿待凝48小時(shí)；灌漿壓力計(jì)入涌水壓力，灌漿結(jié)束后屏漿，當(dāng)涌水壓力小于0.2Mpa時(shí)，屏漿1.0小時(shí)，若大于0.2Mpa時(shí)，屏漿2小時(shí)；必要時(shí)添加速凝劑。鉆孔時(shí)采取縮短段長(zhǎng)，針對(duì)涌水部位進(jìn)行專門灌漿處理，處理完成后再向下施工，如終孔段發(fā)現(xiàn)涌水，則該孔需加深處理，直至穿過涌水層。4）中斷：灌漿工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，因故中斷盡快恢復(fù)灌漿，恢復(fù)灌漿時(shí)使用開灌水灰比的漿液灌注，如注入率與中斷前相近可改用中斷前水灰比的漿液灌注，如恢復(fù)灌漿后，注入率較中斷前減少很多，且在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿，報(bào)告監(jiān)理等有關(guān)單位研究相應(yīng)的處理措施。5）大漏量：如遇注入率大、灌漿難以正常結(jié)束的孔段時(shí)，暫停灌漿作業(yè)，對(duì)灌漿影響范圍內(nèi)的地下洞井、陡直立坡、結(jié)構(gòu)分縫、冷卻水管等進(jìn)行徹底檢查，如有串通，采取措施處理后再恢復(fù)灌漿，灌漿時(shí)可采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿法灌注，必要時(shí)亦可摻加適量速凝劑灌注，該段經(jīng)處理后應(yīng)待凝24h，再重新掃孔、補(bǔ)灌。其灌漿資料應(yīng)及早報(bào)送監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位，以便根據(jù)灌漿情況及該部位的地質(zhì)條件，分析、研究是否需進(jìn)行補(bǔ)充鉆灌處理。

3.4不良地質(zhì)地段加固處理措施

（1）對(duì)于斷層破碎帶地段，根據(jù)了解的情況，采取增設(shè)封閉孔，即在灌漿范圍外一定距離的斷層、破碎帶地段上先鉆設(shè)封閉灌漿孔，采用低壓、濃漿等方法進(jìn)行封閉性灌漿，然后，再按正常方法進(jìn)行灌漿孔的灌漿。

（2）對(duì)斷層及破碎帶等大漏量段灌漿，一般采用低壓、限流、間歇灌漿等方法處理，即先逐級(jí)降低灌漿壓力，觀察吸漿率的變化直至吸漿率降至10L/min以下，如壓力降為0Mpa，吸漿率仍然很大，則采用限流法，控制吸漿率在5-10L/min，保持管路通暢即可，持續(xù)灌注，必要時(shí)待凝、間歇，以減小漿液在大漏量通道處的流速，促使?jié){液盡快沉積、凝固，堵塞外漏通道，達(dá)到正常灌漿的目的。

（3）對(duì)斷層及破碎帶等大漏量段灌漿，也可采用較低的壓力灌注較濃的混合漿液，如水泥砂漿、水泥化學(xué)漿等，待吸漿率有顯著減少時(shí)，再改灌常規(guī)漿液，逐級(jí)提高壓力直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。再視情況布置加密灌漿孔、采用抬高0.5-1Mpa壓力灌漿，以期達(dá)到灌漿的設(shè)計(jì)壓力標(biāo)準(zhǔn)。

（4）對(duì)于特大漏量段灌漿，經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)可以在灌漿漿液中摻加一些早強(qiáng)外加劑或摻合材料，如在水泥漿中加水玻璃，或摻砂量較高的水泥砂漿等；加入外加劑時(shí)，可采用孔內(nèi)混合的雙液灌漿法，在斷層大漏量部位混合漿液。待大的洞隙灌滿后，再灌注常規(guī)的漿液。

4.結(jié)論

文章通過結(jié)合某水電站施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，針對(duì)不良地段以及泄洪洞問題，提出采取灌漿等加固處理技術(shù)，詳細(xì)地總結(jié)相應(yīng)的加固處理實(shí)施防范，值得為同類工程提供參考。

參考文獻(xiàn)

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