淺談施工支洞涌水封堵技術(shù)在水電站上的應(yīng)用

陳孫慶

【摘 要】我們在進(jìn)行水電站支洞施工的掘進(jìn)作業(yè)時，經(jīng)常會遇到涌水的現(xiàn)象，如果不能及時采取行之有效的封堵作業(yè)，那么可能對整個工程的建設(shè)進(jìn)度以及施工質(zhì)量帶來巨大的負(fù)面影響。作者在下文中以實際的工程為研究對象，針對水電站支洞的施工過程采取的封堵涌水技術(shù)進(jìn)行了細(xì)致的研究和分析。

【關(guān)鍵詞】水電站；支洞；涌水封堵；應(yīng)用

1.工程簡述

1.1工程概況

該水電站的支洞工程屬于下坡類隧洞，整體長度是 米，這個支洞是能夠?qū)⒇Q井段與下平段有效連接的僅有作業(yè)通道。支洞工程施工所在位置的地下水源非常豐沛，基本上都是巖溶裂隙水，所以在進(jìn)行支洞開挖的作業(yè)時，總是會發(fā)生各種程度的涌水現(xiàn)象，為施工的順利進(jìn)行制造了不少障礙。

1.2實際涌水的現(xiàn)象

該支洞施工作業(yè)時，其中一段的左面邊墻以及掌子面發(fā)生了幾處涌水的現(xiàn)象，整個出水面的總體流量應(yīng)該在 上下，這種現(xiàn)象為支洞的施工作業(yè)帶來了很大的影響。出于確保施工正常進(jìn)度以及施工質(zhì)量的考慮，工程組研究決定，使用封堵的方式對上述涌水現(xiàn)象實施處理。事實證明，我們采取的方法收到了很好的效果。

2.涌水封堵具體的流程與注意事項

涌水封堵的基本流程是：施工前的準(zhǔn)備工作→涌水表面的封堵→確定孔位→設(shè)計孔向→開始鉆孔→清洗已完成的孔→灌注混漿→壓水檢測→封孔→最終驗收。

封堵作業(yè)的注意事項有：

（1）必須對涌水的部位進(jìn)行迅速的封堵，需要的時候，可以利用堵漏材料做緊急的表面封堵處理。

（2）確定孔位以及設(shè)計孔向的時候，必須遵循方便直接進(jìn)行灌漿的準(zhǔn)則來安排。

（3）完成表面的封堵作業(yè)后，應(yīng)按照施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況、鉆孔情況等仔細(xì)查明支洞各個結(jié)構(gòu)面的具體性質(zhì)，之后才可以進(jìn)行封堵灌漿的作業(yè)。灌漿時需要先試灌一下，從而確定最佳的封堵材料、灌漿施加的壓力以及灌漿所需的濃度。

3.涌水封堵的實際方案

3.1施工前準(zhǔn)備工作

施工之前做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作可以有效確保涌水封堵作業(yè)的質(zhì)量以及成功率。第一，應(yīng)該詳細(xì)對工程現(xiàn)場以及周邊的地質(zhì)和水文條件進(jìn)行勘察，了解巖層的構(gòu)造、巖石的分布、裂隙分布、涌水的流動速度、涌水水質(zhì)等；第二，應(yīng)該仔細(xì)檢查施工在用電、排風(fēng)、給排水等方面的就緒情況，科學(xué)安排工程需要的輔助設(shè)備以及機(jī)械；第三，針對灌漿作業(yè)，需要提前安排現(xiàn)場的試驗，從而確定灌漿的材料、灌漿次序、質(zhì)量要求等，同時還需要確定灌漿孔的孔間距離、孔洞深度、孔洞排數(shù)等。

3.2表面的封堵

涌水封堵需要最先實施表面封堵的作業(yè)，這么做的根本原因不是為了把涌水進(jìn)行完全的封堵，而是借助表面的封堵先暫時控制掌子面的水流量，從而為灌漿作業(yè)以及鉆孔作業(yè)提供施工的便利條件，進(jìn)而保證接下來的鉆孔與灌漿等作業(yè)的順利開展。

我們采取模袋灌漿技術(shù)來進(jìn)行掌子面表面的封堵。先按照具體的涌水情況，在涌水的裂隙里面填充一定數(shù)量的模袋，以50厘米-100厘米為最佳的埋入深度，之后利用外接的鋼管對其實現(xiàn)固定，從而防止出現(xiàn)灌漿時由于模袋膨脹而漿體溢出孔外的現(xiàn)象。在模袋灌漿作業(yè)的時候，需要按照涌水位置的動態(tài)出水情況而隨時調(diào)整灌漿速度。結(jié)束模袋灌漿之后，需要采用封堵材料對支洞表面進(jìn)行迅速的噴涂，從而減少掌子面的涌水量。

3.3鉆孔作業(yè)

（1）鉆孔時孔洞的朝向、孔洞的位置以及孔洞的深度都必須符合設(shè)計的要求。本工程里要求孔洞的位置偏差不能大于10厘米。

（2）鉆孔時，需要盡可能確?？讖骄鶆虿⑶铱妆诠饣瑥亩乐构酀{時發(fā)生返漿的情況。另外，還需要注意鉆孔時產(chǎn)生的細(xì)屑以及巖粉等，以防止孔壁的縫隙被堵死，進(jìn)而對后面的灌漿作業(yè)產(chǎn)生不良影響。

3.4洗孔作業(yè)

洗孔作業(yè)通常有單孔沖洗與群孔沖洗兩類。單孔沖洗通常用于巖層相對完整，裂隙不多的施工環(huán)境下；群孔沖洗通常用于巖層相對破碎，并且鉆孔彼此間有互通現(xiàn)象的施工環(huán)境下。本工程我們采取的是高壓脈動洗孔，洗水壓力設(shè)定在灌漿壓力的4/5大小。洗孔時間也需要符合設(shè)計的具體要求，要清洗至回水已經(jīng)清澈才可以結(jié)束。

3.5壓水試驗

要實際檢驗巖層的滲水情況我們就需要進(jìn)行壓水試驗，這同時也可以為灌漿作業(yè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。壓水實驗的基本原理是：在預(yù)先設(shè)定的水頭壓力之下，通過鉆孔把水壓進(jìn)孔壁周圍的裂隙之中，并通過壓水的時間以及總水量，計算巖層滲透性質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.6灌漿

3.6.1漿液的確定

在進(jìn)行灌漿作業(yè)時，漿液的確定至關(guān)重要，它可以直接影響施工的投入與涌水封堵的成效，所以灌漿材料的確定以及配漿等工序從來都是灌漿作業(yè)里面的難點?；诠酀{的不同目的、地質(zhì)條件的差異，所采用的漿液也會有很大的區(qū)別，本工程中的封堵要求漿液滿足：①擁有不錯的流動性，粘度適中，從而方便擴(kuò)大漿液的流動范圍與灌注的施工；②擁有良好的穩(wěn)定性，析水率很低，因為一旦固體顆粒太早開始析水沉淀的話，那么必將導(dǎo)致漿液灌注受到影響；③漿液里的水泥或者其它顆粒應(yīng)達(dá)到要求的細(xì)度，以方便填充作業(yè)中的微小裂隙。

3.6.2灌漿順序

鉆孔和灌漿必須遵循分序加密的基本原則來施工。采取分序加密的形式安排灌漿的施工，不但有助于漿液獲得持續(xù)的擠壓變得密實，還能提高各灌漿區(qū)的施工連續(xù)性。借助漸漸增大的灌漿壓力，漿液擴(kuò)散性以及密實度都會得到很大的提升。

3.6.3灌漿方式

按照漿液灌注以及流動性，我們可以將灌漿方式分為純壓式與循環(huán)式。純壓式一般就只是把漿液順著灌漿管擠進(jìn)鉆孔而已，不再需要其它循環(huán)，一般都用濃度較大的漿液進(jìn)行灌注。本工程我們采取的是循環(huán)式的灌漿，這種方式漿液會在兩管的間隙內(nèi)不停循環(huán)，從而讓漿液在孔段內(nèi)處于流動的狀態(tài)，這樣不但可以減少顆粒物質(zhì)的沉淀，還可以顯著提升灌漿施工的質(zhì)量。

3.6.4灌漿壓力的控制

灌漿壓力就是指施加在灌漿段中間位置的實際壓力，它是保證灌漿施工質(zhì)量以及提升灌漿效率的關(guān)鍵因素。如果不能很好的控制灌漿壓力很容易造成巖石面發(fā)生抬動的情況，那樣的話，不但會造成灌漿施工無法繼續(xù)進(jìn)行，還會嚴(yán)重影響灌漿的質(zhì)量，甚至拖累整個涌水封堵施工。所以，在進(jìn)行涌水封堵作業(yè)時，需要隨時調(diào)整灌漿的實際壓力。

3.6.5漿液濃度的確定

如果漿液濃度太高，會嚴(yán)重降低漿液的流動性，造成漿液無法順利灌入微小裂隙的現(xiàn)象；如果漿液濃度太低，流動性雖然很好，可是其固結(jié)速度以及防滲透性就會大大降低。所以，在進(jìn)行灌漿作業(yè)時，必須合理控制漿液濃度的變化，提高對漿液濃度控制的力度。漿液濃度的控制需要根據(jù)從稀至濃的基本原則，同時參考灌漿壓力以及吸漿率的變動。

3.6.6確定灌漿的結(jié)束以及封孔

判斷灌漿是否結(jié)束，一般可以借助以下兩個指標(biāo)：（1）閉漿的時間，也就是在殘余吸漿量保持固定的條件下，可以維持工程要求壓力的時間；（2）殘余吸漿量，也就是最終的預(yù)設(shè)吸漿量。在本工程中，我們認(rèn)定在吸漿率小于1L/min 并且符合設(shè)計要求的終灌壓力之后，再繼續(xù)注漿八分鐘就可以結(jié)束灌漿。

封孔采取全孔注漿的方式，由于本工程里需要灌漿的孔數(shù)量不多，所以我們就在結(jié)束灌漿作業(yè)之后，集中進(jìn)行了封孔的處理，孔口位置利用砂漿進(jìn)行抹平。

4.結(jié)束語

綜上，作者在文中分析了支洞涌水封堵相關(guān)技術(shù)在水電站建設(shè)中的應(yīng)用以及需要注意的事項，希望可以為類似的項目建設(shè)提供新的思考方向，從而保證項目能夠順利高效的施工。

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