官地水電站尾水出口固結(jié)灌漿成果分析

姜淑香

（中國(guó)水利水電第一工程局有限公司，吉林 口前鎮(zhèn) 132404）

官地水電站尾水出口巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，地質(zhì)條件較差，有F7斷層通過(guò)，須對(duì)此部位基礎(chǔ)進(jìn)行固結(jié)灌漿處理。尾水出口固結(jié)灌漿包括1號(hào)、2號(hào)出口閘室底板、F7斷層和EL1205平臺(tái)，灌后透水率均小于0.03 L/(min·m·m)設(shè)計(jì)值，灌后效果是顯著的。

1 固結(jié)灌漿施工特性

1號(hào)、2號(hào)尾水洞出口閘室底板固灌漿漿液均采用純水泥漿，灌漿施工材料及設(shè)備均從EL1225 m馬道用塔機(jī)吊裝至各工作面。灌漿采用2×200 L立式攪拌機(jī)制漿、BW250/50式注漿泵進(jìn)行灌漿,用GJY-Ⅳ型灌漿自動(dòng)記錄儀進(jìn)行灌漿過(guò)程監(jiān)控與記錄。固結(jié)灌漿均采用全孔一次純壓式灌漿，灌漿水泥全部選用P.O42.5普通硅酸鹽水泥。

1號(hào)、2號(hào)尾水出口EL1205平臺(tái)共布置7排固結(jié)灌漿孔。固結(jié)灌漿孔孔距為3 m×3 m，孔深入巖6 m，鉆孔角度垂直地面。1號(hào)尾水明渠底板F7斷層帶在斷層區(qū)域灌漿孔按間排距為3 m×3 m，鉆孔角度垂直于地面布置。

1號(hào)尾水出口閘室灌漿孔距為3 m，排距1.5，2.4 m；鉆孔角度分別為 90°，78.69°，55.008°，39.806°，兩邊鉆孔角度對(duì)稱。

2號(hào)尾水出口分別在閘室及明渠底板各布置1排固結(jié)灌漿孔，灌漿孔間排距為3 m，孔深6 m，鉆孔角度與地面成53°夾角。灌漿施工按照編號(hào)為1-1，2-1，3-1，4-1，5-1，6-7，7-1 順序施工，灌漿孔先施工1序孔再施工2序孔，1序孔編號(hào)為單數(shù)，2序孔編號(hào)為雙數(shù)。

2 固結(jié)灌漿主要施工技術(shù)要求

2.1 鉆孔、沖洗及壓水試驗(yàn)

1）鉆孔。尾水出口1號(hào)、2號(hào)閘室固結(jié)灌漿孔預(yù)埋管φ89鋼管，設(shè)備選用YGZ-90型潛孔風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)。鉆孔采用直接在襯砌預(yù)埋管中鉆孔的方法，鉆孔的孔位、孔徑、孔向、孔深等參數(shù)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

2）鉆孔分段。根據(jù)DL/T5148-2001《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》要求，如鉆孔中巖石灌漿段的長(zhǎng)度不大于6 m，可一次鉆灌。則該工程1號(hào)閘室入巖6.0 m做一次鉆灌；2號(hào)閘室入巖6.875 m的灌漿孔經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理同意可一次鉆灌，入巖9.135 m的灌漿孔一次鉆進(jìn)至終孔孔深，灌漿分兩段進(jìn)行，采用自下而上分段施工。

3）鉆孔沖洗與裂隙沖洗。

a）鉆孔沖洗工藝：每段鉆孔結(jié)束后應(yīng)立即用大流量水對(duì)鉆孔內(nèi)殘留巖粉等進(jìn)行敞開式?jīng)_洗；沖洗至回水清澈后10 min為止，要求沖洗后的孔底殘留物厚度不得大于20 cm。

b）裂隙沖洗工藝：?jiǎn)慰琢严稕_洗工藝采用高、低壓脈動(dòng)沖洗工藝，其高、低壓脈動(dòng)時(shí)間間隔5 min，破碎段采用壓力水沖洗。沖洗至回水清澈后再延續(xù)10 min為止，且總的沖洗時(shí)間不得少于30 min。串通孔裂隙沖洗可采用單孔沖洗工藝進(jìn)行沖洗，效果不佳時(shí)，可改為脈動(dòng)沖洗工藝，沖洗時(shí)應(yīng)每次選1～2孔進(jìn)水，其余串通孔排水，當(dāng)達(dá)到單孔裂隙沖洗結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，再改變進(jìn)排水孔順序，按前述工藝及要求繼續(xù)沖洗，待所有串通孔全部輪換沖洗達(dá)到單孔沖洗結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，且總的沖洗時(shí)間不少于2 h后，方可結(jié)束沖洗作業(yè)。

4）壓水試驗(yàn)。固結(jié)灌漿灌前壓水按總孔數(shù)的5%進(jìn)行，壓水采用單點(diǎn)法，其余普通灌漿孔不做壓水。單點(diǎn)壓水法壓力為灌漿壓力的80%，若該值大于 1.0 MPa時(shí)，采用 1.0 MPa，壓水 20 min，每 5 min測(cè)一次壓水流量，連續(xù)4次讀數(shù)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/mim時(shí)，此段試驗(yàn)即可結(jié)束。

2.2 灌漿施工

1）灌漿設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)技術(shù)要求，尾水洞出口1號(hào)、2號(hào)閘室地板固結(jié)灌漿參數(shù)，灌漿采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，0.5∶1的純水泥漿液。見表1。

表1 1，2號(hào)閘室地板固結(jié)灌漿參數(shù)表

2）灌漿施工順序及方法。施工順序?yàn)橄戎苓?，后中間；先I序，后II序。方法為固結(jié)采用循環(huán)式灌漿，1號(hào)閘室和2號(hào)閘室入巖6.875 m的固結(jié)灌漿孔采用全孔一次性灌漿，2號(hào)閘室入巖9.135 m的固結(jié)灌漿孔采用孔口封閉自下而上的分段灌漿方法。

3）特殊情況處理。在吸漿量較大的孔段采用水泥砂漿灌注，加砂量為水泥重量的10%；在灌注1號(hào)閘室4排6號(hào)孔時(shí)，降低灌漿壓力，減少并限制其注入率，但該段耗漿量仍較大，且不見壓力回升，并無(wú)漏漿的現(xiàn)象，則采取了停止灌漿，待凝24 h后復(fù)灌的措施，復(fù)灌時(shí)注入率逐漸減少，灌漿至正常結(jié)束。

4）固結(jié)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)規(guī)定壓力下，灌漿孔段的注入率不大于1.0 L/min，繼續(xù)灌注30 min，該段灌漿即可結(jié)束。

5）固結(jié)灌漿封孔。所有的灌漿孔和檢查孔在灌漿作業(yè)結(jié)束后，清除孔內(nèi)積水和污物，采用“導(dǎo)管注漿封孔法”封孔，用0.5∶1濃漿將空口填封密實(shí)。

2.3 固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查

固結(jié)灌漿質(zhì)量只進(jìn)行了壓水試驗(yàn)檢查，沒(méi)有做灌后聲波檢測(cè)。壓水試驗(yàn)采用“單點(diǎn)法”，并結(jié)合分析灌漿資料和成果進(jìn)行綜合評(píng)定。檢查孔的位置由監(jiān)理人確定，數(shù)量不少于灌漿孔總數(shù)的5%。

3 固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查與成果分析

3.1 1號(hào)尾水出口閘室

1）質(zhì)量檢查。1號(hào)尾水出口閘室固結(jié)灌漿鉆孔共檢查40次,優(yōu)良率100%,鉆孔孔位均在允許偏差（±10 cm）范圍內(nèi)，孔徑均為φ70 mm。1號(hào)共布置2個(gè)檢查孔，壓水試驗(yàn)2段,均小于設(shè)計(jì)防滲標(biāo)準(zhǔn) 0.03 L/（min·m·m）值，合格率為 100%，見表 2。

表2 1號(hào)閘室固結(jié)灌漿檢查孔壓水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

2）成果分析。1號(hào)尾水出口閘室固結(jié)灌漿孔的平均單位注入量為650.5 kg/m，Ⅰ序孔平均單位注入量為873.93 kg/m，Ⅱ序孔為427.01 kg/m，Ⅱ序孔為Ⅰ序孔平均單位注入量的48.86%。說(shuō)明隨著灌漿序次的遞增，其單位注入灰量亦隨之減少。灌后檢查孔的平均單位注入量為4.1 kg/m，說(shuō)明灌后效果十分明顯。1號(hào)尾水出口閘室固結(jié)灌漿灌前共進(jìn)行壓水試驗(yàn)4段，平均透水率為0.976 L/（min·m·m）。Ⅰ序孔平均單位透水率為1.369 L/（min·m·m），Ⅱ序孔平均單位透水率為0.583 L/（min·m·m），Ⅱ序孔為Ⅰ序孔平均單位透水率的42.66%。從而可見，隨著灌漿序次的遞增，其巖石透水率在逐漸變小，符合灌漿規(guī)律。灌后檢查孔的平均透水率 0.0275 L/（min·m·m），說(shuō)明灌漿取得了明顯效果，提高了巖體的密實(shí)性和不透水性，增強(qiáng)了巖體承受水力梯度的能力。

3.2 2號(hào)出口閘室

1）質(zhì)量檢查。2號(hào)尾水出口閘室固結(jié)灌漿鉆孔共檢查12次,優(yōu)良率100%,鉆孔孔位均在允許偏差（±10 cm）范圍內(nèi)，鉆孔孔深均不小于設(shè)計(jì)孔深，孔徑均為φ70 mm。布置1個(gè)檢查孔，壓水試驗(yàn)1段（透水率 0.0289 L/（min·m·m））,小于設(shè)計(jì)防滲標(biāo)準(zhǔn) 0.03 L/（min·m·m）值，合格率為 100%。

2）成果分析。2號(hào)尾水出口閘室固結(jié)灌漿孔的平均單位注入量為539.8 kg/m，Ⅰ序孔平均單位注入量為716.24 kg/m，Ⅱ序孔為363.31 kg/m，Ⅱ序孔為Ⅰ序孔平均單位注入量的50.72%。說(shuō)明隨著灌漿序次的遞增，其單位注入灰量亦隨之減少。灌后檢查孔的平均單位注入量為4.0 kg/m，說(shuō)明灌后效果十分明顯。2號(hào)尾水出口閘室固結(jié)灌漿灌前共進(jìn)行壓水試驗(yàn)2段，平均透水率為0.843 L/（min·m·m）。Ⅰ序孔平均單位透水率為1.231 L/（min·m·m），Ⅱ序孔平均單位透水率為0.456 L/（min·m·m），Ⅱ序孔為Ⅰ序孔平均單位透水率的37.04%。從而可見，隨著灌漿序次的遞增，其巖石透水率在逐漸變小，符合灌漿規(guī)律。灌后檢查孔的平均透水率 0.0186 L/（min·m·m），說(shuō)明灌漿取得了明顯效果，提高了巖體的密實(shí)性和不透水性，增強(qiáng)了巖體承受水力梯度的能力，見表3。

表3 2號(hào)閘室固結(jié)灌漿檢查孔壓水試驗(yàn)記錄表

3.3 1號(hào)尾水出口F7斷層

1）質(zhì)量檢查。1號(hào)尾水出口F7斷層固結(jié)灌漿孔共檢查21次,優(yōu)良率100%,鉆孔孔位均在允許偏差（±10 cm）范圍內(nèi)，鉆孔孔深均不小于設(shè)計(jì)孔深，孔徑均為φ75 mm。布置1個(gè)檢查孔，壓水試驗(yàn)1段（透水率為 0.0286 L/（min·m·m））,均小于設(shè)計(jì)防滲標(biāo)準(zhǔn) 0.03 L/（min·m·m）值，合格率為 100%。

2）成果分析。1號(hào)尾水出口F7斷層固結(jié)灌漿孔的平均單位注入量為1133.7 kg/m，Ⅰ序孔平均單位注入量為1612.2 kg/m，Ⅱ序孔為496.7 kg/m，Ⅱ序孔為Ⅰ序孔平均單位注入量的30.8%。說(shuō)明隨著灌漿序次的遞增，其單位注入灰量亦隨之減少。灌后檢查孔的單位注入量為9.7 kg/m，說(shuō)明灌后效果十分明顯。1號(hào)尾水出口F7斷層固結(jié)灌漿灌前共進(jìn)行壓水試驗(yàn)21段，平均透水率為3.351 L/（min·m·m）。Ⅰ序孔平均單位透水率為5.040 L/（min·m·m），Ⅱ序孔平均單位透水率為1.099 L/（min·m·m），Ⅱ序孔為Ⅰ序孔平均單位透水率的21.8%。從而可見，隨著灌漿序次的遞增，其巖石透水率在逐漸變小，符合灌漿規(guī)律。灌后檢查孔的平均透水率0.0286 L/（min·m·m），說(shuō)明灌漿取得了明顯效果，提高了巖體的密實(shí)性和不透水性。

3.4 EL1208平臺(tái)

1）質(zhì)量檢查。EL1208平臺(tái)固結(jié)灌漿孔共檢查69次,優(yōu)良率100%,鉆孔孔位均在允許偏差（±10 cm）范圍內(nèi)，孔徑均為φ76 mm。共布置3個(gè)檢查孔，壓水試驗(yàn)3段,均小于設(shè)計(jì)防滲標(biāo)準(zhǔn)0.03 L/（min·m·m）值，合格率為 100%，見表 4。

表4 EL1208平臺(tái)檢查孔壓水試驗(yàn)記錄表

2）成果分析。EL1208平臺(tái)固結(jié)灌漿孔的平均單位注入量為1288.3 kg/m，Ⅰ序孔平均單位注入量為2162.8 kg/m，Ⅱ序孔為328.2 kg/m，Ⅱ序孔為Ⅰ序孔平均單位注入量的15.2%。說(shuō)明隨著灌漿序次的遞增，其單位注入灰量亦隨之減少。灌后檢查孔的單位注入量為11.0 kg/m，說(shuō)明灌后效果十分明顯。固結(jié)灌漿灌前共進(jìn)行壓水試驗(yàn)69段，平均透水率為 1.743 L/（min·m·m）。Ⅰ序孔平均單位透水率為 2.979 L/（min·m·m），Ⅱ序孔平均單位透水率為 0.510 L/（min·m·m），Ⅱ序孔為Ⅰ序孔平均單位透水率的17.1%。從而可見，隨著灌漿序次的遞增，其巖石透水率在逐漸變小，符合灌漿規(guī)律。灌后檢查孔的平均透水率0.0289 L/（min·m·m），說(shuō)明灌漿取得了明顯效果，提高了巖體的密實(shí)性和不透水性，增強(qiáng)了巖體承受水力梯度的能力。

4 結(jié)語(yǔ)

1號(hào)、2號(hào)尾水出口閘室底板固結(jié)灌漿，F(xiàn)7斷層、EL1205平臺(tái)固結(jié)灌漿施工已全部結(jié)束，滿足設(shè)計(jì)要求，通過(guò)了二灘水電開發(fā)公司組織下閘蓄水前安全鑒定和下閘蓄水驗(yàn)收兩項(xiàng)鑒定，已具備了下閘蓄水和明年3月份提前發(fā)電要求。