淺談某電站廠房基坑圍堰防滲處理施工

蔡啟華 毛興建

中國水利水電第九工程局有限公司五分局 貴州貴陽 550008

摘要：某電站廠房基坑圍堰基礎存在水平管狀型涌水通道，堰體由廠房開挖的塊石堆積而成，存在局部架空現(xiàn)象，滲水通道堵漏采用埋設引管和閘閥控制水流流速進行處理，塊石堆積體帷幕灌漿采用套管護壁、混合漿液進行控制性水泥灌漿處理，較好地解決了廠房基坑防滲問題，為高流速的水平管狀型涌水通道和塊石堆積堰體進行防滲處理施工提供了有效、經(jīng)濟的施工技術經(jīng)驗。

關鍵詞：某電站；管狀型涌水通道；塊石堆積架空；防滲灌漿

1.工程概況

某水電站裝機容量200MW，是一座以發(fā)電為主，兼顧防洪及其它效益的綜合性水利水電樞紐。廠房建筑物基坑設計高程為EL700.5，十年一遇設計洪水位為EL732.5，枯水期河床水位EL725，廠房基坑預留尾水巖坎為∈2-3ls厚層白云巖，巖層破碎呈弱風化，裂隙較發(fā)育，層間充填方解質及鐵質形成了滲水通道，在基坑開挖時發(fā)現(xiàn)三處集中涌水點，總涌水量估計達70～100L/S，在后期發(fā)現(xiàn)其中兩個涌水點竄通；又由于尾水圍堰堰體部分主要為廠房開挖料堆積而成，其中夾有泥和大孤石，堰體未經(jīng)任何碾壓，要承受近25m高的外水壓力既要求堰體具有較高的防滲能力又有一定的強度，對這種內有高速滲水通道外有高速河水流的縱向堆積圍堰不能采取常規(guī)防滲灌漿處理。

2.防滲處理方案比選

某廠房基坑度汛要求擋住汛期的洪水，進入主汛期后，廠房主要利用廠房下游墻擋水度汛，而基坑尾水圍堰能否達到這一枯水期的度

汛標準直接關系到廠房基坑建筑物的能否按節(jié)點目標順利施工；要在短期內解決圍堰基礎高流速管道型巖溶型滲水和塊石嚴重堆積的堰體防滲是該圍堰防滲處理的關鍵，灌漿施工難度大，如果處理不好將嚴重影響施工質量及施工進度，并大大增加工程投資。

對于此類堵漏防滲處理通?？刹捎每刂颇虝r間的化學灌漿處理，但其施工成本較高，環(huán)境污染大且化學漿液的膠凝時間難以控制；采用常規(guī)水泥灌漿進行灌漿試驗，試驗堵漏防滲效果并不理想，大部分灌漿漿液在塊石堆積層時就被河水沖走，而且發(fā)現(xiàn)有兩道滲水通道竄通，灌漿漿液沿滲流通道的高速水流直接沖進廠房基坑。三處滲水點在初期基坑開挖時觀測到的涌水量分別在4L/S～20L/S之間，隨著基坑高程的降低和河床水位的升高，涌水量明顯增大，通過測算總涌水量超過50L/S。

3.塊石堆積體防滲灌漿施工

3.1防滲技術參數(shù)

通過對圍堰所承擔的最大水頭值、圍堰形成幕體厚度（即抗壓能力）、圍堰填筑料的碾壓密實度、河床漏水地層的可灌性等因數(shù)的綜合分析，確定采用埋設引管閥門控制水流速度，采用控制漿液凝固時間和漿液濃度的控制性水泥帷幕灌漿堵漏防滲處理。防滲帷幕采用雙排孔梅花形布置，間距2.0m，排距1.0m，根據(jù)枯水期防洪標準，孔頂高程為EL726.0m，孔底高程EL711.0m左右（伸入基巖2m），分序分段施工，灌漿段長3.0～5.0m，灌漿后鉆孔壓水試驗檢查合格標準為q≤5Lu。

3.2施工順序

尾水圍堰帷幕防滲灌漿沿基坑外側布置見右圖示，帷幕灌漿軸線長度76m，先施工下游排后上游排，先施工Ⅰ序孔后Ⅱ序孔。灌漿結束5天后進行鉆孔取芯及壓水實驗檢查。

3.3鉆孔

由于圍堰堰體主要為廠房開挖料堆積而成，間隙較大且有一定的動水，在造孔時容易塌孔，成孔難度較大，若采用泥漿護壁，泥漿的流失量會很大，因此需要采用液壓回轉式鉆機（100型）配金鋼鉆頭的方式進行鉆孔。

3.4 灌漿

在進行灌漿試驗時大量的水泥漿液隨河水沖走，因此漿材既要有一定的濃度又要能夠迅速的填充塊石堆積體的空隙，工程上多使用水泥、粘土和膨潤土混合漿，有時摻入無水碳酸或硅酸鹽、水玻璃等化學材料。為節(jié)約施工成本，加快施工進度，采用摻入粉煤灰和水玻璃在混合水泥漿液，因為灌漿耗材較大，采用間歇式自上而下分段鉆孔分段循環(huán)灌漿。根據(jù)堰體堆積的厚度，各孔在第一段灌漿時需沿孔埋鋼管做護壁，待第一段灌完后就可以為下一段成孔創(chuàng)造條件。灌漿時，當灌漿壓力保持不變，吸漿量均勻減小時，或當吸漿量保持不變，壓力均勻上升時，灌漿應持續(xù)進行，不得改變水灰比；當某一級水灰比的吸漿量超過300L，灌漿壓力及注入率均無明顯改變時，漿液加濃一級 ，原則上在設計規(guī)定壓力下，當注入率不大于1L/min時，持續(xù)灌注30min結束灌漿。防滲帷幕灌漿材料，采用水泥+粉煤灰的混合液灌漿，取得良好效果。

4.管狀水平滲水通道處理

在對基坑圍堰的三個水平管狀滲水孔進行堵漏時吸取了清江高壩州工程堵漏灌漿的經(jīng)驗，由于基坑內外水頭差達20m，孔內滲漏水流速較大，施工時需采取措施防止關閉控制閘時引水管被沖走。分別采用φ150mm的鋼管嵌入滲水孔內100cm左右，采用粗麻棉紗和水玻璃砂漿嵌管，確保管周邊無滲水，在引管出口安裝控制閘，并預留進、回漿管，堵漏灌漿開始時引水管處理開放狀態(tài)，在一定灌漿壓力作用下，漿液沿漏水通漏水流速，當回漿管回漿后間歇式開啟引水道頂水流方向而上，當漿液竄通至一定濃度后逐步關閉孔口周邊控制閘以控制管狀滲管排除稀漿，當回漿接近進漿濃度時，引水管保持一定的開度，連續(xù)灌至出漿逐步減少，直至封堵漏水通道。

5.灌漿效果質量評定

基坑圍堰巖溶滲流通道在采用埋設引管和閘閥進行控制性灌漿處理后沒有發(fā)現(xiàn)明顯的滲水點，其灌漿成果和壓水試驗分析見下表：

基坑圍堰灌漿成果表（表1）

孔序 孔

數(shù) 灌漿總長（m） 注入水泥總量（kg） 單位注入量（kg/m） 壓水試驗段數(shù) 透水率范圍值（Lu） 透水率平均值（Lu）

I 41 615 824743 1341.046 6 3～5 4.7

II 39 585 745895 1275.034 8 3～5 4.3

從灌漿成果分析表可以看出，總體平均單位注入量超過1000kg/m，灌漿后檢查孔壓水試驗單位透水率q≤5Lu，壓水試驗單位透水率及灌漿單位注入量I、II序孔遞減規(guī)律規(guī)律，滿足灌漿質量檢查標準。業(yè)主、監(jiān)理、設計和施工四方綜合評定該基坑防滲灌漿施工施工工藝嚴格，特殊管狀巖溶堵漏措施正確，灌前、灌后q平均值滿足設計要求，帷幕的防滲滿足了廠房基坑工程安全施工的要求，為廠房系統(tǒng)安全度汛提供了保障。

6.結束語

某電站廠房基坑圍堰基礎存在管狀巖溶滲水通道，堰體由廠房開挖的塊石堆積而成，孔隙率大，存在局部架空現(xiàn)象，防滲處理難度較大。滲水通道堵漏采用埋設引管和閘閥控制水流流速進行處理，帷幕灌漿采用金剛石鉆頭回轉鉆進、套管護壁的鉆孔方法，采用孔口封閉、自上而下分段、孔內循環(huán)式的灌漿方法，使用水玻璃控制漿液凝固時間，摻入粉煤灰控制漿液濃度，分段控制灌漿壓力，較好地解決了廠房基坑防滲問題，滿足了某電站廠房系統(tǒng)汛期的安全度汛的要求，節(jié)約了施工成本，為廠房建筑物施工和機電設備安裝提供了保障。

參考文獻：

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[2]符平 等，水泥基速凝灌漿材料研究， 水利水電技術， 2004年第4期。

[3]張金接 等，大容量高效制漿工藝研究和應用，中國水利水電科學研究院學報，2004年第3期。