水電站河灣地塊帷幕灌漿的施工技術(shù)

許向英

（義烏市楊宅水輪泵站　浙江　義烏　322002）

水電站河灣地塊帷幕灌漿的施工技術(shù)

許向英

（義烏市楊宅水輪泵站浙江義烏322002）

本文主要研究水電站河灣地塊帷幕灌漿施工技術(shù)要點(diǎn)及技術(shù)流程，并重點(diǎn)結(jié)合具體工程實(shí)例，對(duì)河灣地塊帷幕灌漿施工各階段具體工藝、材料配比及灌漿條件等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行說明，其次本文還對(duì)帷幕灌漿施工中可能遇見的問題及對(duì)策進(jìn)行敘述，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供參考。

水電站；河灣地塊；帷幕灌漿；技術(shù)要點(diǎn)

引言

對(duì)于大多數(shù)河灣地區(qū)來說，均為一些軟巖土層，而針對(duì)這些軟巖土層，利用高壓脈動(dòng)灌漿、封閉灌漿、自上而下的新工藝具有操作簡(jiǎn)單、成本低、施工質(zhì)量好及功效好等優(yōu)點(diǎn)。但就目前來看，很多地區(qū)在該技術(shù)實(shí)施過程中出現(xiàn)了一些問題，因此對(duì)河灣地塊帷幕灌漿施工技術(shù)進(jìn)行深入研究對(duì)同類工程的施工具有極為重要的意義。

1　項(xiàng)目概況

某水電站正常庫(kù)容12.5億m3，正常蓄水位為256m，裝機(jī)容量為960MW，整個(gè)水電站由主壩、副壩及相關(guān)廠房等組成。而河灣地塊帷幕灌漿工程主要包括主壩部門和副壩部分，整個(gè)防滲線路設(shè)計(jì)3900m，設(shè)計(jì)灌漿量19萬m3，工程設(shè)計(jì)投資1.5億元人民幣。而就河灣地塊地層土質(zhì)來說，其上層為白堊系紅層，并且呈現(xiàn)出強(qiáng)風(fēng)化狀，巖體碎裂。

2　該帷幕灌漿工程具體施工

工程灌漿之前首先將各個(gè)灌漿孔段進(jìn)行封閉，灌漿過程自下而上進(jìn)行，并且使用高壓脈動(dòng)灌漿泵，利用其瞬間高壓以實(shí)現(xiàn)均勻的控制灌漿，有效防止材料浪費(fèi)、無效灌漿等問題出現(xiàn)，并且整個(gè)灌漿過程中，工程采用分序加密原則，分布實(shí)施，孔距設(shè)計(jì)為2m。

2.1工程具體施工流程

按照帷幕灌漿相關(guān)技術(shù)要求及該工程河灣地塊實(shí)際地質(zhì)構(gòu)造情況，整個(gè)工程施工流程如圖1所示，而且要求整個(gè)施工過程中嚴(yán)格按照如下工藝流程進(jìn)行。

2.2工程漿體封閉所用材料及具體工藝

圖1　帷幕灌漿工程施工流程圖

對(duì)于帷幕灌漿施工來說，漿體封閉是工程施工重點(diǎn)，其主要作用是完成整個(gè)孔段的均勻灌漿及灌漿提升過程中出漿口的三維封閉[1]。而具體漿體封閉來說，則應(yīng)該遵循快速、方便、穩(wěn)定等原則，而該工程具體漿體封閉材料性能參數(shù)如表1所示：而就具體施工來說，首先按照封閉孔段段長(zhǎng)及灌漿量進(jìn)行灌漿，然后進(jìn)行壓漿替孔，使得封閉漿液被壓至灌漿段之上，等到封閉漿體初凝之后再進(jìn)行下次灌漿及提升。

表1　該工程漿體封閉材料性能參數(shù)表

2.3具體灌漿壓力及漿液配比

對(duì)于該工程來說，根據(jù)工程前期試驗(yàn)結(jié)果顯示，及結(jié)合所用灌漿機(jī)具、設(shè)備、地質(zhì)地層條件等確定，使用自下而上，每隔30m為一個(gè)灌漿段，遇見巖溶、斷層等特殊點(diǎn)，則根據(jù)具體缺陷程度確定。而具體工程各個(gè)灌漿段實(shí)際壓力則根據(jù)最大脈動(dòng)壓力值進(jìn)行具體控制。工程對(duì)于紅層和灰?guī)r接觸帶、灰?guī)r巖溶帶等均使用改性粘土水泥膏進(jìn)行灌注，具體漿液配比如表2所示；工程對(duì)完整灰?guī)r帶進(jìn)行灌注則采用改性粘土穩(wěn)定漿液，具體配比如表2所示；其中灰?guī)r段使用灰土比為1：1改性粘土水泥漿液，紅層段灰土比則為1：1.5改性粘土水泥漿液。

表2　該工程漿液配比

2.4該工程灌漿控制

對(duì)于該工程帷幕灌漿來說，主要是以連續(xù)間隔提升灌注為主，因此工程灌漿控制主要以分段控制為主，而具體灌漿控制標(biāo)準(zhǔn)則有兩個(gè)：①灌漿壓力大于等于Pmin，而漿液注入量則大于等于Vmax;②灌漿壓力大約等于Pmax注入量小于等于Vmin，最終灌漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)注入量及壓力時(shí)，提升至上一灌漿段內(nèi)并且搭接1m之后，才能夠結(jié)束該段灌漿[2]。

3　該工程帷幕灌漿施工過程中出現(xiàn)的問題及解決對(duì)策

帷幕灌漿工藝在該水電站河灣地塊具體施工過程中主要出現(xiàn)了如下一些問題，在深入研究之后，對(duì)這些問題進(jìn)行了及時(shí)解決：

3.1漿體封閉所用材料失效

在該工程部分地段灌漿過程中，遭遇地下水，而由于漿體封閉材料強(qiáng)度不足，致使原來灌漿段封閉作用沒有很好發(fā)揮。因此工程通過研究，決定調(diào)整封閉漿體材料配比，使用水硬性質(zhì)的封閉材料更換了原來的氣硬性質(zhì)的封閉材料，最終有效解決了漿體封閉所用材料失效問題。

3.2灌漿所用灌漿桿抱死

該工程在初期施工過程中，由于漿體封閉材料硬化，而導(dǎo)致灌漿桿抱死，進(jìn)而導(dǎo)致無法提灌。而經(jīng)過對(duì)比相關(guān)資料及研究，工程首先就封閉漿體所用材料配方進(jìn)行了試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)，然后對(duì)漿液材料配比進(jìn)行了調(diào)整，其次工程在實(shí)際灌漿過程中，要求不得停轉(zhuǎn)灌漿桿，最終有效解決了灌漿桿抱死問題[3]。

3.3吃漿、漏漿問題

在該工程灌漿過程中，在一些地方發(fā)現(xiàn)吃漿問題，而就結(jié)合經(jīng)驗(yàn)及地質(zhì)情況，這些漏漿地區(qū)大多是地下溶洞集中區(qū)或孔隙段，面對(duì)這一問題，工程及時(shí)使用濃膏漿替換了原有穩(wěn)定漿液，并且利用高壓脈動(dòng)泵泵送濃膏漿填充大的空隙及溶洞，最終實(shí)現(xiàn)了有效灌注。

3.4堵管問題

在該工程灌漿初期，頻繁出現(xiàn)了堵管問題，這使得灌漿停止，而經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致堵管問題出現(xiàn)的主要原因是，工程施工人員對(duì)灌漿材料硬化性能缺乏掌握，而經(jīng)過技術(shù)小組進(jìn)行研究，并現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)之后，工程施工人員切實(shí)掌握了灌漿材料硬化規(guī)律，并且將漿液中的快硬成分分離，然后添加至攪拌機(jī)內(nèi)，也就是灌漿之前添加。

4　該帷幕灌漿工程技術(shù)要點(diǎn)

由于河灣地塊主要為松軟巖土，為了在灌漿過程中盡可能避免冒漿、串漿等問題，工程主要采取了如下技術(shù)措施：①對(duì)灌漿孔內(nèi)采用自下而上灌漿，而對(duì)于灌漿段則使用了特制漿體摻人封閉材料內(nèi)進(jìn)而形成灌漿段，以保證整個(gè)灌漿段內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)均勻受灌。②工程利用高壓脈動(dòng)泵制造脈動(dòng)高壓灌漿，以消除地層內(nèi)三維應(yīng)力差異，以切實(shí)控制整個(gè)孔段均勻充填，防止無效灌注。③工程特別研制了兩種改性漿液，以實(shí)現(xiàn)漿液凝結(jié)時(shí)間可調(diào)整、漿液抗沖刷性強(qiáng)及漿液擴(kuò)散可控等，有效地解決了工程中耗漿量大等問題。

5　結(jié)束語

該水電站河灣地塊帷幕灌漿施工工程難度大、所處地質(zhì)條件復(fù)雜、工程量大，因此整個(gè)工程使用了“高壓脈動(dòng)灌漿、漿體封閉”的帷幕灌漿工藝，并且根據(jù)工程具體情況，工程在不同地區(qū)使用了不同漿液，最終有效保證了工程設(shè)計(jì)要求及大幅度節(jié)省了資金投入。但是帷幕灌漿技術(shù)在該工程應(yīng)用過程中，也出現(xiàn)了諸如施工單位抵觸、技術(shù)參數(shù)反復(fù)調(diào)整等眾多問題，因此對(duì)于同類工程施工，必須要吸取教訓(xùn)，最終真正發(fā)揮帷幕灌漿成本低、工效高、操作簡(jiǎn)單等眾多優(yōu)勢(shì)。

[1]張景秀.壩基防滲與灌漿技術(shù)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2012 （05）：34～36.

[2]程鑒基.灌漿技術(shù)在軟土地基處理中的綜合應(yīng)用[N].巖土工程學(xué)報(bào)，2013（09）：89～93.

[3]張貴金，許毓才，陳安重，等.一種適合松軟地層高效控制灌漿的新工法自下而上、漿體封閉、高壓脈動(dòng)灌漿[J].水利水電技術(shù)，2012（03）：38～39.

TV543.5

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1673-0038（2015）41-0287-02

2015-9-27

許向英（1972-），女，浙江義烏人，助理工程師，本科，主要從事水利工程建設(shè)施工及水電站建設(shè)運(yùn)行管理工作。