水利水電工程地基防滲帷幕灌漿法研究

于仲離 宣 焱

中國水利水電第一工程局有限公司 遼寧省大連市旅順口區(qū)中水山莊基礎(chǔ)工程分局

水利水電工程地基防滲帷幕灌漿法研究

于仲離 宣 焱

中國水利水電第一工程局有限公司 遼寧省大連市旅順口區(qū)中水山莊基礎(chǔ)工程分局

近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，筑壩技術(shù)水平不斷提高，越來越多的高壩逐漸呈現(xiàn)在人們的視野之中。壩體高度的增加迫使兩岸及壩基帷幕灌漿的深度越來越大。這樣一來，對帷幕灌漿的鉆孔就提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。鉆孔越深，地質(zhì)條件就會越復(fù)雜，鉆機客觀存在的機械誤差也會越來越大，最終很可能導(dǎo)致鉆孔實際位置偏離設(shè)計位置較多，帷幕底部將變得參差不起，不能起到應(yīng)有的防滲效果。本文針對帷幕灌漿設(shè)計，提出了合理的設(shè)計方案，有效地解決了搭接處的帷幕削弱問題。

水利水電；帷幕灌漿；技術(shù)應(yīng)用

隨著社會的發(fā)展，成功地修建了許多水利水電工程。但由于地質(zhì)條件復(fù)雜或勘察研究不夠，出現(xiàn)了一些病險漏庫。在各種巖溶滲漏水庫中，又以淺切型巖溶縱向河谷地區(qū)壩基的滲漏問題最為普遍和最為嚴(yán)重。因此，對這些病漏水庫的再勘察及加固處理也就成為水利水電工程地質(zhì)研究的一項重任。

1 工程概況及主要地質(zhì)情況

瓜峪水庫位于山西省河津市境內(nèi)汾河支流瓜峪河上，水庫控制流域面積145km2，壩型為堆石混凝土重力壩，最大壩高68.5m，水庫總庫容250萬m3。大壩壩址位于瓜峪河碳酸鹽巖峽谷區(qū)，距峽谷區(qū)出口約3.62km。壩址區(qū)河道呈“S”型，壩址選在云頭堡左側(cè)河流順直地段，云頭堡是右岸宏厚山體的一個凸出山梁，左岸為凹岸，兩岸山頂高程逐步抬高至850m以上。壩址巖層產(chǎn)狀N25°E/ NW∠5°，傾向下游，無斷裂構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造以高傾角長大裂隙密集帶及節(jié)理裂隙為主。

2 滲漏原因分析

對大壩壩體填筑土采取原狀樣作室內(nèi)擊實試驗，經(jīng)對試驗成果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計后得出大壩壩體填筑土壓密度指標(biāo)見表1。

表1 大壩填筑土①2壓密性指標(biāo)統(tǒng)計

由表1看出，大壩填筑土①2壓實度為84.5%。不符合《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計導(dǎo)則》(SL189-96)提出的中小型土壩壓實度為95%～97%的要求，壩體密實度欠佳。取大壩壩體原狀土樣作室內(nèi)土工試驗成果結(jié)果，壓縮系數(shù)0.17～0.25MPa-1，平均值為0.21MPa-1；壓縮模量7.2～11.4MPa，平均值為9.1MPa。鉆孔實測浸潤線水位見表(略)。對壩體填筑土①2層進(jìn)行鉆孔注水試驗，注水試驗成果統(tǒng)計見表(略)。由上述數(shù)據(jù)分析大壩滲漏原因是建壩時接觸了帶填土含較多風(fēng)化石，分層過厚，碾壓不緊，引起的滲漏。

3 帷幕灌漿施工技術(shù)

3.1 帷幕灌漿施工程序

施工準(zhǔn)備→測量放樣→抬動孔鉆孔及觀測裝置安裝→下游排先導(dǎo)孔鉆孔、壓水、灌漿及封孔→下游排I序孔施工→下游排II序孔施工→下游排III序孔施工→上游排I序孔施工→上游排II序孔施工→上游排III序孔施工→檢查孔施工

3.2 施工工藝

1)帷幕灌漿范圍

工程勘察地質(zhì)資料表明，壩址處地下水位比壩基低20m左右，為減少壩基滲漏，降低滲透壓力，提高壩基抗滑穩(wěn)定性，在壩軸線上游2.2m處壩基設(shè)置防滲帷幕，帷幕伸入地下水位以下1―2m。帷幕灌漿設(shè)計底高程617m，壩基最大灌漿深度為21.5m。為減少左、右岸繞壩滲漏，在大壩左、右壩肩設(shè)置防滲帷幕，左壩肩帷幕灌漿范圍為大壩0-004.00―大壩0+031.00，右壩肩帷幕灌漿范圍為大壩0+055.00―大壩0+095.00，左、右壩肩灌漿頂高程為707.00m，底高程為617.00m，壩肩最大灌漿深度達(dá)81.80m。壩肩及壩基帷幕灌漿孔均設(shè)一排，孔距2.0m。施工時帷幕灌漿按分序加密的原則分三序進(jìn)行。

2)灌漿鉆孔

1.灌漿鉆孔。采用回轉(zhuǎn)式鉆機和金剛石鉆頭鉆進(jìn)，但溶洞情況復(fù)雜，采用常規(guī)鉆孔的經(jīng)過多種方案比較，最后采用套管跟進(jìn)的方法較好地解決了鉆孔困難的問題。

2.沖洗灌漿孔。在灌漿前應(yīng)進(jìn)行孔壁與裂隙沖洗，孔內(nèi)沉積厚度不超過在斷層，大裂隙等地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)，是否需要進(jìn)行裂隙沖洗以及如何沖洗，應(yīng)通過現(xiàn)場灌漿試驗確定。

3.制漿。采用集中制漿，分部位供漿，漿液濃度采用標(biāo)準(zhǔn)漏斗粘度計檢測，要求漏斗粘度小于細(xì)度主要采用沉降法，用激光粒度儀校核，要求每10t水泥檢測1次。

4.灌漿。漿液配比與變換參照帷幕灌漿的施工要求按以上要求及規(guī)范要求的特殊情況處理。灌漿施工后灌漿仍無法結(jié)束，采用限量灌注，待凝、掃孔復(fù)灌，仍無法結(jié)束灌漿的，灌漿方法原則上采用巖溶堵漏實施方案，視情況采用灌注砂漿或雙管雙液灌注。

5.灌漿壓力。灌漿壓力以孔口回漿管處壓力表指示為準(zhǔn)，開灌后如無特殊情況，應(yīng)盡快將灌漿壓力調(diào)至設(shè)計壓力灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)與封孔方法灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，在規(guī)定壓力下如灌漿段單孔的吸漿量小于繼續(xù)灌注、灌漿即可結(jié)束，灌注砂漿或雙管雙液灌注的灌漿壓力及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)同時滿足以下兩個要求，方可結(jié)束灌漿，在設(shè)計壓力下，注入率小于時延續(xù)灌注時間不少于灌漿全過程中。

3)灌漿質(zhì)量控制

灌漿所用水泥須有廠家質(zhì)保書，且按規(guī)定復(fù)檢合格，水泥保持新鮮無結(jié)塊，出廠超過三個月的水泥不得使用。

孔壁沖洗和脈動裂隙沖洗工作直接影響灌漿質(zhì)量，沖洗和脈動裂隙沖洗結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

每臺灌漿設(shè)備安裝自動計量裝置，控制灌入量。壓水試驗認(rèn)真檢查有無鄰孔，特別是在鉆進(jìn)的孔段，如果發(fā)現(xiàn)串通，正在施工的鉆孔停鉆，沖洗、下管阻塞。

結(jié)束語

水利水電灌漿的設(shè)計應(yīng)充分考慮地質(zhì)條件的復(fù)雜性，根據(jù)建筑物的使用功能及規(guī)模，選擇有代表的試驗地段確定合理的灌漿參數(shù)，用試驗來指導(dǎo)施工。水利水電灌漿的施工困難較大，不可預(yù)見的因素多于施工單位的經(jīng)驗，對工藝的選擇，施工技術(shù)水平的好壞將直接影響工程的成敗。

[1]王聰.帷幕灌漿技術(shù)在大藤峽水電站導(dǎo)流圍堰工程中的應(yīng)用研究[D].吉林大學(xué)，2016.

[2]薛千明.防滲灌漿在水利水電工程中的應(yīng)用及招標(biāo)承包方式分析[D].吉林大學(xué)，2004.

[3]李柏霖.帷幕灌漿施工技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2016，07：229.