猴子巖水電站帷幕灌漿特殊情況處理

丁 加 原， 朱 強， 謝 華

(四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，四川 成都 611130)

1 工程概況

猴子巖水電站攔河大壩為混凝土面板堆石壩，壩頂高程為1 848.50 m，最大壩高223.50 m，為國內第二高面板堆石壩。大壩帷幕灌漿由兩岸灌漿平洞(分上中下三層)、趾板基巖帷幕和平洞搭接帷幕灌漿組成，大壩帷幕和大壩面板、趾板以及大壩接縫止水共同構成大壩封閉的防滲體系。大壩帷幕灌漿設計工程量為27.45萬m，沿帷幕軸線共布置2排帷幕灌漿孔，分上下游兩排施工，排距1.2 m、孔距2.0 m，最大孔深為150.0 m(主要在左岸趾板1 700.00 m高程附近)，最大灌漿壓力為4.5 MPa。

2 基本地質條件

左岸趾板建基巖體局部為薄層狀白云變質灰?guī)r、變質灰?guī)r，夾含絹云母變質灰?guī)r等，巖石較堅硬完整，巖溶發(fā)育輕微，以溶孔、溶隙為主；左岸壩肩巖質邊坡為巖層傾上游的層狀結構斜～橫向坡，左岸壩肩以里約390.0 m發(fā)育規(guī)模較大的F0斷裂和F3斷層，帶寬5.0 m～11.0 m不等，主要由破裂巖、碎粒巖、碎粉巖組成，擠壓構造明顯。趾板未發(fā)現(xiàn)大的斷層及層間擠壓破碎帶，巖體中隨機分布小的斷層及順層擠壓破碎帶。左岸強卸荷巖體無大的集中張開裂隙，但強卸荷巖體中裂隙普遍發(fā)育，長大結構面多松弛張開，多充填巖屑，局部充填次生泥，短小及隱裂隙也多張開或微張，無填充，裂面多銹染。

河床趾板建基巖體為白云變質灰?guī)r、變質灰?guī)r，局部含絹云母變質灰?guī)r等，巖石較堅硬完整，巖溶不發(fā)育，巖體中隨機分布小的斷層及順層擠壓破碎帶，趾板基座回填混凝土大部分建于弱風化下段巖體上，部分為微新巖體。

右岸趾板建基巖體局部為薄層狀白云變質灰?guī)r、變質灰?guī)r，局部含絹云母變質灰?guī)r等，巖石較堅硬，巖溶不發(fā)育；右岸壩肩巖質邊坡為巖層傾上游的層狀結構斜～橫向坡，趾板未發(fā)現(xiàn)大的斷層及層間擠壓破碎帶，巖體中有隨機分布小斷層及順層擠壓破碎帶。右岸強卸荷巖體裂隙普遍發(fā)育，大都張開，長大結構面多充填巖屑、石英，短小及隱裂隙也多張開或微張，無填充，裂面多銹染。

3 特殊情況及其處理措施

3.1 無壓無回吸漿量較大情況的處理

帷幕灌漿施工過程中經常會遇見無壓無回、吸漿量較大的孔段，這種情況會造成帷幕灌漿續(xù)時間長，耗灰量大，一定程度上造成了時間和資源的浪費。猴子巖水電站帷幕灌漿施工過程針對無壓無回、吸漿量較大的情況采取了如下處理措施：

(1)無壓無回的情況下灌注至0.5∶1的濃漿600.0 L后采取孔口加砂或水玻璃的措施，待漿液注滿灌漿孔后安裝孔口封閉器進行灌漿直至灌漿正常結束，結束后將鉆桿提升超過該灌注孔段后再注水沖洗(禁止沖洗水壓過高)，或將濃漿置換成2∶1或1∶1稀漿再提升鉆桿，鉆桿提升完畢后向孔內注滿0.5∶1的濃漿進行待凝(一般為24 h)，并由現(xiàn)場質檢員和現(xiàn)場監(jiān)理簽署“灌漿部位嚴重失水或吸漿量較大孔段處理措施實施情況確認表”(表1)。

(2)根據(jù)猴子巖水電站實際情況，若灌注段單耗大于或等于500.0 kg/m，盡管灌漿正常結束仍對該灌注段采取待凝措施，待凝前灌注段注滿0.5:1的濃漿，進行下一段鉆孔施工前，由現(xiàn)場質檢員和現(xiàn)場監(jiān)理共同用測繩檢查該灌注段內是否有漿液并簽署“灌漿部位嚴重失水或吸漿量較大孔段處理措施實施情況確認表”(表1)。

表1 灌漿部位嚴重失水或吸漿量較大孔段處理措施實施情況確認表

要求：①灌前壓水無壓無回、嚴重失水孔段、注入量較大的情況應嚴格執(zhí)行本表；加砂處理過程中質檢人員及現(xiàn)場監(jiān)理應全過程共同見證，并監(jiān)督將鉆桿提升超過該灌注孔段后再注水沖洗(禁止沖洗水壓過高)，或將濃漿置換成2∶1或1∶1稀漿再提升鉆桿的落實，以及提升鉆桿后孔口注0.5∶1濃漿將失水孔段填充滿的檢查落實；

②吸漿量較大的情況，若單耗大于或等于500 kg/m，盡管灌漿正常結束仍需待凝；

③該表實施填寫過程中，由當班質檢人員轉給下班質檢人員，請作好交接班工作。

通過采取上述處理措施，在帷幕灌漿質量達到設計防滲要求的同時保證了施工進度、節(jié)約了工程投資。

3.2 串漿孔段的處理

猴子巖水電站左岸趾板第9―12單元(高程為1 683.00 m～1 739.00 m)帷幕灌漿施工過程中，出現(xiàn)壓力小于3.0 MPa時灌漿流量較小，當壓力升至3.0 MPa及以上時壓力陡降流量增大的現(xiàn)象，并伴隨著多孔段相互串漿的情況。按照規(guī)范要求進行處理，即阻塞串漿孔，待灌漿孔灌漿結束后，再對串漿孔進行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進或灌漿。但是，在對串漿孔進行灌漿時仍出現(xiàn)相同的串漿現(xiàn)象，這不僅影響了施工進度，在一定程度上施工質量也得不到保證。對此，在施工過程中采取了如下處理措施：

盡管規(guī)范規(guī)定同一排相鄰的兩個次序孔之間，以及后序排的第一次序孔與其相鄰部位前序排的最后次序孔之間，在巖石中鉆孔灌漿的高差不得小于15.0 m，但考慮該部位地特殊性，在工期允許條件下，為保證帷幕灌漿施工質量，采取了單孔灌漿施工方法，即待前一個帷幕孔灌漿施工完成后再進行后一個帷幕孔的鉆孔灌漿施工。通過采取上述處理措施，該部位串漿情況得到遏制，灌漿質量也滿足設計防滲要求。

3.3 鉆孔返黃水的處理

猴子巖水電站左岸趾板第5―6單元(高程為1 768.76 m～1 799.14 m)出現(xiàn)多段鉆孔返黃水，部分鉆孔返黃水孔段在高壓灌漿過程中出現(xiàn)從擠壓邊墻漏漿現(xiàn)象，這種情況會影響水泥漿液擴散半徑，從而影響帷幕灌漿效果。對此施工過程中采取了如下措施：

鉆孔至返黃水結束后停止鉆孔，并增大沖洗水流量，直至回水清澈為止，隨后立即進行灌漿。若出現(xiàn)擠壓邊墻漏漿現(xiàn)象，待變漿至0.5∶1的濃漿后降低灌漿壓力、減小灌漿流量，人工對漏漿點進行封閉。為保證帷幕質量，結合現(xiàn)場實際情況，灌漿正常結束后進行待凝復灌，并在第6單元帷幕軸線上增加一排孔深30.0 m，孔距2.0 m的淺層帷幕補強孔；在第5單元帷幕軸線上增加一排孔深70.0 m，孔距2.0 m的深層帷幕補強孔。經后續(xù)質量檢查，該部位滿足設計防滲要求。

3.4 孔口涌水的處理

猴子巖水電站河床水平趾板位于基坑最低處，帷幕灌漿孔段均處于地下水十分豐富的區(qū)域，因此灌漿孔孔口均有不同程度的涌水現(xiàn)象?？卓谟克畬酀{過程升壓造成一定影響，從而影響灌漿質量，灌漿前對涌水孔進行登記，并測定涌水量和涌水壓力，根據(jù)涌水情況，選用下列一條或多條措施進行綜合處理：

(1)縮短段長、提高灌漿壓力。即將段長由原來的5.0 m縮短至2.0 m或3.0 m，灌漿壓力為原設計灌漿壓力與涌水壓力之和；

(2)延長屏漿時間。涌水壓力小于0.2 MPa時，屏漿時間由原來的30.0 min延長至60.0 min；涌水壓力大于0.2 MPa時，屏漿時間由原來的30 min延長90 min；

(3)待凝。涌水壓力小于0.2 MPa時，待凝時間為24 h；涌水壓力大于0.2 MPa時,待凝時間為48 h。

采取上述措施取得了十分明顯的效果，灌注結束孔段及灌后檢查孔均未出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，質量檢查滿足設計防滲要求。

3.5 山體外漏的處理

猴子巖水電站右岸趾板第29―31單元(高程為1 743.94 m～1 790.33 m)帷幕灌漿施工過程中，30 m以內淺層區(qū)域多次出現(xiàn)趾板邊坡山體漏漿現(xiàn)象。前期，針對趾板邊坡山體外漏孔段，按照規(guī)范及設計技術要求采取低壓、限流、濃漿、間歇、待凝復灌等處理措施，均達到灌漿結束標準。但灌后檢查淺層區(qū)域孔段均不滿足設計防滲要求。

參建各方對此進行了分析討論，發(fā)現(xiàn)檢查孔巖芯裂隙以陡傾角裂隙為主，裂隙內水泥結石充填飽滿，但結石普遍呈現(xiàn)“疊層”現(xiàn)象，證明同一條裂隙經過灌漿進行了多次充填，說明淺層巖體易產生灌漿劈裂，無法承受較大壓力。為此采取了如下處理措施：

右岸趾板第29―31單元靠山體側增加一排淺層帷幕補強孔，孔深為入巖30.0 m。為避免淺層區(qū)域巖體承受高壓而產生劈裂，灌漿施工工藝由“孔口封閉、自上而下分段、孔內循環(huán)高壓灌漿法”改為“自上而下分段阻塞、段內循環(huán)高壓灌漿法”；同時在滿足蓄水后承受水頭壓力的前提下，適當降低淺層區(qū)域孔段的檢查孔壓水壓力。通過處理后，未再出現(xiàn)山體漏漿現(xiàn)象且灌后復檢均滿足設計防滲要求。

4 結 語

防滲體系的建立對保證水工建筑物安全運行有著非常重要的作用，而帷幕灌漿又是建立防滲體系的主要手段，一直以來得以廣泛應用。帷幕灌漿是將漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成連續(xù)的阻水帷幕，以減小滲流量和降低滲透壓力的灌漿工程，其專業(yè)性和隱蔽性都比較強，在施工過程中經常會遇到很多特殊情況。猴子巖水電站帷幕灌漿施工過程中遇到的特殊情況都是比較常見的，在處理過程中除了采用常規(guī)處理措施外也根據(jù)地質及現(xiàn)場實際情況摸索出了一些特有的處理措施，這些措施與常規(guī)措施形成有效的互補，讓帷幕灌漿達到理想的防滲效果，對其他類似帷幕灌漿工程特殊情況處理具有借鑒意義。