重慶草街航電樞紐防滲圍堰灌漿施工

摘 要：上、下游堰體架空現(xiàn)象嚴重，其漏水量仍然比較大。并在很多地方出現(xiàn)大的滲流通道。致使下圍堰與縱向圍堰一直沒有合攏，留著20m的卸壓攏口。本文以實際工程為例，結(jié)合上、下游堰體填筑結(jié)構(gòu)型式，確定戧堤防滲方案，本著既提高工效又節(jié)省成本造孔采用打管成孔法；灌漿采用自下而上純壓灌漿法，可供參考。

關(guān)鍵詞：帷圍堰架空；打管成孔；純壓灌漿

中圖分類號：TV543.8 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）33-0181-02

1 工程概況

重慶草街航電樞紐位于重慶市北碚區(qū)以北約18km的嘉陵江上。工程以航電為主，兼顧發(fā)電和其他綜合利用項目，庫容22億m3，渠化航道180km，電站裝機500MW，年發(fā)電量20億kW·h，為一等工程。臨時圍堰共分為上游圍堰、下游圍堰、縱向圍堰三個部分，施工軸線總長1345m，其中上游圍堰軸線長471m、下游圍堰軸線長214m、縱向圍堰軸線長660m。

2 圍堰防滲設(shè)計布置

2.1 堰體結(jié)構(gòu)

（1）臨時圍堰在嘉陵江右側(cè)原河床上，為樞紐橫向混凝土和15孔泄洪閘混凝土底板的干地施工服務(wù)。共分為上游圍堰、下游圍堰、縱向圍堰三個部分；上游圍堰防滲墻施工面頂高程184m，施工面頂寬近23.5m，下游圍堰防滲防滲墻施工面頂高程183m，施工面頂寬近16.5m；縱向圍堰于12月施工完成。大江截流采用下戧體方案，防滲線布置于截流戧堤上游側(cè)[1]。

（2）上游圍堰全部用大塊石堆積而成，堰體拋填層厚2～10m，填筑邊坡1：2，架空現(xiàn)象嚴重，其漏水量仍然比較大。并在很多地方出現(xiàn)大的滲流通道。致使下圍堰與縱向圍堰一直沒有合攏，留著20m的卸壓攏口。防滲線填筑主要成分為粘土和碎石，滲透性及可灌性均較差，但其自身的結(jié)構(gòu)在水的長期作用下又難以達到自身穩(wěn)定的要求。河床鵝卵石層厚0～7m，其粒徑多在100mm以內(nèi)，150～200mm以上的漂石也占有一定的比例。根據(jù)部位的不同，各層厚度相差較大。左邊深槽段由于是主河床沖刷區(qū)，槽深最大達14m；右邊河心灘段根據(jù)現(xiàn)場踏勘，有2～3m鵝卵石覆蓋層，出露高程最高部位到181m，系石英砂巖等堅硬巖石屬于強透水層。基礎(chǔ)巖層系侏羅紀的泥巖，表面多風化，屬于軟巖，為弱透水層，在急流和深槽部位或河岸部位，部分堰體直接覆蓋在基巖上。

2.2 圍堰防滲灌漿方案

（1）根據(jù)我們在嘉陵江流域的施工經(jīng)驗，結(jié)合上游堰體填筑結(jié)構(gòu)型式，確定戧堤防滲方案，上游圍堰灌漿軸線距離迎水面邊1.5m，右側(cè)于混凝土縱向圍堰相接，左側(cè)深入左堰肩20m。上游圍堰防滲灌漿施工進度直接影響橫向圍堰和后序工程的施工。灌漿軸線距離迎水面邊1.5m，右側(cè)于混凝土縱向圍堰相接，左側(cè)深入左堰肩20m；這次本著既提高工效又節(jié)省成本造孔采用打管成孔法；灌漿采用自下而上純壓灌漿法。

（2）圍堰防滲范圍：上游圍堰上至堰面下2m，下至深入基礎(chǔ)巖層0.4m。

（3）孔排距確定：共設(shè)兩排灌漿孔，單排孔距為1.5m，排距1.0m，梅花形布置。戧堤頂部2.0m厚在挖槽后填筑粘土或風化石渣并壓實，塑性灌漿與該心墻相接。

3 圍堰防滲工序及方法

施工工藝流程為：場地平整→臨時建設(shè)施工準備→布孔→鉆機就位→造孔→提管→通水→灌漿→提管→第二段灌漿→提管→終孔段灌漿→結(jié)束灌漿→封孔。

3.1 造 孔

采用XY-2型地質(zhì)鉆機卷揚提起300kg重的掉錘沿？準50鉆桿向下沖擊鉆桿連接套（鉆桿下方套著鐵制錐頭）進尺成孔，穿過填筑層和砂礫石層入基巖0.4m后，掉錘向上反沖擊提管20～30cm，這時錐頭自然脫離鉆桿，通水試驗可知。

3.2 灌 漿

（1）采用一次打孔到底、自下而上分段、孔內(nèi)純壓灌漿工藝。灌漿材料為水泥、細河砂、鋸末、水玻璃等灌材，漿液配合比如下：水：（水泥+粉煤灰）=0.5：1；膨潤土為水泥的1%；塑化劑為水泥的1～1.2%；

（2）對集中漏水點的處理。由于上游圍堰全部用大塊石堆積而成，江面水位（181m）與圍堰內(nèi)基坑水位（178m）差達到3m，堰體拋填層厚2～10m，填筑邊坡1：2，架空現(xiàn)象嚴重，其漏水量仍然比較大。并在很多地方出現(xiàn)大的滲流通道，灌入的水泥砂漿被水沖刷帶走，針對這種情況施工時采用：

①水泥砂漿0.5：1：1，酌量加入鋸末，灌漿耗漿量>1000L/m，采取加大鋸末的摻入量和間歇灌注[2]。

②可控性灌漿：水泥+水玻璃雙液漿液灌注和雙液雙管灌注。水泥漿中加入水玻璃主要起速凝作用，凝結(jié)時間因摻入量而異。作為速凝劑一般摻量較小，約占重量的3～5%。因本工程漏點水流量較大流速較快，水玻璃摻量相應(yīng)提高。

③注漿用水玻璃對其模數(shù)和濃度有一定的要求，模數(shù)M是描述水玻璃性能的一個重要參數(shù)，M的大小對注漿影響很大。模數(shù)小時凝結(jié)時間長，結(jié)石體強度低；模數(shù)大時凝結(jié)時間短結(jié)石體強度高。模數(shù)過大過小都對注漿不利。注漿時，一般要求水玻璃的模數(shù)在2.4～3.4較為合適。

④水玻璃的濃度以波美度Be′表示。水玻璃出廠濃度一般為（50～60）Be′，注漿使用范圍（30～40）Be′。其濃度可通過加入適量的水進行變換。水泥水玻璃常用配方為：水泥為42.5號普通硅酸鹽水泥，水泥漿的水灰比為1：1～0.8：1、0.5：1。

4 施工成果分析

（1）施工設(shè)計造孔314個實際施工加密168個孔合計造孔：482個，合計孔深3632m；耗用水泥：1016.622t，耗用砂：330m3；鋸末：25000kg；水玻璃：12t。平均耗灰為：280kg/m，最大耗灰：4500kg/m，最小耗灰：12kg/m。

（2）I序孔返漿孔深基本在離孔口約3～6m左右，II基本在離孔口約5～10m處開始返漿，返漿孔深明顯加深。

（3）上游圍堰基本孔灌漿結(jié)束后，下游圍堰卸壓攏口合攏，靠近上游低洼處滲水量只有100～150m3/h用一臺泵抽水即可。根據(jù)以上實際情況分析表明采用打管成孔采用水泥砂漿加鋸末和水泥砂漿+水玻璃雙液灌漿對回填料及架空較大滲流較明顯的堰體防滲堵漏效果非常明顯。

（4）上游圍堰灌漿前各排各序孔灌前壓水平均Lu值隨著排序孔序增加遞減較為明顯，尤其是下游排II序孔灌前Lu值多數(shù)<30，說明經(jīng)過上游排I、II序孔，下游排I、II序孔灌漿，已經(jīng)基本達到設(shè)計要求的防滲效果。從失水情況看，上游排孔失水孔比較多，占失水孔數(shù)的79%，而下游排孔失水孔已經(jīng)很少了，占失水孔數(shù)的21%。說明上游排孔的灌漿效果非常明顯。

5 結(jié)束語

綜上所述，通過對本文的分析討論得出以下結(jié)論：

（1）重慶航電樞紐上圍堰防滲灌漿，采用鉆機打管成孔灌漿較之前縱向圍堰高噴灌漿，即節(jié)省工程造價，又縮短了施工工期。

（2）采用水泥砂漿和水泥+水玻璃雙液灌注效果非常好，為大塊石架空圍堰地層實現(xiàn)閉氣提供了更加行之有效節(jié)省成本例證。通過水泥砂漿灌漿施工，堰體內(nèi)部部分塊石架空部位得到了有效的充填，部分改變了原塊石堆積體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，為進一步處理集中漏水地段創(chuàng)造了一定的條件。

（3）單排孔防滲效果不是特別明顯，而且水泥砂漿與水泥+水玻璃混合液擴散半徑有限，遇到細微滲漏通道可灌性差，必須通過兩排之間漿液擴散進行補充才能取得更好的效果。

（4）在實際施工中純水泥漿與水玻璃分別由注漿泵送到孔口混合注入孔內(nèi)直至灌漿結(jié)束。對于滲流量特別大的地段，施工時在防滲軸線上相距15～20cm打兩個孔，在兩個孔分別灌入水泥砂漿和水玻璃體積比為3：1，讓水泥砂漿和水玻璃在孔底混合。直至灌漿結(jié)束，堵漏防滲效果非常明顯。

參考文獻

[1]周建華，張金接，趙衛(wèi)全，等.控制性灌漿帷幕在橋墩圍堰防滲處理中的應(yīng)用研究[J].水利與建筑工程學報，2018（04）：11～15.

[2]蔣 蓉.水電站施工圍堰防滲施工技術(shù)研究[J].居舍，2018（09）：38+16.

收稿日期：2018-10-18

作者簡介：張云東（1972-），男，吉林永吉人，工程師，本科，從事水利水電施工工作。