毛灘電站中儲門槽基礎(chǔ)固結(jié)灌漿試驗(yàn)施工

摘 要：本文介紹毛灘電站中儲門槽基礎(chǔ)固結(jié)灌漿試驗(yàn)的主要施工工藝，以及灌漿效果檢測手段。通過試驗(yàn)，并根據(jù)檢測結(jié)果分析，表明基礎(chǔ)固結(jié)灌漿灌入量與地址條件是相符合的，灌漿效果是明顯的。

關(guān)鍵詞：毛灘電站；中儲門槽；基礎(chǔ)；固結(jié)灌漿

中圖分類號：TV543 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）35-0164-02

1 工程概述

1.1 工程概況

毛灘水電站工程位于夾江縣順河鄉(xiāng)境內(nèi)的青衣江干流上，是千佛巖電站至青衣江匯口河段推薦的兩級規(guī)劃方案中的第一級開發(fā)方案。采用河床式長尾水渠開發(fā)方式，工程開發(fā)任務(wù)為發(fā)電，兼顧灌溉、防洪、城鎮(zhèn)工業(yè)、生活及景觀用水，遠(yuǎn)期長征渠修建后，服從長征渠灌溉用水，余水發(fā)電。電站為混合式開發(fā)，水庫正常蓄水位406.00m，回水至夾江水文站下游約0.8km處，額定水頭17m，電站設(shè)計(jì)引用流量531m3/s，電站裝機(jī)容量102MW，水庫總庫容3000萬m3，多年平均發(fā)電量48853萬kW·h。

本工程設(shè)計(jì)正常高水位406.0m，回水至夾江水文站下游約0.8km處，額定水頭17m，電站設(shè)計(jì)引用流量531m3/s，裝機(jī)容量3×34MW，其主要水工建筑物有廠房、儲門槽、沖沙閘、泄洪閘、尾水渠、左右岸防洪堤等工程。

中儲門槽位于4#機(jī)及沖沙閘之間，儲門槽全長30.8m，基礎(chǔ)建基面高程EL390.5，頂部高程EL410.8，目前已施工至EL396.0m。由于儲門槽基礎(chǔ)為回填砂卵石基礎(chǔ)，為保證電站后期運(yùn)行安全，按照設(shè)計(jì)要求對中儲門槽基礎(chǔ)進(jìn)行固結(jié)灌漿處理。

1.2 灌漿試驗(yàn)施工的目的

為提高中儲門槽地基的整體性和強(qiáng)度，本次灌漿施工的目的是根據(jù)中儲門槽基礎(chǔ)的特性，有針對的采取一些措施和方法，使中儲門槽基礎(chǔ)的整體性、剛度和強(qiáng)度均得到提高，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)的要求，且做到工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理。

2 固結(jié)灌漿設(shè)計(jì)

本工程固結(jié)灌漿孔布置在目前已施工完成的中儲門槽EL396.0平臺上，共計(jì)100個(gè)灌漿孔。灌漿孔共分四序，除上下游兩側(cè)Ⅰ、Ⅱ序孔外，其余各孔、排距均為3.0m×3.0m。

3 固結(jié)灌漿試驗(yàn)施工

3.1 試驗(yàn)孔布置

本工程灌漿試驗(yàn)孔布置在中儲門槽左側(cè)回填砂卵石基礎(chǔ)上，因?yàn)樵摬课粸榛靥钌奥咽A(chǔ)，透水率和沉降均要大于天然砂卵石基礎(chǔ)，而且該部位灌漿孔深度較深。所以，在該部位設(shè)置試驗(yàn)孔，確定的灌漿施工參數(shù)，能夠作為本工程固結(jié)灌漿的最終施工參數(shù)。試驗(yàn)孔灌漿施工完成后，在試驗(yàn)孔之間造孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，以確定灌漿的效果。

3.2 抬動(dòng)觀測施工

在本工程施工時(shí)，在施工區(qū)內(nèi)的抬動(dòng)觀測孔中安設(shè)1個(gè)抬動(dòng)觀測裝置，布置在灌漿試驗(yàn)孔左側(cè)，距試驗(yàn)孔約4m。抬動(dòng)觀測裝置在灌漿施工前安裝完畢。抬動(dòng)觀測裝置安裝圖如圖1所示。

（1）抬動(dòng)孔鉆孔結(jié)束后，在孔底部1m用水泥砂漿充填，隨即在孔內(nèi)下置一根6′鋼管（距管底部1m處焊接有對中圓形鋼板，鋼板上設(shè)置一橡膠塞）。

（2）在6′鋼管外套裝一根11/2″鋼管，鋼管底部與橡膠塞緊密接觸，鋼管外壁與孔壁間隙填入粉細(xì)砂至孔口。用水泥砂漿將11/2″鋼管與上部巖體（或混凝土蓋板）鑄死。將11/2″鋼管管口部分用麻絲填實(shí)，以免水泥漿進(jìn)入11/2″鋼管將6′鋼管鑄死。

（3）在距該孔約0.15m處鉆孔（孔徑50mm，孔深1.5m），孔底部0.5m用水泥漿充填，隨即下置一根長為1.8m的4′鋼管（距管底部0.5m處焊接有對中圓形鋼板）后，用水泥漿充填上余部分。

（4）在6′與4′鋼管之間安裝千分表。

（5）安裝好了抬動(dòng)觀測裝置后，在施工中要妥善保護(hù)。

3.3 抬動(dòng)變形觀測

（1）此次試驗(yàn)監(jiān)測基巖抬動(dòng)變形的目的是為了確定在抬動(dòng)變形100μm范圍內(nèi)各灌漿段最大允許灌漿壓力，以指導(dǎo)灌漿施工。

（2）抬動(dòng)變形采用千分表觀測。當(dāng)某段壓水、灌漿的壓力增大時(shí)，千分表指針指示數(shù)值將發(fā)生變化；當(dāng)某一壓力穩(wěn)定后，千分表上指示的終值減去初始值即為壓力下基巖的抬動(dòng)值。

（3）在壓水試驗(yàn)和灌漿過程中進(jìn)行抬動(dòng)變形觀測與記錄。每隔10min測記一次千分表讀數(shù)。當(dāng)抬動(dòng)變形值超過規(guī)定值100μm時(shí)，停止灌漿，并報(bào)告現(xiàn)場監(jiān)理工程師，并按照現(xiàn)場監(jiān)理工程師指示進(jìn)行。

3.4 鉆 孔

本工程灌漿造孔采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔工藝，抬動(dòng)觀測孔、質(zhì)量檢查孔孔徑為？準(zhǔn)76mm，其余灌漿孔孔口段孔徑為？準(zhǔn)76mm，以下各段不得小于？準(zhǔn)46mm。灌漿孔鉆孔應(yīng)按灌漿分序、分段原則鉆進(jìn)。

灌漿造孔分段長度第一段（接觸段）一般為2～2.5m，以下各段一般為5～6m。造孔困難時(shí)可適當(dāng)縮短段長。

鉆孔過程中應(yīng)每10m進(jìn)行一次孔斜測量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)孔斜偏差值超過允許偏差規(guī)定時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取糾偏等補(bǔ)救措施進(jìn)行處理。

3.5 鉆孔沖洗及簡易壓水試驗(yàn)

由于本工程為砂卵石基礎(chǔ)，所以在鉆孔完成后孔內(nèi)不進(jìn)行沖洗，如需進(jìn)行沖洗需經(jīng)現(xiàn)場研究后確定孔內(nèi)沖洗方式。

灌漿孔的各灌漿段在灌漿前應(yīng)進(jìn)行簡易壓水試驗(yàn)。壓力為灌漿壓力的80%，該值若大于1MPa時(shí)，采用1MPa。壓水20min，每5min測讀一次壓入流量，取最后流量值作為計(jì)算流量。

3.6 灌 漿

3.6.1 施工順序及灌漿方法

（1）施工順序

固結(jié)灌漿施工的特點(diǎn)就是“圍、擠、壓”，就是先把灌漿區(qū)圈圍住，再在中間插孔灌漿擠密，最后逐序壓實(shí)。灌漿孔按分層分序、逐序加密原則進(jìn)行施工。

（2）灌漿方法

試區(qū)各次序灌漿孔均采用孔口封閉，孔內(nèi)循環(huán)，自上而下分段灌漿法。灌漿時(shí)射漿管下端距孔底距離要求小于50cm。本次灌漿采用鉆桿作灌漿管，應(yīng)采用平接頭。灌漿過程應(yīng)經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)和活動(dòng)灌漿管，防止灌漿管在孔口膠結(jié)。

其孔口封閉灌漿法施工工藝流程見圖2。

3.6.2 灌漿段長與灌漿壓力

灌漿孔的起始灌漿深度為2.0m，以下各段為5～6m，造孔困難時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場情況適當(dāng)縮短段長。試驗(yàn)孔灌漿壓力參考值見表1。

3.6.3 漿液變換

開灌水灰比采用1：1漿液開灌，逐級變濃。其變漿原則如下：

（1）當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比。

（2）當(dāng)某一比級漿液的注入量已達(dá)300L以上或灌注時(shí)間已達(dá)30min，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時(shí)，應(yīng)改濃一級。

（3）當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，可提供具體情況越級變濃。

3.6.4 灌漿結(jié)束條件及封孔

（1）灌漿結(jié)束條件：在滿足最大設(shè)計(jì)壓力且吸漿率不大于1L/min的時(shí)間累計(jì)值達(dá)到30min以上時(shí)，可結(jié)束本段次灌漿。

（2）封孔：終孔段灌漿結(jié)束后以0.5：1級濃度置換孔內(nèi)稀漿，采用該孔最大灌漿壓力進(jìn)行灌漿封孔，延續(xù)灌注30min后結(jié)束；儲門槽壩體混凝土段的灌漿孔在灌漿施工結(jié)束后采用C20混凝土填充。

3.6.5 特殊情況處理措施

本工程在實(shí)際施工中，出現(xiàn)以下問題，過程中聯(lián)系業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理進(jìn)行會商，采取以下處理措施：

（1）灌漿過程中遇大吸漿段時(shí)，I序和II序孔采用了低壓、濃漿、限流、限量、間歇等措施，III、Ⅳ序孔則進(jìn)行充分灌注，確保灌漿飽滿；

（2）灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿，根據(jù)具體情況分別采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進(jìn)行處理；

（3）灌漿過程中發(fā)生串漿，如串漿孔具備灌漿條件，可以同時(shí)進(jìn)行灌漿，應(yīng)一泵管一孔；不具備灌漿條件的情況，將串漿孔塞住，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，串漿孔應(yīng)及時(shí)進(jìn)行掃孔、沖洗和灌漿；

（4）灌漿工作必須連續(xù)進(jìn)行，實(shí)際施工中因突發(fā)停電、設(shè)備故障、施工干擾等若因故中斷，按照下列原則進(jìn)行處理：

①應(yīng)及早恢復(fù)灌漿。否則應(yīng)立即沖洗鉆孔，而后恢復(fù)灌漿。若無法沖

洗或沖洗無效，則應(yīng)進(jìn)行掃孔，而后恢復(fù)灌漿。

②灌漿時(shí)，應(yīng)使用開灌比級的水泥漿進(jìn)行灌漿。如注入率與中斷前的相近，即可改用中斷前比級的水泥漿繼續(xù)灌注；如注入率較中斷前的減少較多，則漿液尖逐級加濃繼續(xù)灌注。

③恢復(fù)灌漿后，如注入率較中斷前的減少很多，且在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。

（5）為確?；貪{量，在灌漿過程中每隔20～30min可降壓轉(zhuǎn)動(dòng)和上下活動(dòng)灌漿管（鉆桿）一次，時(shí)間2～3min，并加大回漿量來沖洗孔段，平時(shí)應(yīng)保持回漿管內(nèi)有15L/min以上的回漿量。

（6）灌漿過程中如回漿變濃，或漿液溫度較高，采取換用相同水灰比的新漿來進(jìn)行灌注。

3.6.6 灌漿主要成果分析

通過試驗(yàn)選定施工參數(shù)，施工完成待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，采用單點(diǎn)法，進(jìn)行了壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)的壓力為0.3MPa，實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳見表2。

通過灌漿前后的壓水試驗(yàn)表面，隨灌漿孔加密，基礎(chǔ)透水性明顯減弱，符合灌漿規(guī)律，表面灌漿獲得了預(yù)期的效果。

基礎(chǔ)因透水性較強(qiáng)，可灌性較好，灌后縱向波速均值大于4000m/s，表面完整性較高。

固結(jié)孔間排距均為3m，按兩個(gè)次序施工較為合理。但在基礎(chǔ)尤為薄弱的區(qū)域，間排距仍顯得偏大。為改善上述不足，確保灌漿質(zhì)量和達(dá)到提高地基承載力的目的，將灌漿壓力提高0.3MPa左右，以提高漿液結(jié)石的密實(shí)性。

該分部工程一次性通過驗(yàn)收，且被評為優(yōu)良工程。

4 試驗(yàn)結(jié)論

通過固結(jié)灌漿，明顯改善砂卵石地層的物理力學(xué)性能，提高地基承載力，減少不均勻沉降，可見，該地層進(jìn)行固結(jié)灌漿的可灌性是明顯的。

通過固結(jié)灌漿后，單位吸水率和單位注入水泥量隨灌漿次序遞增而明顯減小。試驗(yàn)結(jié)果呂榮值低于設(shè)計(jì)呂榮值，滿足設(shè)計(jì)要求。

通過巖石彈性縱向聲波檢測表明，基礎(chǔ)灌后縱向波速平均值有所提高，也表明灌漿效果明顯。

參考文獻(xiàn)

[1]《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T5148-2001）.

[2]毛灘水電站中儲門槽基礎(chǔ)處理施工技術(shù)要求.

收稿日期：2018-9-23

作者簡介：金益剛（1976-），男，工程師，本科，主要從事水利水電及市政、公路工程施工及項(xiàng)目管理工作。