文成縣東溪三級(jí)水電站工程大壩基礎(chǔ)灌漿施工淺析

吳榮富

（文成縣東溪三級(jí)水力發(fā)電有限公司，浙江 文成 325311）

水利工程施工中，灌漿施工是大壩基礎(chǔ)防滲的重要環(huán)節(jié)，幾乎所有大壩基礎(chǔ)都要進(jìn)行不同程度的防滲處理，而最常見的就是灌漿施工技術(shù)。東溪三級(jí)水電站是浙江省文成縣玉壺鎮(zhèn)鏡內(nèi)的重要水利樞紐設(shè)施，其灌漿工程不但工作量大、工藝復(fù)雜，而且施工干擾大，一旦壩基出現(xiàn)滲漏會(huì)嚴(yán)重影響到壩體安全，必須引起重視，采取防滲加固措施可減少壩基滲漏危害[1]。

1 工程概況

東溪三級(jí)水電站位于浙江省文成縣玉壺鎮(zhèn)鏡內(nèi)玉泉溪上游東溪支流上，樞紐建筑物由攔河大壩、發(fā)電引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房和升壓站等組成，攔河大壩座落于朱雅鄉(xiāng)楓樹灣兩條溪流匯合口下游40 m 處，壩址距文成縣城約48 km，距玉壺鎮(zhèn)約18 km，壩址集雨面積29.4 km2，水庫總庫容220 萬m3。大壩壩型為200#砼拋物線變厚雙曲拱壩。壩頂高程478.06 m，壩基高程429.0 m，最大壩高49.06 m，壩頂中心弧長(zhǎng)163.94 m，壩頂寬3.0 m，壩底中心厚9.3 m，壩頂防浪墻高1.1m，在高程447.5 m處設(shè)壩后交通橋[2]。大壩從右至左分1#～11#共11 個(gè)壩段。

壩體泄洪采用開敞式壩頂溢洪，堰頂高程474.00 m，溢流堰上下游方向厚度7.73 m，溢流堰下游弧長(zhǎng)46.41 m，上游弧長(zhǎng)50.76 m，位于拱壩河床段（即5#、6#、7#、8#壩段）采用自由挑流消能方式，挑流鼻坎高程471.61 m，最大泄洪量為819 m3/s。大壩右岸4#壩段設(shè)直徑Ф600 放水管，其中心高程為446.5 m，在壩下游于壩后橋同一高程處設(shè)閘閥室一間，內(nèi)設(shè)蝶閥。大壩的6#、7#壩段各設(shè)導(dǎo)流底孔一只，形狀為城門洞型，尺寸高4 m×寬4 m。距大壩上游30 m 處在左岸有一導(dǎo)流隧洞，洞徑3.5 m，底坡i=8%，全長(zhǎng)150 m，于1998 年4 月貫通并投入使用。

2 基礎(chǔ)灌漿施工

2.1 固結(jié)灌漿

固結(jié)灌漿設(shè)計(jì)要求是基巖達(dá)到5 m（其中右岸高程445 m～478.06 m 范圍6 m），砼覆蓋層厚度小于1.5 m。但在實(shí)際施工中，因大壩分層分塊及進(jìn)度要求，砼最小覆蓋厚度有2 m（即實(shí)際需鉆孔深最小有7 m），手風(fēng)鉆鉆孔難以達(dá)到如此深度[3]。結(jié)合東溪三級(jí)水電站工程概況，采用埋管法施工：在每塊子砼回填前先用手風(fēng)鉆鉆到設(shè)計(jì)深度，然后在孔內(nèi)插入1 寸鍍鋅鋼管，砼回填后外露一定高度，待砼強(qiáng)度達(dá)到50%即可進(jìn)行灌漿。

大壩固結(jié)灌漿孔共190 個(gè)，灌漿采用孔口循環(huán)灌漿法，灌漿壓力為0.5 MPa～0.75 MPa，對(duì)部分孔按規(guī)范要求進(jìn)行單點(diǎn)法壓水試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。最大單孔耗量灰量77.9 kg/m，最小0.075 kg/m，共耗用（525#普通硅酸鹽）水泥27.6 t。

在固結(jié)灌漿結(jié)束至少7 天以后鉆固結(jié)灌漿檢查孔并做壓水試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為80%灌漿壓力，檢查孔孔數(shù)為5 個(gè)（由監(jiān)理處指定孔位），用金剛石回旋式鉆機(jī)造孔，孔內(nèi)循環(huán)灌漿法灌漿。檢查孔壓水試驗(yàn)結(jié)果全部符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，平均透水率q=0.81 Lu，最大透水率qmax=1.82 Lu, 最小透水率qmin=0.126 Lu。最大單孔耗灰量為3.53 kg，表明固結(jié)灌漿效果良好[4]。

2.2 深孔固結(jié)灌漿

大壩基礎(chǔ)地質(zhì)條件惡劣，為提高基礎(chǔ)的固結(jié)效果，在炭質(zhì)板巖集中部位及斷層破碎帶，會(huì)同監(jiān)理工程師及指揮部工作人員現(xiàn)場(chǎng)定下加鉆深孔固結(jié)灌漿孔[5]。鉆孔用金剛石回旋式鉆機(jī)造孔，孔內(nèi)循環(huán)灌漿法灌漿，灌漿壓力在固結(jié)灌漿壓力的基礎(chǔ)上按每加深1 m，壓力提高0.05 MPa 純壓式灌漿。

在1#壩段斷層破碎帶深孔固結(jié)灌漿過程中發(fā)現(xiàn)，最大透水率只有1.4 Lu，最大單位注量為22.7 kg/m，說明該地帶沒有異常的地質(zhì)現(xiàn)象。灌漿也直到不吸漿時(shí)才停止，固結(jié)效果較明顯。在2#壩段補(bǔ)加的深孔固結(jié)灌漿時(shí)，最大透水率僅0.6 Lu，最大單位注入量為3.4 kg/m，說明固結(jié)灌漿效果較好，也有可能是炭質(zhì)板巖粘接緊密，可灌性小。

2.3 帷幕灌漿

帷幕灌漿孔用金剛石回旋式鉆機(jī)造孔，孔徑75 mm，灌漿采用自上而下分段孔內(nèi)循環(huán)灌漿法。施工分序時(shí)因大壩澆筑分層分塊和施工進(jìn)度需要，孔序由設(shè)計(jì)的三序改為二序施工。

各段在灌漿前全部進(jìn)行過孔內(nèi)沖洗和壓水試驗(yàn)，壓力為80%設(shè)計(jì)壓力，試驗(yàn)方法用單點(diǎn)法。壓水試驗(yàn)結(jié)果表明：其中最小透水率qmin=0.19 Lu，最大透水率qmax=63 Lu，平均透水率q=1.84 Lu。帷幕灌漿（含檢查孔）共耗用水泥33 t，純灌水泥12 t，封孔5.6 t，最大單位注入量是306.9 kg/m，最小單孔位注入量是1.68 kg/m[6]。

帷幕檢查孔由監(jiān)理工程師和指揮部工作人員在檢查帷幕灌漿原始資料后確定。共有5 個(gè)，14 段，全部做過壓水試驗(yàn)，透水率均小于1 Lu。其中最大透水率qmax=0.73 Lu, 最小透水率qmin=0.02 Lu, 平均透水率q=0.395 Lu。灌漿最大單位注入量是1.65 kg/m，最小單位注入量是0.997 kg/m，說明帷幕質(zhì)量是可靠的。封孔采用機(jī)械封孔，灌漿全部結(jié)束后，進(jìn)行一次全孔復(fù)灌，再用濃漿機(jī)械封孔，待凝后用砂漿球堵封。

灌漿時(shí)用高速攪拌機(jī)制漿。灌漿段長(zhǎng)5 m～6 m，壩體砼與基巖接觸段取2 m（灌漿時(shí)橡塞距基巖1 m），接觸段單獨(dú)灌漿待凝后進(jìn)行下段鉆灌，接觸段灌漿壓力為0.5 MPa。

灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在設(shè)計(jì)壓力下，注入率小于0.4 L/min 時(shí)，繼續(xù)灌注30 min，或注入率不大于1 L/min 時(shí)繼續(xù)灌注90 min后結(jié)束灌漿。

2.4 壩體接縫灌漿

大壩共分4 個(gè)灌區(qū)，33 條橫縫，灌區(qū)高程分別是429 m～442.5 m、422.5 m～454.55 m、454.55 m～469.65 m、469.65 m～478.06 m。

大壩在進(jìn)行接縫灌漿前，砼齡期454.55 m 下面灌區(qū)超過6個(gè)月，上面灌區(qū)超過4 個(gè)月；壩體溫度455 m 以下平均12℃（設(shè)計(jì)＜13℃），455 m 以上為11℃（設(shè)計(jì)為＜14℃）；接縫張開度除極少數(shù)縫小于1 mm 外，其余均大于1 mm；灌區(qū)均有9 m以上砼覆蓋。

灌漿期間因同一條壩縫的上下兩灌區(qū)都具備灌漿條件，且間隔時(shí)間不超過4 h，所以采用逐區(qū)連灌方式，同一灌區(qū)的相鄰壩縫也按規(guī)范要求采用連灌方式（間隔時(shí)間在8 h 內(nèi)）；454.55 m以上兩灌區(qū)在下面灌區(qū)灌漿結(jié)束相隔14 天后進(jìn)行。

在進(jìn)行大壩接縫灌漿前，先測(cè)出壩縫的原始張開度，灌漿時(shí)視壩縫的原始張開度控制壩縫增開度，力求壩縫增開度均衡。

3 灌漿結(jié)果

自工程完工后，東溪三級(jí)水電站壩縫沒有上下游漏水（漿）和相鄰灌區(qū)間的串水（漿）情況，各壩縫密封狀況良好；從灌漿過程看，管路均暢通，沒有發(fā)生過漿液不暢或堵漿現(xiàn)象，施工過程中管路埋設(shè)與拔管均理想。整個(gè)大壩的接縫灌漿質(zhì)量可靠。

4 結(jié)語

大壩基礎(chǔ)灌漿施工是大壩基礎(chǔ)防滲施工的重要環(huán)節(jié)，涵蓋諸多內(nèi)容，其施工程序繁瑣，常常會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題，故大壩基礎(chǔ)灌漿施工中，必須緊密結(jié)合各工程的實(shí)際情況，制定嚴(yán)密的施工程序及管理制度，加強(qiáng)對(duì)大壩基礎(chǔ)灌漿施工的分析,確保大壩灌漿施工質(zhì)量合格。