蘇阿皮蒂水利樞紐項目帷幕灌漿質(zhì)量檢測

康定斌，衣 鎏，張 申

(1.四川二灘建設(shè)咨詢有限公司，四川 成都 610051； 2.中國水利電力對外有限公司，北京 100120)

1 工程概況

幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂水利樞紐項目為碾壓混凝土重力壩，最大壩高116.5 m，壩軸線長1 164 m，從左岸至右岸依次為：左岸擋水壩段長423.45 m、廠房壩段長97 m、導(dǎo)流底孔壩段長60 m、溢流壩段長173.55 m、右岸擋水壩段長385 m。

壩基防滲由壩基基礎(chǔ)廊道內(nèi)防滲帷幕及兩岸防滲帷幕組成，165.5 m高程以下帷幕布置2道。主、副帷幕孔梅花形布置，主帷幕布置在下游，方向豎直，孔距2 m，深度深入3 Lu線以下5 m；副帷幕布置在上游，距主帷幕80 cm，向上游傾斜3°，孔距2 m，深度為主帷幕深度的0.65倍。設(shè)計工程量：帷幕灌漿孔996個，帷幕灌漿鉆孔67 399 m，帷幕灌漿58 962 m。帷幕灌漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為：165.5 m高程以下灌后透水率應(yīng)不大于3 Lu；165.5 m高程以上不大于5 Lu[1]。

2 帷幕灌漿質(zhì)量檢測

2.1 檢測孔布置

帷幕灌漿檢測孔布置在主帷幕軸線上，根據(jù)現(xiàn)場實際，布置在防滲要求高的重點部位，孔數(shù)按照主帷幕孔數(shù)的10%控制，孔深按照附近主帷幕的孔深確定。帷幕檢測孔按照國內(nèi)規(guī)范均為垂直孔。檢測孔施工總體程序為：鉆孔→自上而下分段壓水試驗→孔內(nèi)成像→自下而上分段壓漿試驗→全孔封孔[2]。

為全面檢測帷幕灌漿質(zhì)量，結(jié)合國內(nèi)灌漿規(guī)范及法國咨詢工程師要求，采用壓水試驗、壓漿試驗、孔內(nèi)成像等綜合方式對帷幕灌漿質(zhì)量進(jìn)行檢測。

2.2 壓水試驗

2.2.1主要施工設(shè)備

(1)鉆孔設(shè)備。采用XY-2型地質(zhì)鉆機(jī)，直徑為76 mm的金剛石鉆具。

(2)止水栓塞。采用單管式水壓塞。

(3)供水設(shè)備。采用型號為SGB6-10三缸式增壓泵。

(4)量測設(shè)備。采用LBP-3000灌漿記錄儀、EMF8101電磁流量計、ZXP800型壓力傳感器。

2.2.2操作步驟

(1)鉆孔。帷幕灌漿檢測孔采用自上而下分段式進(jìn)行，先鉆至設(shè)計要求的段位深度。

(2)洗孔。采用壓水法洗孔，鉆孔時將鉆具下到孔底，流量應(yīng)達(dá)到水泵的最大出水量，邊洗孔邊觀察孔口回水的清潔程度，直到無巖粉時方可結(jié)束洗孔。

(3)試段隔離。下栓塞前對試驗工作管路進(jìn)行檢測，不得有破裂、彎曲、堵塞等現(xiàn)象；將栓塞卡在設(shè)計的壓水試驗段。

(4)壓力和流量觀測。安裝好壓水試驗設(shè)備后，先調(diào)整調(diào)壓閥，向試段壓力送水，使試段壓力達(dá)到預(yù)定值并保持穩(wěn)定。通過記錄儀觀測水流量，每2～5 min測讀1次壓入流量(混凝土與基巖接觸段的壓水壓力為灌漿壓力的80%，其他段位為1 MPa)，連續(xù)4次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1 L/min時，本階段壓水試驗即可結(jié)束，取最后的流量值作為計算流量，其成果以透水率表示。

(5)重復(fù)以上步驟，進(jìn)行下一段的壓水試驗，直至該孔壓水試驗完成。

2.2.3檢測成果

壩基165.5 m高程以下灌后透水率應(yīng)不大于3 Lu，165.5 m高程以上灌后透水率應(yīng)不大于5 Lu。單點法壓水試驗的成果按下式計算如下

q=Q/PL

式中，q為試段透水率；Q為壓入流量；P為作用于試段內(nèi)的全壓力；L為試段長度。

利用壓水試驗檢測的試段透水率來判定帷幕灌漿的質(zhì)量。 4個壩段的試驗成果見表1。從表1可知，帷幕灌漿質(zhì)量整體效果較好，灌后檢測均滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

表1 檢測孔壓水試驗統(tǒng)計

2.3 壓漿試驗

2.3.1檢測目的

由于幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂項目業(yè)主技術(shù)團(tuán)隊法國工程師對中國規(guī)范存在意見上的分歧，不太認(rèn)可帷幕灌漿采用單一的壓水試驗檢測方式，經(jīng)過與法國工程師多次討論確定增加壓漿試驗，通過對比帷幕灌漿Ⅰ、Ⅱ序孔和檢測孔的單耗遞減規(guī)律判斷帷幕質(zhì)量。壓漿試驗具體參數(shù)如下：

(1)水灰比。檢測孔灌漿水灰比與該壩段Ⅰ、Ⅱ序孔灌漿水灰比一致，即如Ⅰ、Ⅱ序孔采用變水灰比灌漿，則檢測孔也采用變水灰比；如Ⅰ、Ⅱ序孔采用穩(wěn)定漿液灌漿，則檢測孔也采用穩(wěn)定漿液。

(2)灌漿壓力。檢測孔灌漿壓力原則上與該孔段Ⅰ、Ⅱ序孔灌漿壓力一致。如遇到特殊地質(zhì)情況，可降低灌漿壓力，避免對原生地質(zhì)造成損害，具體壓力見表2。

表2 灌漿壓力

2.3.2檢測成果

經(jīng)與法國工程師溝通協(xié)商后，確定帷幕灌漿檢測孔灌漿合格標(biāo)準(zhǔn)為：單位水泥注入量小于40 kg/m。采用單位注灰量判定帷幕灌漿的質(zhì)量，4個壩段的壓漿試驗成果見表3。從表3可知，帷幕灌漿質(zhì)量整體效果較好，均滿足法國工程師的要求。

表3 壓漿試驗成果

2.4 孔內(nèi)成像

除了進(jìn)行壓水試驗檢測和壓漿試驗檢測外，帷幕灌漿檢測孔還輔助于孔內(nèi)成像檢測。孔內(nèi)成像能比較直觀地體現(xiàn)孔內(nèi)灌漿質(zhì)量情況，通過查看裂隙的填充程度判斷灌漿質(zhì)量。

圖1 孔內(nèi)成像檢測

孔內(nèi)成像檢測見圖1。從圖1可以看出，帷幕灌漿灌后孔壁光滑，巖體完整，裂隙一般張開較小，大部分為水泥膜充填，檢測孔的水泥膜充填率均在80%以上，巖石裂隙充填較好，漿液結(jié)石充填厚度多在0.5～20 mm之間。由此可見，帷幕灌漿達(dá)到了封堵滲水通道的目的。

3 結(jié) 語

在幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂水利樞紐項目已完成壩段防滲帷幕灌漿工程質(zhì)量檢測中，采用壓水試驗、壓漿試驗及輔助孔內(nèi)成像等方法，對帷幕灌漿質(zhì)量進(jìn)行全面檢測，帷幕灌漿質(zhì)量均能達(dá)到設(shè)計及規(guī)范要求，得到了法國工程師的認(rèn)可。這種多途徑的檢測方式，可供對國外類似工程參考。