水電站大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿施工分析

羅林 蔣聰

摘要：帷幕灌漿是水電站大壩基礎(chǔ)處理的重要措施，本文首先分析了水電站大壩基礎(chǔ)防滲加固處理要求，其后具體分析了水電站大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿原理及其施工技術(shù)要點，最后圍繞平寨水庫左岸帷幕灌漿工程展開詳細分析，以期可供參考。

Abstract： Curtain grouting is an important measure for dam foundation treatment of hydropower stations. This article firstly analyzes the requirements for seepage prevention and reinforcement of hydropower station dam foundations， and then concretely analyzes the principles of curtain grouting and key construction techniques， and finally analyzes the curtain grouting project on the left bank of the Pingzhai reservoir in detail for reference.

關(guān)鍵詞：水電站;大壩基礎(chǔ);帷幕灌漿;防滲加固

Key words： hydropower station;dam foundation;curtain grouting;anti-seepage reinforcement

中圖分類號：TV543+.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）23-0105-02

0? 引言

水電站建設(shè)是水資源開發(fā)利用的重要方式，其能否安全穩(wěn)定運行直接關(guān)系社會經(jīng)濟發(fā)展。根據(jù)我國水電站修建情況分析可知，大壩基礎(chǔ)處理十分關(guān)鍵，壩基強度、穩(wěn)定性、抗?jié)B性能直接關(guān)系到后期運行可靠性，本文主要圍繞壩基帷幕灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用展開分析。

1? 水電站大壩基礎(chǔ)防滲加固處理分析

為有效利用我國豐富的水電資源，近些年我國水利水電工程建設(shè)數(shù)量與規(guī)模持續(xù)增大，截至2019年我國水電裝機容量達35640萬kW·h，同比增長1.2%。結(jié)合我國水電站建設(shè)與運行實踐分析可知，隨著水庫大壩的大量建設(shè)，面對的復(fù)雜地質(zhì)條件也不斷增多，尤其是水庫大壩滲透問題十分突出，其直接影響、水電站的正常運營。

基于此，壩基處理成為水電站大壩建設(shè)中必要著重考慮的問題，要保證水電站長期穩(wěn)定運行，壩基必須具有可靠的防滲性能與足夠的強度，然而在大壩建設(shè)中天然巖體基礎(chǔ)往往無法達到此標準，甚至是存在多裂隙、節(jié)理發(fā)育、滲透性較大的問題，合理進行灌漿施工，是改善壩基滲流特性、強度的重要措施，本文主要圍繞此展開詳細分析。

2? 水電站大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 帷幕灌漿原理

水電站壩基處理中，帷幕灌漿較為常用，其屬于灌漿的一種。帷幕灌漿，也稱為是帷幕注漿、防滲灌漿，主要是在大壩基巖中鉆孔，高壓灌注水泥漿液，形成地下防滲墻，堵塞或封閉地下水通道。

2.2 帷幕灌漿施工技術(shù)

帷幕灌漿施工工序為：鉆孔定位→鉆進成孔→沖洗、壓水試驗→灌漿待凝→終孔。

本文主要從以下幾個角度具體分析帷幕灌漿施工技術(shù)要點：

①施工準備：大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿施工前，必須要做好相關(guān)地質(zhì)勘察工作，了解大壩地層特性，明確防滲加固要求，備好相關(guān)材料、設(shè)備，包括鉆探機械設(shè)備、攪拌機、灌漿泵以及優(yōu)質(zhì)粘土、水泥等，同時開展相關(guān)配比、施工試驗，合理確定各項施工技術(shù)參數(shù)，具體如表1所示。

②鉆孔施工：壩基帷幕灌漿鉆孔，做好孔位放樣，根據(jù)孔深配置轉(zhuǎn)機設(shè)備，鉆進安裝穩(wěn)固，開鉆前校核孔位，嚴格按設(shè)計規(guī)定進行鉆進施工，并使用高精度測斜儀器控制孔斜，做好鉆孔記錄與孔口保護工作。

③灌漿施工：沖洗鉆孔、完成壓水試驗后灌漿施工，嚴格按配比試驗確定的參數(shù)進行漿液制取，灌漿時遵循“少灌多復(fù)”原則，灌漿質(zhì)量達標后方可停止注漿、封孔。

3? 工程案例

3.1 工程概況

本文僅以平寨水庫左岸帷幕灌漿工程為例展開分析。此大壩位于三岔河中游木底河段平寨附近，左岸帷幕灌漿工程布置于大壩左岸山體，防滲帷幕線平面投影總長2045.61m（其中左岸山體段長1851.00m，帷幕下限最大深度215m;左岸趾板段下部平硐內(nèi)灌漿段長194.61m，帷幕下限最大深度221m），分四層灌漿廊道灌漿。

3.2 左岸帷幕灌漿方案

根據(jù)前期勘察成果及庫首地形地質(zhì)條件，在庫首左岸，T1yn2-3和 T1yn2-1泥巖因下伏T1yn1灰?guī)r局部巖溶發(fā)育引起溶蝕塌陷，隔水可靠性降低;帷幕灌漿平洞及其施工支洞沿線左岸遠端1335m高程ZPD1穿過F3逆斷層，ZPD2平洞1+373等溶洞發(fā)育，ZPD3平洞0+105、1+320、1+395等溶洞發(fā)育，ZPD4平洞0+238～0+296大型充砂溶洞發(fā)育。左岸帷幕灌漿工程在施工階段根據(jù)灌漿平硐、施工支洞及先導(dǎo)孔揭露的地質(zhì)情況實時進行動態(tài)布置調(diào)整。左岸帷幕灌漿最大灌漿壓力為3.5MPa，設(shè)計防滲標準為：q≤3Lu，灌漿上限為水庫正常蓄水位1331m。

3.3 帷幕灌漿施工技術(shù)要點

3.3.1 漿液配合比室內(nèi)試驗

委托第三方進行配比試驗，經(jīng)批復(fù)，粉煤灰摻量為水泥重量30%，減水劑摻量為膠凝材料重量的0.8%的1：1、0.7：1、0.5：1三級水灰比漿液進行帷幕生產(chǎn)性試驗。

3.3.2 帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗

①試驗區(qū)選擇：試驗單元分別位于ZPD1層帷幕ZⅠ-301-Ⅲ～ ZⅠ-320-Ⅲ地段、第二層帷幕ZⅡ-71a-Ⅲ～ZⅡ-80b-Ⅲ地段，每個單元20個孔，試驗孔施工完成后作為永久帷幕的一部分。②試驗參數(shù)及工藝：帷幕孔分三序加密、小孔徑回轉(zhuǎn)式鉆孔、高壓灌漿，具體工藝方法見圖1、鉆孔參數(shù)見表2。③灌漿參數(shù)：見表3。④終孔標準：灌漿孔達設(shè)計孔深后，若灌前壓水透水率超過設(shè)計標準，則根據(jù)監(jiān)理指示加深至滿足標準為止。⑤封孔：采用普通水泥漿液，封孔壓力為灌漿段最大灌漿壓力。

通過兩個試驗區(qū)的帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗，經(jīng)施工、監(jiān)理、設(shè)計、業(yè)主各方共同評審，認為試驗所采用的漿液配合比、施工參數(shù)、施工工藝其工程質(zhì)量可以達到相關(guān)質(zhì)量標準，可以推廣進行大面積施工。

3.3.3 帷幕灌漿正式施工

①鉆孔：嚴格按試驗確定的參數(shù)進行鉆孔作業(yè)，按以下順序施工：抬動觀測孔→物探測試孔→先導(dǎo)孔→下游排Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔→上游排Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔→質(zhì)量檢查孔→灌后物探測試掃孔→排水孔;②鉆孔沖洗、裂隙沖洗、壓水試驗;③帷幕灌漿：各序孔孔口封閉，自上而下分段孔內(nèi)循環(huán)法施工，接觸段（帷幕灌漿第一段）單獨灌注，使用0.5：1濃漿置換后鑲鑄孔口管，72h后開展下一段鉆灌作業(yè);灌注漿液濃度由稀至濃，水灰比為1：1、0.7：1、0.5：1;灌漿結(jié)束后監(jiān)理驗收合格方可封孔;④封孔：使用0.5：1濃漿置換孔內(nèi)余漿，封孔時間≥60min。

4? 結(jié)語

綜上所述，在水電站大壩基礎(chǔ)處理中，帷幕灌漿在防滲加固方面具有較好的效果。大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿施工中，鉆孔質(zhì)量、漿液配置情況等直接決定防滲帷幕的形成情況，影響最終的防滲加固效果，必須穩(wěn)步落實各道工序，加強各項施工參數(shù)控制，切實改善地基性能，解決壩基沉降變形問題，保證大壩長期安全運行穩(wěn)定。

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