龍鳳電站砂礫石防護提防滲處理

摘要：為保證水電站及庫區(qū)人民群眾的生命財產(chǎn)安全，設計、業(yè)主對出現(xiàn)滲漏堤段進行了分析。結合已有地質(zhì)資料和本項目對該類強透水地基處理的類似成功經(jīng)驗，采用可控擠入復合膏漿高壓脈動灌漿技術對龍鳳水電站閘壩右岸防護堤內(nèi)的砂卵石層進行防滲灌漿處理。為驗證可控擠入復合膏漿高壓脈動灌漿技術對龍鳳水電站閘壩右岸防護堤內(nèi)的砂卵石層防滲的可靠性及經(jīng)濟性，對滲漏量大的堤段進行了防滲帷幕灌漿試驗和檢查，經(jīng)第三方檢測試驗結果滿足設計要求的防滲標準。

關鍵詞：岸堤防護;高壓脈動灌漿技術;防滲處理

引言

龍鳳水電站大壩蓄水后，閘壩右岸防護堤有1000m堤段出現(xiàn)了嚴重的滲漏現(xiàn)象，個別地點形成管涌狀漏水，經(jīng)2011年下半年堤局部靜壓灌漿、樁號0+930—1+017的塑性混泥土防滲墻處理、2012年12月8日開始對樁號0+550—0+650段及1+240—1+340段進行幾種不同工藝的高壓旋噴注漿，至今堤后林地仍然被水浸沒，堤內(nèi)排水溝滲漏量達1.2m3/s。根據(jù)本次試驗先導孔、檢查孔取芯和試驗孔已揭露的地層條件結合防護堤填筑施工情況介紹等，導致大量庫水外滲是由于人工采砂、淘金堆積的砂卵石層和漂卵石架空、結構松散、透水強烈所致。

一、本項目主要技術指標

本項目主要技術指標如下：

鉆孔指標：孔深深入泥巖層1.0m，鉆孔終孔孔徑不小于φ75mm。灌漿指標：灌漿施工采用“可控復合膏漿灌漿法”，注漿時按分排分序加密的方式，實施鉆孔內(nèi)漿體封閉、自下而上分段純壓式灌漿，灌漿壓力按A排I序0.5—0.8MPa、Ⅱ序0.8—1.2MPa，B排I序0.8—1.2MPa、Ⅱ序1.2—1.5MPa分別控制，在達到結束要標準后以2m為一灌段往上提拔灌漿管，直到進入庫內(nèi)正常水位以上0.5m結束。灌漿頂部高程以上空孔段采用灌漿材料回填密實。[1]防滲帷幕指標：灌漿防滲標準滿足q<10Lu的要求。

灌漿主要材料要求：

（1）水泥：采用水泥為P.C32.5復合硅酸鹽袋裝水泥和散裝水泥;灌漿用水泥必須符合質(zhì)量標準;受潮結塊的水泥不得用于灌漿施工。（2）粘土：要求塑性指數(shù)>10，粘粒（粒徑小于0.005mm）含量不小于20%，粉粒（粒徑0.005～0.05mm）含量一般不多于60%～70%，含砂量（0.05～0.25mm）不大于8%，有機物含量不大于2%。（3）水：水質(zhì)符合灌漿用水要求。（4）外加劑：灌漿過程中可能在低流動性膏漿中摻入其它外加劑，以改變漿液的流變性能。質(zhì)量應符合有關規(guī)定，其最優(yōu)摻量根據(jù)生產(chǎn)性灌漿試驗確定，所有能溶于水的外加劑均以水溶液狀態(tài)加入。（5）改性劑：為使粘土水泥漿材的性能符合漿體可控的要求，需要添加改性劑，以實現(xiàn)漿材基本不發(fā)生析水、漿材的凝固時間可控的目的。本項目采用自行研制并已試用成功的膏漿固化劑。

二、本項目主要施工方法

1.施工方案布置及工藝流程

施工方案布置：本工程施工段樁號0+400—1+400，施工段較長，施工中將施工段劃分為10個區(qū)間段（每100m為1個單元），每區(qū)間段編寫獨立的孔號進行記錄、標示。孔號標示為：區(qū)間段號-排號（A、B）-序號-孔號。灌漿孔分為上下兩排孔（A—上游排、B—下游排）;并按照分序加密的原則每排孔分三序施工，孔距2.0m，排距0.8m;

特殊部位1：樁號0+650-0+700段及樁號1+260-1+350段，該區(qū)段曾進行過I序孔的高噴灌漿施工，孔距為1.60m;根據(jù)04號工作聯(lián)系單業(yè)主方批示，灌漿孔布置在高噴孔中間，孔距為2.40m。施工原則：帷幕灌漿采用分三序加密的原則進行[2]，先施工外側A排再施工內(nèi)側B排;每排分三序，先施工I序→II序→III序的原則進行。施工總程序：施工準備→場地平整→鉆孔放樣→帷幕先導孔施工→先灌排I、II序孔→后灌排I、II序孔→帷幕質(zhì)量檢查（檢查孔注水試驗檢查與渠道開挖滲流觀測）→資料整理→單元工程質(zhì)量評定。單孔施工工藝流程：鉆孔定位→固定機具→灌漿段鉆進成孔（跟管鉆進）→注漿管安裝→拔跟進套管→孔口管埋設→自下而上分段灌漿至頂部高程→終孔段灌漿結束→封孔→單孔資料整理。

2.鉆孔施工

根據(jù)設計圖紙采用全站儀進行帷幕線整體放樣，按照單元樁號，每個單元按20m放樣控制樁號。根據(jù)單元放樣樁號，并逐孔定好孔位。施工中，用鋼卷尺重新校測，按灌漿施工孔位圖紙逐孔復核孔位。

鉆孔規(guī)格及技術要求

（1）鉆孔孔徑：終孔孔徑不小于φ75mm;（2）鉆孔施工順序：先導孔→先灌排Ⅰ序孔鉆孔→先灌排Ⅱ序孔鉆孔→后灌排Ⅰ序孔鉆孔→后灌排Ⅱ序孔鉆孔→質(zhì)量檢查孔;（3）鉆孔孔深：鉆孔深度深入巖層1.0m;（4）鉆孔施工采用潛孔鉆機跟管鉆進;（5）先導孔施工：先導孔按照先灌排Ⅰ序孔的10%布置，每個單元不小于1個原則布置先導孔。先導孔采用全孔取芯、統(tǒng)一編號、填牌裝箱，拍照，并進行巖芯描述和繪制先導孔鉆孔柱狀圖;（6）鉆孔記錄：鉆進過程中，各孔應詳細記錄孔位、孔深、地層變化、漏水及有無掉鉆情況，重點注意分層的位置，并準確記錄在班報上，做到原始資料齊全、數(shù)據(jù)準確可靠，復核無誤后歸檔。

3.注水試驗

注水試驗根據(jù)《水電水利工程覆蓋層灌漿技術規(guī)范》DL/T-5267-2012及《水利水電工程注水試驗規(guī)程》（SL345-2007），按規(guī)范此地層先導孔及檢測孔采用鉆孔常水頭注水試驗方法進行，[3]其具體操作步驟如下：在進行注水試驗前，進行地下水位觀測，水位觀測間隔為5min，當連續(xù)2次觀測數(shù)據(jù)變幅小于10cm時，水位觀測即可結束，用最后一次觀測值作為地下水位計算值。地下水位測量完成后，連續(xù)向孔內(nèi)注入清水，使孔中水位至孔口并保持固定，測量高出地下水位的固定水頭，并記錄時間和水表的初始讀數(shù)，開始試驗。試驗時，隨時調(diào)整注入水量大小，保持固定水位波動幅度小于1cm。數(shù)據(jù)的觀測為開始每隔5min量測一次，連續(xù)量測5次;以后每隔20min量測一次并至少連續(xù)量測6次。當連續(xù)2次量測的注入流量之差不大于最后一次注入流量的10%時，試驗即可結束，取最后一次注入流量作為計算值。

4.灌漿方法

本工程施工可控擠入復合膏漿灌漿，主要針對卵石層進行，采用“孔內(nèi)漿體自凝封閉、自下而上分段可控擠入灌漿法”。灌漿深度范圍：灌漿頂部進入庫內(nèi)正常水位線以上0.5m，底部深入巖層1.0m。灌漿時先將射漿管下入孔底，然后按每2.0m一個灌漿段，每灌段按0.5m逐步上提灌漿管，自下而上灌漿至灌漿頂部。鉆孔驗收合格后，在孔口埋設孔口管，孔口管采用硬質(zhì)管材，孔口管露出施工面的高度在10cm左右，管長1.5m。孔口管采用Φ89mm鋼管，孔口管露出施工面的高度在10cm左右?？卓诠苈裨O后，下入注漿管至孔底，然后用黏土或細沙回填灌漿管與鉆孔之間的間隙至鉆孔頂部，待凝。

三、項目質(zhì)量檢測

灌漿質(zhì)量檢查采用鉆孔常水頭注水試驗（由施工方、業(yè)主方、監(jiān)理及第三方共同參與檢測），各單元檢查孔結果均符合設計標準。灌漿防滲標準滿足滲透系數(shù)小于1*10-4cm/s，相當于q<10Lu的要求。質(zhì)量檢查孔按每個單元一個孔進行布置，檢查孔布置在二排之間，具體按設計要求。檢查孔分段鉆孔，進行注水試驗，試驗完成后，將試驗段進行注漿并待凝后掃孔進行下一試驗檢查段鉆孔。終孔口徑不少于φ75mm，孔深深入泥巖層1.0m。檢查孔應進行全孔取芯，鉆探施工過程中應做好施工記錄，記錄孔內(nèi)返漏水情況及回水顏色變化等情況;檢查孔施工完畢采用膏漿進行灌漿，壓入漿液析水凝固后，留下的空間用棄漿抹平;所有檢查孔均應提交鉆孔柱狀圖。

結論

在防護堤各區(qū)段施工過程中，由業(yè)主方取消了先導孔施工，直接進入常規(guī)孔的施工，導致本項目在施工過程中無法詳細掌握各區(qū)段的地層具體滲透情況，及時作出有效的施工參數(shù)調(diào)整措施;而針對特殊滲漏區(qū)段只能采用重復鉆、灌的補強處理措施，來保證施工質(zhì)量，從而延緩了工程進度、增加了施工成本。建議在類似施工過程中先進行先導孔施工。根據(jù)本項目情況，由于不同堤段地層差異性較大，細砂層較厚、透水強烈漂卵石架空嚴重等部位，建議適當加密灌漿孔孔距及調(diào)整漿液材料配比等，必要時可通過試驗確定。通過檢測各單元檢查孔結果均符合設計標準，灌漿防滲標準滿足滲透系數(shù)小于1*10-4cm/s，相當于q<10Lu的要求。

作者簡介

羅乾勇（1975.6-），男，漢，大專，職稱：中級工程師，籍貫：四川，研究方向：水電建筑，單位：四川省江油市龍鳳水電有限公司。