李永生
摘 要:帷幕灌浆能够有效避免地基与基础出现渗透的情况,该项技术近年来一直在进行不断的发展,以更好地适应各种地层条件,使不同的施工要求得到有效的满足,目前帷幕灌浆技术已经在全国各地的水利水电工程建设中得到了广泛的应用。对于云南较为特殊的地质条件,高拱坝的防渗效果尤为关键,尤其是帷幕灌浆。为了做好大坝坝基帷幕灌浆工作,龙江水电站双曲拱坝坝基帷幕灌浆从施工工艺、工序着手,采取了一些列措施,达到了设计的要求。希望通过本文的研究分析,能够对同类工程提供一定的参考,从而推动我国水利水电工程建设的更好发展。
关键词:工程概述 帷幕设计 灌浆施工 质量检查
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2019)08(a)-0026-02
1 工程概述
龙江水电站枢纽工程位于云南省德宏傣族、景颇族自治州潞西市境内的龙江干流上的下游河段。是以发电和防洪为主,兼顾灌溉的综合性枢纽工程,并具有城市供水、养殖及旅游等功能。主体工程由混凝土双曲拱坝、最大坝高110m,引水系统及地面式厂房组成,水库正常蓄水位872.0m,總库容12.17×108m3,主体工程为大(1)型Ⅰ等工程,次要及附属建筑物为Ⅲ级。电站装机容量240MW,保证出力68.5MW,年利用小时4283h,多年平均发电量10.28×108kW·h。工程设计洪水标准为500年一遇,校核洪水标准为2000年一遇。地震设防烈度:地震水平加速度动峰值为0.2~0.36g,大坝地震设计烈度为Ⅸ度,其它建筑物设计烈度为Ⅷ度。工程计划投资22.3亿元,计划总工期44个月。
2 施工方法及措施
施工方法,钻孔:帷幕钻孔采用XY-2型地质钻机,开孔孔径110mm,埋设91mm无缝钢管作为孔口管,先导孔接触段以下采用73mm的金刚石钻头钻进至终孔,其他孔接触段以下采用56mm的金刚石钻头钻进至终孔。采用KXP-1型轻便测斜仪测量孔斜。
冲洗:钻孔冲洗和压水试验执行《水电水利工程钻孔压水试验规程》(DL/T5331-2005)。
灌浆:采用小口径钻孔,孔口封闭自上而下分段灌浆法。灌浆压力按照设计文件施工,第一段为1.0~1.5MPa,第二段为1.5~2.5MPa,第三段为2.5~3.0MPa,第四段为3.0~3.5MPa,第五段及以下为4.0MPa,以下各段为p=2+0.1h(h为段顶以上基岩深度)MPa,最大为4MPa。灌浆段长划分:第一段2.0m,第二段5.0m,其他各段5.0m,终孔段长不大于8.0m,遇特殊情况可适当调整段长。采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1或(0.5∶1)六个比级的水泥浆液灌注。
封孔:终孔段灌浆结束后,采用全孔“浓浆置换和压力灌浆法”封孔。
3 施工过程主要工序质量控制
3.1 钻孔质量控制
开孔孔位与设计孔位偏差不得大于10cm;钻孔终孔孔径不得小于Φ56mm;钻孔过程每段孔斜,在孔深20m内每5m测斜一次,20m后每10m测斜一次,控制孔斜满足设计允许偏差。
3.2 裂隙冲洗和压水试验
帷幕孔各孔段灌前均需进行裂隙冲洗和简易压水试验,裂隙冲洗可结合简易压水进行,冲洗至回清水并延续10min即可结束。简易压水时间为20min,每5min测读一次压水流量,取最终值作为岩体的透水率计算值。
3.3 水灰比和浆液变换
帷幕灌浆使用普通硅酸盐水泥,标号不低于P.O42.5。灌浆一般采用纯水泥浆,浆液水灰比变换为5:1、3∶1、2∶1、1∶1、0.5∶1五比级,当孔段某级注入量大于300L且灌浆时间已大于30min,灌浆加浓一级。吸浆量大时采用0.8∶1∶1的水泥砂浆进行灌注。
3.4 灌浆结束标准及封孔
灌浆结束标准:在设计规定压力下,注入率不大于1.0L/min后延续灌注60min,终孔段灌浆结束后采用“全孔灌浆封孔法”封孔。
4 帷幕灌浆异常情况和大耗灰量的控制措施
在裂隙发育地区,灌浆异常情况和大耗灰量控制措施是决定帷幕灌浆工程的质量、进度和投资主要因素,是大坝坝基帷幕灌浆工程控制的重点和难点。
4.1 串浆、冒浆及灌浆中断异常情况处理措施
(1)若发生冒浆时,先用麻、棉纱、棉布等堵塞冒浆点。难于堵塞时用水泥砂浆进行表面封闭,同时适当降低灌浆压力进行灌注,当不再冒浆时,再逐级升压,直至灌浆结束。
(2)当发生串浆时,若串浆量不大于5.0L/min,则在灌浆的同时用大量水冲洗被串孔。若串浆量小于5.0L/min时,则采取先堵塞被串孔,待灌浆孔灌浆结束后,立即扫开被串孔,用大流量压力水冲洗干净后再进行灌注。
(3)灌浆过程中由于停电、停水、机械故障和工地爆破等原因出现灌浆中断,尽可能缩短中断时间,及早恢复灌浆,先冲孔,如冲洗无效,则扫孔复灌。
4.2 大耗灰量的处理措施
主要采取“浓浆、低压、限流、分级升压、间歇、限量、掺速凝剂、灌注水泥砂浆”等措施。
(1)当水泥灌注单耗量达150kg/m~200kg/m,灌浆效果不明显时,采取浓浆、低压、限流或分级升压措施,将注入率控制在15.0L/min左右,当灌入水泥单耗达到300kg/m,灌浆效果仍不明显时,则采取间歇灌注措施,每次间歇的灌入浆量控制在400~600L,间歇停顿时间控制在10~20min,连续间歇灌注3次,其灌浆效果不明显时,则采取待凝,其待凝时间不小于16h。
(2)钻孔出现异常现象(岩石溶蚀裂隙较发育、钻孔回水较小或无回水、涌水孔段),灌浆无回浆,直接采用0.8∶1∶1(水:水泥:砂)水泥砂浆(掺合3%~5%水玻璃)进行灌注,当灌入水泥单耗量达到200kg/m~250kg/m,灌注效果不明显(灌浆压力无逐渐升高或注入率无逐渐减小的趋势)时,采取低压、限流或分级升压措施,将注入率控制在20.0L/min左右;当灌入水泥单耗量达300kg/m~400kg/m,灌浆效果仍不明显时,则采取间歇灌浆措施,每次间歇时间控制在10~25min,连续间歇三次其灌浆效果仍不明显时,则采取待凝,其待凝时间不宜少于12h(浆液中掺水玻璃的可适当缩短),如此反复进行,直至灌浆有明显效果(灌浆压力逐渐升高或注入率明显逐渐减少的趋势)时,改用纯水泥灌注至结束。
5 结语
通过防渗帷幕灌浆,对灌前简易压水试验成果、灌浆成果资料、质量检查孔压水试验成果资料综合分析,以及大坝下闸蓄水后的渗漏情况,认为:
(1)防渗帷幕灌浆工程设计合理,灌浆工艺适宜本工程区地质特性。
(2)大耗灰量孔段采用限流、间歇、限量、待凝水泥等措施,质量检查孔压水试验检查结果,各孔段透水率值均满足设计要求(q≤1.0Lu)和(q≤3.0Lu),取得了良好的灌浆效果。
(3)帷幕灌浆施工后,从渗漏情况来看,几乎已无渗漏现象。这些均说明,经过灌浆处理,山体水向渗漏和回灌的现象已不存在。说明通过灌浆处理,大坝基础已形成了连续性的阻水帷幕。保证了施工顺利进行和安全运行。
(4)上述措施、方法值得在该地区类似工程中推广。
参考文献
[1] 赵光荣.善泥坡水电站大坝左岸防渗帷幕灌浆工程施工[J].小水电,2019(3):84-85.
[2] 余雅寧,喻华平.黄登水电站帷幕灌浆质量管理工作实践[J].水力发电,2019,45(6):13-16,34.



