糯扎渡电站厂区帷幕灌浆施工工艺

来源:用户上传      作者: 章进　侯七

　　摘要 糯扎渡电站厂区防渗帷幕灌浆质量对厂房的渗水起着重要的作用，本文对帷幕灌浆施工进行详细介绍。
　　关键词 糯扎渡电站；厂区防渗帷幕；灌浆施工
　　中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）78-0155-02
　　1 工程概况
　　糯扎渡水电站位于云南省思茅市和澜沧县交界处的澜沧江下游干流上，是澜沧江中下游河段八个梯级规划的第五级。该工程由心墙堆石坝、左岸溢洪道、左、右岸泄洪隧洞、左岸地下式引水发电系统及导流工程等建筑物组成。施工区域为侵入的花岗岩体（γ43～γ51）及后期侵入的石英岩（q）、辉绿玢岩（Vπ）和隐爆角砾岩等岩脉；上部为三叠系中统忙怀组下段（T2m1）沉积岩，以砂泥岩为主。
　　为减小岩体渗流量，提高岩体的整体和抗变形能力以及增强洞室围岩的密实性。地下厂房四周设3层排水洞，层间设对穿排水孔，形成封闭式的地下厂房排水幕，同时在EL755灌浆洞、EL690灌浆洞和EL645灌浆洞设置防渗帷幕，与坝区防渗形成统一的防渗排水系统。
　　2 帷幕灌浆施工
　　厂区帷幕灌浆主要包含EL755m（0+171.500～0+503.500）、EL690m（0+171.500～0+503.500）灌浆洞、厂区EL645灌浆洞（厂帷0+000～0+厂帷542.332）三部分。包含水平帷幕和竖向帷幕，设计工程量为54775.7m。帷幕灌浆水平帷幕孔深分别为10m、15m、25m，竖向帷幕斜长度孔深为50.491m～77.757m之间。
　　2.1 帷幕灌浆施工总体程序
　　抬动观测孔→先导孔→Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔→质量检查孔
　　2.2 帷幕灌浆施工工艺及方法
　　帷幕灌浆施工按分序加密的原则进行，相邻两次序孔同时施工保证钻灌高程差不小于15m。根据孔深的实际情况，水平帷幕采用自上而下分段孔内循环灌浆法，竖向帷幕采用孔口封闭法进行施工。
　　2.2.1 孔位布置与钻孔
　　根据测量放样确定帷幕灌浆轴线， EL755灌浆洞帷幕孔顶角为6°，EL690灌浆洞、 EL645灌浆洞帷幕孔顶角均为8°，水平、竖向帷幕孔间距均为2m。
　　钻孔孔径：孔口段需要埋设孔口管的部位采用φ91mm的钻头进行钻进，埋设Φ73mm孔口管（无缝钢管，埋入基岩深度为2.0m，露出孔口0.1m），其余段钻孔孔径为φ56mm。先导孔、质量检查孔以及其它要求取芯的孔孔径为φ76mm。
　　钻孔偏差（测斜）：帷幕灌浆孔位偏差不大于10cm。钻孔过程中要进行孔斜测量，前5段要求每段测一次，以下各段按每10m量测一次，其孔底偏差不得大于下表的规定，方位角偏差不应大于5°。孔深大于60m时，孔底偏差应严格控制在1.5m范围之内。当发现钻孔偏差值超过设计规定时，应及时纠正并采取补救措施。
　　灌浆孔段钻进结束后，进行钻孔冲洗，孔底沉积厚度不得超过20cm。各类钻孔施工作业暂时中止时，孔口妥善保护，防止污水流入孔内或落入异物。
　　2.2.2 裂隙冲洗与压水试验
　　1）裂隙冲洗
　　各灌浆孔段灌浆前进行裂隙冲洗，采用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗，冲洗压力采用80%的灌浆压力，并不大于1MPa。裂隙冲洗应冲洗至回水澄清后10min结束，且总冲洗时间不少于20min。灌浆孔（段）裂隙冲洗结束24h内应进行该孔的帷幕灌施工，否则应在灌前重新进行裂隙冲洗。
　　2）压水试验
　　帷幕灌浆孔先导孔采用自上而下分段卡塞采用“五点法”进行压水试验，分段长度与灌浆分段长度相同。其余帷幕灌浆孔段在灌浆前采用简易压水，简易压水试验结合裂隙冲洗进行。
　　2.2.3灌浆
　　1）灌浆方法
　　帷幕灌浆孔为单排孔，按分序加密的原则进行。竖向帷幕灌浆采用孔口封闭灌浆法，灌浆孔的第一段（接触段）采用纯压式进行灌浆，阻塞器应阻塞在基岩面以上砼内进行灌注。第一段灌浆结束之后埋设孔口管，孔口管深入基岩2m，孔口管埋设后待凝1天～3天，并经检查合格后，方可进行下一工序的施工。
　　2）灌浆分段
　　第一段（接触段）为2m，第二段为3m，第三段及以下各段为5m。遇特殊情况可适当缩短或延长，但加长段段长不得超过10m。
　　3）灌浆压力
　　灌浆压力：帷幕灌浆灌浆压力可采用下表进行计算：
　　帷幕灌浆压力（单位：MPa）
　　4）浆液配比及变浆原则
　　普通水泥浆液水灰比（重量比）为3：1、2：1、1：1、0.5：1四个级别，灌浆中浆液变浆原则，按规范执行。
　　5）灌浆结束标准和封孔
　　结束标准：帷幕灌浆孔在规定的设计压力下，注入率不大于1.0L/min，继续灌浆60min后，可结束灌浆。
　　封孔：灌浆孔全孔灌浆结束后采用全孔灌浆封孔法进行封孔，先用导管注浆法将孔内余浆置换成0.5：1的浓浆，之后将灌浆塞塞在孔口，继续使用浓浆进行纯压式灌浆封孔。封孔压力采用全孔最大灌浆压力并不小于1.5MPa，封孔时间为60min。
　　6）特殊情况处理
　　（1） 帷幕灌浆孔的终孔段，其透水率大于设计规定值时，钻孔应继续加深，每次加深段长为5m；
　　（2） 在灌浆过程中发现冒浆、漏浆时，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇、待凝等方法进行处理；
　　（3） 灌浆必须连续进行，若因故中断，应尽快恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，再恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，再恢复灌浆；
　　（4）灌浆段注入量大而难以结束时，可采用低压、浓浆、限量、间歇、浆液中掺加速凝剂等方法处理；
　　（5）经特殊情况处理后的孔段，待凝后仍应扫孔，重新按照技术要求进行升压灌浆，直至达到结束标准。
　　7）帷幕灌浆质量检查
　　帷幕灌浆灌后常规压水检查采用五点法压水，自上而下分段钻孔、分段孔内阻塞进行压水试验。压水段长同灌浆段长，压力为该段灌浆压力80%的0.3倍、0.6倍、1.0倍、0.6倍、0.3倍，检查孔压水检查结束后，按帷幕灌浆的要求进行全孔一次灌浆，并按灌浆孔的封孔要求进行封孔。
　　3 帷幕灌浆成果分析及质量评价
　　3.1 帷幕灌浆透水率成果分析
　　帷幕灌浆先导孔采用自上而下分段卡塞进行“五点法”压水试验；其他孔段结合裂隙冲洗进行简易压水试验。根据厂区帷幕灌浆灌前压水试验成果表累计分析透水率区间分布情况，绘制透水率频率曲线图如下。
　　通过透水率频率曲线图，综合分析灌前透水率，在透水率较小且相对集中的0Lu～5Lu，Ⅰ序孔累计频率为61.0%，Ⅱ序孔为83.8%、Ⅲ序孔为97.5%，对比各次序孔递增频率明显；而透水率较大的10Lu～100Lu的区间分布，Ⅰ序孔频率为10.4%，Ⅱ序孔为2.8%、Ⅲ序孔为0.5%，对比各次序孔递减频率也很明显。说明分序灌浆作用明显，灌浆效果比较显著。
　　3.2 帷幕灌浆成果分析
　　厂区帷幕灌浆分序成果统计见下表：
　　通过厂区帷幕灌浆成果统计表分析，帷幕灌浆各次序孔耗灰量及单耗灰变化比较明显，Ⅰ序孔灌浆总段数为3015段，总注入灰量3 456 020.3kg，单耗灰为255.75kg /m；Ⅱ序孔灌浆总段数为2974段，总注入灰量2 101 987.8 kg，单耗灰为157.51 kg /m；Ⅲ序孔灌浆总段数为5337段，总注入灰量1 796 952.3 kg，单耗灰为76.16kg /m。由以上数据统计分析：单位耗灰量Ⅱ序孔较Ⅰ序孔减少了98.24kg/m，降幅频率为38.4%；Ⅲ序孔较Ⅱ序孔减少了81.35kg/m，降幅频率为51.6%，可以看出帷幕灌浆分序施工效果明显。
　　3.3 帷幕灌浆检查孔压水成果
　　从灌后检查孔压水试验成果看：透水率均小于1Lu，满足设计要求，从灌前灌后透水率分布情况可以看出，灌前基岩透水性离散程度较大，经灌浆处理后，基岩的透水性离散程度明显减小，且基岩透水性已趋于均质，帷幕灌浆达到了预期的目的。
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