某二级水电站坝基固结灌浆和帷幕灌浆施工技术

王大辉

（河南省水利科学研究院，河南 郑州 450000)

1 概述

某二级水电站坝址为7跨混凝土闸坝，根据合同及甲方提出的灌浆要求结合灌浆规范，现把灌浆目的简述如下。

1.1 固结灌浆：对坝底与基岩接触带和浆砌毛石之间缝隙进行有压填充灌注，防止坝体直接渗漏。

1.2 帷幕灌浆：对坝底基础以下的基岩裂隙、构造带进行有压挤密灌注，防止基底渗流渗漏。

1.3 压水试验：检查灌浆后坝体和基础的渗漏情况和灌浆效果。

2 坝体、坝基工程

坝基经开挖后，基础底大部分为微风化花岗岩，新鲜，坚硬，1 跨和 5、6、7 跨裂隙不发育，2、3、4跨裂隙较发育，且在3跨中见小断层破碎带，在坝两岸为非溢流段基底部分为强，中风化花岗岩，裂隙较发育。

3 灌浆技术要求

本次灌浆工作主要依据是由甲方提出的坝基处理灌浆要求、灌浆合同，同时遵循国标《，J、型水电站施工技术规范》SL-172-96)规范规定，压水试验按国标《水电压水试验技术规范》(SL-55_99)规范进行。灌浆手段主要采用岩芯钻探（采用XY-100型钻机）进行成孔，成孔后使用顶压式注塞压力灌浆法灌浆。

4 工作量布置原则及完成的实物工作量

我公司受委托，对某二级水电站进行坝基裂隙带固结灌浆和帷幕灌浆。

4.1 固结灌浆孔：按网格线形布景，孔距、排距为2.00m，孔深应进入基岩5.00m。

4.2 帷幕灌浆孔：沿坝基临库面按直线布置，孔距为200孔孔深与水头高度有关，为坝基底渗流总长的二分之-设计施工，由设计单位确定。

4.3 压水试验检查孔：根据需要由甲方技术人员确定。

4.4 施工情况及完成实物工作量，灌浆施工时采用先帷幕灌浆后固结灌浆，采用边施工边检查的方法。

该坝为7跨混凝土闸坝，由于1跨、5跨、6跨和7跨坝基地质条件较好，未作灌浆施工，仅对2、3、4跨坝基础进行灌浆。

根据帷幕灌浆孔左2跨1和断层左1灌浆吃浆量较小和压水试验结果较好。把固结灌浆孔孔距、排距增加为3.00-5.00m，帷幕灌浆孔孔距为3.00m，帷幕灌浆孔原设计临库面-排灌浆孔，由于3跨和4跨存在破碎带在坝中轴线，增加5个帷幕灌浆孔。

根据施工结果，本次整个二级站共施工26个灌浆孔，临库面及中轴线施工10个为帷幕灌浆孔，其中坝基固结灌浆孔10个，非溢流段固结灌浆孔3个。专门压水试验检查孔2个，完成压水试验7孔7个段次，其中5孔5个段次为帷幕灌浆孔与压水试验检查结合孔，跨和右岸未做灌浆施工。

5 钻探施工、灌浆工艺和压水试验

5.1 钻探施工

本次钻孔使用φ110mm口径金刚石钻头清水钻进，达到设计孔深后使用清水进行冲孔，将孔壁、裂隙中的岩粉、碎屑、充填杂物冲洗到孔外，施工顺序为先施工固结灌浆孔，后帷幕灌浆孔，每钻-个孔就灌注-个孔，待水泥初凝后再灌另外一个孔，钻孔施工采用跳跃式间隔施工，先周边孔，后中间孔逐序施工。

5.2 灌浆

钻孔施工后，在要求位置安装注浆设备，使用30cm膨胀式橡胶密封圈注塞堵浆，要求灌浆段长一般为5.00m，最长不大于8.00m本次灌浆施工的钻孔全部为一个灌浆段灌注，灌浆段长2.80-7.10m。注浆设备安装调试完毕后，先用清水灌注约10分钟，以达到清孔的目的，而后使用水灰比5：1的稀水泥浆进行初灌注，使固结灌浆压力达到0.30MPa，帷幕灌浆压力达到0.50MPa，尽可能加大水泥浆渗透扩散半径，而后水灰比逐级加浓，分别使用水灰 比 为 3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、05:1（重量比）的水泥浆进行灌注。

水灰比加浓条件：a.灌浆过程中当灌浆压力保持不变，注入浆量均匀减少，或注入浆量不变，压力均匀时，灌浆应继续下去，不得改变水灰比；b.当某一水灰比的浆液注入量已大于400升以上，而灌浆压力、注入率无改变或变化不明显时加浓一级浆液进行灌注，当注入率大于30升份时，视情况越级加浓灌注；c.当改变浆液浓度后，灌浆压力突增或突减，应检查孔内或坝体是否堵塞或漏浆，查明原因后进行处理。帷幕灌浆和固结灌浆在达到规定压力下，孔段的注入率小于0.40升份，再持续灌注30分钟即终止灌浆。

5.3 压水试验

为了检查灌浆后坝体和基础的渗漏情况和灌浆效果，本次施工了专门施工2个检查压水试验孔，还选择性在5个特殊性钻孔和薄弱地段施工5个钻孔先进行压水试验后灌浆，整个坝基共进行压水试验7个试段，压水试验按国标《水电压水试验技术规范》(SL-55-99)规范进行。

5.4 封孔

本次对全部26个灌浆（包括压水试验孔）孔全孔灌浆工作完成后都及时进行了有效封孔，封孔采用压力灌浆封孔法，封孔压力0.30MPa。

6 灌浆效果评述

6.1 在灌浆过程中，跳跃式施工的临近钻孔未发现冒浆和漏浆现象，各灌浆孔吃浆良好，单孔最小水泥注入量100.00kg(上游01、左 2跨 1、左 2 跨 9、左 2 跨 5、左 2 跨 2、左2跨8、左4跨5、左4跨7、断层右1等孔），非溢流段左1号孔，由于施工在强一中风化带中，出现漏浆，水泥灌入量达1350.00 kg，二级坝水泥总灌人量602.00kg，证明注浆渗透扩散效果好。

6.2 3跨由于基底断层的存在，前期灌注各孔普遍吃浆量均较大，水泥灌入量在200-600kg，经前期几个孔灌浆后，吃浆量得到降低，水泥灌人量在100-150kg；而2跨和4跨的各孔随着灌浆吃浆量逐渐降低冰泥灌人量在原来的10-400kg，而后期吃浆量为10(h400kg，证明坝体的固结灌浆对坝底与基岩接触带和断层缝隙之间填充灌注有效，不同程度防止了坝体直接渗漏。

6.3 在非溢流段基底部分为强中风化花岗岩，裂隙较发育，应甲方要求进行简易固结灌浆，吃浆量较大，但未作压水试验检查，非溢流左1有漏浆现象，灌注后吃浆量逐级减少。

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