长河坝水电站大坝右岸盖板高陡坡固结灌浆施工

王海波，王玉山

(中国水电基础局有限公司三公司，四川成都 610231)

长河坝水电站大坝右岸盖板高陡坡固结灌浆施工

王海波，王玉山

(中国水电基础局有限公司三公司，四川成都 610231)

长河坝水电站大坝为砾石土粘土心墙堆石坝，最大坝高240 m，大坝左右盖板基岩固结灌浆旨在提高心墙地基基础承载力，对于240 m级高坝结构安全具有极高的重要性。右岸盖板固结灌浆施工工作面位于大坝两坝肩陡峭的基岩上，倾角平均在60°以上，具有排架搭设难度大、工期紧、截浆截污要求高、交叉作业安全防护难度大等特点。如何保质保量地完成本项目是保证大坝能够持续高强度填筑的关键环节，介绍了灌浆施工采取的措施。

长河坝水电站；大坝；盖板；高陡坡；排架；固结灌浆

1 概述

1．1 工程概况

长河坝水电站系大渡河干流水电规划“三库22级”中的第10级电站，上接猴子岩电站，下游为黄金坪电站。工程场址位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，地处大渡河上游金汤河口以下约4～7 km的大渡河干流河段，电站采用水库大坝、首部式地下引水发电系统开发，电站总装机容量2 600 MW。枢纽主要建筑物由砾石土心墙堆石坝、引水发电系统、3条泄洪洞和1条放空洞等建筑物组成。拦河大坝最大坝高240 m，水库正常蓄水位高程1 690 m，正常蓄水位以下库容为10．15亿m3，总库容为10．75亿m3。

大坝基础基岩固结灌浆布置在砾石土心墙堆石坝左、右岸心墙基础范围内，心墙基础0．5 m厚混凝土板兼作固结灌浆盖重。心墙基岩地基固结灌浆孔按间排距2．5 m梅花形布置，左岸固结灌浆深度为15 m，右岸固结灌浆深度为8 m，深度为垂直于心墙盖板并距心墙盖板底面的深度。

1．2 施工难点及特点

(1)高陡坡施工，排架搭设难度大；

(2)上接混凝土盖板浇筑工作面，交叉作业施工干扰大，安全防护要求高；

(3)下接粘土心墙填筑工作面，文明施工标准高；

(4)灌浆质量检查标准高；

(5)高排架施工钻机搬迁频繁且难度大，钻孔工效低。

2 高边坡施工的排架搭设

2．1 排架形式的选择

由于设计坡度较陡，直接在边坡上进行钻孔难度较大，因此，需要架设脚手架排架作为承载钻机、材料、设备以及人力平台之用。但在坝肩开挖结构设计中各高程均未设置马道，从而给脚手架搭设带来了一定困难，因此，脚手架搭设只能在开挖形成的边坡上直接搭设。由于扣件式钢管排架是为适应高边坡施工的需要做到简单轻便、装拆容易、多次周转、节约材料、方便操作、牢固稳定，在设计荷载下使用不变形、不倾晃，能满足正常的施工操作、人员行走、材料堆放的要求，因此，脚手架排架选择扣件式钢管排架。高排架外观见图1。

图1 高排架外观图

为确保高排架安全稳定，项目部特别制定了高排架搭设施工专项方案，对排架搭设进行了详细的荷载验算，以指导排架施工。

2．2 截浆、截污槽铺设

为了防止灌浆过程中的废浆、废水等对心墙填土的影响，在施工部位下侧，用2 mm厚薄铁皮卷成U型溜槽，贴墙侧用膨胀螺丝把薄铁皮钉于混凝土盖板上，混凝土盖板与“U”型槽接触部位采用水泥砂浆封填，利用“U”型槽将灌浆产生的废水、废浆等排放到设置在心墙区以外的沉淀池中，然后集中用排污泵将沉淀后的废水抽到指定位置，沉淀池中经过沉淀后的废渣用反铲挖装自卸汽车后运至指定弃渣场。截污槽外观见图2。

图2 截污槽示意图

3 主要施工方案

3．1 钻孔设备

由于固结灌浆在高排架上施工，钻孔设备选用体积小、重量轻的100B潜孔钻机，配φ70冲击器、φ75钎头、φ50钻杆、φ75金刚石钻头钻进成孔。

3．2 测放孔位

严格按照孔位布置图布置孔位，孔位偏差应不大于10 cm。固结灌浆孔钻孔角度为垂直于混凝土盖板。

3．3 抬动变形观测

抬动观测孔垂直于混凝土盖板布置，在灌浆前按照施工图纸或监理工程师指示的位置安设抬动观测装置，抬动观测孔使用冲击回转钻进，孔径为75 mm，抬动观测孔孔深比灌浆孔深5 m，钻孔完成后安设抬动观测装置。

3．4 孔深及灌浆分段

终孔孔深:若盖板混凝土厚度小于3 m，终孔孔深按8．5 m控制；若盖板混凝土厚度大于3 m，终孔孔深按入岩8 m控制。灌浆分段段长为2 m、6 m。

3．5 钻孔冲洗

所有先导孔、灌浆孔和灌后检查孔均在钻孔结束后采用水冲法冲洗钻孔。其方法是在钻孔完成后，下入钻具(或仅下入钻杆)，开大水流，使孔内钻渣随循环水流悬浮带出孔外，直至回水清净、肉眼观察无岩粉、孔底沉积小于20 cm为止。

3．6 灌浆工艺

按分序加密的原则进行。固结灌浆排间不分序，排内分Ⅰ、Ⅱ序孔施工。

单元内首先进行Ⅰ、Ⅱ序孔的接触段钻灌，接触段灌浆结束后，再按排内分序原则进行Ⅰ、Ⅱ序孔接触段以下段的钻灌。对于Ⅰ序孔兼做灌前声波孔的采用自上而下分段钻孔、压水，孔深达到设计深度后进行灌前物探测试，之后采用自下而上分段进行灌注。

3．7 裂隙冲洗

各灌浆孔在灌浆前采用压力水进行裂隙冲洗，冲洗压力可为灌浆压力的80%，并不大于1 MPa，冲洗时间至回水清净时止或不大于20 min。

3．8 灌前声波测试及简易压水

(1)压水试验方法的选择。

在Ⅰ序孔中选择不少于灌浆孔数5%的灌浆孔进行声波测试，声波测试应分别采用单孔和跨孔测试方法，跨孔测试数量为每个灌浆单元不小于一组。在各序孔中选择不少于灌浆孔数5%的灌浆孔进行简易压水试验，简易压水试验可结合裂隙冲洗同时进行。

(2)简易压水。

压水压力为灌浆压力的80%，并不大于1 MPa．压水20min，每5 min测读一次压入流量，取最后的流量值作为计算流量。其成果以透水率表示，按下式计算:

式中 q为透水率，Lu；Q为压入流量，L/min；P为作用在试段内的全压力，MPa；L为试验段长度，m。

3．9 灌浆压力

第一段灌浆压力控制在0．3 MPa，第二段灌浆压力控制在0．7 MPa。

3．10 浆液比级及变换

(1)浆液比级。

采用2∶1、1∶1、0．8∶1、0．5∶1四个重量比级，开灌水灰比为2∶1。

(2)浆液变换。

合理的浆液变换有利于提高灌浆质量。过早的使用浓浆易将细小裂缝进口堵塞，进而影响灌浆效果；灌注稀浆过多易延长灌注时间，浆液过度扩散，进而造成材料的浪费，而且稀浆形成的水泥结石耐久性差。

3．11 回浆变浓

灌浆过程中如遇回浆变浓，则采用下列措施进行处理:

(1)适当加大灌浆压力。

(2)换用相同水灰比的新浆灌注，若效果不明显，则连续灌注30 min后结束。

3．12 回浆量控制

灌浆过程应控制好泵量以及灌浆压力，且保持回浆量为15 L/min，防止灌浆管被水泥凝住，造成灌浆中断。

3．13 灌浆结束标准

(1)一般情况下，在最大设计压力下，注入率不大于1 L/min后，继续灌注30 min即可结束灌浆。

(2)若灌注过程中出现抬动情况，可视具体情况报监理工程师后采用较低压力结束。

3．14 封 孔

所有灌浆孔、检查孔、抬动孔均采用“全孔灌浆封孔法”封孔；采用自下而上分段灌浆法时，孔口段灌浆结束后，直接在孔口段进行封孔灌浆。封孔压力为该孔最大灌浆压力，灌浆持续时间不小于30 min。

所有钻孔使用灌浆泵压浆封孔后产生的上部脱空段采用人工回填水泥砂浆(水∶水泥∶砂=0．5∶1∶1)封填密实。

3．15 质量检查

(1)检查孔数量。

每个灌浆单元单孔声波检测抽样孔数量不小于灌浆孔总数的5%，跨孔声波检测抽样孔数每个灌浆单元应不小于一组。每个灌浆单元抽样压水试验检查孔数量不小于灌浆孔总数的2%，且每个灌浆单元内至少应有一个压水试验检查孔。

(2)合格标准。

压水试验合格标准:岩体透水率q≤5 Lu。孔段合格率不少于90%，不合格孔段透水率值不超过设计规定值的150%且不集中。

声波测试合格标准为:要求灌后岩体声波平均纵波速度大于4 200 m/s，或比灌前提高不低于5%。

4 质量检查情况

检查孔压水试验:检查孔压水试验透水率在0．13～3．87之间，满足灌后检查孔压水透水率不大于5 Lu的设计要求。

取芯情况:从灌后检查孔取芯情况看，多处可见水泥结石，表明浆液充填良好。

单孔声波及跨孔声波情况:单孔声波平均速度灌前为4 188 m/s、灌后为4 622 m/s，提高率为10．36%；跨孔声波平均波速灌前为4 156 m/s，灌后为4 738 m/s，提高率为14%。

5 结语

长河坝水电站右岸盖板高边坡固结灌浆施工中严格执行“三检制”，质量检查成果表明施工质量优良；安全、文明施工、进度均处于可控状态。近年来，高边坡基础处理项目逐渐增多，长河坝水电站右岸盖板高边坡固结灌浆施工规模较大，且具有多项施工难点，具有一定的代表性，所取得的经验可为其他类似高边坡基础处理项目提供参考。

TV7;TV543;TV223．4

B

1001-2184(2015)05-0083-03

王海波(1979-)，男，山东滨州人，副经理，工程师，从事基础处理施工技术与管理工作；

(责任编辑:李燕辉)

2015-05-08

王玉山(1980-)，男，内蒙古四子王旗人，项目总工程师，工程师，从事基础处理施工技术与管理工作．