融安水电站帷幕灌浆施工技术

颜蔚文

（中国能源建设集团广西水电工程局有限公司 广西 南宁市 530001）

融安水电站帷幕灌浆施工技术

颜蔚文

（中国能源建设集团广西水电工程局有限公司 广西 南宁市 530001）

经济在快速进步，与之相应的水电站建设也拓展了总体规模，建设水准在日益提升。水电站施工中，灌浆工程表现出较强隐蔽性，这种特性也增加了日常施工中的总体难度。同时，受到环境影响，水电站的地基很易发生渗漏，威胁到主体工程的安全。由此可见，水电站不可缺乏帷幕灌浆的具体技术，帷幕灌浆能有效防控渗漏的发生，进而确保水电站主体结构的稳定。针对融安水电站，有必要运用帷幕灌浆技术来达到地基防渗的目的，文章结合水电站的实际情况，探析了帷幕灌浆施工流程的要点。

融安水电站；帷幕灌浆；施工技术

水电站建设中的帷幕灌浆具备了专业性，然而这类工程通常也是隐蔽的。在开工前，施工人员应详细了解工程地质，进行现场灌浆试验，以便获得更全面的施工资料。帷幕灌浆包含了较多的复杂步骤，在施工过程中，遇到与设计图纸不同的地质情况，还需要根据规范要求并结合实际情况调整施工参数；遇到突发情况，施工人员应保持镇静，冷静分析后予以应对。融安水电站在建设施工中应用了帷幕灌浆的特定技术，取得了良好的建设实效。

一、工程概况

融安水电站工程位于广西融安县浮石镇下游的珠江流域西江水系融江上，距浮石电站老厂房约200m的上游一处冲沟出口处，是利用浮石水电站弃水来发电的水电站工程，与浮石水电站共用现有的浮石水电站大坝及水库库区。根据融安水电站与浮石水电站所属公司达成的水库水量使用协议，在满足浮石水电站发满合同电量时，其余水量给融安水电站发电。融安水电站发电时段主要集中在汛期及浮石水电站发满合同电量之后。电站装机容量为1×18000kW，多年平均发电量为6500万Kw.h，其中丰水期（4月～8月）发电量为3040万Kw.h，枯水期（9月～次年3月）发电量为3460万Kw.h，装机年利用小时3611h，额定流量255.1立方米/秒。

融安水电站工程由河床式电站厂房、尾水明渠、开关站和进厂公路等组成。工程临时占地8.02亩，均为荒地，与浮石水电站枢纽共用水库，不产生新的淹没。融安水电站是利用浮石水电站弃水来发电的水电站工程，与浮石水电站共用现有的浮石水电站大坝、输电线路等相关设施。融安水电站是以发电为主的工程，电站处于柳州电网覆盖范围内，电站建成后接入柳州电网，可以缓解柳州市的电力供需矛盾，促进地方经济发展。

二、工程地质条件

融安水电站位于江南古陆南缘与桂中盆地衔接地带，泥盆系地层超覆于古老地层之上。 沿河两岸具有发育不全的一～三级阶地，分别高出平水期河水位约15～50m，分布高程 115～150m之间。二级阶地分布较广泛，形成河谷两岸的台地。三级阶地只有零星分布，大多数仅残留底部砾石层。库区内出露地层主要有震旦系、寒武系、泥盆系地层及第四系地层。震旦系～寒武系地层岩性以轻变质砂岩、泥岩等碎屑岩为主。泥盆系大部分为灰岩、白云岩等碳酸盐岩，少量为砂岩、泥岩等碎屑岩。

电站厂房位于浮石电站厂房上游约 200m的一处冲沟出口处，沟底高程约111m，两岸140～145m不等。坡度一般40～45°，局部略陡或缓。冲沟两岸大多为第四系地层覆盖，厚 0.5～3m不等，岩性为黄红色含碎石粘土、粉质粘土。下伏基岩为寒武系清溪组中段（€q2）长石石英砂岩、泥岩、粉砂质泥岩。长石石英砂岩多呈中厚层状，新鲜岩石致密，属中硬岩～坚硬岩。风化后多呈黄褐色，较软弱。泥岩、粉砂质泥岩呈中～薄层状为主，常见纹层状构造，风化后多呈薄片状，软弱。

厂房底板基础基本处在强～弱风化岩石。岩石质较坚硬，但岩体质量指标RQD普遍不高，完整性较差。据钻孔压水试验资料，岩石透水率q值为0～8Lu，属微～弱透水性岩体。作为厂房基础，工程地质条件较好。

三、灌浆设计

帷幕灌浆分布在厂房进水流道底板和左、右岸挡水接头坝，共64孔。单排布置，孔距1.5 m，分为三次序孔加密施工，灌浆孔深入相对抗水线以下5m。

四、灌浆施工

（一）工艺流程

帷幕灌浆施工工艺流程如图1：

图1 灌浆工艺流程

（二）钻孔和测斜

采用ZD-1A型地质钻机钻进，开孔孔径为91mm，终孔孔径为76mm。钻机定位准确，孔位偏差值不得大于10cm。立轴垂直，利用罗盘和水平尺控制开孔的角度，钻孔时,段长、孔径、孔深必须按规定要求进行。孔斜对灌浆质量至关重要,钻孔过程中每5m进尺便测斜一次,发现孔斜超过设计要求便重新扫孔纠偏,确保孔底的偏差值不大于下表偏差值：

表1

（三）钻孔冲洗、裂隙冲洗和压水试验

钻孔结束后，下入钻具（或导管）直到孔底，通入大流量水流，从孔底向孔外进行冲洗，直至回水澄清延续5～10min止，要求孔内沉积厚度不得超过20 cm。

各灌浆段在灌浆前应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1MPa，冲洗时间至回水清净时止并不大于20min。

先导孔应自上而下分段进行压水试验，其余灌浆孔各灌浆段在灌浆前宜进行简易压水试验，试验采用单点法，压力可为灌浆压力的80%，并不大于1MPa。简易压水试验可与裂隙冲洗结合进行。

（四）灌浆材料和浆液

灌浆水泥采用广西鱼峰水泥股份有限公司“鱼峰牌”P.O42.5普通硅酸盐水泥。水泥的品质应符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的规定。水泥的细度宜为通过80μm方孔筛的筛余量不大于5%。水泥应妥善保存，严格防潮并缩短存放时间，不得使用受潮结块的水泥。

灌浆用水经过检验符合DL/T 5144-2001《水工混凝土施工规范》的规定后，使用浮石电站库区水。

帷幕灌浆宜使用纯水泥浆液，水泥在制浆时采用重量称量法，其称量误差小于5%。

（五）灌浆

1．灌浆方法和灌浆方式

（1）采用自上而下分段灌浆法灌浆。

（2）选用循环式灌浆。灌浆时，射浆管距离孔底不大于0.5m。

（3）帷幕灌浆段长一般可为 5m～6m，岩体完整时可适当加长，但最长不应大于 10m；岩体破碎孔壁不稳时，段长应缩短。混凝土结构和基岩接触处的灌浆段段长宜为2m～3m。

（4）不论灌前透水率大小，各灌浆段均应按技术要求进行灌浆。

2．灌浆压力和浆液变换

（1）灌浆压力（见表2）：

表2

（2）水灰比可采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.5:1五个比级，开灌水灰比采用5:1。灌浆浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换。

（3）当采用多级水灰比浆液灌注时，浆液变换原则如下：

1）当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。

2）当某级浆液注入量已达300L以上，或灌浆时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应采用浓一级的水灰比。

3）当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。

4）灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应的措施处理。

3.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（q＜5Lu）时，钻孔宜继续加深。

（2）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）灌浆过程中发生串浆时，应阻塞串浆孔，待灌浆孔灌浆结束后，再对串浆孔进行扫孔、冲洗，而后继续钻进或灌浆。

（4）灌浆必须连续进行，若因故中断，应按下述原则处理：

1) 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。

2) 恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注，如注入率与中断前相近，即可采用中断前水泥浆的比级继续灌注；如注入率较中断前减小较多，应逐级加浓浆液继续灌注；如注入率较中断前减少很多，且在短时间内停止吸浆，则应采取补救措施。

（5）孔口有涌水的灌浆孔段，灌浆前应测记涌水压力和涌水量。

4．灌浆结束和封孔

（1）在一般情况下，当灌浆段在最大设计压力下，注入率不大于1L/min后，继续灌注30min，可结束该段灌浆。

（2）灌浆孔灌浆结束后，应使用水灰比为0.5的浆液置换孔内稀浆或积水，采用全孔灌浆法封孔。

5.质量检查

（1）帷幕灌浆工程的质量应以检查孔压水试验成果为主，结合对施工记录、施工成果资料和检验测试资料的分析，进行综合评定。

（2）检查孔的数量为灌浆孔总数的10%，一个单元工程内至少布置一个检查孔。

（3）检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14d后进行，自上而下分段卡塞做压水试验，试验采用单点法。

（4）帷幕灌浆工程质量的评定标准为：经检查孔压水试验检查，坝体混凝土与基岩接触段的透水率的合格率为 100%，其余各段的合格率不小于 90%，不合格试段的透水率不超过设计规定（q＜5Lu）的150%，且不合格试段的分布不集中，灌浆质量可评为合格。

（5）检查孔检查工作结束后，应按相关规范要求进行灌浆和封孔。

五、灌浆完成的工程量

帷幕灌浆工程于2014年8月20日开工，2015年1月18日全部完工，完成的工程量见表3：

表3

六、灌浆成果分析

（1）灌浆前透水率分析

根据帷幕灌浆成果一览表统计资料可知，Ⅰ序孔的平均透水率 29.8Lu，Ⅱ序孔的平均透水率18.1Lu，为Ⅰ序孔60.7%；Ⅲ序孔的平均透水率8.3Lu，为Ⅱ序孔45.9%，递减明显，符合基岩灌浆的一般规律。

（2）单位注入量分析

根据帷幕灌浆成果一览表统计资料可知，左侧接头坝帷幕I序孔平均单位耗灰74.5kg/m，II序孔平均单位耗灰51.0kg/m ，III序孔平均单位耗灰39.4kg/m。

进水流道底板帷幕 I序孔平均单位耗灰 38.5kg/m，II序孔平均单位耗灰23.8kg/m ，III序孔平均单位耗灰14.0kg/m。

右侧接头坝帷幕 I序孔平均单位耗灰 39.5kg/m，II序孔平均单位耗灰30.2kg/m ，III序孔平均单位耗灰22.0kg/m。

通过以上数据分析，可以看出这些部位同一排孔呈现I序、II序、III序单位耗灰依次降低的情况，其关联性很好，说明分序加密切实起到了作用，符合灌浆规律。

七、灌浆效果评价

（1）由《融安水电站接头坝帷幕灌浆质量检测报告》压水试验报告表可知，所检6个检查孔21段试验段透水率均在2.6Lu～4.3Lu之间，透水率均满足设计要求值q＜5Lu，说明融安水电站接头坝帷幕灌浆质量完全满足设计要求。

（2）从检查孔采取的岩芯看，岩芯表面可见水泥结石，充填密实，说明细小裂隙已灌入水泥浆，灌浆效果显著。

（3）帷幕灌浆64孔共划分7个单元工程，合格7个，合格率100%。

八、结语

融安水电站是柳州市内重要的一座水电站，为了防控坝基的渗漏，应用了帷幕灌浆的防渗技术。经过精心组织施工，帷幕灌浆质量满足了特定的施工需要，达到了预期效果，为确保水电站安全高效运行发挥重要作用。帷幕灌浆技术针对水电站的建设是适用的，可以发挥优势。然而从目前看，帷幕灌浆的配套技术仍没能达到完善，有待实践中的改进。相关技术人员有必要继续总结珍贵的施工经验，服务于水电站建设的整体质量提升。

[1]刘加朴.索风营水电站左岸防渗帷幕灌浆施工技术[J].水利水电施工,2015（03）:48-50.

[2]赵利,孔令海.溪洛渡水电站帷幕灌浆施工技术探讨[J].吉林水利,2012（07）:57-59.

[3]DL/T 5148-2012水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].北京：中国电力出版社，2012.

TU75

B

1007-6344（2016）10-0169-02

颜蔚文（1972-），男，广西藤县人，大学本科学历，工程师，主要从事水利水电工程施工管理工作。