安谷水电站地面发电厂房固结灌浆施工浅谈

曹 辉，何 烨

(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610081)

安谷水电站地面发电厂房固结灌浆施工浅谈

曹 辉，何 烨

(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610081)

本文介绍安谷水电站地面发电厂房的地质概况及固结灌浆处理要求，分析在砂岩中采用固结灌浆的施工方法及施工工艺，可以达到提高坝基承载力及抗渗能力的效果。

厂房 砂岩 固结灌浆 安谷水电站

1 工程概况

安谷水电站采用混合式开发方式，水库正常蓄水位398.00m，总库容约6330万m3，电站装机共五台。其中，大机组容量4×190MW，设计引用流量2576m3/s；小机组容量1×12MW，设计引用流量64.9m3/s。地面发电厂房固结灌浆施工包括厂房和安装间，施工部位桩号坝横0+000.00～坝横0+088.80m、坝纵0+503.91m～坝纵0+298.56m，施工面积88.8m×205.35m。

电站厂房布置左端紧靠泄洪闸，右端紧靠船闸，坝轴线桩号0+306.0m～0+450.5m。

地面高程374.5m～381.4m，河水深1.0m～3.5m，河床覆盖层为Q42al砂卵砾石层(Ⅱ)，厚度9.7m～21.6m。砂卵砾石层透水性强，渗透系数K=3.8×10-2cm/s，属强透水层。下伏基岩顶面高程357.98m～367.67m，为K1j②中厚层夹薄层状砂岩及泥岩薄层，岩体无强风化，弱风化带厚10m～12m。新鲜岩体饱和抗压强度12.7MPa，为软岩。在高程337.0m～347.0m以下为K1j①薄层状砂岩夹中厚层砂岩及泥岩薄层，强度较低，饱和抗压强度为4.2MPa，属极软岩，完整性差，为厂基地基持力层。根据勘探资料，厂基岩体中分布有14条泥岩薄层或透镜体，泥岩单层厚度0.3m～1.0m。根据钻孔压水试验资料，弱风化上部岩体渗透系数K=1.1×10-3cm/s～5.9×10-4cm/s，属中等透水岩层；弱风化下部～新鲜岩体透水率q=1.0Lu～6.6Lu，透水微弱，透水带厚度(q>5Lu)5m～7m。据安上ZK24、安上ZK25、安上ZK26孔揭示，厂基岩体中分布有承压水，水位379.67m～380.50m，高出地面0.92m～4.19m，承压水头34.59m～38.15m，顶板埋深14.60m～23.40m，顶板高程341.27m～343.38m，最大涌水量4.5L/min。承压含水层为K1j①薄层状砂岩，岩体透水率2.6Lu～6.6Lu，其顶板为相对较完整中厚层砂岩夹泥岩薄层，岩体透水率0.5Lu～3.1Lu。

2 固结灌浆施工

本工程地面发电厂房固结灌浆根据设计图纸孔排距为3.0m，采取梅花型布置，局部加密布置。灌浆施工高程327.30m～335.0m，混凝土盖重2m，基岩段灌浆孔深8m。

2.1 施工时间安排

固结灌浆工程包括厂房固结和安装间固结，因工作面与土建存在交叉作业，故分多次进行施工。安装间段1～4单元以及6单元，固结灌浆施工时间为2012年7月14日～2012年8月26日；安装间段5、7单元，固结灌浆施工时间为2013年1月26日～2013年2月16日；安装间8、10单元，固结灌浆与1#～4#机组段固结灌浆施工时间为2012年8月22日～2012年11月25日；安装间9单元由于取消故未施工。5#机组段固结灌浆施工时间为2013年2月18日～2013年3月05日。工程量完成情况见表1。

表1 主要工程量统计

2.2 主要施工过程

在钻孔灌浆施工前，首先进行抬动监测钻孔及安装施工，固定抬动装置，支撑钢板焊接平整，外管底部缠麻，内管高出地面10cm。

固结灌浆采用“分序加密、孔口卡塞、孔内循环”的施工方法，灌浆分两序施工。施工顺序：Ⅰ序孔→Ⅱ序孔；施工程序：场地清理→孔位测量放样(埋设灌浆预埋管)→抬动孔施工→灌前声波检测→Ⅰ序孔钻进、裂隙冲洗(压水)、灌浆、封孔→Ⅱ序孔钻进、裂隙冲洗(压水)、灌浆、封孔→灌后3d～7d压水检查孔钻进、压水以及灌后14d声波检测→资料提交。

灌浆造孔均采用地质回转钻机(XY-2地质钻机)，灌浆孔均为垂直钻孔。固结灌浆按梅花布置，孔排距均为3.0m。

固结灌浆现场进行孔位和孔深的验收。

钻孔冲洗、裂隙冲洗及简易压水，按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2012)执行。

固结灌浆浆液水灰比采用3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.5∶1五个比级。

灌浆材料采用袋装水泥，水泥标号为P.O42.5普通硅酸盐水泥，符合规定的质量标准。灌浆设备采用3SNS高压灌浆泵，记录仪采用二参数中大华瑞灌浆自动记录仪。在灌浆过程中，采用记录仪对注入率、压力和浆液比重等技术参数进行控制。固结灌浆施工参数见表2～表4。

表2 灌浆孔分段段长

表3 灌浆压力(安装间1、2、3、4、6单元)

项目第一段第二段孔段深度范围(m)0～22～8灌浆压力(MPa)Ⅰ序0305Ⅱ序0406

表4 灌浆压力

固结灌浆结束3d～7d后进行检查孔施工，14d后进行声波孔施工，检查孔采用XY-2型地质钻机配φ91mm金钢石钻头进行钻孔取芯。

3 灌浆效果

固结灌浆施工完成3d～7d后进行压水检查，共布置了93个压水检查孔。检查结果见表5。

表5 检查孔综合统计表

由表5压水试验结果，检查孔压水最小值为0.39Lu，最大值为5.0Lu，平均值为2.41Lu，满足设计透水率q≤5.0Lu的要求，固结灌浆工程质量合格。

固结灌浆施工完成14d后进行单孔声波检测，共布置20个声波检测孔。声波测试结果见表6。

表6 单孔声波测试成果

由表6检测结果表明，岩石经过固结灌浆后，波速平均值达到3.22km/s，较灌前提高了

3.04%～31.92%，符合设计要求，固结灌浆工程质量合格。

4 结语

安谷水电站地面发电厂房地质条件复杂，坝基砂岩透水性较强、可灌性好、吸浆量较大，固结灌浆平均单位注入量达137.26kg/m，经过固结灌浆处理，达到了提高基础承载力及设计防渗要求。实践证明，在砂岩中采用XY-2地质钻机造孔，浆液水灰3∶1开灌，采用第一段2m、第二段6m自下而上分段卡塞固结灌浆，灌浆效果好。其优点是工效高、弃浆少，在第一段灌浆结束后第二段可采取更大的灌浆压力，更有效地减小了发生抬动破环的可能性。

曹 辉(1969.4-)，男，四川仁寿人，本科，高级工程师；

何 烨(1986.3-)，男，成都人，本科，助理工程师。

TV731.1：TV543.25

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2095-1809(2016)03-0068-03