小湾电站抗力体固结灌浆试验及应用

何玉虎

(中国水利水电第十四工程局勘测设计研究院，昆明 650041)

1 固结灌浆施工工艺及要求

固结灌浆采用孔口封闭灌浆法或孔口段阻循环塞灌浆方法。洞塞衬砌混凝土达到70%设计强度后进行回填灌浆，然后衬砌混凝土冷却到设计温度19℃ ～20℃后方可开始接缝灌浆，最后进行固结灌浆钻灌工作。

固结灌浆前，当灌下部灌浆孔时，下一层排水洞、灌浆洞、地质探洞、置换洞相应部位30 m范围内混凝土回填灌浆完成7 d后进行;当灌上部灌浆孔时，上一层排水洞、灌浆洞、地质探洞、置换洞相应部位30 m范围内混凝土回填灌浆完成3 d后进行。

固结灌浆施工时，具备灌浆条件的洞塞由洞口低高程向洞内高程推进灌浆;同层置换洞立足于围岩埋深从浅部位向较深部位逐渐推进的原则进行，灌浆方向先施工横河向洞塞灌浆孔，后施工顺河向洞塞灌浆孔。

2 固结灌浆总体施工工艺流程

每层置换洞以一条置换洞为一个施工单元，根据实际混凝土的浇筑情况和固结灌浆孔分布情况可分子单元施工。第一步:首先布空，预埋灌浆管:然后进行洗空及压水试验，等待被灌孔(段);第二步:检查控制阀、压力表、自动记录仪以及被灌地安百分表是否符合工程技术标准;第三步:将水、水泥以及其他材料混合搅拌并过滤，然后进行送浆，按照需求进行稀释，之后灌浆进被灌孔(段)，同时检查耗量是否设计标准，是否符合压力要求;第四步:当所有工序都能达到设计灌浆标准之后，此孔(段)灌浆宣告结束，可以进行下一孔(段)灌浆。

施工总程序为:首先在灌浆区域范围内安装结构变形观测设备;然后物探孔钻孔;单孔声波测试;一序环内正规单点法压水试验孔分段钻孔;分段压水;分段灌浆;封孔;一序环内Ⅰ序孔钻孔灌浆;封孔;一序环内Ⅱ序孔钻孔灌浆;封孔;二序环内Ⅰ序孔钻孔灌浆;封孔;二序环内Ⅱ序孔钻孔灌浆;封孔;4 d后检查孔分段压水试验;钻取岩芯;14 d后物探孔扫孔;单孔及跨孔声波测试;28 d后部分弹模测试(视需要);(不合格补灌)全部合格;封孔;最后灌浆。

3 固结灌浆开工必须具备的条件

由于拱座固结灌浆有兼顾置换洞混凝土与岩石之间接触灌浆的作用，故衬砌混凝土内埋有冷却水管部位的固结灌浆应在混凝土冷却到设计温度19℃ ～20℃后进行施工缝分段处接缝灌浆，接缝灌浆结束后方可进行固结灌浆施工。对于衬砌混凝土内没有埋冷却水管的部位，固结灌浆的钻孔和灌浆均需在相应部位回填灌浆结束15 d后进行。

检查预埋固结灌浆管外露情况，部分孔被堵塞，找不到孔位，孔位需作重新开孔，为保证固灌造孔时避免打断冷却水管和损坏埋设的监测仪器，现场办理浇筑单位、监测单位与灌浆单位之间的冷却水管畅通性和监测仪器检查并签证，确定位置后方可开孔。根据孔位布置蓝图，固结灌浆应按环间分序、环内加密的原则施工。奇数环孔为一序环，偶数环孔为二序环。值班技术员根据环间分序进行编号及放点，孔位偏差不得超过15 cm。

做好人员组织和机械设备配备、材料准备等工作，做到管理人员、各工种施工人员分工明确，职责分明，人员稳定，保证施工顺利有序进行，并在施工部位悬挂“施工责任”牌，各孔位悬挂孔位编号牌。单元工程施工前，将工作面清理干净，达到安全文明施工验收标准。排水及排污系统形成、施工辅助设施完成，以上经三检、监理验收合格并签发准灌证。

4 固结灌浆试验在小湾电站的应用

小湾电站右岸拱座地下置换洞固结灌浆灌区均为施工重点部位，其灌浆目的在于处理原生构造，加强抗力体整体性并处理开挖基岩松动圈裂隙。右岸高压固结灌浆压力调整后各序环各序孔灌浆方法均采用孔口阻塞，自上而下分段灌浆法。其它检查孔、物探孔等孔灌浆方法如下:

1)物探孔:灌前物探孔，采用一钻到底，物探测试完成后用砂及C25水泥砂浆封孔，不进行灌浆;灌后物探孔，一钻到底，物探检测完成后自孔底向孔口分段灌浆。

2)检查孔:采用自孔口向孔底分段钻孔、分段压水法，钻到孔底后进行物探检测，物探检测完成后，再自孔底向孔口分段灌浆。

3)原位孔:钻到设计深度且声波测试完成后，按0.5∶1水灰比回填灌浆封孔，然后再按设计要求自上而下分段钻孔、分段灌浆，灌浆结束后再重新扫孔到孔底，进行灌浆后的声波测试。

4)高压劈裂灌浆孔:按照固结灌浆孔的施工程序正常进行，灌浆过程中按照0.5～1.0 MPa压力阶段逐级加压，仔细观察灌浆过程中压力与注入率的关系，判断是否产生浆力劈裂现象。

5 固结灌浆试验孔位布置

在开挖的5 m×5 m城门洞型置换洞断面内衬砌混凝土，预留3.5 m×3.5 m灌浆廊道，从廊道中心点按照每18°一孔向四周辐射，每排共布置20个灌浆孔，每排孔间距为3 m，试验段桩号为45.0～0+57.0，试验段内设计固结灌浆孔5排。

物探孔布置:根据设计通知单《拱座总第47号(第2006-035号)》进行物探孔布置，在Rf10F置换洞0+55桩号布置一组物探孔，分别布置在两边墙距底板1.5m处和底板距下游边墙0.6m处。

原位孔布置:根据灌浆试验大纲进行原位孔的布置，在0+48桩号L、T、P号三孔作为原位孔。

高压劈裂试验孔布置:根据灌浆试验大纲进行高压劈裂试验孔的布置，分别为0+57桩号m孔、0+51桩号i孔、0+45桩号a孔。

图1 固结灌浆压力调整试验段孔位布置平面图及断面图

图2 断面示意图

6 高压灌区压力调整试验段工程量

右岸Rf10F洞高压固结灌浆试验段试验时，应对试验段进行压力调整后的钻孔、灌前压水试验、灌浆，物探测试、灌浆过程中灌浆劈裂试验、变形观测、及灌后检查孔取芯、压水试验、声波测试等的成果记录、分析和评述。高压灌区压力调整试验段固结灌浆质量检查，主要采用压水试验、物探孔及原位声波测试孔测量岩体波速和静弹性模量，并结合对灌浆孔钻孔、检查孔取芯(即检查孔岩芯的采取率、裂隙情况，浆液结石密实度、强度)和灌浆资料进行对比分析等进行综合评定。

7 结束语

小湾水电站是国内、甚至是世界上少有的巨型工程之一，其建设规模大、技术要求高、地形地质条件复杂及施工难度大等特点决定了该工程质量管理和控制的高标准、高难度。在工程建设中，科研人员通过不断创新，攻克数千个技术难关，提高了技术水平和管理水平，确保了小湾电站的顺利投产，同时也为我国水电建设积累了宝贵的经验。

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