试论防渗灌浆在水利水电工程中的应用

高雪冰

摘 要：当前在我国一些条件复杂的大中型水利水电项目中普遍应用了防渗帷幕地基处理方法，如河北丰宁水电站和贵州乌江渡水电站。本文重点对上述水电站在从事相关项目中实施防渗灌浆工程所采用的灌浆方法进行了阐述，其中的包括“常压灌浆法”、“孔口封闭高压灌浆法”等方法，还包括帕幕灌浆工程的组织管理、技术管理、质量管理等，以及灌浆施工中所遇到的相关问题，尤其关于石灰岩地区溶洞的技术处理措施及灌浆效果。

关键词：防渗灌浆 水利水利工程 常压灌浆法

随着经济的发展，国家对水利水电事业的发展重视程度日益提高，在水电领域的投资也越来越多，水电建设规模也日益扩大。而在水电工程及水库项目中，防渗工程占有极为重要的地位，直接影响着电站和水库的安全稳定运行，因此政府部门、业主、监理部门、设计部门和施工单位越来越关注防渗工程。对水电工程来说，防渗灌浆技术具有很多优点，如只需少量投资、适用性强、效果较好、不受干扰、可以保证施工工期，因此在水利水电行业得到了普遍推广。

1.丰宁水电站施工中采用的常压灌浆法

1.1工程概况

河北的丰宁水电站位于滦河上游，在丰宁县城北面57公里处，北京在其南面约240公里处，此处距离京通铁路大约90公里，在施工区设置了简易公路同111国道相连，具备了交通便利的条件。丰宁电站枢纽工程由拦河坝、导流洞、引水隧洞、溢洪道、厂房等项目组成，拦河坝上流域面积达到10202平方千米，水坝高度达到35米，蓄水水位能够达1050米，装机容量20MW，水库容量0.72亿m3，该项枢纽以发电为主，并兼具旅游、养殖以及灌溉等功能，是河北省内的一座中型水库。依据设计标准此水电站在水库进行蓄水之前，需要采取帷幕技术及固结灌浆技术对混凝土面板砂砾石坝展开施工。

1.2水文及工程地质条件

据为施工提供的地质勘察报告显示，丰宁水库大坝的水位为1017.3m，每年雨季来临时水位可以达到1018.6m。河谷中大坝的断面形状呈非对称“U”形，谷底高程l020m，大坝宽度200～250米之间。大坝左岸山势较陡，岩石较多，在大坝河岸为I级阶地。

2.灌浆质量管理成功经验

2.1在质量控制方面采取的措施

进行灌浆施工对技术要求较高，灌浆工程又具有隐蔽性的特点，所以进行大坝帷幕灌浆施工首要的是施工的组织和工艺的设计，设计应满足监理人的要求。要求施工开始前要制订严格的质量控制办法，全部依据规程规范和技术要求进行；实际施工过程中全部落实“三级检查制度”和“验收”制度，施工人员应具有多年的经验，施工中质量监督人员实行二十四小时跟踪检查，严格控制钻孔、冲洗、压水和灌浆等环节质量，依据一定操作规范进行施工保证灌浆质量；利用严格控制施工全过程完善施工策略，实际施工要与技术标准、文件内容完全符合以确保灌浆质量。

具体操作如下：①依据技术标准与规程规范，确定质量控制重点，并将其发给不同施工单位并监督其严格执行；②认真开展自检与初检，设置专职质量管理员对各质量控制点进行全过程监督检查，同时做好检查记录工作，如发现施工过程中出现质量问题，则需立即指出并责令其利用一定时间重复建设，争取在质量问题刚刚出现时就将其消除。③要依据有关规定严格检查各种仪器、仪表和水泥的质量情况，依据设计要求选择应用不同压力表、比重计等仪器，保证测量结果的准确性。④三检和监理具有依据技术标准和文件要求检查验收钻孔、洗孔和压水、终孔灌浆全过程的责任。⑤要随时做好各种记录工作，重视交接班工作的重要性。

2.2灌浆成果统计

与复杂的灌浆资料相比，灌浆成果统计所依据的资料则相对来说较为简单，也就是对应的原始资料。统计帷幕灌浆与统计固结灌浆使用内容相同的统计表，统计表包括灌浆成果、分序统计、各次序孔灌浆成果、工程完成状况、帷幕测斜成果、检查孔及其压水试验成果等内容统计表。统计过程可应用Excel软件，以最大限度降低技术人员的统计工作量。采取统一的统计表格式、编辑计算公式、设置不同工作表之间的链接、复制和管理等环节，将原来要进行数十项数据的输入以及上百次计算相比，其工作量得到简化，输入若干个原始数据就可以完成全部计算，有效提高了工作效率。

在处理灌浆资料时虽然应用了计算机技术，有效降低了工程技术人员的工作量，但统计和制图工作依然非常艰巨，要求专职人员利用大量时间迅速处理帷幕灌浆施工工艺数据。在工程施工中上交资料同工程竣工的时间不存在太长间隔，所以不可能在施工结束后再做统计和进行绘图，技术人员开展统计工作与绘图应同工程保持同步，灌浆孔工程结束时，要求统计资料工作也应基本结束。

3.乌江水电站扩机项目中的采用的“孔口封闭高压灌浆法”

3.1工程概况

乌江渡水电站进行的扩机工程建设，其总装机容量为2×250MW，将厂房设计为地下模式，设计的引水发电机组处于坝下左岸山体内，为了保证扩机工程地下厂房的安全性，要做好防止乌江河水和岩溶地下水的侵蚀，要求将防渗帷幕设置在地下厂房的上下游位置：在山体内侧设置上游帷幕，设置为两层，分别在高程680米和640米两层灌浆廊道内；下游帷幕处于680米高程的公路上；所设计的地下厂房配置的防渗系统由上下游帷幕和大坝防渗帷幕，以及九级滩页岩所组成。

在进行防渗帷幕施工前，要先进行先导孔的施工，通过岩芯进行压水试验，CT扫描也必不可少。在经过上述过程后，可准确把握灌浆帷幕线施工的地质条件。设计的高程680米的灌浆廊道以及地下厂房下游高程680米公路先导孔位于两排灌浆孔的中轴线之上，设计的先导孔间距60米；高程640米灌浆廊道内的先导孔位于地下厂房下游排帷幕的轴线之上，先导孔位于地下厨房下游排的I序孔中，设计先导孔间距为60米。

3.2施工采用的工艺

对帷幕灌浆孔实施灌注，第一段应用的灌注方法为“阻塞灌浆法”，封闭应用的方法是运用机械挤压式胶球塞，使其处在基岩面的上部。第二段和下面不同段进行灌注时采取的方法是“孔口封闭灌浆法”，选择孔口封闭器进行封闭，要确保灌浆管能够于孔口封闭器的中心进行转动与升降，并且不出现漏浆。为确保灌浆管于灌浆孔之内不会被水泥浆所凝固，就要对灌浆管进行定时转动和定时升降，灌浆管应下探至孔底0.5m范围内。

3.2.1对孔口管的施工

水电站的地下厂房上游防渗帷幕工程，应于廊道内钻孔，保持钻孔到基岩面2米，采取阻塞法做第一段孔内灌浆，灌浆结束后将孔口管进行置入；水电站地下厂房下游公路防渗帷幕工程，应使钻孔位于高程670米，灌浆结束将孔口钢管进行置入。确保孔口管位于孔口上方10cm处，并备有丝扣，向孔内注进0.5：1水泥浆，若孔口管与孔壁间的水泥浆呈现同样浓度，应立即导正孔口管，凝结三天后，才能进行第二段的钻灌。

3.2.2钻孔

（1）利用气动潜孔钻机配合CIR90型潜于山中击器气动冲击回转钻进地下厂房下游公路防渗帷幕高程超过 670.00m的岩体，要求开孔直径为75mm；对防渗帷幕高程不足670.00m岩体钻孔，以及对地下厂房上游的防渗帷幕廊道内钻孔，可采取回转式地质钻机，同时配备金刚石钻头，钻孔的开孔直径和终孔直径分别为75mm和59mm。

（2）依据施工次序进行灌浆孔的施钻，依据顺序分段施工。保证钻孔孔位偏差在10厘米内，在孔深达到20米时，每钻进5米就需调校钻机一次；孔深达到20米以下时每钻进10米调校钻机一次，这样做的目的是为了保证钻孔的方向正确。

（3）对全部灌浆孔要检测斜度，在孔深达到20米以上时每5米测量一次，孔深在20米以下时每10米测量一次，实际施工过程中要定期检查钻机的稳固情况、钻机立轴的垂直度、同时依据倾斜的检测情况利用加长粗径钻具、准确控制钻进压力等办法防止出现钻孔倾斜情况。如果钻孔倾斜情况超过标准则需立即进行纠偏。

（4）灌浆孔处在高程为680m640m灌浆廊道之间，要求灌浆孔应至高程640m灌浆廊巡顶板上3m，此外，对高程640m的灌浆廊道和对水电站地下厂房下游公路帷幕设置灌浆孔，须达到九级滩页岩以下5m深度。

参考文献：

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[2]卢学强.浅谈天雹水库帷幕灌浆施工技术[J].技术与市场. 2011（08）.

[3]蔡光荣.论新形势下如何加强水利水电工程的施工质量控制[J].经营管理者. 2010（07）.