浅谈某电站厂房基坑围堰防渗处理施工

蔡启华 毛兴建

中国水利水电第九工程局有限公司五分局 贵州贵阳 550008

摘要：某电站厂房基坑围堰基础存在水平管状型涌水通道，堰体由厂房开挖的块石堆积而成，存在局部架空现象，渗水通道堵漏采用埋设引管和闸阀控制水流流速进行处理，块石堆积体帷幕灌浆采用套管护壁、混合浆液进行控制性水泥灌浆处理，较好地解决了厂房基坑防渗问题，为高流速的水平管状型涌水通道和块石堆积堰体进行防渗处理施工提供了有效、经济的施工技术经验。

关键词：某电站；管状型涌水通道；块石堆积架空；防渗灌浆

1.工程概况

某水电站装机容量200MW，是一座以发电为主，兼顾防洪及其它效益的综合性水利水电枢纽。厂房建筑物基坑设计高程为EL700.5，十年一遇设计洪水位为EL732.5，枯水期河床水位EL725，厂房基坑预留尾水岩坎为∈2-3ls厚层白云岩，岩层破碎呈弱风化，裂隙较发育，层间充填方解质及铁质形成了渗水通道，在基坑开挖时发现三处集中涌水点，总涌水量估计达70～100L/S，在后期发现其中两个涌水点窜通；又由于尾水围堰堰体部分主要为厂房开挖料堆积而成，其中夹有泥和大孤石，堰体未经任何碾压，要承受近25m高的外水压力既要求堰体具有较高的防渗能力又有一定的强度，对这种内有高速渗水通道外有高速河水流的纵向堆积围堰不能采取常规防渗灌浆处理。

2.防渗处理方案比选

某厂房基坑度汛要求挡住汛期的洪水，进入主汛期后，厂房主要利用厂房下游墙挡水度汛，而基坑尾水围堰能否达到这一枯水期的度

汛标准直接关系到厂房基坑建筑物的能否按节点目标顺利施工；要在短期内解决围堰基础高流速管道型岩溶型渗水和块石严重堆积的堰体防渗是该围堰防渗处理的关键，灌浆施工难度大，如果处理不好将严重影响施工质量及施工进度，并大大增加工程投资。

对于此类堵漏防渗处理通常可采用控制凝固时间的化学灌浆处理，但其施工成本较高，环境污染大且化学浆液的胶凝时间难以控制；采用常规水泥灌浆进行灌浆试验，试验堵漏防渗效果并不理想，大部分灌浆浆液在块石堆积层时就被河水冲走，而且发现有两道渗水通道窜通，灌浆浆液沿渗流通道的高速水流直接冲进厂房基坑。三处渗水点在初期基坑开挖时观测到的涌水量分别在4L/S～20L/S之间，随着基坑高程的降低和河床水位的升高，涌水量明显增大，通过测算总涌水量超过50L/S。

3.块石堆积体防渗灌浆施工

3.1防渗技术参数

通过对围堰所承担的最大水头值、围堰形成幕体厚度（即抗压能力）、围堰填筑料的碾压密实度、河床漏水地层的可灌性等因数的综合分析，确定采用埋设引管阀门控制水流速度，采用控制浆液凝固时间和浆液浓度的控制性水泥帷幕灌浆堵漏防渗处理。防渗帷幕采用双排孔梅花形布置，间距2.0m，排距1.0m，根据枯水期防洪标准，孔顶高程为EL726.0m，孔底高程EL711.0m左右（伸入基岩2m），分序分段施工，灌浆段长3.0～5.0m，灌浆后钻孔压水试验检查合格标准为q≤5Lu。

3.2施工顺序

尾水围堰帷幕防渗灌浆沿基坑外侧布置见右圖示，帷幕灌浆轴线长度76m，先施工下游排后上游排，先施工Ⅰ序孔后Ⅱ序孔。灌浆结束5天后进行钻孔取芯及压水实验检查。

3.3钻孔

由于围堰堰体主要为厂房开挖料堆积而成，间隙较大且有一定的动水，在造孔时容易塌孔，成孔难度较大，若采用泥浆护壁，泥浆的流失量会很大，因此需要采用液压回转式钻机（100型）配金钢钻头的方式进行钻孔。

3.4 灌浆

在进行灌浆试验时大量的水泥浆液随河水冲走，因此浆材既要有一定的浓度又要能够迅速的填充块石堆积体的空隙，工程上多使用水泥、粘土和膨润土混合浆，有时掺入无水碳酸或硅酸盐、水玻璃等化学材料。为节约施工成本，加快施工进度，采用掺入粉煤灰和水玻璃在混合水泥浆液，因为灌浆耗材较大，采用间歇式自上而下分段钻孔分段循环灌浆。根据堰体堆积的厚度，各孔在第一段灌浆时需沿孔埋钢管做护壁，待第一段灌完后就可以为下一段成孔创造条件。灌浆时，当灌浆压力保持不变，吸浆量均匀减小时，或当吸浆量保持不变，压力均匀上升时，灌浆应持续进行，不得改变水灰比；当某一级水灰比的吸浆量超过300L，灌浆压力及注入率均无明显改变时，浆液加浓一级 ，原则上在设计规定压力下，当注入率不大于1L/min时，持续灌注30min结束灌浆。防渗帷幕灌浆材料，采用水泥+粉煤灰的混合液灌浆，取得良好效果。

4.管状水平渗水通道处理

在对基坑围堰的三个水平管状渗水孔进行堵漏时吸取了清江高坝州工程堵漏灌浆的经验，由于基坑内外水头差达20m，孔内渗漏水流速较大，施工时需采取措施防止关闭控制闸时引水管被冲走。分别采用φ150mm的钢管嵌入渗水孔内100cm左右，采用粗麻棉纱和水玻璃砂浆嵌管，确保管周边无渗水，在引管出口安装控制闸，并预留进、回浆管，堵漏灌浆开始时引水管处理开放状态，在一定灌浆压力作用下，浆液沿漏水通漏水流速，当回浆管回浆后间歇式开启引水道顶水流方向而上，当浆液窜通至一定浓度后逐步关闭孔口周边控制闸以控制管状渗管排除稀浆，当回浆接近进浆浓度时，引水管保持一定的开度，连续灌至出浆逐步减少，直至封堵漏水通道。

5.灌浆效果质量评定

基坑围堰岩溶渗流通道在采用埋设引管和闸阀进行控制性灌浆处理后没有发现明显的渗水点，其灌浆成果和压水试验分析见下表：

基坑围堰灌浆成果表（表1）

孔序 孔

数 灌浆总长（m） 注入水泥总量（kg） 单位注入量（kg/m） 压水试验段数 透水率范围值（Lu） 透水率平均值（Lu）

I 41 615 824743 1341.046 6 3～5 4.7

II 39 585 745895 1275.034 8 3～5 4.3

从灌浆成果分析表可以看出，总体平均单位注入量超过1000kg/m，灌浆后检查孔压水试验单位透水率q≤5Lu，压水试验单位透水率及灌浆单位注入量I、II序孔递减规律规律，满足灌浆质量检查标准。业主、监理、设计和施工四方综合评定该基坑防渗灌浆施工施工工艺严格，特殊管状岩溶堵漏措施正确，灌前、灌后q平均值满足设计要求，帷幕的防渗满足了厂房基坑工程安全施工的要求，为厂房系统安全度汛提供了保障。

6.结束语

某电站厂房基坑围堰基础存在管状岩溶渗水通道，堰体由厂房开挖的块石堆积而成，孔隙率大，存在局部架空现象，防渗处理难度较大。渗水通道堵漏采用埋设引管和闸阀控制水流流速进行处理，帷幕灌浆采用金刚石钻头回转钻进、套管护壁的钻孔方法，采用孔口封闭、自上而下分段、孔内循环式的灌浆方法，使用水玻璃控制浆液凝固时间，掺入粉煤灰控制浆液浓度，分段控制灌浆压力，较好地解决了厂房基坑防渗问题，满足了某电站厂房系统汛期的安全度汛的要求，节约了施工成本，为厂房建筑物施工和机电设备安装提供了保障。

参考文献：

[1]姚春雷等，高坝州工程基坑岩溶漏水通道堵漏灌浆技术，水利发电，2002年第3期；

[2]符平 等，水泥基速凝灌浆材料研究， 水利水电技术， 2004年第4期。

[3]张金接 等，大容量高效制浆工艺研究和应用，中国水利水电科学研究院学报，2004年第3期。