水电站河湾地块帷幕灌浆的施工技术

许向英

（义乌市杨宅水轮泵站　浙江　义乌　322002）

水电站河湾地块帷幕灌浆的施工技术

许向英

（义乌市杨宅水轮泵站浙江义乌322002）

本文主要研究水电站河湾地块帷幕灌浆施工技术要点及技术流程，并重点结合具体工程实例，对河湾地块帷幕灌浆施工各阶段具体工艺、材料配比及灌浆条件等技术参数进行说明，其次本文还对帷幕灌浆施工中可能遇见的问题及对策进行叙述，以期能够为相关工作者提供参考。

水电站；河湾地块；帷幕灌浆；技术要点

引言

对于大多数河湾地区来说，均为一些软岩土层，而针对这些软岩土层，利用高压脉动灌浆、封闭灌浆、自上而下的新工艺具有操作简单、成本低、施工质量好及功效好等优点。但就目前来看，很多地区在该技术实施过程中出现了一些问题，因此对河湾地块帷幕灌浆施工技术进行深入研究对同类工程的施工具有极为重要的意义。

1　项目概况

某水电站正常库容12.5亿m3，正常蓄水位为256m，装机容量为960MW，整个水电站由主坝、副坝及相关厂房等组成。而河湾地块帷幕灌浆工程主要包括主坝部门和副坝部分，整个防渗线路设计3900m，设计灌浆量19万m3，工程设计投资1.5亿元人民币。而就河湾地块地层土质来说，其上层为白垩系红层，并且呈现出强风化状，岩体碎裂。

2　该帷幕灌浆工程具体施工

工程灌浆之前首先将各个灌浆孔段进行封闭，灌浆过程自下而上进行，并且使用高压脉动灌浆泵，利用其瞬间高压以实现均匀的控制灌浆，有效防止材料浪费、无效灌浆等问题出现，并且整个灌浆过程中，工程采用分序加密原则，分布实施，孔距设计为2m。

2.1工程具体施工流程

按照帷幕灌浆相关技术要求及该工程河湾地块实际地质构造情况，整个工程施工流程如图1所示，而且要求整个施工过程中严格按照如下工艺流程进行。

2.2工程浆体封闭所用材料及具体工艺

图1　帷幕灌浆工程施工流程图

对于帷幕灌浆施工来说，浆体封闭是工程施工重点，其主要作用是完成整个孔段的均匀灌浆及灌浆提升过程中出浆口的三维封闭[1]。而具体浆体封闭来说，则应该遵循快速、方便、稳定等原则，而该工程具体浆体封闭材料性能参数如表1所示：而就具体施工来说，首先按照封闭孔段段长及灌浆量进行灌浆，然后进行压浆替孔，使得封闭浆液被压至灌浆段之上，等到封闭浆体初凝之后再进行下次灌浆及提升。

表1　该工程浆体封闭材料性能参数表

2.3具体灌浆压力及浆液配比

对于该工程来说，根据工程前期试验结果显示，及结合所用灌浆机具、设备、地质地层条件等确定，使用自下而上，每隔30m为一个灌浆段，遇见岩溶、断层等特殊点，则根据具体缺陷程度确定。而具体工程各个灌浆段实际压力则根据最大脉动压力值进行具体控制。工程对于红层和灰岩接触带、灰岩岩溶带等均使用改性粘土水泥膏进行灌注，具体浆液配比如表2所示；工程对完整灰岩带进行灌注则采用改性粘土稳定浆液，具体配比如表2所示；其中灰岩段使用灰土比为1：1改性粘土水泥浆液，红层段灰土比则为1：1.5改性粘土水泥浆液。

表2　该工程浆液配比

2.4该工程灌浆控制

对于该工程帷幕灌浆来说，主要是以连续间隔提升灌注为主，因此工程灌浆控制主要以分段控制为主，而具体灌浆控制标准则有两个：①灌浆压力大于等于Pmin，而浆液注入量则大于等于Vmax;②灌浆压力大约等于Pmax注入量小于等于Vmin，最终灌浆达到标准注入量及压力时，提升至上一灌浆段内并且搭接1m之后，才能够结束该段灌浆[2]。

3　该工程帷幕灌浆施工过程中出现的问题及解决对策

帷幕灌浆工艺在该水电站河湾地块具体施工过程中主要出现了如下一些问题，在深入研究之后，对这些问题进行了及时解决：

3.1浆体封闭所用材料失效

在该工程部分地段灌浆过程中，遭遇地下水，而由于浆体封闭材料强度不足，致使原来灌浆段封闭作用没有很好发挥。因此工程通过研究，决定调整封闭浆体材料配比，使用水硬性质的封闭材料更换了原来的气硬性质的封闭材料，最终有效解决了浆体封闭所用材料失效问题。

3.2灌浆所用灌浆杆抱死

该工程在初期施工过程中，由于浆体封闭材料硬化，而导致灌浆杆抱死，进而导致无法提灌。而经过对比相关资料及研究，工程首先就封闭浆体所用材料配方进行了试验，并根据试验，然后对浆液材料配比进行了调整，其次工程在实际灌浆过程中，要求不得停转灌浆杆，最终有效解决了灌浆杆抱死问题[3]。

3.3吃浆、漏浆问题

在该工程灌浆过程中，在一些地方发现吃浆问题，而就结合经验及地质情况，这些漏浆地区大多是地下溶洞集中区或孔隙段，面对这一问题，工程及时使用浓膏浆替换了原有稳定浆液，并且利用高压脉动泵泵送浓膏浆填充大的空隙及溶洞，最终实现了有效灌注。

3.4堵管问题

在该工程灌浆初期，频繁出现了堵管问题，这使得灌浆停止，而经过分析发现，导致堵管问题出现的主要原因是，工程施工人员对灌浆材料硬化性能缺乏掌握，而经过技术小组进行研究，并现场指导之后，工程施工人员切实掌握了灌浆材料硬化规律，并且将浆液中的快硬成分分离，然后添加至搅拌机内，也就是灌浆之前添加。

4　该帷幕灌浆工程技术要点

由于河湾地块主要为松软岩土，为了在灌浆过程中尽可能避免冒浆、串浆等问题，工程主要采取了如下技术措施：①对灌浆孔内采用自下而上灌浆，而对于灌浆段则使用了特制浆体掺人封闭材料内进而形成灌浆段，以保证整个灌浆段内能够实现均匀受灌。②工程利用高压脉动泵制造脉动高压灌浆，以消除地层内三维应力差异，以切实控制整个孔段均匀充填，防止无效灌注。③工程特别研制了两种改性浆液，以实现浆液凝结时间可调整、浆液抗冲刷性强及浆液扩散可控等，有效地解决了工程中耗浆量大等问题。

5　结束语

该水电站河湾地块帷幕灌浆施工工程难度大、所处地质条件复杂、工程量大，因此整个工程使用了“高压脉动灌浆、浆体封闭”的帷幕灌浆工艺，并且根据工程具体情况，工程在不同地区使用了不同浆液，最终有效保证了工程设计要求及大幅度节省了资金投入。但是帷幕灌浆技术在该工程应用过程中，也出现了诸如施工单位抵触、技术参数反复调整等众多问题，因此对于同类工程施工，必须要吸取教训，最终真正发挥帷幕灌浆成本低、工效高、操作简单等众多优势。

[1]张景秀.坝基防渗与灌浆技术[M].北京：中国水利水电出版社，2012 （05）：34～36.

[2]程鉴基.灌浆技术在软土地基处理中的综合应用[N].岩土工程学报，2013（09）：89～93.

[3]张贵金，许毓才，陈安重，等.一种适合松软地层高效控制灌浆的新工法自下而上、浆体封闭、高压脉动灌浆[J].水利水电技术，2012（03）：38～39.

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1673-0038（2015）41-0287-02

2015-9-27

许向英（1972-），女，浙江义乌人，助理工程师，本科，主要从事水利工程建设施工及水电站建设运行管理工作。