水利水电工程地基防渗帷幕灌浆法研究

于仲离 宣 焱

中国水利水电第一工程局有限公司 辽宁省大连市旅顺口区中水山庄基础工程分局

水利水电工程地基防渗帷幕灌浆法研究

于仲离 宣 焱

中国水利水电第一工程局有限公司 辽宁省大连市旅顺口区中水山庄基础工程分局

近些年来，随着科学技术的发展，筑坝技术水平不断提高，越来越多的高坝逐渐呈现在人们的视野之中。坝体高度的增加迫使两岸及坝基帷幕灌浆的深度越来越大。这样一来，对帷幕灌浆的钻孔就提出了更高标准的要求。钻孔越深，地质条件就会越复杂，钻机客观存在的机械误差也会越来越大，最终很可能导致钻孔实际位置偏离设计位置较多，帷幕底部将变得参差不起，不能起到应有的防渗效果。本文针对帷幕灌浆设计，提出了合理的设计方案，有效地解决了搭接处的帷幕削弱问题。

水利水电；帷幕灌浆；技术应用

随着社会的发展，成功地修建了许多水利水电工程。但由于地质条件复杂或勘察研究不够，出现了一些病险漏库。在各种岩溶渗漏水库中，又以浅切型岩溶纵向河谷地区坝基的渗漏问题最为普遍和最为严重。因此，对这些病漏水库的再勘察及加固处理也就成为水利水电工程地质研究的一项重任。

1 工程概况及主要地质情况

瓜峪水库位于山西省河津市境内汾河支流瓜峪河上，水库控制流域面积145km2，坝型为堆石混凝土重力坝，最大坝高68.5m，水库总库容250万m3。大坝坝址位于瓜峪河碳酸盐岩峡谷区，距峡谷区出口约3.62km。坝址区河道呈“S”型，坝址选在云头堡左侧河流顺直地段，云头堡是右岸宏厚山体的一个凸出山梁，左岸为凹岸，两岸山顶高程逐步抬高至850m以上。坝址岩层产状N25°E/ NW∠5°，倾向下游，无断裂构造，地质构造以高倾角长大裂隙密集带及节理裂隙为主。

2 渗漏原因分析

对大坝坝体填筑土采取原状样作室内击实试验，经对试验成果进行数理统计后得出大坝坝体填筑土压密度指标见表1。

表1 大坝填筑土①2压密性指标统计

由表1看出，大坝填筑土①2压实度为84.5%。不符合《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-96)提出的中小型土坝压实度为95%～97%的要求，坝体密实度欠佳。取大坝坝体原状土样作室内土工试验成果结果，压缩系数0.17～0.25MPa-1，平均值为0.21MPa-1；压缩模量7.2～11.4MPa，平均值为9.1MPa。钻孔实测浸润线水位见表(略)。对坝体填筑土①2层进行钻孔注水试验，注水试验成果统计见表(略)。由上述数据分析大坝渗漏原因是建坝时接触了带填土含较多风化石，分层过厚，碾压不紧，引起的渗漏。

3 帷幕灌浆施工技术

3.1 帷幕灌浆施工程序

施工准备→测量放样→抬动孔钻孔及观测装置安装→下游排先导孔钻孔、压水、灌浆及封孔→下游排I序孔施工→下游排II序孔施工→下游排III序孔施工→上游排I序孔施工→上游排II序孔施工→上游排III序孔施工→检查孔施工

3.2 施工工艺

1)帷幕灌浆范围

工程勘察地质资料表明，坝址处地下水位比坝基低20m左右，为减少坝基渗漏，降低渗透压力，提高坝基抗滑稳定性，在坝轴线上游2.2m处坝基设置防渗帷幕，帷幕伸入地下水位以下1―2m。帷幕灌浆设计底高程617m，坝基最大灌浆深度为21.5m。为减少左、右岸绕坝渗漏，在大坝左、右坝肩设置防渗帷幕，左坝肩帷幕灌浆范围为大坝0-004.00―大坝0+031.00，右坝肩帷幕灌浆范围为大坝0+055.00―大坝0+095.00，左、右坝肩灌浆顶高程为707.00m，底高程为617.00m，坝肩最大灌浆深度达81.80m。坝肩及坝基帷幕灌浆孔均设一排，孔距2.0m。施工时帷幕灌浆按分序加密的原则分三序进行。

2)灌浆钻孔

1.灌浆钻孔。采用回转式钻机和金刚石钻头钻进，但溶洞情况复杂，采用常规钻孔的经过多种方案比较，最后采用套管跟进的方法较好地解决了钻孔困难的问题。

2.冲洗灌浆孔。在灌浆前应进行孔壁与裂隙冲洗，孔内沉积厚度不超过在断层，大裂隙等地质条件复杂地区，是否需要进行裂隙冲洗以及如何冲洗，应通过现场灌浆试验确定。

3.制浆。采用集中制浆，分部位供浆，浆液浓度采用标准漏斗粘度计检测，要求漏斗粘度小于细度主要采用沉降法，用激光粒度仪校核，要求每10t水泥检测1次。

4.灌浆。浆液配比与变换参照帷幕灌浆的施工要求按以上要求及规范要求的特殊情况处理。灌浆施工后灌浆仍无法结束，采用限量灌注，待凝、扫孔复灌，仍无法结束灌浆的，灌浆方法原则上采用岩溶堵漏实施方案，视情况采用灌注砂浆或双管双液灌注。

5.灌浆压力。灌浆压力以孔口回浆管处压力表指示为准，开灌后如无特殊情况，应尽快将灌浆压力调至设计压力灌浆结束标准与封孔方法灌浆结束标准，在规定压力下如灌浆段单孔的吸浆量小于继续灌注、灌浆即可结束，灌注砂浆或双管双液灌注的灌浆压力及结束标准应同时满足以下两个要求，方可结束灌浆，在设计压力下，注入率小于时延续灌注时间不少于灌浆全过程中。

3)灌浆质量控制

灌浆所用水泥须有厂家质保书，且按规定复检合格，水泥保持新鲜无结块，出厂超过三个月的水泥不得使用。

孔壁冲洗和脉动裂隙冲洗工作直接影响灌浆质量，冲洗和脉动裂隙冲洗结束标准符合设计标准。

每台灌浆设备安装自动计量装置，控制灌入量。压水试验认真检查有无邻孔，特别是在钻进的孔段，如果发现串通，正在施工的钻孔停钻，冲洗、下管阻塞。

结束语

水利水电灌浆的设计应充分考虑地质条件的复杂性，根据建筑物的使用功能及规模，选择有代表的试验地段确定合理的灌浆参数，用试验来指导施工。水利水电灌浆的施工困难较大，不可预见的因素多于施工单位的经验，对工艺的选择，施工技术水平的好坏将直接影响工程的成败。

[1]王聪.帷幕灌浆技术在大藤峡水电站导流围堰工程中的应用研究[D].吉林大学，2016.

[2]薛千明.防渗灌浆在水利水电工程中的应用及招标承包方式分析[D].吉林大学，2004.

[3]李柏霖.帷幕灌浆施工技术在水利水电工程施工中的应用[J].黑龙江科技信息，2016，07：229.