苏阿皮蒂水利枢纽项目帷幕灌浆质量检测

康定斌，衣 鎏，张 申

(1.四川二滩建设咨询有限公司，四川 成都 610051； 2.中国水利电力对外有限公司，北京 100120)

1 工程概况

几内亚苏阿皮蒂水利枢纽项目为碾压混凝土重力坝，最大坝高116.5 m，坝轴线长1 164 m，从左岸至右岸依次为：左岸挡水坝段长423.45 m、厂房坝段长97 m、导流底孔坝段长60 m、溢流坝段长173.55 m、右岸挡水坝段长385 m。

坝基防渗由坝基基础廊道内防渗帷幕及两岸防渗帷幕组成，165.5 m高程以下帷幕布置2道。主、副帷幕孔梅花形布置，主帷幕布置在下游，方向竖直，孔距2 m，深度深入3 Lu线以下5 m；副帷幕布置在上游，距主帷幕80 cm，向上游倾斜3°，孔距2 m，深度为主帷幕深度的0.65倍。设计工程量：帷幕灌浆孔996个，帷幕灌浆钻孔67 399 m，帷幕灌浆58 962 m。帷幕灌浆质量标准为：165.5 m高程以下灌后透水率应不大于3 Lu；165.5 m高程以上不大于5 Lu[1]。

2 帷幕灌浆质量检测

2.1 检测孔布置

帷幕灌浆检测孔布置在主帷幕轴线上，根据现场实际，布置在防渗要求高的重点部位，孔数按照主帷幕孔数的10%控制，孔深按照附近主帷幕的孔深确定。帷幕检测孔按照国内规范均为垂直孔。检测孔施工总体程序为：钻孔→自上而下分段压水试验→孔内成像→自下而上分段压浆试验→全孔封孔[2]。

为全面检测帷幕灌浆质量，结合国内灌浆规范及法国咨询工程师要求，采用压水试验、压浆试验、孔内成像等综合方式对帷幕灌浆质量进行检测。

2.2 压水试验

2.2.1主要施工设备

(1)钻孔设备。采用XY-2型地质钻机，直径为76 mm的金刚石钻具。

(2)止水栓塞。采用单管式水压塞。

(3)供水设备。采用型号为SGB6-10三缸式增压泵。

(4)量测设备。采用LBP-3000灌浆记录仪、EMF8101电磁流量计、ZXP800型压力传感器。

2.2.2操作步骤

(1)钻孔。帷幕灌浆检测孔采用自上而下分段式进行，先钻至设计要求的段位深度。

(2)洗孔。采用压水法洗孔，钻孔时将钻具下到孔底，流量应达到水泵的最大出水量，边洗孔边观察孔口回水的清洁程度，直到无岩粉时方可结束洗孔。

(3)试段隔离。下栓塞前对试验工作管路进行检测，不得有破裂、弯曲、堵塞等现象；将栓塞卡在设计的压水试验段。

(4)压力和流量观测。安装好压水试验设备后，先调整调压阀，向试段压力送水，使试段压力达到预定值并保持稳定。通过记录仪观测水流量，每2～5 min测读1次压入流量(混凝土与基岩接触段的压水压力为灌浆压力的80%，其他段位为1 MPa)，连续4次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1 L/min时，本阶段压水试验即可结束，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。

(5)重复以上步骤，进行下一段的压水试验，直至该孔压水试验完成。

2.2.3检测成果

坝基165.5 m高程以下灌后透水率应不大于3 Lu，165.5 m高程以上灌后透水率应不大于5 Lu。单点法压水试验的成果按下式计算如下

q=Q/PL

式中，q为试段透水率；Q为压入流量；P为作用于试段内的全压力；L为试段长度。

利用压水试验检测的试段透水率来判定帷幕灌浆的质量。 4个坝段的试验成果见表1。从表1可知，帷幕灌浆质量整体效果较好，灌后检测均满足设计及规范要求。

表1 检测孔压水试验统计

2.3 压浆试验

2.3.1检测目的

由于几内亚苏阿皮蒂项目业主技术团队法国工程师对中国规范存在意见上的分歧，不太认可帷幕灌浆采用单一的压水试验检测方式，经过与法国工程师多次讨论确定增加压浆试验，通过对比帷幕灌浆Ⅰ、Ⅱ序孔和检测孔的单耗递减规律判断帷幕质量。压浆试验具体参数如下：

(1)水灰比。检测孔灌浆水灰比与该坝段Ⅰ、Ⅱ序孔灌浆水灰比一致，即如Ⅰ、Ⅱ序孔采用变水灰比灌浆，则检测孔也采用变水灰比；如Ⅰ、Ⅱ序孔采用稳定浆液灌浆，则检测孔也采用稳定浆液。

(2)灌浆压力。检测孔灌浆压力原则上与该孔段Ⅰ、Ⅱ序孔灌浆压力一致。如遇到特殊地质情况，可降低灌浆压力，避免对原生地质造成损害，具体压力见表2。

表2 灌浆压力

2.3.2检测成果

经与法国工程师沟通协商后，确定帷幕灌浆检测孔灌浆合格标准为：单位水泥注入量小于40 kg/m。采用单位注灰量判定帷幕灌浆的质量，4个坝段的压浆试验成果见表3。从表3可知，帷幕灌浆质量整体效果较好，均满足法国工程师的要求。

表3 压浆试验成果

2.4 孔内成像

除了进行压水试验检测和压浆试验检测外，帷幕灌浆检测孔还辅助于孔内成像检测。孔内成像能比较直观地体现孔内灌浆质量情况，通过查看裂隙的填充程度判断灌浆质量。

图1 孔内成像检测

孔内成像检测见图1。从图1可以看出，帷幕灌浆灌后孔壁光滑，岩体完整，裂隙一般张开较小，大部分为水泥膜充填，检测孔的水泥膜充填率均在80%以上，岩石裂隙充填较好，浆液结石充填厚度多在0.5～20 mm之间。由此可见，帷幕灌浆达到了封堵渗水通道的目的。

3 结 语

在几内亚苏阿皮蒂水利枢纽项目已完成坝段防渗帷幕灌浆工程质量检测中，采用压水试验、压浆试验及辅助孔内成像等方法，对帷幕灌浆质量进行全面检测，帷幕灌浆质量均能达到设计及规范要求，得到了法国工程师的认可。这种多途径的检测方式，可供对国外类似工程参考。