水电站大坝基础帷幕灌浆施工分析

罗林 蒋聪

摘要：帷幕灌浆是水电站大坝基础处理的重要措施，本文首先分析了水电站大坝基础防渗加固处理要求，其后具体分析了水电站大坝基础帷幕灌浆原理及其施工技术要点，最后围绕平寨水库左岸帷幕灌浆工程展开详细分析，以期可供参考。

Abstract： Curtain grouting is an important measure for dam foundation treatment of hydropower stations. This article firstly analyzes the requirements for seepage prevention and reinforcement of hydropower station dam foundations， and then concretely analyzes the principles of curtain grouting and key construction techniques， and finally analyzes the curtain grouting project on the left bank of the Pingzhai reservoir in detail for reference.

关键词：水电站;大坝基础;帷幕灌浆;防渗加固

Key words： hydropower station;dam foundation;curtain grouting;anti-seepage reinforcement

中图分类号：TV543+.5                                  文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）23-0105-02

0  引言

水电站建设是水资源开发利用的重要方式，其能否安全稳定运行直接关系社会经济发展。根据我国水电站修建情况分析可知，大坝基础处理十分关键，坝基强度、稳定性、抗渗性能直接关系到后期运行可靠性，本文主要围绕坝基帷幕灌浆施工技术的应用展开分析。

1  水电站大坝基础防渗加固处理分析

为有效利用我国丰富的水电资源，近些年我国水利水电工程建设数量与规模持续增大，截至2019年我国水电装机容量达35640万kW·h，同比增长1.2%。结合我国水电站建设与运行实践分析可知，随着水库大坝的大量建设，面对的复杂地质条件也不断增多，尤其是水库大坝渗透问题十分突出，其直接影响、水电站的正常运营。

基于此，坝基处理成为水电站大坝建设中必要着重考虑的问题，要保证水电站长期稳定运行，坝基必须具有可靠的防渗性能与足够的强度，然而在大坝建设中天然岩体基础往往无法达到此标准，甚至是存在多裂隙、节理发育、渗透性较大的问题，合理进行灌浆施工，是改善坝基渗流特性、强度的重要措施，本文主要围绕此展开详细分析。

2  水电站大坝基础帷幕灌浆施工技术的应用

2.1 帷幕灌浆原理

水电站坝基处理中，帷幕灌浆较为常用，其属于灌浆的一种。帷幕灌浆，也称为是帷幕注浆、防渗灌浆，主要是在大坝基岩中钻孔，高压灌注水泥浆液，形成地下防渗墙，堵塞或封闭地下水通道。

2.2 帷幕灌浆施工技术

帷幕灌浆施工工序为：钻孔定位→钻进成孔→冲洗、压水试验→灌浆待凝→终孔。

本文主要从以下几个角度具体分析帷幕灌浆施工技术要点：

①施工准备：大坝基础帷幕灌浆施工前，必须要做好相关地质勘察工作，了解大坝地层特性，明确防渗加固要求，备好相关材料、设备，包括钻探机械设备、搅拌机、灌浆泵以及优质粘土、水泥等，同时开展相关配比、施工试验，合理确定各项施工技术参数，具体如表1所示。

②钻孔施工：坝基帷幕灌浆钻孔，做好孔位放样，根据孔深配置转机设备，钻进安装稳固，开钻前校核孔位，严格按设计规定进行钻进施工，并使用高精度测斜仪器控制孔斜，做好钻孔记录与孔口保护工作。

③灌漿施工：冲洗钻孔、完成压水试验后灌浆施工，严格按配比试验确定的参数进行浆液制取，灌浆时遵循“少灌多复”原则，灌浆质量达标后方可停止注浆、封孔。

3  工程案例

3.1 工程概况

本文仅以平寨水库左岸帷幕灌浆工程为例展开分析。此大坝位于三岔河中游木底河段平寨附近，左岸帷幕灌浆工程布置于大坝左岸山体，防渗帷幕线平面投影总长2045.61m（其中左岸山体段长1851.00m，帷幕下限最大深度215m;左岸趾板段下部平硐内灌浆段长194.61m，帷幕下限最大深度221m），分四层灌浆廊道灌浆。

3.2 左岸帷幕灌浆方案

根据前期勘察成果及库首地形地质条件，在库首左岸，T1yn2-3和 T1yn2-1泥岩因下伏T1yn1灰岩局部岩溶发育引起溶蚀塌陷，隔水可靠性降低;帷幕灌浆平洞及其施工支洞沿线左岸远端1335m高程ZPD1穿过F3逆断层，ZPD2平洞1+373等溶洞发育，ZPD3平洞0+105、1+320、1+395等溶洞发育，ZPD4平洞0+238～0+296大型充砂溶洞发育。左岸帷幕灌浆工程在施工阶段根据灌浆平硐、施工支洞及先导孔揭露的地质情况实时进行动态布置调整。左岸帷幕灌浆最大灌浆压力为3.5MPa，设计防渗标准为：q≤3Lu，灌浆上限为水库正常蓄水位1331m。

3.3 帷幕灌浆施工技术要点

3.3.1 浆液配合比室内试验

委托第三方进行配比试验，经批复，粉煤灰掺量为水泥重量30%，减水剂掺量为胶凝材料重量的0.8%的1：1、0.7：1、0.5：1三级水灰比浆液进行帷幕生产性试验。

3.3.2 帷幕灌浆生产性试验

①试验区选择：试验单元分别位于ZPD1层帷幕ZⅠ-301-Ⅲ～ ZⅠ-320-Ⅲ地段、第二层帷幕ZⅡ-71a-Ⅲ～ZⅡ-80b-Ⅲ地段，每个单元20个孔，试验孔施工完成后作为永久帷幕的一部分。②试验参数及工艺：帷幕孔分三序加密、小孔径回转式钻孔、高压灌浆，具体工艺方法见图1、钻孔参数见表2。③灌浆参数：见表3。④终孔标准：灌浆孔达设计孔深后，若灌前压水透水率超过设计标准，则根据监理指示加深至满足标准为止。⑤封孔：采用普通水泥浆液，封孔压力为灌浆段最大灌浆压力。

通过两个试验区的帷幕灌浆生产性试验，经施工、监理、设计、业主各方共同评审，认为试验所采用的浆液配合比、施工参数、施工工艺其工程质量可以达到相关质量标准，可以推广进行大面积施工。

3.3.3 帷幕灌浆正式施工

①钻孔：严格按试验确定的参数进行钻孔作业，按以下顺序施工：抬动观测孔→物探测试孔→先导孔→下游排Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔→上游排Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔→质量检查孔→灌后物探测试扫孔→排水孔;②钻孔冲洗、裂隙冲洗、压水试验;③帷幕灌浆：各序孔孔口封闭，自上而下分段孔内循环法施工，接触段（帷幕灌浆第一段）单独灌注，使用0.5：1浓浆置换后镶铸孔口管，72h后开展下一段钻灌作业;灌注浆液浓度由稀至浓，水灰比为1：1、0.7：1、0.5：1;灌浆结束后监理验收合格方可封孔;④封孔：使用0.5：1浓浆置换孔内余浆，封孔时间≥60min。

4  结语

综上所述，在水电站大坝基础处理中，帷幕灌浆在防渗加固方面具有较好的效果。大坝基础帷幕灌浆施工中，钻孔质量、浆液配置情况等直接决定防渗帷幕的形成情况，影响最终的防渗加固效果，必须稳步落实各道工序，加強各项施工参数控制，切实改善地基性能，解决坝基沉降变形问题，保证大坝长期安全运行稳定。

参考文献：

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