龙凤电站砂砾石防护提防渗处理

摘要：为保证水电站及库区人民群众的生命财产安全，设计、业主对出现渗漏堤段进行了分析。结合已有地质资料和本项目对该类强透水地基处理的类似成功经验，采用可控挤入复合膏浆高压脉动灌浆技术对龙凤水电站闸坝右岸防护堤内的砂卵石层进行防渗灌浆处理。为验证可控挤入复合膏浆高压脉动灌浆技术对龙凤水电站闸坝右岸防护堤内的砂卵石层防渗的可靠性及经济性，对渗漏量大的堤段进行了防渗帷幕灌浆试验和检查，经第三方检测试验结果满足设计要求的防渗标准。

关键词：岸堤防护;高压脉动灌浆技术;防渗处理

引言

龙凤水电站大坝蓄水后，闸坝右岸防护堤有1000m堤段出现了嚴重的渗漏现象，个别地点形成管涌状漏水，经2011年下半年堤局部静压灌浆、桩号0+930—1+017的塑性混泥土防渗墙处理、2012年12月8日开始对桩号0+550—0+650段及1+240—1+340段进行几种不同工艺的高压旋喷注浆，至今堤后林地仍然被水浸没，堤内排水沟渗漏量达1.2m3/s。根据本次试验先导孔、检查孔取芯和试验孔已揭露的地层条件结合防护堤填筑施工情况介绍等，导致大量库水外渗是由于人工采砂、淘金堆积的砂卵石层和漂卵石架空、结构松散、透水强烈所致。

一、本项目主要技术指标

本项目主要技术指标如下：

钻孔指标：孔深深入泥岩层1.0m，钻孔终孔孔径不小于φ75mm。灌浆指标：灌浆施工采用“可控复合膏浆灌浆法”，注浆时按分排分序加密的方式，实施钻孔内浆体封闭、自下而上分段纯压式灌浆，灌浆压力按A排I序0.5—0.8MPa、Ⅱ序0.8—1.2MPa，B排I序0.8—1.2MPa、Ⅱ序1.2—1.5MPa分别控制，在达到结束要标准后以2m为一灌段往上提拔灌浆管，直到进入库内正常水位以上0.5m结束。灌浆顶部高程以上空孔段采用灌浆材料回填密实。[1]防渗帷幕指标：灌浆防渗标准满足q<10Lu的要求。

灌浆主要材料要求：

（1）水泥：采用水泥为P.C32.5复合硅酸盐袋装水泥和散装水泥;灌浆用水泥必须符合质量标准;受潮结块的水泥不得用于灌浆施工。（2）粘土：要求塑性指数>10，粘粒（粒径小于0.005mm）含量不小于20%，粉粒（粒径0.005～0.05mm）含量一般不多于60%～70%，含砂量（0.05～0.25mm）不大于8%，有机物含量不大于2%。（3）水：水质符合灌浆用水要求。（4）外加剂：灌浆过程中可能在低流动性膏浆中掺入其它外加剂，以改变浆液的流变性能。质量应符合有关规定，其最优掺量根据生产性灌浆试验确定，所有能溶于水的外加剂均以水溶液状态加入。（5）改性剂：为使粘土水泥浆材的性能符合浆体可控的要求，需要添加改性剂，以实现浆材基本不发生析水、浆材的凝固时间可控的目的。本项目采用自行研制并已试用成功的膏浆固化剂。

二、本项目主要施工方法

1.施工方案布置及工艺流程

施工方案布置：本工程施工段桩号0+400—1+400，施工段较长，施工中将施工段划分为10个区间段（每100m为1个单元），每区间段编写独立的孔号进行记录、标示。孔号标示为：区间段号-排号（A、B）-序号-孔号。灌浆孔分为上下两排孔（A—上游排、B—下游排）;并按照分序加密的原则每排孔分三序施工，孔距2.0m，排距0.8m;

特殊部位1：桩号0+650-0+700段及桩号1+260-1+350段，该区段曾进行过I序孔的高喷灌浆施工，孔距为1.60m;根据04号工作联系单业主方批示，灌浆孔布置在高喷孔中间，孔距为2.40m。施工原则：帷幕灌浆采用分三序加密的原则进行[2]，先施工外侧A排再施工内侧B排;每排分三序，先施工I序→II序→III序的原则进行。施工总程序：施工准备→场地平整→钻孔放样→帷幕先导孔施工→先灌排I、II序孔→后灌排I、II序孔→帷幕质量检查（检查孔注水试验检查与渠道开挖渗流观测）→资料整理→单元工程质量评定。单孔施工工艺流程：钻孔定位→固定机具→灌浆段钻进成孔（跟管钻进）→注浆管安装→拔跟进套管→孔口管埋设→自下而上分段灌浆至顶部高程→终孔段灌浆结束→封孔→单孔资料整理。

2.钻孔施工

根据设计图纸采用全站仪进行帷幕线整体放样，按照单元桩号，每个单元按20m放样控制桩号。根据单元放样桩号，并逐孔定好孔位。施工中，用钢卷尺重新校测，按灌浆施工孔位图纸逐孔复核孔位。

钻孔规格及技术要求

（1）钻孔孔径：终孔孔径不小于φ75mm;（2）钻孔施工顺序：先导孔→先灌排Ⅰ序孔钻孔→先灌排Ⅱ序孔钻孔→后灌排Ⅰ序孔钻孔→后灌排Ⅱ序孔钻孔→质量检查孔;（3）钻孔孔深：钻孔深度深入岩层1.0m;（4）钻孔施工采用潜孔钻机跟管钻进;（5）先导孔施工：先导孔按照先灌排Ⅰ序孔的10%布置，每个单元不小于1个原则布置先导孔。先导孔采用全孔取芯、统一编号、填牌装箱，拍照，并进行岩芯描述和绘制先导孔钻孔柱状图;（6）钻孔记录：钻进过程中，各孔应详细记录孔位、孔深、地层变化、漏水及有无掉钻情况，重点注意分层的位置，并准确记录在班报上，做到原始资料齐全、数据准确可靠，复核无误后归档。

3.注水试验

注水试验根据《水电水利工程覆盖层灌浆技术规范》DL/T-5267-2012及《水利水电工程注水试验规程》（SL345-2007），按规范此地层先导孔及检测孔采用钻孔常水头注水试验方法进行，[3]其具体操作步骤如下：在进行注水试验前，进行地下水位观测，水位观测间隔为5min，当连续2次观测数据变幅小于10cm时，水位观测即可结束，用最后一次观测值作为地下水位计算值。地下水位测量完成后，连续向孔内注入清水，使孔中水位至孔口并保持固定，测量高出地下水位的固定水头，并记录时间和水表的初始读数，开始试验。试验时，随时调整注入水量大小，保持固定水位波动幅度小于1cm。数据的观测为开始每隔5min量测一次，连续量测5次;以后每隔20min量测一次并至少连续量测6次。当连续2次量测的注入流量之差不大于最后一次注入流量的10%时，试验即可结束，取最后一次注入流量作为计算值。

4.灌浆方法

本工程施工可控挤入复合膏浆灌浆，主要针对卵石层进行，采用“孔内浆体自凝封闭、自下而上分段可控挤入灌浆法”。灌浆深度范围：灌浆顶部进入库内正常水位线以上0.5m，底部深入岩层1.0m。灌浆时先将射漿管下入孔底，然后按每2.0m一个灌浆段，每灌段按0.5m逐步上提灌浆管，自下而上灌浆至灌浆顶部。钻孔验收合格后，在孔口埋设孔口管，孔口管采用硬质管材，孔口管露出施工面的高度在10cm左右，管长1.5m。孔口管采用Φ89mm钢管，孔口管露出施工面的高度在10cm左右。孔口管埋设后，下入注浆管至孔底，然后用黏土或细沙回填灌浆管与钻孔之间的间隙至钻孔顶部，待凝。

三、项目质量检测

灌浆质量检查采用钻孔常水头注水试验（由施工方、业主方、监理及第三方共同参与检测），各单元检查孔结果均符合设计标准。灌浆防渗标准满足渗透系数小于1*10-4cm/s，相当于q<10Lu的要求。质量检查孔按每个单元一个孔进行布置，检查孔布置在二排之间，具体按设计要求。检查孔分段钻孔，进行注水试验，试验完成后，将试验段进行注浆并待凝后扫孔进行下一试验检查段钻孔。终孔口径不少于φ75mm，孔深深入泥岩层1.0m。检查孔应进行全孔取芯，钻探施工过程中应做好施工记录，记录孔内返漏水情况及回水颜色变化等情况;检查孔施工完毕采用膏浆进行灌浆，压入浆液析水凝固后，留下的空间用弃浆抹平;所有检查孔均应提交钻孔柱状图。

结论

在防护堤各区段施工过程中，由业主方取消了先导孔施工，直接进入常规孔的施工，导致本项目在施工过程中无法详细掌握各区段的地层具体渗透情况，及时作出有效的施工参数调整措施;而针对特殊渗漏区段只能采用重复钻、灌的补强处理措施，来保证施工质量，从而延缓了工程进度、增加了施工成本。建议在类似施工过程中先进行先导孔施工。根据本项目情况，由于不同堤段地层差异性较大，细砂层较厚、透水强烈漂卵石架空严重等部位，建议适当加密灌浆孔孔距及调整浆液材料配比等，必要时可通过试验确定。通过检测各单元检查孔结果均符合设计标准，灌浆防渗标准满足渗透系数小于1*10-4cm/s，相当于q<10Lu的要求。

作者简介

罗乾勇（1975.6-），男，汉，大专，职称：中级工程师，籍贯：四川，研究方向：水电建筑，单位：四川省江油市龙凤水电有限公司。