【摘 要】：該水電站位于雅魯藏布江中游，工程下游圍堰防滲墻施工完成后部分地段存在缺陷，其基坑內滲水量超出設計要求，為保證基坑內開挖及保證汛期基坑內施工，決定對下游圍堰的防滲缺陷采取覆蓋層帷幕灌漿工藝，進行修復施工。

　　【關鍵詞】：防滲,修復,覆蓋層,帷幕灌漿

　　1 工程概況

　　某水電站是雅魯藏布江中游規劃建設的第一座大型電站，位于西藏中部電網負荷中心。工程場址位于西藏自治區山南地區加查縣境內，地處雅魯藏布江中游桑日至加查峽谷段出口處，壩址區距下游加查縣縣城17km，距拉薩直線距離140km，距下游右岸某村5.0km，距下游右岸S306省道7.0km。S306線通往某村與加查縣城，加查縣城距山南地區行署澤當鎮160公里， 經S306線曲水大橋與G318線連接，澤當鎮距拉薩185公里。電站對外交通較為方便，滿足電站籌建期場內道路交通工程建設要求。

　　該水電站為二等大(2)型工程，開發任務為發電，無航運、漂木、防洪、灌溉等綜合利用要求。壩址控制流域面積157668km2，多年平均流量1010m3/s。電站采用左側河床布置6孔溢流壩，右側河床布置6臺壩后式地面廠房的壩式開發方式。水庫總庫容為0.93億m3，正常蓄水位3310m以下庫容為0.866億m3;死水位3305m以下庫容為0.7358億m3，調節庫容0.1302億m3， 具有日調節能力。電站引用流量1071.3m3/s，額定水頭53.5m，總裝機容量510MW，年發電量25.008億kW.h。

　　2 地質情況

　　二期下游圍堰布置于壩軸線下游約370m，其基礎覆蓋層厚21.3m～44.2m，一般厚25m～30.0m。由第①層冰水堆積的含漂砂卵(碎)礫石層(fglQ3)和第②層漂砂卵礫石層(alQ4)組成，無連續砂層分布，粗顆�；�本構成骨架，塊徑大于1.0m漂石約10%～15%，可基本滿足圍堰承載與變形要求，覆蓋層具中等透水，需進行防滲處理。左岸接頭接在導流明渠導墻，右岸接頭置于基巖中，滿足承載和變形要求;堰肩基巖為二長花崗巖，強卸荷一般深度3.3m～6.8m為IV級，弱卸荷、弱風化深度20m～30m為Ⅲ1級，基巖淺表呈中等透水性，需采取必要的防滲處理措施。但是首期防滲工程施工過程中由于方方面面原因，造成施工質量出現部分問題，基坑總滲水量超出設計安全上限，所以決定對下游圍堰防滲體進行修復。

　　3 工程設計

　　二期下游圍堰基礎防滲修復工程采用帷幕灌漿工藝。深槽段(防滲墻7～30#)帷幕灌漿采用3排。中間排布置在原防滲墻軸線處，上、下游排分別布置在軸線兩側，排距1.4m，孔距1.2m。采用3排帷幕灌漿進行修復后，能夠滿足圍堰及基坑邊坡滲透穩定要求，并適當減少滲流量。

　　后根據該水電站設計更改通知，下游圍堰防滲系統修復下部施工采用帷幕灌漿方式。在下游圍堰0+178.35m～0+244.35m(防滲墻30#～40#)段增加一排帷幕灌漿，布置在迎水面，距已施工排1.4m即原防滲墻軸線下游1.4m，孔距1.2m;下游圍堰深槽段(防滲墻7#～30#)帷幕灌漿由2排調整為3排，其中第三排帷幕灌漿從背水面調整到迎水面，距圍堰軸線2.8m，灌漿孔距初定2.4m，根據灌漿實際施工及檢測情況，進行適當調整。第二排及第三排灌漿孔由孔口管段以下覆蓋層開始灌漿，終孔入巖3～5m。

　　灌漿段長：第1段采用2m，第2段采用3m，第3段及以下采用5m段長，直到覆蓋層段底部，最大段長不超過8m，覆蓋層與基巖段分開施工。

　　4 主體工程施工

　　4.1灌漿方式

　　本工程帷幕灌漿采用“孔口封閉、自上而下分段循環式灌漿”。

　　4.2主要施工設備

　　本次下游圍堰修復工程的主要施工項目包括：下游圍堰覆蓋層帷幕灌漿。根據合同工期要求、施工總進度計劃安排以及現場條件，本灌漿工程投入的設備資源如下表4-1：

　　4.3主要施工方法

　　(1)一般要求

　�、籴∧还酀{孔、檢查孔、加密灌漿孔的開孔孔位要符合施工圖要求，灌漿孔的排距與設計排距的偏差要求嚴格控制，一般不得大于10cm。

　�、阢@機安裝應平整穩固，鉆孔方向應按施工圖紙要求確定，鉆孔時必須保證孔向準確。灌漿孔的施工應按灌漿程序，分序分段進行。進行鉆孔作業時，所有鉆孔應統一編號，并注明各孔的施工次序。

　　對于深度小于60m的帷幕灌漿孔，其孔底偏差值不得大于表4-2規定數值。

　　為滿足設計對孔斜的要求，確保工程質量，我公司擬采用KXP-1S進行孔斜測量。在鉆孔過程中，應作好鉆孔操作的詳細記錄，遇有洞穴、塌孔或掉塊難以鉆進時，在得到監理人批準后，可先進行灌漿處理，再行鉆進。

　　鉆孔結束，應會同監理人進行檢查驗收，檢查合格，并經監理人簽認后，方可進行下一步操作。

　　(2)鉆孔設備

　　覆蓋層帷幕灌漿孔鉆孔主要采用XY-2地質鉆機，鉆孔孔徑一般為Φ76mm。質量檢查孔使用回轉地質鉆機施工，鉆孔過程中必須保證孔向準確。

　　(3)鉆進工藝

　　鉆孔時，根據前期施工的地層顯露特性和試驗段鉆孔效率，選擇金剛石鉆頭和配套的鉆具，然后根據經驗采用合理的鉆進參數(鉆壓、轉速、沖洗液量)，并隨鉆孔加深而逐步加長巖心管。鉆孔時，操作工人經常檢查校正鉆機立軸角度，保證立軸中心線與鉆孔設計角度一致。

　　4.4鉆孔沖洗、阻塞、裂隙沖洗

　　(1)鉆孔沖洗

　　每段鉆孔結束后，用大流量水流對鉆孔內的殘留巖粉進行敞開沖洗，直至回水澄清10min為止。沖洗后.孔內殘留物的厚度不得超過20cm。

　　(2) 裂隙沖洗

　　根據上游圍堰覆蓋層帷幕灌漿試驗和施工情況，覆蓋層段滲漏通道較大，可不必進行裂隙沖洗，基巖段應在壓水試驗前進行裂隙沖洗，沖洗方法采用脈動沖洗，先導孔至少沖洗30min，結束標準為返水澄清10min。裂隙沖洗壓力為該段灌漿壓力的80%，并不大于1.0MPa。灌漿孔(段)裂隙沖洗后，該孔(段)要立即連續進行灌漿作業，因故中斷時間間隔超過24h，則要求在灌漿前重新進行裂隙沖洗。

　　(3) 壓水試驗

　　要求每個孔段在灌漿前都應進行壓水試驗，先導孔單點法壓水試驗。壓水壓力為該灌漿段灌漿壓力的80%，并不大于1.0MPa。

　　壓入流量的穩定標準為：在穩定的壓力下每5min測讀一次壓入流量，連續四個讀數中最大值與最小值之差小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1L/min時，本階段試驗即可結束，取最終值作為計算流量，按透水率q=壓入流量Q/(作用于試段內的全壓力P×試段長度L)計算透水率。

　　其它灌漿孔采用簡易壓水試驗。在穩定的壓力下每5min測讀一次壓入流量，連續進行20min，取最終值作為計算流量，按透水率q=壓入流量Q/(作用于試段內的全壓力P×試段長度L)計算透水率。

　　4.5 灌漿

　　(1)灌漿材料選用

　　水泥：使用拉薩山南地區華新水泥西藏分公司生產的強度等級為PO42.5的普通硅酸鹽水泥，品質應滿足國標GB175-1999要求。

　　膨潤土：使用湖南澧縣膨潤土廠生產的湘仁牌膨潤土。

　　粉煤灰：使用甘肅永登連電粉煤灰有限公司生產的Ⅱ級粉煤灰。

　　以上三類主材為業主統供，其它如水玻璃、分散劑等自購。

　　(2)灌漿段長、壓力劃分

　　灌漿段長：第1段采用2m，第2段采用3m，第3段及以下采用5m段長，直到覆蓋層段底部，最大段長不超過8m，覆蓋層與基巖段分開施工。

　　(3) 漿液比級

　　現場試驗使用的漿液配合比為：

　　純水泥漿液分為2:1、1:1、0.8:1、0.5:1四個比級，穩定漿液分為2:1、1:1、0.7:1三個比級,如果穩定漿液灌注吸漿量依然很大則改為膏狀漿液灌注。

　　覆蓋層段選用穩定漿液和膏狀漿液進行灌注，基巖段選用純水泥漿液進行灌注。

　　漿液種類及水灰比見下表4-4、4-5所示。

　　4.6 灌漿結束標準

　　(1)覆蓋層結束標準

　　對于膏狀漿液，結束標準為在設計壓力下基本不吸漿(槽內漿液液面降低無明顯下降)，可結束本段灌漿。對于較稀的穩定性漿液，結束標準為在設計壓力下注入率小于2L/min后，持續灌注30min即可結束。

　　單位注入量達到最大值。單位注入量應根據地質條件和工程情況通過計算或現場試驗確定。一般邊排孔單位注入量不大于3t或5t;

　　各灌漿段在未達到結束標準時，不得進行下一灌漿段的鉆孔與灌漿作業。

　　(2)基巖結束標準

　　灌漿結束條件為：在最大設計壓力下，注入率不大于1L/min后，繼續灌注60min，可結束灌漿。

　　4.7 封孔

　　(1)封孔采用“全孔灌漿封孔法”。稀漿結束則用0.5:1濃漿置換后，壓力封孔;0.8:1以上漿液灌注結束可直接封孔;封孔壓力采用最大灌漿壓力，結束標準為在設計壓力下持續30min。

　　(2)封孔漿液采用0.5:1單一水灰比。

　　4.8特殊情況處理

　　(1)冒漿、串漿孔段的處理：

　�、僭诠酀{過程中，應經常注意觀察灌漿孔周圍是否有冒漿、串漿現象。

　�、谌缬忻皾{現象時，應首先降低灌漿壓力，如降壓無效，再將漿液逐漸變濃;如再無效，可采用限流、限量、間隙、待凝等方法進行處理。

　�、廴绨l現與鄰孔串漿時，可與串漿孔同時灌漿。同時灌漿的孔數不得超過3個。否則，應立即封堵串漿孔，待灌漿孔灌漿結束后，再對串漿孔進行掃孔沖洗、灌漿。

　　(2)在吸漿量大、壓力表不起壓的孔段，可選用下列措施處理：

　�、俚蛪骸�濃漿、限流、限量、間歇灌漿;

　　②加速凝劑

　　(3)灌漿工作必須連續進行，若因故中斷，則：

　�、俦M可能縮短中斷時間，及早恢復灌漿。

　�、谥袛鄷r間超過30min時，應立即設法沖洗鉆孔;如沖洗無效，則應掃孔重新灌漿。

　　(4)在灌漿時，有時會出現大量吃漿不止，長時間灌不結束的情況。其原因大多不是因空隙體積太大沒有灌滿，而是因地層的特殊結構條件促使漿液從附近地表冒出，或始終沿著某一固定的通道從或明或暗的地方流失了。

　　可依次試用以下辦法進行處理。

　�、龠M一步降低灌注壓力，限制吸漿率不使超過5L/(min·m)，以減小漿液在縫隙里的流動速度，促使盡快沉積。

　�、谠谧畛淼乃�泥粘土漿中摻入速凝劑，如水玻璃、氯化鈣等，促使盡快凝結。

　　③灌注更稠的水泥砂漿。根據灌注情況，摻砂量可按10%(占水泥重量)、20%～100%逐步增加;砂的粒徑亦可逐漸變粗。最好將砂漿預先攪拌均勻，用專門的泵抽灌;若條件不具備亦可采用在孔口沖砂灌注。

　�、荛g歇灌漿，以促使漿液在靜止狀態下沉積，將通道堵住。

　　每次間歇前應灌入的材料數量和停歇時間，視地質條件，灌漿目的等決定，一般可按每次灌入200～500kg/m，以停歇2～8h掌握。除非有地下水正在流動，一般經過兩次的間歇灌漿，都能表現出明顯止漏效果。

　　5 質量檢查結果

　　5.1質量檢測方法

　　下游圍堰覆蓋層帷幕灌漿質量檢查，采用壓水試驗、孔內數字成像，并結合對灌漿孔鉆孔、檢查孔取芯(即檢查孔巖芯的采取率、裂隙情況，漿液結石密實度、強度)和原始灌漿記錄及成果資料進行對比分析等進行綜合評定，并根據試驗及分析成果對灌漿質量進行判斷，決定是否增加灌漿孔或采取其他措施。

　　(1)在帷幕灌漿單元施工結束后，向監理工程師提交初步整理的灌漿成果資料，由監理工程師審核并確定檢查孔位置，檢查孔的孔數按總孔數的5%左右，一個單元工程內至少布置一個檢查孔。

　　(2)帷幕灌漿質量檢查孔鉆孔孔徑為φ91mm。采用雙管單動鉆具進行取芯，并按要求進行編錄、裝箱，并按照監理工程師指示進行保存。

　　(3) 檢查孔壓水試驗的壓力為：孔口段以下至防滲墻10m以上段采用0.3MPa,10m以下段采用0.6MPa;壓水段長為5m，最大段不得超過6m。

　　(4)帷幕灌漿的壓水試驗檢查標準：灌漿注水試驗合格標準為透水率不大于10Lu，合格率不少于85%，不合格孔透水率值不超過,15Lu并不集中，灌漿質量可認為合格。否則應采取加密孔進行補灌等措施。

　　(5)灌后要求進行孔內數字成像的孔，灌漿結束進行孔內數字成像工作。由業主指定孔位，由第三方物探檢測單位昆明院檢測，檢測效果良好。

　　5.2帷幕灌漿完成情況及檢查孔壓水成果統計

　　通過對灌漿資料進行綜合統計分析，Ⅰ序孔、Ⅱ序孔干料單位注入量分別為363.66kg/m、295.61 kg/m，其中Ⅱ序孔比Ⅰ序孔遞減了18.71%。說明隨著灌漿次序的增進，地層逐漸被灌注密實，符合正常的灌漿規律。

　　通過對各序孔透水率進行綜合統計分析，Ⅰ序孔、Ⅱ序孔平均透水率140.48Lu、82.97lu，其中Ⅱ序孔比Ⅰ序孔遞減了40.94%。透水率隨著各次序的灌漿，逐漸遞減;這說明隨著灌漿孔序的加密，接觸段滲漏通道不斷被漿液充填和封堵，灌漿段透水率逐漸減小。檢查孔壓水情況見下表4-1所示。

　　下游覆蓋層帷幕灌漿共布置檢查孔24個，全部的巖芯采取率均能滿足設計要求的取芯率不小于85%，達到了90%左右，并且巖芯里面有呈柱狀的結石;其中22個(J-01～J-22)做壓水透水率檢測，共檢測了160段壓水段，其中透水率檢測結果為0.20lu～8.75lu，檢測結果均滿足q≤10Lu的要求。

　　5.3檢查孔孔內成像、聲波測試檢測情況統計

　　(1)單孔聲波波速統計分析：

　　灌漿后單孔聲波波速范圍為3070m/s～5550m/s，平均波速3949m/s，波速主要集中在3330m/s～4440m/s，占總測點數的89.64%，無Vp<3000m/s的測點;Vp<3500m/s的測點占總測點數的7.79%;Vp<4000m/s的測點占總測點數的60.76%;Vp<4500m/s的測點占總測點數的91.63%;Vp≥4500m/s的測點占總測點數的8.37%。

　　(2)鉆孔全景圖像統計分析：

　　XXX-28孔全孔段連續性較好，底部與基巖接合良好;

　　XXX-30孔存在注漿不密實情況，灌漿質量一般。

　　4.4灌漿質量評定情況

　　下游圍堰覆蓋層帷幕灌漿共驗收評定11個單元，單元工程全部合格，合格率100%，其中優良9個，優良率81.81%。

　　6 對幾個問題的討論

　　下游圍堰經過大規模灌漿處理后，各層單元、部位進行了系統全面的測試，包括檢查孔壓水試驗、聲波測試、孔內錄像等，并得出以下初步結論和建議。

　　(1)漿液配合比：鑒于本次工程地質的特殊性，采用穩定漿液、膏狀漿液和純水泥漿液灌注，可減少漿液的串、冒，避免漿液不必要的過多流失，提高灌漿效率。穩定漿液可采用2:1、1:1、0.7:1，純水泥漿液可采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1。

　　(2)灌漿壓力：在覆蓋層帷幕灌漿工程中，應盡量的避免地表冒漿、串漿。施工中按最大灌漿壓力為0.9MPa，主要控制標準以滿足設計要求為前提。

　　(3)對大規模覆蓋層帷幕灌漿生產的建議：某水電站下游圍堰覆蓋層深度較厚，通過采用普通及特殊材料和灌漿技術，灌后指標基本達到或接近設計要求指標。但是由于本次覆蓋層帷幕灌漿灌漿工程規模巨大，累計達一萬五千米，并且工期比較緊，在施工也出現了許多交叉矛盾的問題而影響生產，施工中有些技術參數也需要優化，因此建議以后類似工程要統一規劃，包括交通、排污、通風、供電、設備選型、技術參數、工期安排等。

　　本文選自《北京電力高等�？茖W校學報》。  《北京電力高等�？茖W校學報》是北京電力高等專科學校主辦的以反映本校科研和教學成果為主的學術理論刊物，是反映科研、工程技術、經濟管理、教育教學、思想政治以及文化藝術成果的重要園地。學報堅持理論聯系實際的嚴謹學風，為教學科研服務，促進學術交流。