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摘要:深溪溝電站導流洞進口區巖體破碎,圍堰基礎由回填的炮渣、基巖等組成,滲透條件差。為保證施工的順利進行,對該區巖體進行了帷幕灌漿處理,針對特殊情況還采用了特殊的施工方法。質量檢查和壓水試驗表明,帷幕基本達到設計要求。
關鍵詞:進口,圍堰,防滲,帷幕灌漿
1 前言:深溪溝水電站工程在右岸布置有兩條導流洞,其在施工期間作為導流洞使用,兼有永久性泄洪洞的作用。對于施工期間的保截流,以及對施工保障,并對大壩的正常運行都有重大影響。由于導流洞工作面位于水位線以下,為保證正常施工,在導流洞外施工一道巖坎圍堰擋水,設計巖坎圍堰底寬8m,圍堰基礎巖層裂隙發育,緊鄰大渡河,河水大量滲入開挖面,嚴重影響導流洞進口的開挖和砼澆筑施工。根據設計文件,在巖坎圍堰635m至600m高程進行帷幕灌漿,經過對巖坎的帷幕灌漿,效果檢查。說明帷幕灌漿達到設計要求,對導流洞進口的順利施工奠定了基礎。
2 進口施工條件
深溪溝水電站位于烏斯河-金口河大峽谷中,區內高山聳立,河谷深切,岸坡陡峭,為典型的“V”型河谷。帷幕灌漿部位為震旦系灰白色原層-中層層狀泥質白云巖,巖層產狀平緩,傾向上游,偏坡內,結構面由順層擠壓破碎帶、小斷層破碎帶和節理裂隙等組成,現場觀察巖坎河岸表面風化嚴重,裂隙發育,有明顯滲水,局部區域有較大的涌水。
另外由于施工工期的要求,考慮施工進度及帷幕的重要性,采用無蓋重法施工,對導流洞進口部分開挖,將基巖表層初平,在開挖不停止的同時施工防滲帷幕,既保證了導流洞的開挖,基礎砼的施工,并且一起進行帷幕灌漿。這樣做的好處在于節約了整體工期,保證在洪水到來前使圍堰得以施工完成,但是也對施工組織提出了更高的要求。
3 帷幕灌漿的設計、施工和監測
3.1 帷幕效果受進水口地質條件的影響
帷幕灌漿效果首先取決于巖體的可灌性,即巖體裂隙發育程度、張開程度、充填情況。由于本區巖體受構造、風化、爆破和卸荷等作用的影響,破碎強烈,呈碎裂~碎塊狀,裂隙張開,呈碎裂~碎塊狀,裂隙張開,透水性極強。為水泥漿的滲入提供了很好的通道,漿液擴散半徑較大,具有很強的可灌性。同時由于透水性好,形成的幾股較大的集中滲涌容易造成注入的水泥漿隨涌水流失,難以沉淀,難以形成帷幕。
由于裂隙發育程度、張開程度及充填物的不同,巖體滲透條件也存在各向異性。漿液沿某一、二組高傾角裂隙滲透形成條狀(帶狀)帷幕,這就造成了注入量隨著排序衰減,外排孔漿液沿垂直于幕線方向有利于擴散,形成條狀(帶狀)帷幕,切割和封閉了內排各孔,使內排各孔之間互不串漿,僅沿孔附近未充滿漿液裂隙滲透。緩傾角層面裂隙多細微且閉合,基本很少吸漿。巖體的滲透性不僅取決于裂隙的張開度,還和貫通性有關。裂隙少而張開和裂隙很發育旦較細小的巖體的呂榮值相近,但單位耗灰量卻有很大差別。由于裂隙夾泥的存在,對巖體的可灌性有一定的影響。進水口特大滲漏段較為普遍,灌漿時易造成漿液流失,需要采取特殊的處理措施。
3.2 帷幕設計
由于受現場施工條件的影響,對最初的帷幕設計進行了修改。帷幕設計為二排孔,梅花形布置,孔距2m,排距1.5m,第一排幕底高程600.0m,第二排幕底高程605.0m。但由于為滿足工程的保度汛要求,趕在洪水期前使圍堰形成一定高度,保證閘室的混凝土的澆筑任務,對帷幕設計進行了部分調整。
(1)將2#導流洞前的帷幕(EB段)由原來軸線處調整至新軸線上,以確保帷幕完全落在巖坎基巖上,確保帷幕質量。帷幕調整為單排孔,孔距2m,幕底高程600.0m。
(2)為易于施工,將中隔礅處帷幕(CD段)由原軸線調整至坡腳處,沿坡腳線布置。帷幕調整為單排孔,孔距2m,幕底高程600.0m。帷幕鉆孔為斜孔,方位角平行于洞軸線,頂角8度,傾向下游。
3.3 帷幕灌漿的施工
在灌漿孔口埋設孔口管,采用孔口封閉,自上而下分段綜合灌漿的方式灌漿。帷幕施工自635.0m高程開始灌漿,基巖低于635.0m高程的,以現場實際基巖面高程起灌。
施工雙排帷幕孔時,先施工下游排,再施工上游排;排內分序加密施工,孔分兩序,先施工Ⅰ序,再施工Ⅱ序孔,次序孔需在先序孔灌漿超前不小于15m時方可施工。帷幕灌漿孔孔徑不小于φ60mm;質量檢查孔孔徑為φ76mm;孔位偏差不大于±10cm。孔口管采用φ76mm地質套管,采用0.5:1水泥漿埋設,孔口露出20cm,待凝48h后即可進行下一步施工。灌漿孔各段長及終孔孔深誤差不超過±20cm。
為提高灌漿效果,灌漿孔在灌前進行嚴格的鉆孔沖洗,裂隙沖洗及壓水試驗。鉆孔沖洗采用大量水配合高壓風進行敞開式沖洗,使殘留在孔底和粘附在孔壁上的巖粉、碎屑等雜質沖出孔外,以免堵塞裂隙進口,影響漿液進入。裂隙沖洗,采用壓力水脈動沖洗,壓力為灌漿壓力的80%,且不大于1MPa,延續20min。使巖石裂隙和空洞中所充填的松軟的、風化的泥質充填物沖出孔外,有利于漿液進入裂隙且與接觸面膠結堅固。壓水試驗,采用簡易壓水,壓力為灌漿壓力的80%。進行壓水試驗首先可以通過壓水結果,對灌漿情況做出初步推測,其次可以使裂隙張開,利于漿液進入與巖體膠結。
灌漿采用孔口封閉,自上而下,不待凝分段循環灌漿法,每段灌漿流程為鉆進~沖洗~壓水試驗~灌漿~掃孔~復灌。漿液比重由稀變濃,逐級變漿,比重分為2:1,1:1,0.8:1,0.5:1。
3.4 集中滲流處理
由于進口巖坎基礎由回填的炮碴,風化的基巖組成,經過構造、風化、爆破、卸載。基礎破碎強烈,滲漏通道發育,透水性極強,易形成特大滲漏,其中位于2#導流洞口與中隔墩連接處形成有兩股較大涌水。灌漿時,造成注入的水泥漿隨涌水大量流失,灌漿無壓無回,采用濃度更大的水泥漿、水泥砂漿及瓜米石、棉花進行封堵,無明顯變化。之后對巖坎臨空面進行噴錨,澆筑混凝土擋墻,并預埋引水鋼管,對滲涌水進行集中引流,逐漸封堵。
在施工中,利用預埋導管平衡水壓力。在施工注漿時,在引流導管開始出漿時,自下而上,逐漸關閉導管,利用管道中的靜水壓力與岸坡外的動水壓力相平衡,進行灌漿。采用導管的方法,一方面使水泥漿不至于大量隨涌水流失,造成窩工和浪費;另一方面,在兩個方向的水壓力作用下,更有利于水泥漿在基巖中沿垂直于滲流方向,即幕體方向擴散,在經濟,快速的情況下更好的形成防滲帷幕。通過現場施工、觀測,形成帷幕效果良好,無滲漏。
3.5 質量檢查
為檢查帷幕灌漿效果,在代表性地段按5%比例布置專門檢查孔,孔深與相鄰帷幕灌漿孔孔深一致,一般布置在灌漿異常地段,如耗灰量大、漿液外漏嚴重、灌漿效果可能不理想等處。
經檢查:帷幕效果良好,達到設計效果。其它調整過的帷幕段效果達到防滲要求,形成了較好的封閉條件,起到了很好的防滲作用。經最終壓水試驗,整個帷幕達到設計要求。
4 帷幕灌漿效果
4.1 取芯觀察
在各代表性地段布設了帷幕檢查孔,通過檢查孔鉆取巖芯觀察:整個孔段有水泥結石且充填密實,張開裂隙中見水泥結石脈,細微裂隙有水泥膜填充,形成整體,巖石膠結緊密,形成整體。
4.2 壓水試驗
設計要求,帷幕防滲標準為ω≤5Lu。為檢查帷幕效果,對檢查孔進行了壓水試驗,壓水試驗結果表明:進水口帷幕達到設計要求,所有孔段ω≤5Lu,效果良好,總體灌漿效果優良。合格率達到100%,優良率≥95%。
5 結束語
實踐證明:深溪溝電站進口帷幕灌漿是成功的、有效的。說明前期工作、施工與設計、地質密切配合,質量監控的重要性。