张家托，张明磊

（1.武汉大学，湖北武汉，430072；2.四川二滩国际工程咨询有限责任公司，四川成都，611130；3.中国水利水电第十三工程局有限公司，天津西青，300000）

某水垫塘排水主洞渗（漏）水快速处理施工技术

张家托1，2，张明磊3

（1.武汉大学，湖北武汉，430072；2.四川二滩国际工程咨询有限责任公司，四川成都，611130；3.中国水利水电第十三工程局有限公司，天津西青，300000）

以西南地区某高拱坝坝后水垫塘排水主洞渗（漏）水快速处理为例，介绍了在复杂边界条件下排水主洞渗（漏）水快速处理的材料选择、施工工艺，供参考。

渗（漏）水；快速处理；施工技术；水垫塘

1 工程简介

西南地区某高拱坝泄洪采取“分散泄洪、分区消能”的布置原则。坝身孔口过流，坝后布设水垫塘和二道坝消能，坝后水垫塘的安全稳定直接关系到大坝的安全稳定。而水垫塘排水主洞是汇集水垫塘横纵向排水洞、横纵向排水廊道及两岸低高程抗力体排水平洞等部位水流，然后排至水垫塘集水井的唯一洞室，其安全稳定运行直接关系到水垫塘的安全稳定运行。

2 处理背景

下游围堰提前拆除，受流域内其他工程调度影响形成人造洪峰，致使二道坝坝后提前进水。进水后巡视检查发现，水垫塘排水主洞下游侧墙基础的一条水平走向的层间错动带上6处渗漏水明显增大，渗漏水区距排水洞底板（至集水井坡比约0.013）1～3.5 m,呈现条带状分布且相对较为集中，渗漏水量约150 m3/h。渗水带走细小颗粒物，层间错动带局部淘空，岩体出现局部松动，影响到排水主洞结构安全及深井清水泵的运行，因而急需对渗漏水进行快速渗漏处理。

3 处理方案

处理设备进入渗漏水部位，需经过多种小断面廊道（含两处爬坡廊道），因而大中型机械设备无法进入；如进行水泥灌浆处理，大量的外漏浆液将影响到集水井清水泵的运行。经参建各方现场踏勘，与会讨论研究决定，采用化学灌浆处理。

3.1 处理原则

处理原则为:先表后深、分序加密、快速减渗（漏）、处理费用较省。

3.2 处理方式

根据错动带的产状，确定布孔的位置，灌浆孔斜穿错动带（具体布孔位置将由监理工程师组织参建各方现场踏勘确定）。减渗（漏）及加固治理方式如下。

3.2.1 浅层减渗（漏）

沿涌水岩层裂隙带走向布孔，距带上边缘约0.5 m、1.0 m布置两排孔，第一排孔倾向向下穿带造孔，夹角约27°（依现场实际情况调整），第二排造孔参数与第一排基本一致。孔间距约1.0 m（依现场实际情况调整），梅花型分布，孔深5.0 m，埋管灌浆，进行表面封闭处理，达到表层快速堵水及防止

深层加固处理时表面大量漏浆的目的。

3.2.2 深层减渗（漏）

在浅层减渗（漏）达到目的后，沿涌水岩层裂隙带走向布孔，在带上边缘布置一排孔，梅花型分布，孔深10.0 m，埋管灌浆，孔间距约1.0 m（依现场情况调整），造孔角度依现场实际情况调整，进行深层减渗漏及基岩加固处理，为后续其他施工创造条件。

1号渗漏水区渗漏水情况及具体孔位布置见图1、图2，其他区域本处省略。

图1 1号渗漏水区渗漏水情况Fig.1 Seepage in the zone 1

图2 1号渗漏水区孔位布置图Fig.2 Distribution of grouting holes in the zone 1

4 施工设备选择

钻孔设备选用100B风动钻机、气腿式凿岩机、电钻。钻孔钻机就位采用简易门式架。

灌浆采用爱利普化学灌浆计量泵，设计压力10.0 MPa，流量0～3.0 L/min；后更换为SL-500型。

5 灌浆材料

5.1 灌浆材料的优选

承包人初拟采用的灌浆（减渗漏）材料见表1。

根据处理原则及参建单位储备的物资情况，最终选择浅层孔采用SL-669-1型单液PU发泡止水剂，深层孔采用LW/HW双液聚氨酯材料。

5.2 所选择灌浆材料的特点及性能指标

5.2.1 SL-669-1型单液PU发泡止水剂特点及性能指标

SL-669-1型单液PU发泡止水剂特点如下：①SL-669-1型单液PU发泡止水剂产品为单液、容易施工、操作性佳；②与水互溶性很好、反应性佳，与水反应较快，时间较容易控制；③可与偏酸或偏碱甚至海水的水质反应而不影响发泡体的物化性；④有水压式地下水流之裂缝注射，可配合催化剂使用，用于堵漏，详见表2。

5.2.2 HW水溶性聚氨酯特点及性能指标

HW水溶性聚氨酯的特点：①具有良好的亲水性能，对潮湿混凝土基面具有良好的粘接性；②浆液粘度低，可灌性好，可在潮湿或者涌水情况下进

行灌浆，对水质适应性强，在海水和PH值为3～13的水中均能固化；③固结体具有较高的力学性能，适用于混凝土或基础的补强加固处理，详见表3。

表1 初拟灌浆(减渗漏)材料Table 1 Proposed treatment methods

表2 SL-669-1型单液PU止水发泡剂的性能指标Table 2 Properties of SL-669-1 one agent water-stop foamer

表3 HW水溶性聚氨酯的性能指标Table 3 Properties of HW water-soluble polyurethane

5.2.3 LW水溶性聚氨酯特点及性能指标

LW水溶性聚氨酯的特点：①具有良好的亲水性能，水既是稀释剂，也是固化剂，浆液遇水后先分散乳化，进而凝胶固结；②可在潮湿或者涌水情况下进行灌浆，对水质适应性强，在海水和PH值为3～13的水中均能固化；③固结体为弹性体，并且可遇水膨胀，具有弹性止水和以水止水的双重功能，适用于变形裂缝的防水处理。详见表4。

5.2.4 LW、HW不同配合比例的固结体力学性能指标

LW、HW不同配合比组合使用，可以较好发挥HW固化后粘接力及强度高及LW遇水膨胀和延展性比较好的特点，详见表5。

此次施工选用配比为HW∶LW=6∶4和HW∶LW= 5∶5（质量比），视施工现场实际情况作调整。

表4 LW水溶性聚氨酯的性能指标Table 4 Properties of LW water-soluble polyurethane

表5 LW、HW不同配合比例固结体力学性能指标Table 5 Mechanical properties of the consolidation of LW&HW with different mixing proportion

6 施工工艺

6.1 钻孔

浅孔采用气腿式凿岩机钻孔，孔径φ40～60mm，深孔采用100B风动钻机造孔，孔径φ80 mm。钻机就位调平，确保孔位、角度，方可钻孔。孔深应符合设计规定。对钻孔过程中的异常情况（掉钻、涌水、涌砂等）进行记录分析，并测定钻孔中的涌水量、涌水压力，以此确定合适的灌浆压力和调凝时间。

6.2 冲洗

钻孔结束即可进行孔壁冲洗，孔内岩屑冲洗干净即可结束，不再进行裂隙冲洗。

6.3埋管

孔口段采用4分带丝钢管，深入孔内50 cm，孔内射浆管采用4分PVC管，伸入距孔底30 cm处，并与4分钢管连接。

6.4 灌浆

先浅层后深层，先上后下，分序加密施工。灌浆孔分为Ⅰ、ⅠⅠ两序。

灌浆采用孔内纯压灌浆方法。

灌浆压力：浅层Ⅰ序孔1.0 MPa，ⅠⅠ序孔1.5 MPa，设计压力加涌水压力；深层Ⅰ序孔1.0 MPa，ⅠⅠ序孔1.5 MPa，设计压力加涌水压力。

灌浆材料配合：根据现场实际情况，依灌浆材料特性对灌注孔浆液进行配合调整。

6.5 结束标准

灌浆在达到设计压力，不吸浆情况下延续10 min，即可结束灌浆。

7 特殊情况处理

（1）钻孔过程中，如遇涌水、溶蚀洞穴或塌孔，应立即停止钻进，经处理后再继续钻进，直至设计孔深。

（2）为便于减渗处理，灌浆孔临近孔，灌浆开始阶段作为排水孔；如遇串浆孔，且串浆孔具备灌浆条件，可同时进行灌浆。

Rapid treatment of seepage from drainage holes of the cushion pool of a hydropower station in southwest of China is presented here.Combined with the case,the paper introduces the treatment materi⁃al,construction technology of seepage treatment with complicated boundary conditions,for reference.

seepage water;rapid treatment;construction technology;cushion pool

TV698.2

B

1671-1092（2014）05-0051-04

Title:Construction technology of seepage treatment at the drainage hole of the cushion pool//by ZHANG Jia-tuo and ZHANG Ming-lei//Wuhan University