(辽宁省水资源管理集团有限责任公司，辽宁 沈阳 110003)

1 工程概述

东湖电站围堰，位于桓仁水库库区内，围堰全长81.70m，堰顶设计高程EL307.60m，最大堰高51.40m。围堰修建过程中，进行分期填筑，一期填筑至EL304.00m高程处，其中EL296.00m以下采用石碴填筑，除邻水面、背水面外，均采用粒径小于20cm的石碴料；EL296.00m～EL304.00m采用风化砂进行填筑；EL296.00m及以下围堰灌浆采用风化砂盖板，填筑完成后对一期围堰进行灌浆；二期围堰在EL304.00m的基础上，加高至EL307.60m处，围堰中央3.50m采用砂砾料填筑，砂砾料最大粒径40cm，采用高压喷射灌浆对EL296.00m～EL304.00m段进行灌浆(东湖电站围堰剖面如图1所示)。

2 一期围堰膏状帷幕灌浆

将围堰划分为5个单元，并选取中间第三单元作为试验区，进行生产性试验，确定适合实际施工情况的灌浆孔排布置、材料选择、浆液配置、设备选择和工艺方法等。

2.1 布孔参数

围堰堰体沿中线设4排灌浆孔，其中上游、下游两排采用膏浆灌浆，中间两排采用帷幕灌浆。其中两排膏浆排距为3.50m，两排帷幕排间距1m，分别距上下游排膏浆1.25m，上下游膏浆孔距1m，中间排帷幕灌浆孔距2m(一期围堰防渗孔位布置图如图2所示)。

图1 东湖电站围堰剖面

图2 一期围堰防渗孔位布置

2.2 施工顺序

钻孔采用套管钻进，施工时先施工下游排，再施工上游排。排内分两序施工，先施工一序，再施工二序进行灌浆。

膏浆和帷幕灌浆采用自下而上分段灌浆法,膏浆灌浆基岩部分5m一段， 围堰体部分1.50m(一根套管)控制；帷幕灌浆基岩部分5m一段， 围堰体部分4.50m(三根套管)一段控制，灌浆方式为纯压式。膏浆孔深按照深入完整基岩1～1.50m控制。

2.3 材料选择

水泥为普通硅酸盐水泥；拌浆水温不高于40℃；掺合料为偏铝酸钠，按照2‰的比例掺用；粉煤灰采用二级及以上标准；膨润土吸水率(2h)≥400%，粒径小于0.08mm的颗粒含量大于80%。

膏浆灌浆配比按照水固比1∶1.11控制，帷幕灌浆Ⅰ序孔采用水泥粉煤灰浆液灌注，水固比采用0.60∶1。帷幕灌浆Ⅱ序孔采用纯水泥浆浆液灌注，水灰比采用1∶1和0.6∶1两种浆液(见表1、表2、表3)。

表1 膏浆灌浆水泥浆液配合比

表2 帷幕灌浆Ⅰ序孔浆液配比

表3 帷幕灌浆Ⅱ序孔浆液配比

2.4 灌浆方法

围堰灌浆采用套管跟进自下而上纯压式灌浆，钻孔时先钻至终孔孔深，用水压塞压至基岩5m段长上部，然后灌浆，在围堰体部分，水压塞压至在最后一根套管根部，灌浆完成后，采用拔套管的方式控制灌浆段长，直至到灌浆孔顶部灌浆完成。

2.5 变浆及结束标准

当灌浆流量保持不变，灌浆压力增加时，或者灌浆压力不变，灌浆流量降低时，不改变水灰比；当某一比级浆液的灌注时间已达30min或注入量已达300L，而注入率和灌浆压力改变不显著时，应改浓一级。膏浆灌浆和帷幕灌浆均是在达到设计压力，注入率不大于1L/min，延续稳定灌注10min后，灌浆即可结束。

2.6 灌浆结果分析

一期围堰灌浆共计完成灌浆孔206个，共完成围堰体钻孔4561.30m、基岩钻孔1542.30m，灌入膏浆水泥4635.49t、帷幕灌浆围堰体水泥268.91t、帷幕基础水泥287.83t。 完成检查孔28个，检查孔钻孔取芯972.50m、检查孔压水试验135段、声波测试孔592m。

从检查孔取芯揭露情况来看，围堰采用洞挖石(花岗岩)碴料、砂砾土料、风化料(含黄泥、沙)等组成，且分布不均匀。取出的最长岩芯为0.70m，堰体不同填筑料与膏浆效结在一起，效结和结石情况较好，证明在堰体空腔部位膏浆可以保证充填。通过取芯情况分析，浆液扩散半径是可以达到预期目的，两孔之间的区域浆液充填效果明显，可以保证膏浆墙体和整个防渗体厚度的。

在围堰灌浆区域内共布置28个检查孔，均采用单点法进行压水试验，所有压水试验测得透水率均满足设计值，充分说明该次试验基本达到设计预期的防渗效果。

3 二期围堰高压摆喷灌浆

二期围堰在一期灌浆完成的基础上进行填筑，对作为一期灌浆盖板的EL296.00m～EL304.00m风化砂段进行高压灌浆，二期围堰从EL304.00m加高填筑至EL307.60m处，堰顶宽6m，其中中央3.50m采用砂砾料进行填筑，砂砾石最大粒径4cm，砾石级配连续，小于5mm的颗粒含量为30%～50%。

3.1 布孔参数

二期围堰高压喷射灌浆的孔位分别分布在围堰中轴线两侧，高压摆喷灌浆孔布置为两排，分别在围堰轴线上游0.60m和1.40m处，排距为0.80m，孔距0.80m，为梅花形布置，孔深13.60～15.00m，共计196个孔(见图3)。

图3 二期围堰高喷灌浆孔平面布置

3.2 钻孔及孔深

二期围堰高压摆喷钻孔采用KLEMM全液压履带式钻机钻孔，先确定孔位然后套管钻进，钻至终孔孔深后下套管施工。灌浆钻孔至深入13.60～15.00m，灌浆钻孔深入前期帷幕顶面线下1m，钻孔孔径φ133mm。钻孔孔位和设计偏差不能大于50mm。钻孔孔径须大于高压喷射管20mm。

3.3 材料及技术参数

高喷采用的注浆材料为普通硅酸盐水泥PO42.5，浆液密度为1.40～1.50g/cm(高压摆喷灌浆技术参数见表4)。

表4 高压摆喷灌浆技术参数表

3.4 制浆标准

在围堰高喷施工时，拌制水灰比为1∶1～1.5∶1，水泥浆液是由高速搅拌机搅拌而成，搅拌时间不少于30s。超过4h的水泥浆须作废处理，不得用于高喷成墙。

3.5 灌浆方法及顺序

高压摆喷分两序孔施工，先Ⅰ序孔，后Ⅱ序孔施工。周围I序孔施工完待凝24h后，方可对Ⅱ序孔进行施工。施工方法采用双重管高喷灌浆，高喷形式为高压摆喷对接灌浆。

3.6 灌浆结果分析

二期围堰灌浆共计完成灌浆孔196个，共完成围堰体钻孔2147.18m，灌入水泥507.60t，平均单位耗灰量236.40kg/m。 其中先灌注的下游排孔深1096.58m，灌注水泥300.80t，下游排平均单位耗灰量274.30kg/m后灌注的上游排钻孔1050.60m，灌注水泥206.80t，上游排平均单位耗灰量196.8kg/m。

4 结 语

围堰工程采用二次填筑，并采用一期围堰膏状帷幕灌浆，二期围堰高压旋喷灌浆构筑围堰防渗体，二期高压喷射灌浆孔深深入一期帷幕灌浆防渗体1m以下，保证了防渗体的连续性；采用孔隙率小的砂类物质代替常规的盖板，进行有压灌浆；后期对砂类进行处理，为围堰修筑、灌浆提供了新的处理思路。取芯、声波测试、下游基坑开挖时观测透水情况、围堰拆除时观测渣体等检测结果均表明该复合灌浆技术可行，并取得了预期效果，达到设计要求，满足工程需要，确保了工程安全稳定。

[1] 宋国炜.复合灌浆技术在土石围堰防渗中的应用[J].珠江水运,2013(17):74- 75.

[2] 刘亮,李文富.深水堆石体围堰防渗灌浆试验研究[J].东北水利水电,2014(9):45-48,55,72.