紧水滩水库大坝帷幕灌浆施工工艺

2022-06-14杨剑

河南水利与南水北调 2022年5期

杨剑

（丽水市南明湖管理所，浙江丽水 323000）

0 引言

紧水滩水电站位于浙江省丽水市，是中国著名的大型坝式水电站，以梯级发电的形式运行。紧水滩水电站主要负责华东地区的电网调度工作，以220 kV 的输电线路为主，兼顾发电、航运等工作，不断形成浙南电力系统。水电站的坝基由混凝土拱坝、过船道和筏道等共同组成。整体的水库大坝呈现梯形，坝基的花岗岩裸露现象明显，水库大坝的岩层较完整。

紧水滩水库工程于1981 年开工，采用隧洞导流与预裂爆破法的施工方式建筑而成，经过长时间的运行，水库大坝的部分位置会出现坝基渗漏的情况，灌浆技术能够有效地解决坝基渗漏的问题。采用黏度较小的化学浆液，通过一定的处理后流入坝基的裂缝中，迅速胶凝为弹性固结体，截断水库大坝的渗漏，保证紧水滩水库大坝运行的稳定性。

1 紧水滩水库大坝帷幕灌浆施工工艺分析

在紧水滩水库大坝的防渗透工程中，文章采用浆体密度较高的灌浆材料，结合帷幕灌浆与单排灌浆技术，共同进行设计，设计工艺流程如图1所示。

图1 帷幕灌浆施工工艺流程结构图

如图1 所示，施工工艺设计中，首先要保证施工环节具有一定的完整性；其次，为了提高灌浆成果的质量，必须保证每一个步骤达到设计标准后，才能进行下一阶段的施工，否则应当反复施工，为整体的水库大坝帷幕施工工艺提供质量保障。

1.1 设置水库大坝帷幕

经过对紧水滩水库的水利工程进行研究分析后，可以获取到水库大坝的相关特征与施工参数，根据特征与参数对水库大坝的帷幕进行设计。文章经过研究不同水库大坝的特点，最终决定采用单排灌浆与帷幕灌浆结合的施工方式。首先，设置水库下游排水坝基的深度，控制其深度范围在35.65～64.58 m 之间，以水库大坝的廊道为主，进行帷幕灌浆的施工。

设置帷幕右侧坝基的渗透率为29.85 Lu，设定大坝的岸坡为水利工程灌浆施工的底线，保证底线稳定，不存在波动现象。控制坝基的最小深度范围，文章将深度范围设置在15～30 m之间，获取水库大坝右侧坝基的渗透率。根据渗透率的取值范围，对坝基进行单排灌浆操作，连接紧水滩水库大坝的灌浆工段。根据水库大坝的岩层厚度，分析大坝坝肩处是否存在碎裂石灰岩层，控制灌浆厚度与距离，结合科学的方法设置水库大坝帷幕底部的高程。设置坝基下游灌浆排的吸水量为0.05 L/min，保证大坝帷幕在灌浆施工中的稳定。

1.2 钻孔施工设计

在紧水滩水库的工程施工中，钻孔施工是所有工艺技术实施的基础。通过科学合理的钻孔设备，根据实际情况，确定钻孔施工的整体流程。根据水库大坝的坝基参数，明确钻孔设备的口径，文章设计的钻孔设备口径控制在35.66 mm。基于钻孔操作结束后，测量孔径与孔深的值，记录下来并找出相邻钻孔之间间距的特征。为减少水库坝基孔壁渗水情况发生，加强水利工程的送水量，定期监测送水量变化。结合紧水滩水库的地质环境与现场施工条件，设置水库大坝的右岸顶层灌浆隧洞长度为15.95 m，其中钻孔施工的相关参数，如表1所示。

表1 钻孔施工参数设置表

如表1所示，为文章设置的钻孔施工相关参数设置。设置检查孔的下游孔距分别为2.01、3.25、2.59 m，孔号标记为A1～A3，根据孔号的不同，进行钻机位置固定，然后埋设孔口管，完成钻孔施工的相关设计。

1.3 清理孔洞和坝基裂隙

基于上述的钻孔施工设计完毕后，对孔洞以及坝基的裂隙进行清理，避免灌浆施工过程中出现杂质影响施工的质量。文章采用压力水脉动力的方式，冲洗钻孔施工后的孔洞以及坝基之间的裂隙，进行反复冲洗，控制水冲洗的压力与脉冲力，保证灌浆工艺的压力大于75.55%，水脉动力冲洗的压力设置为0.95 MPa，进行连续性冲洗清理，设定钻孔孔洞每次冲洗的时间为25 min，坝基裂隙的冲洗时间为8 min。

在每次冲洗结束后，对孔洞和坝基裂隙进行检查，查看内部是否存在杂质，如果孔洞和坝基裂隙内干净光滑，则停止冲洗清理；如果仍然存在部分杂质，则继续反复冲洗清理，直至内部冲洗干净才能进行下一步灌浆工艺。

1.4 灌浆工艺施工设计

根据紧水滩水库大坝的防渗特点，设置帷幕灌浆入岩具有不同的深度。设置第一段入岩深度为2.05 m；第二段入岩深度为3.55 m；第三段入岩深度为5.68 m，其余各段入岩深度均设置为10 m，对坝基的孔段进行适当调整，保证每个孔段的深度不超过12.65 m。

采用分段灌浆的方式进行施工，监测坝基的抬动变位情况，保证变位值小于允许值，控制注入量。记录灌注过程中浆液的浓度变化，利用高速制浆机快速搅拌，根据实际情况增加灌浆孔的深度。基于灌浆的最大压力标准，控制灌浆的注入率，当注入率呈现下降趋势时，静置10 min后结束灌浆操作。

2 应用效果分析

将紧水滩水库大坝帷幕灌浆施工工艺进行常规压水试验，检测灌浆工艺的质量，分析水库大坝帷幕灌浆工艺的试验效果。在试验区内设置8个检查孔、5个物探孔，检查关键单排孔距的形成状况。分段式划分孔距的深度，保证灌浆孔段的长度保持一致，分别采用不同级别的压力，对水库的检查孔进行压水试验，获取到紧水滩水库大坝的检查孔透水率，结果如表2所示。