帷幕補(bǔ)強(qiáng)灌漿減小壩基滲水量的方法

肖力群

(云南大唐國際電力有限公司，昆明 650011)

0 前言

某水電站為二等大(2)型水電工程，大壩為碾壓混凝土重力壩，壩軸線采用折線布置，庫開始蓄水以來，左岸壩段壩基排水孔出水量相對(duì)偏大，其中出水量相對(duì)集中的4 個(gè)主排水孔一般滿管排放，單孔最大出水量超過0.4L/s，該壩段合計(jì)排水量2.4 L/s。庫水位與6 號(hào)壩段壩基揚(yáng)壓力相關(guān)性較強(qiáng)。長期滲漏可能造成大壩壩基局部脫空，對(duì)壩段安全穩(wěn)定構(gòu)成潛在威脅。為保證大壩長期安全穩(wěn)定運(yùn)行和降低壩基滲漏量，減輕大壩基礎(chǔ)廊道排水泵抽排壓力，研究決定對(duì)大壩左岸6 號(hào)壩段帷幕進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿。

1 壩段灌前穩(wěn)定復(fù)核

1.1 壩段三維有限元穩(wěn)定復(fù)核

通過建立三維有限元計(jì)算模型，采用實(shí)體單元模擬壩體及地基，結(jié)合壩體混凝土、基巖巖體、擬實(shí)施帷幕灌漿力學(xué)參數(shù)、特征水位及相應(yīng)靜力、動(dòng)力荷載，計(jì)算正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位和地震等工況下壩段抗滑穩(wěn)定安全性。

1.2 壩段應(yīng)力復(fù)核

采用材料力學(xué)法，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)對(duì)壩體應(yīng)力進(jìn)行分析計(jì)算。通過分析計(jì)算，承載能力極限狀態(tài)下，各工況壩趾處混凝土的抗壓強(qiáng)度滿足要求;正常使用極限狀態(tài)，壩段壩踵垂直應(yīng)力均為壓應(yīng)力，無拉應(yīng)力出現(xiàn)。

2 帷幕補(bǔ)強(qiáng)灌漿實(shí)施方案

2.1 補(bǔ)強(qiáng)灌漿條件

1)同一壩段所有排水孔、測(cè)壓管等閥門均處于常開狀態(tài)并記錄。

2)灌漿前應(yīng)測(cè)記涌水壓力和涌水量。

2.2 壩段抬動(dòng)觀測(cè)

壩段灌漿前，為防止大壩混凝土在灌漿壓力下產(chǎn)生抬裂破壞，安裝抬動(dòng)觀測(cè)裝置進(jìn)行抬動(dòng)監(jiān)測(cè)，大壩混凝土抬動(dòng)值不大于0.1 mm。

2.3 深孔固結(jié)灌漿

利用已有排水孔對(duì)壩基深層可能存在的集中滲水通道進(jìn)行處理，切斷壩基下的水力聯(lián)系通道，減少壩基滲漏量。進(jìn)行灌漿試驗(yàn)。

3 帷幕補(bǔ)強(qiáng)灌漿施工

3.1 帷幕灌漿施工技術(shù)要求

1)灌漿分為兩排，先灌下游排副帷幕再灌主帷幕;按三個(gè)次序孔施工。

2)進(jìn)行帷幕灌漿時(shí)，壩體混凝土和基巖的接觸段先行單獨(dú)灌漿并待凝，接觸段在巖石中的長度不得大于2 m。

3)采用自上而下分段灌漿法時(shí)，灌漿塞塞在已灌段段底以上0.5m 處，以防漏灌;孔口無涌水的孔段，灌漿結(jié)束后可不待凝。在斷層、破碎帶等地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)待凝，待凝時(shí)間根據(jù)地質(zhì)條件和現(xiàn)場(chǎng)情況確定。

4)出現(xiàn)串漿時(shí)封閉串漿孔并適當(dāng)降低壓力，必要時(shí)屏漿、閉漿、待凝。

5)漿液變換和灌漿壓力。

6)漿液變換標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少，或當(dāng)注入率不變而灌漿壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比。當(dāng)某一比級(jí)漿液的注入量已達(dá)300L 以上或灌注時(shí)間已達(dá)30min，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時(shí)，應(yīng)變濃一級(jí)。當(dāng)注入率大于30L/min 時(shí)，可根據(jù)具體情況越級(jí)變濃。

7)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):在該灌漿段最大設(shè)計(jì)壓力下，當(dāng)注入率不大于0.4L/min 時(shí)，繼續(xù)灌注60min，或不大于1L/min時(shí)，繼續(xù)灌注90min，灌漿即可結(jié)束。

8)帷幕防滲標(biāo)準(zhǔn):透水率q＜3Lu。

3.2 施工步驟

1)鉆孔分Ⅲ序加密、自上而下分段進(jìn)行。

2)孔口管埋設(shè)注漿前，對(duì)方位角及頂角進(jìn)行校正;埋設(shè)待凝72 h 后，可進(jìn)行下一段鉆灌。

3)所有鉆孔每段鉆終(抬動(dòng)孔全孔終)后，采用鉆桿或六分管插入孔底后上提20 cm，通過鉆桿或六分管采用大流量清水對(duì)鉆孔進(jìn)行沖洗;所有灌漿孔段均需進(jìn)行裂隙沖洗。

4)先導(dǎo)孔和檢查孔采用五點(diǎn)法進(jìn)行壓水試驗(yàn)，其他孔采用單點(diǎn)法進(jìn)行壓水試驗(yàn)。

5)帷幕灌漿采用自上而下、孔口封閉、循環(huán)式逐段灌漿。

6)制漿材料必須稱量，稱量誤差應(yīng)小于5%。

7)全孔終孔并經(jīng)檢查確認(rèn)合格后，采用全孔灌漿封孔法，進(jìn)行純壓式灌漿封孔。

3.3 灌漿效果檢查

1)灌后檢查孔透水率值分析。

2)灌漿耗灰量分析。

3)帷幕補(bǔ)強(qiáng)灌漿前、后排水孔涌水量測(cè)量數(shù)據(jù)比較。

4 結(jié)束語

灌漿后檢查孔透水率合格率為97%，帷幕補(bǔ)強(qiáng)灌漿增強(qiáng)了帷幕防滲能力，提高了壩基抗滑穩(wěn)定性，達(dá)到了補(bǔ)強(qiáng)灌漿的目的，促進(jìn)大壩長期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》(DL/T 5148)

［2］《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL/T 5108)

［3］《滲水分析及6 號(hào)壩段灌前穩(wěn)定復(fù)核報(bào)告》 (中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司)

［4］《大壩左岸6 號(hào)壩帷幕補(bǔ)強(qiáng)灌漿設(shè)計(jì)報(bào)告》 (中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司)