某抽水蓄能電站水毀面板修復(fù)灌漿施工

夏智翼，胡云鶴

（1.豐滿培訓(xùn)中心，吉林省吉林市 132108；2. 豐滿大壩重建工程建設(shè)局，吉林省吉林市 132108）

某抽水蓄能電站水毀面板修復(fù)灌漿施工

夏智翼1，胡云鶴2

（1.豐滿培訓(xùn)中心，吉林省吉林市 132108；2. 豐滿大壩重建工程建設(shè)局，吉林省吉林市 132108）

面板是堆石壩的重要組成部分，面板質(zhì)量的好壞對(duì)整個(gè)工程的安全運(yùn)行起著極其重要的作用。某抽水蓄能電站工程上水庫面板施工過程中遭遇暴雨，致使部分面板發(fā)生抬升破壞。本文結(jié)合水毀面板修復(fù)過程，論述了設(shè)計(jì)修復(fù)方案與要求，現(xiàn)場(chǎng)脫空灌漿試驗(yàn)工藝流程，并對(duì)灌漿修復(fù)結(jié)果質(zhì)量進(jìn)行了著重分析。

水毀面板；灌漿質(zhì)量控制；抽水蓄能電站

1 概述

某抽水蓄能電站是我國東北地區(qū)第一座大型純抽水蓄能電站，工程樞紐建筑物主要由下水庫及下水庫泄洪排砂閘壩、上水庫及上水庫鋼筋混凝土面板堆石壩、上/下水庫進(jìn)出水口、地下廠房洞室系統(tǒng)、地下輸水洞室系統(tǒng)及地面開關(guān)站等附屬建筑物組成。

上水庫面板堆石壩軸線長714m，壩軸線方向?yàn)镹E16.5?，壩頂高程為395.50m，最大壩高78.50m，壩頂寬10m，最大底寬237.3m。面板共分52塊，其中在左、右壩頭各布置一塊寬度分別為7.1m和6.9m的面板，其他50塊面板寬度均為14m。自右岸向左岸，寬度14m的面板編號(hào)為B1～B50，B20塊斜長為129.895m（127.261m），為最長部位；兩側(cè)長度最小。面板坡度為1：1.406，面板底部最厚處為56.4cm，頂部高程392.5m處厚度為30cm，面板底部與趾板相連接。

2010年8月20～21日，電站所在流域發(fā)生強(qiáng)降雨，雨水由上水庫面板堆石壩壩頂直接灌入面板后形成反向水壓，致使大壩B41～B45塊面板發(fā)生抬升破壞，8月25日現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)周邊縫處法向抬動(dòng)值較大，雨后局部周邊縫滲出水流，說明該部位周邊縫底部止水已經(jīng)破壞（面層止水未施工），防滲體系失效。

2 面板灌漿修復(fù)方案與要求

2.1 灌漿修復(fù)設(shè)計(jì)方案

面板修復(fù)設(shè)計(jì)方案為：B41～B45局部重新澆筑混凝土趾板和面板。即將補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)的原有混凝土板作為支撐體，重新澆筑一套面板和趾板，形成一套相對(duì)獨(dú)立的防滲結(jié)構(gòu)，并與補(bǔ)強(qiáng)范圍以外的完好防滲結(jié)構(gòu)形成封閉可靠的防滲體系。

面板修復(fù)包括面板脫空處理灌漿、趾板修復(fù)混凝土、面板修復(fù)混凝土、面板表層止水施工、輔助防滲體填筑以及表面塊石護(hù)坡等施工項(xiàng)目。

2.2 灌漿修復(fù)設(shè)計(jì)要求

根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的《上水庫面板灌漿試驗(yàn)任務(wù)書（修訂稿）》和《上水庫B41～B45面板修復(fù)B41～B45面板下脫空處理布置圖》，具體要求為：

（1）原面板下的脫空分為面板與砂漿墊層、砂漿墊層與墊層料之間的脫空，灌漿必須確保該兩個(gè)區(qū)域脫空部分填充密實(shí)。

（2）灌漿材料為水泥粉煤灰漿液。

（3）布孔原則：四邊形布孔，沿面板斜長方向，灌漿孔基本間排距為1.5m，具體根據(jù)灌漿試驗(yàn)確定。

（4）灌漿控制原則：在不抬動(dòng)面板及漿液盡量不侵入墊層料的前提下，可低壓灌漿，具體灌漿壓力可根據(jù)試驗(yàn)確定。

（5）灌漿方式：鉆孔方向垂直于面板。采用純壓式、自下而上灌漿。以每塊面板為一個(gè)單元，先灌下排孔以相應(yīng)上排孔作為回漿管，自下排到上排連續(xù)施灌。要求由低到高的原則以排孔為單位灌注，先灌注高程較低的下排孔，待上排孔（高程較高）返漿后，下排孔停止灌漿。在保持灌漿壓力的前提下，立即以上排孔為進(jìn)漿管進(jìn)行灌漿，待再上排孔返漿后，上排孔停灌。依次類推，直至最頂層灌漿完成后，保持壓力20min（具體由試驗(yàn)確定）后，結(jié)束灌漿。

（6）面板下脫空處理全部完成后，必須對(duì)面板上的灌漿孔進(jìn)行掃孔。灌漿孔可用微膨脹水泥砂漿封孔處理，砂漿標(biāo)號(hào)M30。

3 面板脫空灌漿試驗(yàn)與施工過程

3.1 面板現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性脫空灌漿試驗(yàn)

2010年12月1日，由設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，業(yè)主、監(jiān)理參加，施工單位實(shí)施，在B44進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性脫空灌漿試驗(yàn)。

由于處于冬季施工，采取加熱水拌和水泥粉煤灰漿液，灌漿區(qū)域采取覆蓋棉氈布保溫，保證了正常有序施工。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在B44下部布置兩排灌漿孔，手風(fēng)鉆鉆孔，孔徑φ40mm，孔距1.5m，排距1.5m，第一排5個(gè)孔，第二排9個(gè)孔，另外在兩排之間布置一個(gè)抬動(dòng)觀測(cè)孔。兩排共14個(gè)孔，孔深為0.53～0.77mm，面板及砂漿墊層厚度為0.49～0.55m，面板下脫空為0.09～0.25m，根據(jù)面板厚度公式，基本上可以判定面板和砂漿墊層之間沒有脫空，只有砂漿墊層下部的脫空。

2010年12月1日下午13：00，灌漿試驗(yàn)正式進(jìn)行，灌漿前，對(duì)第1排進(jìn)行通風(fēng)檢查，結(jié)果同排孔均通風(fēng)，對(duì)第2排孔進(jìn)行通風(fēng)檢查，結(jié)果第2排也通風(fēng)，說明B44下部兩排孔均連通。于是進(jìn)行B44第1排第1個(gè)孔灌漿，漿液配比水泥∶粉煤灰=1：4.2；水膠比0.5（施工配比為1m3漿液需水泥216.7kg，粉煤灰910kg，水563kg），至12月2日下午，B41、B42周邊縫冒漿，而未起壓，馬上對(duì)B41～B44周邊縫進(jìn)行封堵，繼續(xù)灌漿，至2010年12月5日，B44第二排孔冒漿，第一排其余的孔也冒漿，灌漿壓力0.1MPa，抬動(dòng)觀測(cè)儀讀數(shù)一直為160μm未變化，將第1排孔灌完后，接著以第2排孔為進(jìn)漿管，繼續(xù)施灌，至12月6日，將B44底部兩排孔全部灌完，壓力控制在0.1MPa以內(nèi)，抬動(dòng)觀測(cè)儀未抬動(dòng)。在試驗(yàn)驗(yàn)過程中，設(shè)計(jì)、監(jiān)理與業(yè)主有關(guān)人員參與了本次灌漿試驗(yàn)工作，并給予了技術(shù)指導(dǎo)和現(xiàn)場(chǎng)控制，并對(duì)出現(xiàn)的問題研究制定了解決辦法，保證了試驗(yàn)工作的正常進(jìn)行。

2010年12月1～6日的灌漿試驗(yàn)表明：通過鉆孔脫空檢查和暢通性檢查，以及灌漿串漏至B42面板周邊縫，顯示B41～B45面板脫空區(qū)域是連通的；灌漿孔距和排距1.5m，漿液配比水泥∶粉煤灰=1：4.2；水膠比0.5，灌漿壓力0.1MPa，面板未抬動(dòng)，灌漿半徑大于1.5m，于是可以確定灌漿孔的間排距、漿液配比、灌漿壓力是合適的；另外，由于B41～B45之間相互連通，灌漿順序?yàn)?塊面板整體自下而上間隔“趕灌”法，無須分板塊進(jìn)行；灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為上排孔冒漿，直至下排孔Ⅰ、Ⅱ序孔灌完，然后再換至上排孔灌漿。B44兩排孔共灌入漿液82480L，計(jì)水泥17.87t，粉煤灰75t。至2010年12月9日，B44脫空灌漿共8排68個(gè)孔全部灌完，共消耗漿液116560L，計(jì)水泥25.26t，粉煤灰106.07t。

3.2 面板脫空灌漿施工

按照現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)確定的灌漿參數(shù)，面板脫空灌漿于2010年12月21日結(jié)束，灌漿板塊的順序是B44→B42→B45→B43→B41，共歷時(shí)21天完成灌漿任務(wù)，具體分布見圖1。

4 灌漿成果分析與質(zhì)量檢查

4.1 灌漿成果分析

從灌漿成果來看B41～B45底部脫空的部位是連通的，從表1可以發(fā)現(xiàn)，先灌板塊如B44、B42進(jìn)漿量較大，后灌板塊如B43、B41進(jìn)漿量較小，尤其為B43，45個(gè)孔，只有4個(gè)孔吃漿；從表2中可以看出，每個(gè)板塊的脫空值均為鉆孔完成后就量的孔深，所以，先灌塊B42、B44脫空最大，后灌塊由于已經(jīng)有部分漿液滲透到相鄰板塊，所以，后灌塊的脫空較小。

圖1 0+559.1～0+645.1重新澆筑面板B40～B46平面布置圖

表1 面板B41～B45脫空處理回填灌漿成果一覽表

表2 面板B41～B45脫空情況統(tǒng)計(jì)表

4.2 灌漿檢查孔布置

由于B41～B45脫空部位已經(jīng)連通，所以，以B41～B45為一個(gè)整體布置檢查孔，上部布置3個(gè)，左側(cè)布置1個(gè)，右側(cè)布置1個(gè)，中間抽取脫空最大的布置4個(gè)。即：B41布置1個(gè)，B42布置2個(gè)，B43脫空較小不布置，B44布置4個(gè)，B45布置2個(gè)。檢查孔共布置9個(gè)。

4.3 質(zhì)量檢查情況

2011年1月2～4日，完成了B41～B45，共9個(gè)檢查孔的鉆孔取芯，取芯設(shè)備為φ63mm手持式水鉆，鉆孔深度均鉆至墊層料無法取芯的深度，從取芯情況看，面板混凝土和翻模砂漿墊層巖芯完整性較好，面板混凝土和翻模砂漿之間沒有脫空，但由于粉煤灰摻量較大，脫空部分的芯無法取出，但從取出的接近砂漿墊層的巖芯看，墊層料塊石表面附著的有水泥粉煤灰漿液，同時(shí)在鉆孔過程中，由于鉆的振動(dòng)和水的沖擊，粉煤灰從檢查孔內(nèi)返出，另外，用鐵絲打彎來勾量孔內(nèi)無脫空，向孔內(nèi)注水，等待2h后觀察，孔內(nèi)水位不下降，說明灌漿效果明顯，脫空部位已經(jīng)灌密實(shí)。

5 結(jié)束語

灌漿試驗(yàn)過程中明確施工參數(shù)的重要環(huán)節(jié)（灌漿壓力、孔距、漿液濃度的合理性驗(yàn)證）；孔深、脫空情況及貫通情況，灌漿前均進(jìn)行驗(yàn)收簽證；灌漿過程中的巡視檢查，對(duì)灌漿資料及時(shí)簽認(rèn)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)指出，并監(jiān)督整改；根據(jù)灌漿成果資料，指定檢查孔，并對(duì)檢查孔鉆設(shè)及檢查全過程進(jìn)行旁站，并對(duì)檢驗(yàn)成果簽字認(rèn)可，對(duì)整個(gè)過程做到了全程控制。

[1] 侍克斌，李玉建，顏宏亮.水利工程施工.北京：中國水利水電出版社，2014.

夏智翼（1986—），女，工學(xué)碩士，講師，主要研究方向：水工建筑物施工監(jiān)測(cè)。E-mail:zhiyi-xia@sgxy.sgcc.com.cn

胡云鶴（1985—），男，工學(xué)碩士，工程師，主要研究方向：水電建設(shè)施工管理。E-mail:yunhe-hu@sgxy.sgcc.com.cn

Repair Grouting Construction for Damaged Panel of Pumped Storage Power Station

XIA Zhiyi1，HU Yunhe2
（1.Feng Man Training Center，Jilin 132108，China ；2.Feng Man Dam Reconstruction and Project Construction Bureau，Jilin 132108，China）

The panel is an important part of rockfill dam, the quality of the panel plays an important role in the safe operation of the entire project. On the construction process of power plant project heavy rains, resulting in panel some lifting damage.In this paper, combine the repair process of damaged panel,discusses design rehabilitation program and requirements, void grouting test site process, and analyzes the results of grouting repair quality.

Damage panel; grouting quality control ; pumped Storage Power Station