第３６卷第４期 ２ ０ １ ７年８月 四川Ｉ 水力发电 Ｖｏｌ＿３６．Ｎｏ．４ Ｓｉｅｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ａｕｇ．，２ ０ １ ７ 锦屏一级水电站大坝右岸ｆ１４断层置换区 固结灌浆施工技术 曾建红 （中国葛洲坝集团第二工程有限公司，四川成都６１００９１） 摘要：介绍了锦屏一级水电站大坝右岸坝肩ｆ１４断层置换区固结灌浆采用的加引管有盖重加强固结灌浆技术。 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－２１８４（２０１７）０４－００２５－０３ 关键词：固结灌浆；引管有盖重；锦屏一级水电站；施工技术 中图分类号：ＴＶ７；ＴＶ５２；ＴＶ５４３ １概述 图例 锦屏一级水电站右岸坝肩ｆ１４断层置换区采 用断层加密固结加引管有盖重加强固结灌浆施工 技术。坝体混凝土浇筑前，在上部ｆ１４断层置换 区回填混凝土盖重高不少于４．６ ｍ的情况下进行 了ｆ１４断层置换区Ｉ序孔、Ⅱ序孑Ｌ、Ⅲ序孔的固结 灌浆，并要求在坝体混凝土浇筑前，结合坝基接触 灌浆，在固结灌浆孑Ｌ间重新钻孑Ｌ，人岩深度为０— ５ ｍ（不含预埋管长度），采取引管至坝后贴角（须 待其上部坝体浇筑高度大于３０ ｍ且当相应坝段 的横缝接缝灌浆结束３ ｄ后），开始对０—５ １１１段 进行引管有盖重加强固结灌浆。 ２灌浆材料 图１ 固结灌浆典型孔位布置图 ／ ／ ｏ Ｉ序孔 Ⅱ序孔 ●Ⅲ序孔 ④引管灌浆孔 凝土上钻孔，顺水流方向为避开冷却水管，孔底偏 差不应超过２０ ｅｍ。 固结灌浆采用Ｐ．０４２．５普通硅酸盐水泥。 在其使用前需进行材质检查，其应满足相关国家 （３）灌浆孔钻孔主要采用地质钻机和 ＫＳＺ１００型潜孔钻，开孔钻进时，钻具方向与设计 孔向必须一致。 规范要求，拌浆水温度不高于４０ ｑＣ。 ３钻孔布置 ３．１ 钻孔布置 （４）钻孔结束后，直接采用风水联合冲洗钻 孔，要求返水清净。钻孑Ｌ冲洗结束后、灌浆前采取 孔口堵塞进行钻孔保护。 ３．４ 裂隙冲洗 ｆ１４断层置换区固结灌浆孔按方格形布孔。 引管有盖重加强固结灌浆孔位布置在元盖重固结 灌浆孔之间，矩形布置，具体布置形式见图１。 ３．２施工程序 （１）灌浆前，对固结灌浆孔采用大流量水再 次进行钻孔冲洗，返水应清净。 ｒ （２）一般地质条件下，采用压力水进行裂隙冲 ｆ１４断层置换区固结灌浆施工程序为： 抬动观测钻孔一抬动观测装置安装 物探测 试钻孔及灌浆前测试＿＋固结灌浆孔分序钻灌。 ３．３灌浆孑乙钻孑Ｌ 洗，冲洗水压为８０％灌浆压力，压力超过１ ＭＰａ时， 采用１ ＭＰａ；采用风冲洗时，冲洗风压为灌浆压力 的５０％；压力超过０．５ ＭＰａ时，采用０．５ ＭＰａ。 （１）孔位放样。施工部位控制点由专业测量 人员放样，实际偏差不大于１０ ｃｍ。 （３）裂隙冲洗应冲洗至回水澄清后１０ ｍｉｎ结 束，且总的冲洗时间要求为：单孔不少于３０ ｍｉｎ， 串通孔不少于２ ｈ，孔内残存的沉积物厚度不得超 过２０ ｃｍ。 （２）固结灌浆钻孔允许孔斜不超过１％；在混 收稿日期：２０１７－０４－１０ 曾建红：锦屏一级水电站大坝右岸ｆ１４断层置换区固结灌浆施工技术 ２０１７年第４期 （４）当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结 束不足２４ ｈ时，不得进行裂隙冲洗。 （５）灌浆孔（段）裂隙冲洗后，立即连续进行 灌浆作业；因故中断时间间隔超过２４ ｈ者，在灌 浆前重新进行裂隙冲洗。 ３．５压水试验 （１）采用自下而上分段灌浆法时，各灌浆孑Ｌ 可在灌浆前对全孑Ｌ进行一次裂隙冲洗。各灌浆孔 灌浆前，可在孔底段进行一次简易压水。 （２）采用孑Ｌ口封闭法和自上而下分段灌浆法 进行灌浆时，各孔段均进行简易压水。简易压水 试验应在裂隙冲洗后进行。压力为该段灌浆压力 的８０％且不大于１ ＭＰａ，压水时间为２０ ｍｉｎ，每５ ｍｉｎ测读一次压人流量，取最后的流量值作为计 算流量，其成果以透水率ｑ表示。 ３．６灌浆方法和方式 ３．６．１灌浆分序 ｆ１４断层置换区固结灌浆分Ⅲ序施工。引管有 盖重加强固结灌浆采用一次性灌浆，分两序施工。 ３．６．２灌浆方式与方法 （１）固结灌浆分序。 由于ｆ１４断层处于Ⅳ一Ｖ级岩体中，钻灌时， Ｉ序孔采用自上而下分段灌浆法。 （２）引管有盖重加强固结灌浆。 Ｉ、Ⅱ序孔均采用循环式灌浆。 ３．６．３卡塞位置 （１）灌浆塞采用机械塞或水压（或气压）膨胀 塞，孔浆管距灌浆段底不大于５０ ｅｍ。 （２）采用自上而下分段灌浆时，将灌浆塞卡 在距灌浆段顶以上０．５ ｍ处；当该部位卡不住时， 可将灌浆塞向上移、但不能下移。当在正常分段 卡塞位置因地层破碎卡不住时，可适当延长灌浆 长度，但不能超过１０ ｍ，否则应进行扫孔复灌。 ３．７灌浆压力 （１）灌浆过程中，应根据抬动监测情况及时 调整灌浆压力，以不发生抬动为原则，混凝土面抬 动允许值不大于１００ ｔｘｍ，基岩抬动变形允许值不 大于２００ Ｉｘｍ。 （２）串通孔（组）或多孔并联灌浆时，分别控 制灌浆压力，同时加强抬动监测，防止混凝土发生 抬动破坏。 ３．８浆液配比及变换 囝Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ 固结灌浆水灰比为２：１、１：１、０．７：１和０．５：１ （重量比）四个比级，开灌采用２：１浆液。浆液变 换为由稀到浓逐级变换并按以下原则进行。 （１）当灌浆压力保持不变、注入率持续减少 时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时， 不得改变水灰比； （２）当某一比级浆液注入量已达３００ Ｌ以上， 或灌注时间已达３０ ｍｉｎ，而灌浆压力和注入率均 无显著改变时，应改浓一级水灰比浆液灌注； （３）当注入率大于３０ Ｌ／ｍｉｎ时，根据施工时 的具体情况，可越级变浓； （４）灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变 较大时，应立即查明原因，采取相应的处理措施。 ３．９灌浆结束标准 （１）采用自上而下分段灌浆时，灌浆段在最 大设计压力下注入率不大于１ Ｌ／ｒａｉｎ，继续灌注 ６０ ｍｉｎ后结束灌浆。 （２）采用自下而上分段灌浆时，灌浆段在最 大设计压力下其注入率不大于１ Ｌ／ｍｉｎ，继续灌 注３０ ｍｉｎ后结束灌浆。 ３．１０封孔 全孔灌浆封孔法：即全孔灌浆结束后，首先向 灌浆孔内下人导管，然后用灌浆泵向导管内注入 ０．５：１的水泥浆液，将孑Ｌ内的稀浆置换成浓浆，待 孔口返出的浆液与进浆浓度相同时，再取出孔内 导管并将钻孔补满，然后在孔口卡塞继续用０．５ ：１的水泥浆液纯压式灌浆封孔，时间为３０ ｍｉｎ， 封孔灌浆压力为孔口段灌浆压力。 ３．１１抬动变形观测 在进行裂隙冲洗、压水试验及灌浆施工过程 中，均进行抬动变形观测，基岩抬动变形允许值为 ２００ ｍ，混凝土抬动变形允许值为１００ Ｉ．ｚｍ。 （１）抬动变形采用千分表观测。观测过程 中，确保其灵敏性和准确性。在观ｉ贝４过程中，应严 格防止碰撞观测设备，保证其能在正常的工作状 态下进行观测，确保测试精度。 （２）灌浆及压水过程中，每隔１０ ｍｉｎ测记一次 千分表读数；变形值上升较快时，应加密观测，间隔 时间不大于２～３ ｍｉｎ。当变形值接近变形允许值 或变形值上升速度较快时，应及时告知各工序操作 人员采取降低压力措施，防止发生抬动破坏。 （３）对于有盖重灌浆，其灌浆压力与抬动变 第３６卷总第１９３期 四川水力发电 ２０１７年８月 形的协调关系为：基岩抬动值＜１００ ｍ（混凝土 抬动值＜５０ ｍ）时，灌浆压力的升压过程按灌浆 待漏、冒浆部位排出浓浆后，采取嵌缝、地表 封堵的方式进行处理，再采用降压、加浓浆液、限 流、限量、间歇灌注等措施进行处理。当采用上述 措施处理后、在规定的压力下不再漏冒浆时，则按 压力与注入率的协制；１００ Ｉｘｍ≤基岩抬动值 ＜２００ Ｉｘｍ（５０ ｍ≤混凝土抬动值＜１００ ｍ）时， 灌浆升压过程严格控制注入率小于１０ Ｌ／ｍｉｎ；如 果抬动值不再上升，则逐级升压，否则停止升压； 基岩抬动值Ｉ＞２００ ｍ（混凝土抬动值≥１００ ｍ） 规定要求正常灌浆结束；若在规定的压力下仍漏、 冒浆，则需进行待凝，时间暂定为８ ｈ。漏冒浆采 取待凝后应进行扫孔复灌。 时，停止灌浆，待凝８ ｈ后扫孔复灌。 ３．１２针对钻孔涌水采取的处理措施 根据揭露的地质条件，河床坝段地层含水丰 富，对固结灌浆将产生较大的影响。对于孔口有 涌水的灌浆孔段，灌浆前应测记涌水压力和涌水 量，根据涌水情况，选用以下措施进行综合处理： （１）缩短段长，提高灌浆压力； （２）孔口有涌水灌浆时，采用纯压式灌浆，直 接灌注０．５：１的水泥浆液。灌浆过程中，当注入 量较大时，可加入水玻璃速凝剂，掺人量为水泥量 的２％～３％。 （３）涌水孔段灌浆结束标准为：当注入率不 大于１ Ｌ／ｍｉｎ，继续灌注６０ ｍｉｎ。 ３．１３断层破碎带的处理 钻孔穿过断层破碎带发生塌孔、掉块或集中 渗漏时，立即停钻，并根据情况采取缩短段长的措 施；对于地层破碎以及涌水量大的部位，造成卡塞 困难，此时应根据具体情况采取以下措施进行处 理：如果灌浆孑Ｌ段以上部位的岩石完整，则灌浆塞 位于上部岩石完整的部位；如果全孔段岩石均较 破碎、难以卡塞，则采取孔口封闭灌浆法，采用孑Ｌ 内循环法灌注。 ３．１４特殊情况的处理 ３．１４．１灌浆中断的处理 （１）灌浆工作须保持连续进行。若因故中断 应尽快恢复灌浆。当中断时间大于３０ ｍｉｎ时应 进行冲孔，冲孔无效则需扫孑Ｌ。 （２）恢复灌浆时应使用中断前的开灌水灰比 浆液灌注，如注入率与中断前相近，则改用中断前 水灰比的浆液灌注；如恢复灌浆后，注入率较中断 前减少较多，则用中断前开灌水灰比的浆液正常 灌浆结束；如恢复灌浆后，注人率较中断前减少很 多，且在短时间内停止吸浆时，应采取其它的补救 措施。 ３．１４．２冒浆的处理 ３．１４．３孔间串浆的处理 （１）串通孔具备灌浆条件时。 串通孔具备灌浆条件时，采用一泵灌一孑Ｌ的 方式同时灌注，严禁串联灌浆。 （２）串通孔不具备灌浆条件时。 串通孑Ｌ正在钻进时应立即停钻。将阻塞器阻 塞于被串孔串浆部位上方１～２ ｍ处，对灌浆孔继 续进行灌浆。灌浆结束后，立即将串通孔内的阻 塞器取出，待凝扫孔后进行灌浆。 ３．１４．４回浆变浓的处理 灌浆过程中，若回浆变浓，即２０—３０ ｍｉｎ内 回浆比重超过一个比级且注入率为１—２ Ｌ／ｍｉｎ， 此时应更换原比级的新鲜浆液，若不发生回浆变 浓或回浆变浓不明显，则正常结束灌浆；若继续发 生回浆比重超过一个比级的现象，则判为吸水不 吸浆，可换用相同水灰比的新浆灌注；若效果不明 显，则继续灌注３０ ｍｉｎ，即可结束灌注，不再进行 复灌，但总灌注时间仍要求不小于６０ ｍｉｎ。 ３．１５注入量大的处理措施 对灌浆影响范围内的地下洞井、岸坡等进行 彻底检查，如有串通，应采取堵漏措施。 应从严格控制注入率和灌浆压力着手，采用 低压、稳定浆液、限流灌注的措施。如开灌时不起 压宜采用自流灌注，不应盲目升压，待注入率减小 后，再分多级升压；如注入率过大，宜停灌、待凝、 再扫孔、恢复灌浆。 ４结语 ｔ＂１４断层置换区通过方案优化，采用加密固结 灌浆加引管有盖重加强固结灌浆技术，快速有效 地完成了施工任务，未发生安全事故，同时又不影 响大坝混凝土的浇筑，节省了工期，类似工程可参 考施工。 作者简介： 曾建红（１９８７一），男，甘肃武威人，助理工程师，从事水电工程施工 技术与管理工作． （责任编辑：李燕辉） Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ囫
