糯租水电站坝基防渗帷幕灌浆工程施工质量控制

２００８年霸胡总第１６４期　糯租水电站坝基防渗帷幕灌浆工程施工质量控制　糯租水电站坝基防渗帷幕灌浆工程施工质量控制　杨朝辉，卢民　（中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院，云南昆明６５。０５１）　摘　要：糯租水电站大坝为混凝土重力坝，坝基岩石主要为灰岩夹页岩，哈斯特发育，其形态主要　为溶蚀裂隙、卡斯特洞穴。岩体透水性较强，可灌性较好，做好施工质量控制必须要有得力的自控　措施。帷幕灌浆采用水泥砂浆配合纯水泥浆，在一定程度上可降低投资成本。　关键词：灰岩；卡斯特；翻身帷幕；施工质量控制　Ｃ０ｎｓｔｒｕｃｔｉ０ｎ　Ｑｕａｌｉ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｎ　Ｄａｍ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｓｅｅｐａｇｅ　ＰｒｅＶｅｎｔｉｏｎ　Ｃｕｒｔａｉｎ　Ｇｒ０ｕｔｉｎｇ　Ｐｒ０ｊ　ｅｃｔ　０ｆ　Ｎｕ０ｚｕ　Ｈｙｄｒ０ｐ０ｗｅｒ　Ｓｔａｔｉ０ｎ　Ｙ＿ａｎｇ　ＺｈａＯｈｕｉ。　Ｌｕ　Ｍｉｎ　（Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｈｙｄｍｅｌｅｃ仃ｉｃ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＨＥＣＣ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０Ｏ５　１，　ｒｍｍａｎ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｄ锄０ｆ　Ｎｕｏｚｕ　ＨｙｄＩ０．ｐｏｗｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｇｍＶｉｔｙ　ｄ锄，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄ锄ｆ０ｕｎｄａｔｉｏｎ　ｒｏｃｋｓ　ａｒｅ　ｍａｉｎｌｙ　ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ　ｗｉｍ　ｓｈａｌｅ，ｄｅＶｅｌＯｐｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｋａＬｒｓｔ　ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｃｏｎｆｏｍａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｃｒａｎｎｙ，ｋａｒｓｔ　ｃａＶｅ．Ｔｈｅ　ｒ０ｃｋ　ｍａｓｓ　ｉｓ　ｗｉｔｈ　ｒｅｌａｔｉＶｅｌｙ　ｓ协）ｎｇ　ｐｅｍｅａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｇｏｏｄ　ｇｍｕｔｉｎｇ　ｐｒ０ｐｅｒｔｙ，ａｎｄ　ｍｅ　ｐｒｏｐｅｒ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｏｎｔｍｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｔｏ　ｗｅｌｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓ仃ｕｃｔｉｏｎ　ｑｕａ１ｉ　Ｔｈｅ　ｃｕｒｔａｉｎ　ｇｍｕｔｉｎｇ　ａｄｏｐｔｓ　ｔｈｅ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｏｒｔａｒ　ｗｉｔｈ　ｐｕｒｅ　ｇｒＯｕｔ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｉｎＶｅｓｔｍｅｎｔ　ｃＯｓｔ　ｔＯ　ｓＯｍｅ　ｅｘｔｅｎｔ．　Ｋｅｙ　Ｗ０ｒｄｓ：Ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ：Ｋａｒｓｔ：Ｔ啪ｉｎｇ　Ｃｕｒｔａｉｎ：Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｃｏｎｔｒ０ｌ　１工程概况　１．１工程地质概况　电站坝址位于岔河下游约１００ｍ，昆河铁路里程　１３２＋７０６．５附近。坝址河谷段平直，河槽呈“Ｖ”形，　处，总体产状为：Ｎ０。～３０。Ｅ，ＳＥ　７５。，由北　向南贯穿整个枢纽区，带宽约５０ｍ，属于活动性区域　断层，透水率Ｌｕ≤３，为相对隔水层。次级断层Ｆ：、　Ｆ３、Ｆ　、Ｆ　和Ｆ６，其中Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５穿过坝基。断层Ｆ３　位于河床底部，带宽４ｍ，走向ＮＥｌ５。～２０。，倾向　ｌ０５。～ｌ１０。，倾角７５。；Ｆ　位于河床右岸坡，带宽　４ｍ，走向ＮＥ１５。～２０。，倾向２８５。，倾角６３。；　长约１８０ｍ。岩性主要为灰岩夹页岩。左岸地势陡峭，　基岩裸露；右岸铁路以上边坡３５。～４０。，多为崩塌　堆积体，覆盖层厚２～８耻河床冲积层厚ｌ８～２ｌｍ，　主要成分为砂卵砾石。　首部枢纽位于灰岩地区，岩溶较发育，岩体透水　性较强。岩性主要为志留系中统马龙群，灰～灰黑色　Ｆ　伴有小断层Ｆ　，带宽１．５ｍ，走向ＮＥ５０。～６０。。　受断层切割、挤压影响，坝体岩体节理裂隙发育。左　岸岔河口下游约２１０ｍ处，发育有一卸荷带，顺河向　长约５０ｍ，宽约２０～５０ｍ，下错距离约０．５～２．０ｍ。　球砾状灰岩、瘤状灰岩夹薄层页岩，产状Ｎ１０。Ｗ，　ＮＥ　ｌ０。。其岩溶形态主要为溶蚀裂隙和卡斯特洞　穴。溶蚀裂隙普遍发育，主要沿层面和Ｎ５０。ｗ的一　１．２工程设计概况　为了降低坝基渗透压力以防止发生渗透稳定破　组结构面溶蚀，少数沿近ＥＷ向、近ＳＮ向陡倾节理　发育，溶蚀宽度可达５～４０ｃｍ，局部呈小型卡斯特洞　坏，防止库水沿岩溶通道和岩石裂隙向下游大量渗漏，　收稿日期：２ｏ０８一Ｏ８—２６　作者简介：杨朝辉（１９７６一），男，山东潍坊人，工程师，主要　从事岩土工程施工工作，卢民（１９７７一），男，贵州镇宁人，工　程师，主要从事岩土工程设计和施工工作．　穴，普遍充填红色粘土夹岩石碎块，粘土呈塑流状态。　主要地质构造有Ｉ级断层Ｆ　，位于左坝肩７０ｍ　云南水电技术　在混凝土重力坝坝基进行帷幕灌浆。由于本工程处于　２ｏ０８年．５　总第１６４期　喀斯特岩溶地区，地质条件极为复杂，特别是右岸和　河床地段，右岸坝基帷幕处于崩塌堆积体和溶洞、溶　蚀裂隙极为发育的地区，河床为砂卵砾石冲积层较厚　地区，且有多条断层通过河床，因此河床和右岸坝基　表１坝基帷幕灌浆工程完成情况表　立Ｒ　即　盘　，上　数孔　儿　一非灌段灌浆段　合计　泥量（ｔ）砂量（ｔ）　！　三墨量　灌入水灌入河　Ｉ臣，、，Ｊ、　ｌ　墨，、ｌ’　帷幕按原设计实施完成后，通过对灌浆成果资料的统　计分析和检查孔压水试验检查的情况，对坝基帷幕范　围和灌浆排数进行了适当的调整。　帷幕线自左岸帷幕灌浆平洞底部（坝纵　０—０７０．００，坝横０＋００３．５０）开始，沿灌浆平洞进入坝　体，在坝体的１　墩上（坝纵０＋００８．２０，坝横０＋Ｏ０３．５０）　转向上游并进入坝前连接板的混凝土防渗墙，沿混凝　土防渗墙穿过河床进入右岸坝体的５　墩，在５　墩上　（坝纵０＋０５１．６，坝横０—０００．９２）转向右岸并延伸至　右岸边坡坝纵０＋ｌ１５．６０处终止。本工程为悬挂式　帷幕，河床部位帷幕底界为Ｉ２ｌ０．０ｍ高程。帷幕线全　长约２１２．０ｍ，左岸和河床部位为单排孔，其孔距为　２．０ｍ，右岸为三排孔，排距为０．５ｍ，孔距为２．０ｍ，　分三序进行施工。河床部位帷幕原设计是按三个次序　进行施工，灌浆施工结束后，根据灌浆效果分析，又　在各个帷幕孔之间增加了一个帷幕ＩＶ序孔。在大坝的　左岸，坝基帷幕穿过了导流洞与引水隧洞交叉处的混　凝土堵头和泄洪冲砂洞，这些洞室与坝基帷幕之间的　搭接，采取在洞室内设２环环形帷幕孔进行搭接。在　大坝的右岸，坝基帷幕穿过了昆河铁路，铁路部位　的帷幕采取在铁路两侧设放射状帷幕孔进行搭接。　设计防渗标准为：透水率ｑ≤３．０　Ｌｕ。　１．３帷幕灌浆施工及完成工程量概况　工程于２００７年１月１９日开工，截至２００８年５月　３０日，左岸、河床、右岸的坝基帷幕以及泄洪冲砂洞　内和引水隧洞内的环形搭接帷幕已全部施工完成并检　查合格。坝基帷幕灌浆工程完成工程量见表ｌ。　２施工质量控制　２．１施工过程质量控制　（１）在灌浆施工全过程中，质检人员和技术人员　协同监理人员２４小时现场值班进行监控，确保每道工　序均严格按设计要求进行施工。　（２）在整个灌浆施工过程中，始终严把质量关，认　真配合监理工程师做好“四查一看”工作。即一查孔　深及栓塞卡位，二查灌浆压力，三查浆液配比及变浆　情况，四查吸浆量变化情况。看原始记录（看钻孔、　钻孔冲洗与压水、制浆、灌浆、封孔等原始记录班报　是否真实，对特殊情况及采用的处理措施是否在原始　记录上注明）。　帷幕灌浆质量检查孔共计２６个，压水试验检查ｌ３３试段　（３）每孔段的施工顺序为：钻孔一洗孔一压水一　灌浆一继续下一段钻孔，直至最后一段灌浆施工合格，　然后进行全孔压力灌浆封孔。帷幕孔的各孔段的灌浆　施工均要进行三检。　（４）依据评定检查项目逐项检查后进行单孔验收　评定。　（５）帷幕灌浆采用“自上而下、孔内循环、不待　凝”的灌浆工艺，按先下游排后上游排的施工顺序实　施。单排孔（同排孔）按“Ｉ序一ＩＩ序一ＩＩＩ序一ＩＶ　序”的原则进行加密。同一单元内，先序孔与后序孔　的施工高差间隔不小于ｌ５ｍ。　（６）施工过程主要工序控制标准：　①钻孔质量控制　ａ．开孔孔位与设计孔位偏差不大于ｌ０ｃｍ。　ｂ．钻孔终孔孔径不小于　４６ｍｍ。　ｃ．钻孔过程每段孔斜的控制，在孔深２０ｍ内每　５ｍ测斜一次，２０ｍ后每１０ｍ测斜一次，控制孔斜满　足设计允许偏差。　②裂隙冲洗和压水试验控制　各孔段灌前均进行裂隙冲洗和简易压水试验。裂　隙冲洗可结合简易压水试验进行，冲洗至回水澄清并　延续１０ｍｉｎ即可结束。简易压水时间为２０ｍｉｎ，每　５嘶ｎ测读一次压入流量，取最终值作为计算岩体透水　率的计算值，压水压力以孔口回浆管的压力为准。　③灌浆分段与灌浆压力控制　根据设计技术要求，坝基帷幕灌浆控制参数见表　２。泄洪冲沙洞和引水隧洞内的环形帷幕孔分为两段灌　注，孔口段灌浆压力为０．５ＭＰａ，下一段灌浆压力为　１．０ＭＰａ。　④水灰比和浆液变换控制　坝基帷幕灌浆统一使用Ｐ．Ｏ３２．５普通硅酸盐水　２００８年　．期总第１６４期　糯租水电站坝基防渗帷幕灌浆工程施工质量控制　表２坝基帷幕灌浆分段及压力控制参数　压力单位：ＭＰａ　段次　１　２　３　４　５　６　灌段深度０～２．０～５．０～ｌ０．Ｏ～ｌ５．０～２０．０～　＞　（ｍ）　２．０　５．０　１０．０　ｌ５．０　２０．０　２５．０　２５．０　泥。灌浆一般采用纯水泥浆液，浆液水灰比为２：ｌ、　１：１、Ｏ．８：１、０．５：ｌ四个比级，当孔段某级注入　量大于３ｏ０Ｌ或灌浆时间已达３０ｍｉｎ，浆液加浓一级。　灌浆孔吸浆量大时采用０．８：ｌ：ｌ或０．６：１：ｌ　（水：水泥：砂）的水泥砂浆进行灌注。　⑤帷幕灌浆孔终孔标准控制　帷幕孔达到设计孔深时，应同时满足“①帷幕孔　终孔段透水率值ｑ≤３．０Ｌｕ，②帷幕孔终孔段单位注　入量ｃ≤８０ｋｇ／ｍ，”两个条件方可终孔，否则应继续　加深，但最多加深为１０ｍ（两段）即可。　⑥灌浆结束标准及封孔　灌浆结束标准：在设计规定压力下，注入率不大　于１．０Ｌ／ｍｉｎ后延续灌注６０ｍｉｎ，终孔段灌浆结束后　采用“全孔灌浆封孔法”封孔。　⑦质量检查孔的控制　帷幕灌浆质量检查孔的数量不少于灌浆孔总数　的１０％，一个单元至少布置一个检查孔，各单元帷幕　灌浆结束１４天后进行取芯压水试验质量检查。质量　检查孔采用自上而下分段钻孔取芯和卡塞压水试验检　查，压水试验采用三个压力五个阶段的方法（五点法）　进行检查。在设计压水压力下，每５ｍｉｎ测读一次压人　流量，连续四次读数中，最大值与最小值之差小于最　终值的ｌ０％或者小于１．０Ｌ／ｍｉｎ，则本阶段压水试验　可结束，取最终值作为计算岩体透水率的计算值。质　量检查孔压水试验的分段及段长与帷幕灌浆孔相同，　各段最大压水压力为各孔段灌浆压力的８０％，该值大　于１．０ＭＰａ时采用Ｉ．０ＭＰａ，其它两个压力值什分别　为该值的０．３倍和０．６倍。　⑧灌浆质量检查验收标准：帷幕灌浆质量检查　孔各孔段透水率ｑ≤３．０Ｌｕ，其出现透水率值ｑ＞　３．０Ｌｕ的孔段时，则对该检查孔进行灌浆处理，同时　在该检查孔周围布设补强孔进行补强灌浆处理，然后　再布设质量检查孔进行钻孔压水试验检查，直到各孔　段的透水率值达到设计防渗标准（ｑ≤３．０Ｌｕ）为止。　２．２帷幕灌浆异常情况和大耗灰量的处理措施　（１）串浆、冒浆及灌浆中断异常情况的控制措施　①若发生冒浆时，先用麻、棉纱、棉布等堵塞冒　浆点，难于堵塞时用水泥砂浆进行表面封闭，同时适　当降低灌浆压力进行灌注，当不再冒浆时，再逐级升　压，直至灌浆结束。　发生串浆时，若串浆量不大（＜５．０Ｌ／ｍｉｎ），则　在灌浆的同时用大流量水冲洗被串孔，否则采取先堵　塞被串孔，待灌浆孔灌浆结束后，立即扫开被串孔，　用大流量压力水冲洗干净后再进行灌注。　②灌浆过程中因各种原因造成灌浆中断时，尽　可能缩短中断时间，及早恢复灌浆。如果冲洗无效，　则扫孔复灌。　（２）大耗灰量的控制措施　对大耗灰量孔段主要采取“浓浆、低压、限流、　分级升压、间歇、限量、掺速凝剂、灌注水泥砂浆、　回填砂石骨料”等措施。　①钻孔情况基本正常，当灌入水泥单耗量达１５０　ｋｇ／ｍ～２００ｋｇ／ｍ，灌浆效果不明显（灌浆压力无逐　渐升高或注入率无逐渐减小的趋势）时，采取浓浆、　低压、限流或分级升压（级数可根据各试段的灌浆压　力确定）措施，将注入率控制在ｌ５．０Ｌ／ｍｉｎ左右；当　灌入水泥单耗量达３００ｋｇ／ｍ，灌浆效果仍不明显时，　则采取间歇灌浆措施，每次间歇的灌入浆量控制在　４００Ｌ～６００Ｌ，间歇停顿时间控制在ｌ０ｍｉｎ～２５ｍｉｎ，　连续间歇灌注三次其灌浆效果仍不明显时，则采取待　凝，其待凝时间不宜少于８ｈ。　②钻孔出现异常现象（岩石溶蚀裂隙较发育、钻　孔回水较小或无回水、涌水孔段），灌浆无回浆，则可　直接采用０．８：１：ｌ或０．６：１：１（水：水泥：　砂）水泥砂浆（可掺加３％～５％水玻璃）进行灌注，　当灌入水泥单耗量达２００ｋｇ／ｍ～２５０ｋｇ／ｍ，灌浆效　果不明显时，则采取低压、限流或分级升压措施，将　注入率控制在２０．０　Ｌ／ｍｉｎ左右；当灌入水泥单耗　量达３００ｋｇ／ｍ～４００ｋｇ／ｍ，灌浆效果仍不明显时，　则采取间歇灌浆措施，每次间歇的灌入浆量控制在　６００Ｌ～ｌ０００Ｌ，间歇停顿时间控制在１Ｏｍｉｎ～２５ｍｉｎ，　连续间歇灌注三次其灌浆效果仍不明显时，则采取待　凝，其待凝时间不宜少于８ｈ（浆液中掺水玻璃的可适　当缩短），如此反复进行，直至灌浆起到明显效果时，　改用纯水泥浆灌注至结束。　③钻孔遇溶洞（出现掉钻现象），溶洞规模较小　时，可直接灌注水泥砂浆或投入碎石，溶洞规模较大　时，可扩孔后回填砂石骨料或混凝土。　云南水电技术　２００８年．５　总第１６４期　３结语　同时还能保证工程质量。从质量检查孔压水试验检查　（１）糯租水电站坝基防渗帷幕灌浆工程设计合　来看，各孔段透水率值均满足设计要求（ｑ≤３．０Ｌｕ），　理，灌浆工艺较适宜本工程区地质特点。　取得了良好的灌浆效果。　（２）灌前的压水透水率值及灌浆过程中的单位注　（４）灌前透水率和灌浆单位注入量均呈现出依序　入量的大小与均与地质条件相吻合，灌浆资料真实地　递减的变化趋势，且递增减明显，符合一般灌浆规律，　反映了厂区的地质特点及岩石裂隙发育和溶蚀发育的　其质量检查孔各孔段的透水率值均满足设计防渗标准　情况。　（ｑ≤５．０Ｌｕ），灌浆效果显著，岩体透水性大大降低，　（３）大耗灰量孔段采用限流、间歇、限量待凝、水　并经过蓄水试验，其防渗性能满足设计要求，灌浆质　泥砂浆等措施，在一定程度上减小了浆液不必要的扩　量良好。　散而造成的浪费，降低了施工成本，节约了工程投资，　云南电网两年投入文山农网改造资金近７千万元　用于解决边疆少数民族地区３．６万无电人口通电问题　据统计，自云南电网公司入主云南文山电力股份　内仍有１３４６６７户未进行“两改　，地方政府及广大农　有限公司（简称文山电力）以来，两年共投入文山农　民对实施农网改造的呼声十分强烈。　网改造资金近７千万元，用于解决边疆少数民族地区　云南电网入主文山电力后，及时将文山地区农村　３．６万人无电人口通电问题。　电网建设改造纳入云南电网公司的建设社会主义新农　文山地区位于云南省东南部，东与广西壮族自治　村规划盘子，在“统一规划，统一建设　的原则下，　区相连，西与红河州毗邻，北与曲靖地区相连，南与　先后在完善西部农网工程、中西部农网完善工程及无　越南社会主义共和国接壤，辖文山、砚山、丘北、富　电人口电力建设工程中调节安排了４０７０万元用于文　宁、西畴、广南、马关、麻栗坡八县，全州居住着汉、　山电力所辖五县农网改造及无电人口通电。　壮、苗、彝等１１个民族，共有人口３４５万，设有９３４　２００８年，云南电网公司又安排资金２５９５万元投　个村（居）民委员会，１５６２１个村民小组。由于历史的　入文山地区中西部农网完善工程、无电人口通电工程　原因，文山地区的农网建设和改造资金投入相对不足，　建设。两项工程涉及文山、砚山、丘北、富宁、西畴　农村现有的配电网络普遍存在工艺落后、布局混乱、设　五县共计４５个乡镇，５７个行政村和１７５个自然村，新　备陈旧、线路老化、线损高、供电质量差、安全隐患　增“一户一表”７３４９户。工程的实施将对促进文山地　多等问题。目前，文山八县农网投资只有省网所辖９５　区经济社会可持续发展、加快推进小康建设步伐、切　县平均水平的一半，文山电力所辖五县农网投资的平　实解决“三农　问题和实现生态环境改善起到积极的　均水平只有其它三个县的一半。通过“十五”期间的　助推作用。　一、二期农网改造，文山农村电网建设得到加强，但　ｆ摘自《云南省水力发电工程学会简报》黝　年穸　到２００６年底，文山地区尚有无电人口３６３８４人，辖区　瓤患赛ｌｌ６瓤）　金沙江鲁地拉厂房一层开挖结束　日前，金沙江鲁地拉电站地下厂房一层开挖结　近日，项目部紧紧围绕主厂房施工这一关键线　束。一层开挖从今年１月２６日开始，历时近六个月，　路，对目前施工进度情况进行分析，制定了完善的施　完成石方洞挖工程量６１０２５立方米。在开挖期间，中　工计划安排和赶工措施，以保证工程按期完工。　国水利水电第十四局有限公司项目部克服地质条件复　杂、顶拱随机预应力锚杆锚索数量大量增加导致工程　ｒ捕自《云南省水力发电工程学会简报》嬲年９　期总第，　期　量增多，施工期加长等困难，高质量地完成了开挖。