劉濤

（中國(guó)水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司，四川 成都 611130）

水力發(fā)電是我國(guó)電力生產(chǎn)的重要形式，具有環(huán)境污染小、經(jīng)濟(jì)效益高的突出優(yōu)勢(shì)。有研究顯示，到2019年，我國(guó)水電裝機(jī)容量達(dá)35640萬(wàn)kW·h,同比2018年，水電裝機(jī)容量增長(zhǎng)了1.2%。水電工程建設(shè)中，水電站基礎(chǔ)處理質(zhì)量直接關(guān)系著水電設(shè)施的安全性和水電生產(chǎn)效率；基于此，有必要進(jìn)行水電站基礎(chǔ)的防滲處理。目前，帷幕灌漿在水電站基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用較多，現(xiàn)就帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)展開(kāi)分析。

1 帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用原理和優(yōu)勢(shì)

1.1 帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用原理

帷幕灌漿技術(shù)是灌漿工程建設(shè)的一種重要形式，其主要是將漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，繼而形成具有連續(xù)性的阻水帷幕，以此來(lái)達(dá)到減小滲流量和降低滲透壓力的目的。水電站基礎(chǔ)施工中，帷幕灌漿多是按照測(cè)量放線、鉆孔定位、鉆進(jìn)成孔、壓水實(shí)驗(yàn)、灌漿待凝、終孔的流程進(jìn)行施工。通過(guò)這些環(huán)節(jié)的處理，能形成地下基礎(chǔ)防滲墻，繼而實(shí)現(xiàn)地下水通道的有效封閉和封堵。

1.2 帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

作為一種全新化的水泥澆灌技術(shù)，帷幕灌漿技術(shù)在水電站基礎(chǔ)處置中的應(yīng)用不斷深入。帷幕灌漿技術(shù)的實(shí)用性極為突出，這與其技術(shù)操作簡(jiǎn)單、應(yīng)用環(huán)境較多具有較大關(guān)系，通過(guò)帷幕灌漿技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)處理，能形成一個(gè)較為完整的防水層，對(duì)整個(gè)水利工程的建設(shè)質(zhì)量具有深刻影響。同時(shí)在帷幕灌漿施工中，施工人員會(huì)對(duì)水利工程現(xiàn)場(chǎng)、水流速度、水流量及周?chē)那闆r進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，并由此形成數(shù)據(jù)分析報(bào)告，確保了帷幕灌漿施工的規(guī)范性和連續(xù)，而且確保了水電站建設(shè)應(yīng)用的安全性。

2 帷幕灌漿在水電站基礎(chǔ)處理中的技術(shù)要點(diǎn)

2.1 測(cè)量放線

測(cè)量放線是帷幕灌漿施工的基礎(chǔ)，同時(shí)也是提升水電基礎(chǔ)施工質(zhì)量的關(guān)鍵。現(xiàn)階段，水電站工程項(xiàng)目測(cè)量放線主要是通過(guò)全站儀來(lái)完成的；對(duì)于全站儀應(yīng)用、測(cè)量精度管理應(yīng)滿足DL/T5173-2003、GB50026-2007等技術(shù)規(guī)范的要求。在實(shí)際測(cè)量中，通過(guò)全站儀檢查施工控制網(wǎng)點(diǎn)有無(wú)破壞位移，同時(shí)對(duì)資料成果偏差、控制網(wǎng)加密等項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)，可提供較為可靠、精準(zhǔn)的控制點(diǎn)，為下階段的鉆孔施工和灌漿施工創(chuàng)造有利條件。

2.2 鉆孔清孔

帷幕灌漿施工中，回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)的應(yīng)用較多，在鉆頭選擇中，除金剛石、硬質(zhì)合金外，鉆粒鉆頭也是較為常見(jiàn)的應(yīng)用形式。水電站基礎(chǔ)帷幕施工的鉆頭需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)巖石的情況和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)情況進(jìn)行選擇。實(shí)際鉆孔中，為避免鉆孔傾斜，需注意以下要點(diǎn)：其一，做好機(jī)械的安裝就位和開(kāi)孔工作，要求鉆桿短且直，通式立軸卡盤(pán)對(duì)中性能突出，嚴(yán)禁立軸晃動(dòng)。其二，注意鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)，減少孔壁參數(shù)，若采用鉆粒鉆進(jìn)時(shí)，還應(yīng)注意投沙方法及投沙量的控制。其三，為進(jìn)一步提升鉆孔質(zhì)量，應(yīng)注重多項(xiàng)指標(biāo)的系統(tǒng)管理（見(jiàn)表1）。

表1 帷幕灌漿技術(shù)鉆孔指標(biāo)控制

水電站施工多是通過(guò)水來(lái)清除孔內(nèi)的雜質(zhì)，以此來(lái)確保孔內(nèi)清潔度。在沖孔中，要將孔內(nèi)沉積的巖屑、巖粉等污物徹底清除；若清理后還有雜質(zhì)，則需要進(jìn)行二次清洗。清洗孔內(nèi)雜質(zhì)時(shí)，需對(duì)水體的水壓進(jìn)行精確控制，通常水洗壓力需保持在1MPa作用，值得注意的是，風(fēng)洗鉆孔也是當(dāng)前較為常用的一種鉆孔清潔方式，其要求處理時(shí)的風(fēng)壓控制在0.5MPa。

2.3 壓水實(shí)驗(yàn)

壓水實(shí)驗(yàn)多在清孔結(jié)束后進(jìn)行，具體實(shí)驗(yàn)操作中，從第一個(gè)鉆孔開(kāi)始實(shí)驗(yàn)；施工人員需要將導(dǎo)管深入到鉆孔的內(nèi)部，然后對(duì)導(dǎo)管內(nèi)的水壓進(jìn)行調(diào)整，然后逐一開(kāi)展各個(gè)孔的水壓測(cè)試。通常壓水實(shí)驗(yàn)中的水壓保持在灌漿壓力的80%，同時(shí)水壓維持時(shí)間多控制在20min，該過(guò)程中，需按照間隔5min的要求，進(jìn)行水壓記錄。在開(kāi)展壓水實(shí)驗(yàn)時(shí)，需確保壓水實(shí)驗(yàn)滿足《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》的要求，現(xiàn)階段，單點(diǎn)法壓水實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用較多，在具體實(shí)驗(yàn)中，透水率（q）不僅與壓入量（Q）有關(guān)，而且受作用于試驗(yàn)段內(nèi)全壓力（P）和試段長(zhǎng)度（L）的直接影響，透水率關(guān)系可表達(dá)為：

2.4 灌漿封孔

灌漿施工水電站帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)；在灌漿前，先應(yīng)進(jìn)行灌漿漿液性能的管理， 要求所有的漿液具有較強(qiáng)的可灌性和結(jié)石性。研究表明，漿液的這些性能不僅受水灰比、密度、吸水率的影響，而且與黏度、屈服強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間密切相關(guān)。譬如，就漿液水灰比而言然，常見(jiàn)的漿液水灰比包含6類，其分別為1:0.5，1:0.8，1:1，1:2，1:3和1:5；漿液透水率不同，則水灰比也有較大差異，如水電站工程中，若透水率大于9lu，則多會(huì)將水灰比控制在1:2；而對(duì)于透水率小于5lu的漿液，其水灰比多設(shè)計(jì)為1:5。值得注意的是，水泥系混合漿料含有其他摻合料和外加劑時(shí)，還需要進(jìn)行室內(nèi)漿液性能試驗(yàn)（見(jiàn)圖1），同時(shí)在施工階段，為確保漿液性能良好，往往還需要進(jìn)行溫度、漏斗黏度等要素的控制和管理。

圖1 室內(nèi)漿液性能試驗(yàn)

現(xiàn)階段水電工程基礎(chǔ)施工中，帷幕灌漿技術(shù)的灌漿工藝包含多種形式，其中，循環(huán)式基巖灌漿法是較為常用的一種灌漿形式。循環(huán)式基巖灌漿法能是的水泥灌漿設(shè)備和鉆孔底部保持在50cm作用，在具體操作中，施工人員需按照由孔底至外部的要求依次澆灌。目前，水電站工程帷幕灌漿孔有兩排，其中主孔多在副孔的上游側(cè)，就副帷幕孔而言，其灌漿孔深度約為主帷幕孔的1/2。在灌漿中，對(duì)于灌漿段全長(zhǎng)小于6m的鉆孔，采用一次全孔灌漿方式，而當(dāng)灌漿孔的長(zhǎng)度超過(guò)6m時(shí)，需按照自上而下分段灌漿的方式進(jìn)行處理，在施灌中，應(yīng)注意灌漿壓力、涉及防滲標(biāo)準(zhǔn)、灌漿上限的系統(tǒng)管理，最后還應(yīng)注重灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)條件的控制。

完成灌漿作業(yè)后，需要對(duì)鉆孔進(jìn)行密封處理，現(xiàn)階段，分段式壓力灌漿是帷幕灌漿技術(shù)下灌漿孔密封作業(yè)的主要方式，能有效地鉆正鉆孔的密封程度，避免外部水深入到鉆孔內(nèi)部。

3 帷幕灌漿在水電工程基礎(chǔ)處理項(xiàng)目中的應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目概況

某水電站為地區(qū)水利樞紐，除發(fā)電功能外，其還具備防洪、供水、航運(yùn)等多項(xiàng)職能。電站的正常存蓄水為315m，存儲(chǔ)容量為2.30×108m3，為進(jìn)一步提升該水電站的發(fā)現(xiàn)效率，本水電站的裝機(jī)容量不斷能增大，目前，裝機(jī)總?cè)萘繛?50MW，多年平均發(fā)電為7.10×108kW·h?，F(xiàn)階段，本水電站采用碾壓式混凝土重力壩，受諸多因素的影響，壩體基巖的透水性較大，需進(jìn)行水電站基礎(chǔ)處理。本次處理中，采用帷幕灌漿技術(shù)進(jìn)行壩體基礎(chǔ)處理，重點(diǎn)實(shí)施地下水通道的堵塞和封閉。

3.2 帷幕灌漿技術(shù)的具體應(yīng)用

本水電站發(fā)電應(yīng)用過(guò)程中，各建筑物基礎(chǔ)基本都建于灰?guī)r角礫巖弱風(fēng)化帶巖體上，同河床溢流壩及排沙底孔段壩踵處位于質(zhì)膠結(jié)礫巖、砂礫巖上，使得壩體基巖的透水性較大，不僅影響了水電站基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用的安全性，而且對(duì)發(fā)電的效率造成較大影響。基于此，本項(xiàng)目采用帷幕灌漿技術(shù)進(jìn)行壩體基礎(chǔ)處理，在實(shí)際處理中，重點(diǎn)進(jìn)行以下要點(diǎn)把控：其一，本項(xiàng)目采用全孔濃灌注施工技術(shù)，在施工中，注意屏漿、待凝措施的管理，保證鉆孔內(nèi)注漿模式。其二，項(xiàng)目部分空位存在涌水問(wèn)題，對(duì)此，通過(guò)加深、加排的方式進(jìn)行帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用過(guò)程的創(chuàng)新優(yōu)化，保證注漿效率和質(zhì)量。其三，對(duì)于存在擠壓破碎問(wèn)題的地區(qū)，實(shí)施復(fù)合灌漿，同時(shí)增加輔助帷幕，防止水電站岸坡壩段變形。通過(guò)這些方式不僅保證了地下水通道的堵塞和封閉質(zhì)量，而且確保了水電站多種服務(wù)職能的有效發(fā)揮，綜合效益極為突出。

4 結(jié)語(yǔ)

帷幕灌漿技術(shù)對(duì)于水電站基礎(chǔ)處理質(zhì)量具有深刻影響。新時(shí)期，人們只有充分認(rèn)識(shí)到帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用原理和優(yōu)勢(shì)，然后深化騎在水電站工程基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用，并加強(qiáng)測(cè)量放線、鉆孔清孔、壓水實(shí)驗(yàn)、灌漿密封等要點(diǎn)環(huán)節(jié)的技術(shù)管理，這樣才能有效地提升帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用水平，提升水電站基礎(chǔ)處理質(zhì)量，繼而確保水電設(shè)施應(yīng)用的安全性、穩(wěn)定性，滿足人們對(duì)于電力資源的生產(chǎn)及應(yīng)用需要。