江口水电站引水洞阻水帷幕灌浆

　　摘要：介绍江口水电站引水隧洞阻水帷幕灌浆的施工难点、钻灌设备的选择及栓塞承压试验、主要施工技术措施、灌浆结束标准及封孔、特殊情况处理、灌浆质量检查。蓄水后，三条引水洞幕后无一处有渗漏水现象，达到设计要求。

　　1、工程概况

　　江口水电站引水隧洞、地下厂房位于左岸山体中，蓄水后承压水头大且引水洞短，为防止渗流场改变造成渗漏，影响引水发电系统安全运行。设计于引水洞设置A、B、C 三排阻水帷幕，沿引水洞洞径环向布置，相邻孔夹角为18度。与大坝左岸▽232灌浆平洞帷幕灌浆相接，形成一道完整的阻水帷幕。

　　2、工程地质情况

　　引水洞阻水帷幕灌浆段围岩为灰岩夹页岩、白云岩夹灰岩，岩石呈微风化～新鲜状态，岩质较坚硬～坚硬，岩层走向与洞轴线呈40～80度斜交。段内夹层发育，节理较发育，岩体较完整。

　　3、阻水帷幕施工主要难点

　　（1）阻水帷幕灌浆孔沿洞径环向布置，相邻孔夹角为18度。进行仰孔帷幕施工，且灌浆压力大达5MPa，孔深达10m.

　　（2）钻孔精度受测斜仪性能限制，无法准确测斜。

　　（3）灌浆使用的循环式栓塞必须与孔壁挤压紧密，才能承受5MPa的灌浆压力。灌浆过程中要保证浆液充分流动，使洞壁岩石中裂隙得到充填、胶结密实，浆液扩散半径大，防止灌浆栓塞被水泥凝住。这是灌浆成幕的关键。

　　4、钻灌设备的选择及栓塞承压试验

　　4.1 钻灌设备的选择

　　引水洞洞径为5m，施工场地狭窄。在现场用架子管搭设一施工平台，平台高度与钻机机高之和为2.5m，与引水洞中心高度保持一致，便于灌浆孔孔位、方位角的校对。在施工中用地质罗盘仪进行角度校正，且固定钻架，防止偏移。仰孔钻孔采用YGZ-90型圆盘钻机施工，该钻机体积小，适用于中硬或坚硬岩层造孔，冲击部分采用无阀配气，能较好地利用压缩空气的膨胀做功，冲击功与钎杆转速可根据岩层条件分别调节。俯孔钻孔采用XY-2PB地质钻机。低压灌浆采用SGB-10泥浆泵注浆，高压灌浆采用往复式单作用三柱塞3SNS注浆泵注浆。灌浆采LHGY-2000型自动记录仪。

　　4.2 栓塞承压试验

　　在仰孔帷幕灌浆中，灌浆最大压力为5MPa，根据灌浆孔成孔口径，选用膨胀性能好的胶球加工成与灌浆孔孔径匹配的胶球，栓塞内外管采用厚壁无缝钢管加工而成。经试验得出，栓塞胶球在8个时（单个胶球长度为60 mm），能满足灌浆要求。

　　5、主要施工技术措施

　　帷幕灌浆采用小口径孔口封闭灌浆，按照分序加密原则施工。终孔孔径不小于Ф56mm.由于工期紧迫，业主及设计要求3条引水洞同时施工，每条引水洞先钻灌A、C排，后钻灌B排，每排分两序施工：单数孔为I序，双数孔为II序。

　　5.1 工艺流程

　　灌浆孔定位→钻机就位→钻砼及第一段→测孔→孔壁冲洗→裂隙冲洗→压水试验→制浆→灌浆→（镶铸孔口管）→（待凝）→分段施工→封孔→质量检查

　　5.2 灌浆方式

　　灌浆过程中，根据施工中的具体情况。采用了2种灌浆方式：（1）在仰孔灌浆中，采用孔口卡塞进行循环式灌浆。射浆管采用Ф20mmPVC塑料管，使灌浆段浆液充分流动，保证洞壁岩石中裂隙得到充填、胶结密实，灌浆结束后，将PVC管埋于孔内与栓塞脱离，使栓塞不被凝住。（2）在俯孔深孔灌浆中，采用孔口封闭灌浆。第一段采用Ф91mm金刚石钻头钻进，深度为进入基岩3m，卡塞灌浆后镶铸Ф65mm孔口管并待凝等强。孔口管必须镶铸牢固，不允许孔口管四周有漏、冒浆现象。

　　5.3 灌浆段长划分及灌浆压力

　　第一段段长3m，灌浆压力为1.5MPa；第二段段长3m，灌浆压力为3MPa；余下各段段长5m，灌浆压力为5MPa；最大段长不超过8m.对于两条相邻引水洞之间孔深为9.00m的帷幕灌浆，其各段次灌浆压力均为1.5MPa.

　　5.4 浆液变换

　　灌浆浆液配比：3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1.开灌水灰比为3∶1.

　　Ⅰ当压力保持不变，注入率持续减少或注入率不变，压力持续升高，不得改变浆液浓度。

　　Ⅱ当某一比级浆液注入量已达300L以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级。

　　Ⅲ当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。

　　6、灌浆结束标准及封孔

　　6.1 灌浆结束标准

　　在规定的压力下，当注入率不大于0.4L/min时继续灌注60min，即可结束。

　　6.2 封孔

　　封孔采用“置换和压力灌浆封孔法”，在仰孔封孔中，将Ф20mm塑料管置于孔内作为射浆管，外用自制加工的循环式铁打塞卡住孔口，用浓浆灌注结束后闭浆，取得了良好的效果。

　　7、特殊情况处理

　　在灌浆过程中，部份灌浆孔发生串浆，将串浆孔塞住，待灌浆孔灌浆结束后，对串浆孔再行扫孔、冲洗，再进行灌浆；部份灌浆孔段出现涌水，灌浆前对涌水压力和涌水量进行测记，采用高的灌浆压力、浓浆结束、闭浆、待凝等处理措施，取得了好的效果。

　　8、灌浆质量检查

　　灌浆结束14天后，布置15个检查孔，对灌浆帷幕进行分段压水试验检查。压水试验段共46段，其中透水率值：q=0.12Lu为1段，q=0.06Lu为1段，q=0.03Lu为1段，q=0.00Lu为43段。取芯检查孔共6个，检查浆液结石充填胶结情况，用金钢石钻具钻取岩芯，采取率平均达到90%.蓄水后，三条引水洞幕后无一处有渗漏水现象。说明灌浆效果良好，达到了设计要求。

　　9、结束语

　　在仰孔帷幕灌浆中，并采用塑料管作射浆管，根据灌浆压力加工配制循环灌浆塞，进行仰孔灌浆和封孔，是仰孔灌浆的有效手段，较好地解决了其他施工工艺存在的不足，为仰孔灌浆拓宽了视野，提供了施工经验。（爱上考试网编辑整理）