龙开口水电站碾压混凝土重力坝固结灌浆施工

时间：2024-07-28

曹望龙

（中国水利水电第十二工程局有限公司，海西分公司）

曹望龙

（中国水利水电第十二工程局有限公司，海西分公司）

介绍龙开口水电站碾压混凝土重力坝固结灌浆施工，通过固结灌浆提高岩石整体性与均质性，减少岩体变形等诸多优点。本文对具体阐述了固结灌浆的施工工艺

固结灌浆；碾压混凝土重力坝；施工工艺

1、概述

龙开口水电站位于金沙江中游、云南省大理州与丽江市交界的鹤庆县朵美乡龙开口村河段上，是金沙江中游河段规划的第六个梯级电站，上接金安桥水电站，下邻鲁地拉水电站。电站总装机5×360MW，枢纽工程主要由挡水建筑物、泄洪冲沙建筑物、右岸坝后式引水发电系统及左右岸灌溉取水口等建筑物组成。坝顶高程1303.00m，最大坝高119.00m，坝顶长度798.00m，坝顶有8m宽，分为31个坝段，其中1#～8#为左岸挡水坝段，20#～31#为右岸挡水坝段，10#～12#为溢流坝段，9#、13#为泄洪中孔坝段，14#～18#为厂房坝段，19#为冲沙底孔坝段。设计固结灌浆量为8.84万余米。目前电站整体固结灌浆已经完成，经压水试验检查，基岩透水率均小于要求的3Lu，灌浆后弹性纵向波波速较灌前平均提高10%以上。

2、坝基地质条件简况

坝基岩体为基岩主要为二叠系玄武岩组中段（P2β2-3），灰色、灰绿、紫灰色致密块状玄武岩夹角砾熔岩，岩质坚硬。玄武岩组上段（P2β3）块状玄武岩、杏仁玄武岩、角砾熔岩夹凝灰岩分布于两岸高程1260m以上岸坡。坝址区左岸基岩露头较好，右岸山坡高程1256～1290m有零星或小范围基岩露头，覆盖层浅薄。高程1290m以上有残坡积层分布，厚0.5～5.0m；右岸阶地坝线附近及下游表层为壤土夹碎石，厚0.5～1.5m，下部为卵砾石夹漂石，总厚度3.0～43.1m，其中部夹有厚2～15.1m浅黄、灰色粉质粘土，呈硬～可塑状，其分布由上而下逐渐增厚，沿江阶地前缘砂砾石呈半胶结状。Ⅵ～Ⅶ勘线间江边有较大面积基岩出露。左岸1305m以下，残坡积层0.5～2.5m。

3、临建设施

制浆站：采用Φ40的脚手架和空心砖砌筑而成，面积约为60m2，左右岸各布

▽置一座，分别布置在高程为1303.0m左、右岸上坝公路侧，坝轴线下游70m处，制浆站内设置水泥堆放平台，平台由脚手架搭建距离地面50cm，可存放水泥20t。在制浆站上、下均设置排污池，施工废水在排污池内沉淀后，上部清水可循环利用，下部废渣定期用人工清除，避免污染环境。

4、固结灌浆设计

设计要求整个大坝进行固结灌浆。固结灌钻孔布置呈梅花型，孔、排距均为3m。坝踵、坝址孔深均为12m，坝心区孔深为6m，加密孔孔深为18m。按俩个次序施工，先外围后中央逐次加密，采用自下而上分段灌注。灌浆压力为0.8-1.0MPa。

5、固结灌浆施工

为了提高灌浆压力，避免岩石裂隙冒浆保证工程质量，在一般情况下，混凝土盖重厚度大于3m的条件下进行施工作业。为了缓解灌浆和混凝土浇筑在工期上的矛盾，混凝土盖重厚度最大达到15m左右才灌浆施工。施工工艺：设备就位→钻孔→冲洗→简易压水→固结灌浆→封孔→验收。为了减少灌浆时的抬动及串、漏浆现象的发生，同时进行钻、灌的孔的孔距应尽量避免太近。为此，因工期原因同时在一个面上进行钻、灌的设备较多时，可以适当调整施工顺序，如果先灌区中因孔数较少，当各设备施工的距离太近时，可允许其它排单数排的孔同时进行施工。

⑴抬动观测

抬动观测孔入岩深度较周围灌浆孔入岩深度深2m左右，以便基岩抬动的控制，每个作业面设置2个控制点进行观测，在抬动观测孔周围10m范围内进行裂隙冲洗、压水以及灌浆时，必须进行抬动观测，抬动变形允许值为200μm，灌浆作业应尽量避免在有抬动的情况下作业，如果产生抬动现象应采取限流、降压、间歇灌浆等措施进行处理。

⑵物探测试

物探测试采用单孔声波测试法进行，通过测量声波沿钻孔井壁岩石的滑行波的传播速度和振幅来了解地层岩性的变化及完整程度。通过灌前和灌后声波检测，绘制声波曲线对比图，以此证明灌浆所取得的效果。

⑶钻孔

根据工作面和各部位灌浆孔深度等实际情况，固结灌浆孔采用XY-2式液压钻进行钻孔，孔径为Φ76mm。开孔孔位偏差不大于10cm，孔底偏差不大于1/40孔深，在钻孔过程中保持钻机平稳，避免由于钻机剧烈震颤而造成钻孔偏斜，当终孔段遇到性状较差、规模较大的断层或裂隙密集带等地质缺陷时，应加深钻孔，加深深度为穿过上述缺陷并伸入下部岩体内0.5～1.m为宜。若发现孔斜超过允许值，及时采取措施纠偏。钻孔次序、段长与灌浆次序、段长一致。

⑷冲洗与简易压水

钻孔终孔后用大流量压力水对孔壁进行冲洗，将孔内岩粉冲出，灌前卡塞使用灌浆泵对岩石裂隙进行压力脉动冲洗。冲洗压力为灌浆压力的80%，压力超过1MPa时，采用1MPa。直至回清水为止。按灌浆总数的5%做灌前简易压水试验，均采用“单点法”进行压水试验，以了解岩石的原始透水性，压水压力为灌浆压力的80%。每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。

⑸灌浆

坝基固结灌浆深孔采取“孔口封闭、自上而下分段的循环孔”方法灌浆，使用普通硅酸盐水泥作灌浆材料，浆液水灰比分为5个等级，分别为∶2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1，起始水灰比以2：1开灌。

①当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不改变水灰比。

②当某一比级浆液的灌入量已达300L，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，应换浓一级水灰比浆液灌注。

③当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。

⑹灌浆结束标准

当灌浆段在最大设计压力下，注入率不大于1L/min，继续灌注30min，可结束灌浆。

⑺封孔

固结灌浆孔在灌浆结束后应进行封孔。采用“导管注浆封孔法”封孔，在全孔灌浆结束后，将注浆管下入孔底，往孔底注入水灰比为0.5：1的浆液，当孔口反浆时，慢速提出注浆管，在上提注浆管的过程中不断注入浆液，直至孔口充满浆液为止，浆液凝固后及时清除孔口浮浆和污水，用M30砂浆回填密实并抹平。