灌浆技术在隔河岩电站导流洞堵头渗漏除险工程中的应用

摘要：隔河岩堵头渗漏除险项目属防汛抢险项目，具有隐患危害重、地质条件差、施工难度大、技术难度高、安全要求严等几大难点。通过多种灌浆技术在该项目渗漏除险工程中的成功应用，及时解除了隔河岩大坝、厂房重大安全隐患。

关键词：隔河岩水电站　渗漏除险　灌浆

中图分类号：TV5　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)006-043-02

1　工程概况

隔河岩水利枢纽导流洞于1987年1月15日开工，同年12月15日截流成功并投入使用。1992年1月导流洞下闸封堵，同年10月～12月导流洞堵头混凝土浇筑完成，水库开始蓄水。2009年4月电厂管理人员在汛前巡检时发现导流洞堵头段高程EL81m廊道上游底板右侧一原围岩固结灌浆孔发生大量漏水，漏水量50L/s～80L/s，压力>1.0MPa，漏水孔位于水库范围内，距其后的防渗帷幕约14m，同时发现导流洞堵头高程EL81m廊道壁面出现多处线状与点状渗水点，并形成大量钙质析出物堆积。上述漏水、渗水现象给工程运行带来了严重的安全隐患，须尽快进行防渗堵漏处理。

2　工程地质条件及渗漏原因分析

2.1　场地地质、水文地质条件

导流洞堵头为混凝土浇筑体，其中三个漏水点分别位于廊道内底板和侧墙夹角处和侧墙上距底板20cm处。混凝土表面有大量析出的钙质物。

根据该漏水点的位置为高程EL81M。大坝正常蓄水为200m，属于承压水，压力大于1.0MPa，壁面点状或线状的水为渗水。

2.2　渗漏原因分析

由于导流洞封堵和后期蓄水，在高压水的作用下，和大量钙质物析出的原因下可能在原围岩与混凝土接触面形成小通道，在受力薄弱的混凝土处被击穿。

3　施工技术

3.1　主要治理措施及施工工艺流程

止水盒安装——EL81M廊道底板和壁面清理凿毛——化学灌浆——第一区混凝土浇筑——回填灌浆——堵漏灌浆——第二区混凝土浇筑——回填灌浆。

3.2　主要施工程序和方法

3.2.1　止水盒加工预制

(1)止水盒采用钢板加工预制，现场安装。钢板厚度16mm。大小为80cm×80cm×60cm(长×宽×高)(靠廊道壁面一侧不设竖指向钢板，在周边设橡胶垫片)。

(2)止水盒靠下游壁面焊接一长0.5m、直径φ273mm(外径)带法兰盘的钢管，钢管厚度7mm。

(3)止水盒底部采用橡胶垫片，橡胶垫片厚2cm，橡胶垫片要求使用硬质熟胶橡皮，在止水盒加工时应预先将橡胶垫片采用螺栓或强力胶与止水盒锚固(胶结)在一起。橡胶垫片及钢板止水盒外侧在加工预制时底部周边檐壁钻眼，钻眼大小以满足安装膨胀螺栓为准。止水盒加工详见下图1。

3.2.2　止水盒安装

采用人工将止水盒置于漏水点后，用钻机钻杆压住后再进行止水盒的就位、固定的方案安装止水盒，步骤与要求具体如下：

(1)钻机就位。将钻机移至漏水点处，保证钻杆能压住止水盒为准。钻机就位后用地锚固定。

(2)止水盒就位。人工配合手动葫芦将止水盒置于漏水点处，采用钻机钻杆压住就位。止水盒就位后，采用电钻沿止水盒周边预留孔眼钻孔打膨胀螺栓固定止水盒，并采用千斤顶压紧以控制周边漏水。

3.2.3　裂缝及渗水点处理

(1)对止水盒周边的少量漏水点尤其是底部排水沟处的漏水点，采用棉纱、速凝砂浆等进行封闭、止水。

(2)当止水盒周边缝面基本不漏水时，采用直径φ9273mm(外径)带法兰盘的钢管与止水盒预留钢管连接，将漏水通过引水管引至高程81m廊道外0.5m～1.0m排放。钢管均采用带法兰盘式钢管，钢管连接处设止水垫圈。钢管距廊道底板高度、距廊道壁面距离不小于20cm。

(3)当止水盒安装好后，周边漏水量仍较大且采用面纱、速凝砂浆无法止水时，则重新安装止水盒。

(4)混凝土灌注前应先对廊道周边原混凝土面进行凿毛处理。

3.2.4　化学灌浆

化学灌浆的主要目的是采用化学灌浆方式用加固补强作用的高分子化灌材料进行灌注填充毛细裂缝，将堵头砼裂缝进行修补，增加混凝土强度，使之不再渗漏。化学灌浆能限制裂缝的发展，阻断裂缝由于混凝土浇筑产生应力集中导致裂缝发展为混凝土浇筑提供良好的环境。其主要施工方法、施工工艺流程如下：

(1)缝面打磨及查缝

整体用风镐凿毛，检查裂缝的位置。

(2)嵌缝

裂缝勘查清楚后，沿裂缝方向对称开槽，槽宽5～10cm，槽深4.5～5cm，嵌缝材料用凯顿百森KB，然后表面用MeycoMP1438环氧胶泥封缝。

(3)钻孔

灌浆孔利用电锤钻孔，灌浆孔在裂缝的两边交叉布置，间距30cm左右，从两边向裂缝面45。左右交叉钻孔，孔深以贯穿裂缝为标准。在孔口布置高压灌浆嘴，在裂缝合适部位埋设回浆管进行化学灌浆。

(4)冲洗及清孔

在钻孔结束后，用压力水或者风把孔内杂质冲干净，冲洗压力为0.2MPa。

(5)灌浆管安装及试气或压水

专用灌浆嘴直接埋在灌浆孔口，用专用工具安装牢固即可。准备压风机，准备好肥皂水，采用0.2Mpa的风压进行压风检查。

(6)灌浆施工

安装好注浆嘴，注浆时采用低压慢灌，打开回浆阀，当浆液充填满孔段时，关闭阀门，逐级加压施灌，灌浆压力提升控制在每级0.1Mpa。当开始灌注时，采用低压大排量快速充填灌注孔，关闭回将阀提升压力，观察孔内进浆量和压力装置，当进浆量及压力在5min内无变化，逐级提压灌注至结束压力。全孔化灌结束后然后封闭孔口，用0.5Mpa压力封孔30分钟结束。

经以上的处理后原混凝土表面达到预期良好的处理效果，为下一步工作提供了良好的施工条件。

3.2.5　回填灌浆

回填灌浆分区分段分别进行，混凝土浇筑完成并达70％以上强度后可进行回填灌浆作业。

分段回填灌浆施工时采用引管方式将回填灌浆管路引至第一区段和第二区段接触面外。

回填灌浆管路安装完成后，进行通水检查，回填混凝土浇筑过程中，要不间断通水，保证管路通畅。

堵漏段砼浇筑完成并达到70％以上强度后，进行回填灌浆。回填灌浆前对管路进行通水或者通1：1的水泥浆检查管路或脱空情况，润滑管路和机械，查明串通情况等。

回填灌浆浆液采用水灰比为0.5：1的水泥浆，空隙大的部位采用水泥砂浆灌注，掺砂量不宜大于水泥重量的200％。回填灌浆压力采用0.3MPa～0.5Mpa。

灌浆结束标准为在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，延续灌注5min可结束灌浆。

3.2.6　堵漏灌浆

完成回填灌浆后，可通过主、付排水钢管对漏水点进行灌浆封堵，但灌浆施工前，先将第一段混凝土以外多余的排水钢管(包括主管和付管)拆除，并在主管和付管管口处安装高压闸阀，在主管高压闸阀外安装变径接头。高压闸阀需满足承

受2MPa以上水压要求，变径接头可采取一级或多级变径方式至管径满足与灌浆管路连接要求。

堵漏灌浆时，先自主管进浆，此时仍敞开付管(1时管)排水，待付管排出浓浆(与进浆浆液浓度基本一致)时，将付管亦改作进浆管与主管同时进浆灌注。

堵漏灌浆主要采用浓水泥浆液灌注，开灌水灰比0.45：1～0.5：1，初始灌浆时浆液中应掺加适量速凝剂灌注。

主管、付管灌浆均采用孔口循环法灌注，主管、付管同时进行灌浆作业时，应分别控制灌浆压力，灌浆压力按能保证主管、付管注入率均不小于10L／min左右要求控制，以免灌浆管道堵塞。

当灌浆注入量达70000L时，如注入率无明显减少，则应采取闭浆待凝措施，待凝时间48h。

闭浆待凝结束后，应打开闭浆管进行检查。如仍有渗水且渗漏水量较大时，则应采用0.5：1浓浆进行复灌；如渗水量较小，则采用5：1浆液复灌至灌浆结束。首次灌浆预计工程量为80000L。

复灌结束后，闭浆待凝，闭浆待凝时间24h～48h。闭浆待凝结束后打开闭浆管检查灌浆管是否还有渗水，如仍有渗水仍应按上述要求进行复灌直至灌浆管口无渗水为止。

灌浆施工过程中加强对导流洞堵头周边岩体、混凝土包括高程EL81m廊道内新浇筑的混凝土的巡视检查，有外漏时应立即进行堵漏处理。

3.3　灌浆过程中渗漏检查、特殊情况处理及抬动变形监测

(1)灌浆时加强对EL60廊道，EL107.5平洞的观察，发现有外漏，及时通知采取降压或停灌间歇的措施，防止外露进一步扩大，同时对外漏进行处理，尽快恢复灌浆。

(2)抬动变形监测

1)孔位布置：按监理人指定划分的单元，每个单元分别布置。

2)抬动装置安装：人工埋设观测装置，见附图2。

3)观测记录：采用千分表抬动观测，人工监测，手动记录。

4　结语

2010年7月29日至30日，隔河岩水电站导流洞堵头渗漏封堵除险工程进行了项目竣工验收。工程验收组在听取了设计、施工、监理、业主单位专题汇报后，检查了施工现场，查阅了竣工资料，并最终形成了：工程质量满足设计及规范要求；竣工资料真实、完整、规范，满足合同及档案管理要求：同意验收签证竣工验收意见。

隔河岩堵头项目属于防汛抢险项目，具有隐患危害重、地质条件差、施工难度大、技术难度高、安全要求严等五大难点。本项目于2009年9月29日开工；2010年2月4日，完成了最重要的节点工作一漏水点堵漏灌浆；2010年4月23日，现场施工结束。进度上实现了“节前完成堵漏、汛前完成施工”的目标。

本项目在设计、施工、监理、业主现场代表科学、细致、专业、高效的管理下，全面完成了既定的安全、质量、进度、投资等四大控制目标，及时解除了隔河岩大坝、晒谷坪厂房重大安全隐患。同时，施工过程中未出现影响电站正常发电、泄洪弃水、爆破对大坝等重要水工建筑物产生振动等情况，有力保障了电站电力安全生产的正常进行。

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