柬埔寨桑河二級(jí)水電站圍堰高噴灌漿技術(shù)研究

1、    柬埔寨桑河二級(jí)水電站圍堰高噴灌漿技術(shù)研究    余紅松【摘要】：柬埔寨桑河二級(jí)水電站上下游圍堰長(zhǎng)度約2公里，河床內(nèi)含有深槽，內(nèi)積5米厚淤沙層，汛期圍堰水頭約27米。初擬灌漿參數(shù)，通過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果對(duì)參數(shù)不斷進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)實(shí)踐，該灌漿參數(shù)，達(dá)到良好的防滲效果，為同類(lèi)型地質(zhì)條件高噴灌漿的設(shè)計(jì)與施工起到指導(dǎo)作用?！娟P(guān)鍵詞】：桑河水電站；圍堰；試驗(yàn)；高噴灌漿1 引言1.1 工程簡(jiǎn)介桑河二級(jí)水電站位于柬埔寨王國(guó)上丁省西山區(qū)境內(nèi)的桑河干流上，電站裝機(jī)容量為400mw，樞紐主要有左右岸均質(zhì)土壩、河床泄洪壩段、混凝土擋水壩段、河床式廠房等建筑物組成，壩頂全長(zhǎng)65

2、39.8m，其中混凝土壩段長(zhǎng)464.0m，最大壩高59.0m。工程分三期進(jìn)行導(dǎo)流，二期上游圍堰為土石圍堰，堰體主要由石渣、全強(qiáng)風(fēng)化料、全風(fēng)化土料、等填筑而成，堰頂高程65.00m、寬8.0m、長(zhǎng)1060m，最大堰高21.0m。el54.5m以下堰體及基礎(chǔ)采用高壓旋噴灌漿防滲。下游圍堰堰頂高程60.5m、寬8.0m、長(zhǎng)890.00m，最大堰高22.5m。el53.5m以下堰體及基礎(chǔ)采用高壓旋噴灌漿防滲。1.2 工程地質(zhì)特性樞紐區(qū)處于桑河與斯雷波克河交匯處下游約1.5km處的平緩開(kāi)闊河谷段，河道順直，河流流向約n60°w，枯水期河床寬度約400m，水位高程約48.5m，水深13m。河谷斷

3、面呈較對(duì)稱(chēng)的寬"u"型，河床地形整體平緩，局部稍有起伏，河床分布有淺薄沖積層，厚度一般01m，局部基巖裸露，兩岸地形為緩坡，坡度13°，表層分布有沖洪積和殘坡積層，厚度35m。河床覆蓋層淺薄，基巖多裸露，巖性為微風(fēng)化安山巖。發(fā)育f5、f7及f17三條斷層。根據(jù)測(cè)量水下地形，在河道右岸有一深度為6米的溝槽，內(nèi)積淤沙，對(duì)圍堰防滲影響較大。2 高噴防滲墻試驗(yàn)2.1 試驗(yàn)?zāi)康母邍姽酀{生產(chǎn)性試驗(yàn)的目的主要是對(duì)設(shè)計(jì)施工參數(shù)（如孔距、排距、漿壓、漿流量、提升速度、轉(zhuǎn)速等）進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)資料分析尋求符合該地質(zhì)條件的施工參數(shù)和工藝，以便于根據(jù)實(shí)際灌漿效果對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整或優(yōu)化，并

4、指導(dǎo)同類(lèi)型工程高噴灌漿施工。2.2 試驗(yàn)參數(shù)初擬借鑒國(guó)內(nèi)其他水電工程的高噴灌漿經(jīng)驗(yàn)，圍堰按兩管法進(jìn)行施工。初步擬定灌漿參數(shù)：表2-1 兩管法高噴灌漿試驗(yàn)參數(shù)表漿壓力（mpa）35氣壓力（mpa）0.8流量（l/min）75流量（m3/min）1.0噴嘴個(gè)數(shù)2氣嘴個(gè)數(shù)2漿液比重（g/cm3）1.50回漿比重（g/cm3）1.3提升速度（cm/min）基巖及砂卵石12礫石砂土、粉土旋轉(zhuǎn)速度（r/min）8102.3試驗(yàn)場(chǎng)地及試驗(yàn)孔布置選擇在下游圍堰防滲軸線樁號(hào)下堰0+432.80+458.4m范圍作為試驗(yàn)區(qū)共布置單排孔12個(gè)，雙排16個(gè)，單排孔距80cm，雙排孔距120cm，排距80cm，試驗(yàn)區(qū)高

5、噴灌漿孔布置示意圖見(jiàn)圖1-1。圖1-1：旋噴結(jié)構(gòu)形式試驗(yàn)孔布置示意圖3 主要試驗(yàn)流程和方法3.1鉆孔采用xy-2型地質(zhì)鉆機(jī)、yg-80錨固鉆機(jī)配潛孔沖擊錘沖擊跟管鉆進(jìn)造孔，至穿過(guò)河床沉積層深入基巖1.0m，先導(dǎo)孔深入基巖3.0m。先導(dǎo)孔孔距8.0m?？仔笨刂茷?%。鉆孔完成后采用pvc管護(hù)壁，接頭套接后用封口膠帶密封，3.2高壓噴射灌漿1）將高噴臺(tái)車(chē)就位后，對(duì)孔口進(jìn)行試噴，檢查管路和噴嘴的工作性；2）原位靜噴：噴頭下至孔底后，先送高壓漿，再輸送壓縮空氣；按初擬技術(shù)參數(shù)進(jìn)行原位噴射，待漿液返出孔口并達(dá)到規(guī)定濃度值，開(kāi)始提升噴射，接觸面位置靜噴23分鐘。3）提升噴射：按擬定的提升速度和旋轉(zhuǎn)速度，邊

6、旋轉(zhuǎn)邊提升，中途拆卸噴管時(shí)復(fù)噴搭接長(zhǎng)度0.2m。4）注漿：噴射灌漿結(jié)束后，取出噴射器具（噴頭與噴桿），在孔口向該孔繼續(xù)注漿直至漿液液面不再下沉為止。4 試驗(yàn)成果4.1 試驗(yàn)過(guò)程（1）鉆孔在試驗(yàn)區(qū)高噴灌漿孔鉆孔施工過(guò)程中，37個(gè)孔中有27個(gè)孔出現(xiàn)返水情況，其中返水高程分布在39.7m46m。下圖3-1為進(jìn)入基巖時(shí)出現(xiàn)的返水情況。（2）高噴灌漿施工試驗(yàn)區(qū)高噴灌漿施工過(guò)程中，37個(gè)孔中有26個(gè)孔出現(xiàn)過(guò)孔口不返漿的情況。其中單排29個(gè)高噴孔中，15個(gè)序孔中有12個(gè)孔在高程40.847.5m位置出現(xiàn)不返漿情況；14個(gè)序孔中有10個(gè)孔在高程4247.5m位置出現(xiàn)不返漿情況；8個(gè)副排孔中有4個(gè)孔在高程42.

7、945.7m位置出現(xiàn)不返漿情況；其中最長(zhǎng)靜噴時(shí)間達(dá)到90分鐘，最短為18分鐘。其中xy-z458.4號(hào)孔在孔深6.57.5m處不返漿，采用加砂進(jìn)行處理，但處理結(jié)果不是很理想，最終經(jīng)過(guò)60分鐘的靜噴后該孔孔口開(kāi)始返濃漿。其中有部分不返漿的孔在其他地方出現(xiàn)冒漿，有的冒漿處距離該孔有十多米。4.2灌漿成果資料高噴灌漿試驗(yàn)區(qū)共計(jì)完成37個(gè)孔，其中主排29個(gè)孔，15個(gè)序孔，14個(gè)序孔，副排8個(gè)孔，4個(gè)序孔，4個(gè)序孔。高噴灌漿試驗(yàn)區(qū)共計(jì)完成噴射長(zhǎng)度516.1m，共計(jì)灌入水泥354318.75kg，單耗為686.53kg/m。主排序孔噴射長(zhǎng)度為211.4m，灌入水泥150018.75kg，單耗為709.64

8、kg/m，序孔噴射長(zhǎng)度為187.2m，灌入水泥132581.25kg，單耗為708.23kg/m。副排序孔噴射長(zhǎng)度為58.5m，灌入水泥30431.25kg，單耗為520.19kg/m，序孔噴射長(zhǎng)度為59.0m，灌入水泥41287.5kg，單耗為699.79kg/m。4.3檢查資料試驗(yàn)區(qū)共布置3個(gè)質(zhì)量檢查孔，單排孔的質(zhì)量檢查孔布置在兩個(gè)孔的搭接處，雙排孔的質(zhì)量檢查孔布置在兩排孔的中間搭接處，具體樁號(hào)位置為xy-457.2（xy-j1號(hào)檢查孔）、xy-451.6（xy-j2號(hào)檢查孔）、xy-435.2（xy-j3檢查孔）。每個(gè)質(zhì)量檢查孔分3段進(jìn)行注水試驗(yàn)，分別為水上填筑層、水下填筑及河床沖擊層（

9、包括接觸面）和基巖段。合格標(biāo)準(zhǔn)為滲透系數(shù)k1×10-5cm/s，k=q÷（2pl）×ln（l/0）。（計(jì)算壓力時(shí)應(yīng)測(cè)計(jì)地下水位高度）式中：k-滲透系數(shù)cm/s，q-注入流量cm3/s，p-用水柱高度計(jì)量的注水壓力cm；l-試驗(yàn)段長(zhǎng)度，cm；0-鉆孔半徑，cm。3個(gè)檢查孔注水試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4-1表4-1 檢查孔注水試驗(yàn)結(jié)果孔號(hào)第1段滲透系數(shù)第2段滲透系數(shù)備注xy-j11.37×10-6cm/s2.4×10-5cm/sxy-j21.51×10-5cm/s8.1×10-6cm/sxy-j34.26×10-5cm/s1.26

10、×10-5cm/s檢查孔j1、j2、j3基巖段進(jìn)行注水試驗(yàn)時(shí)，全孔每分鐘注水量分別為200ml 、400ml 、476ml，其前兩段每分鐘注水量之和分別為700 ml、464ml、1080 ml。根據(jù)基巖段鉆孔情況，初步判斷基巖段存在涌水。4.4開(kāi)挖直觀效果墻體開(kāi)挖深度約6m，局部深度約7.5m。在開(kāi)挖墻體過(guò)程中，出現(xiàn)了超出高噴墻體范圍的水泥結(jié)石，成薄層狀，并延伸至較遠(yuǎn)處，最遠(yuǎn)處約5m。5 結(jié)語(yǔ)（1）根據(jù)下游3個(gè)檢查孔的注水試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，試驗(yàn)區(qū)經(jīng)過(guò)高噴后，防滲效果較好。（2）從開(kāi)挖效果可以看 出，下游試驗(yàn)區(qū)域單排高噴形成的樁徑不規(guī)則，樁徑偏小，局部搭接效果不好。分析可能的原因有兩方面

11、：一是高程51m以上填筑分層碾壓好，填筑層密實(shí)；二是孔內(nèi)用于護(hù)壁的pvc管脆性不夠。（3）根據(jù)下游檢查孔注水試驗(yàn)結(jié)果及上下游開(kāi)挖檢測(cè)的樁徑、樁形效果，水面以上高噴形成的樁徑較小，成樁不規(guī)則，因此，高噴灌漿孔孔距需調(diào)整為0.6m，以確保形成連續(xù)的高噴墻體，確保墻體的厚度。（4）實(shí)際高噴灌漿過(guò)程中，采用1.5g/cm3進(jìn)漿比重時(shí)，返漿比重過(guò)大，漿液過(guò)稠，流動(dòng)性較差，容易造成返漿通道發(fā)生阻塞，致使孔口難以返漿出來(lái)，同時(shí)也造成漿液的浪費(fèi)，將進(jìn)漿比重調(diào)整為1.4g/cm3。最終擬定的高噴灌漿施工參數(shù)見(jiàn)表5-1表5-1 兩管法高噴灌漿施工參數(shù)表漿壓力（mpa）35氣壓力（mpa）0.8流量（l/min）60流量（m3/min）1.0噴嘴個(gè)數(shù)1氣嘴個(gè)數(shù)2漿液比重（g/cm3）1.40回漿比重（g/cm3）1.3提升速度（cm/min）填筑層、沖積層12旋轉(zhuǎn)速度（r/min）8106 檢驗(yàn)結(jié)果按調(diào)整后的施工參數(shù)，圍堰高噴灌漿完成后，基坑抽水檢查，根據(jù)埋設(shè)的3支滲壓計(jì)的數(shù)據(jù)，pwy-1的壓力在0.00020.0005區(qū)間，pwy-2的壓力在0.0010.0013區(qū)間，pwy-1的壓力在0.00240.003區(qū)間，小時(shí)滲水量約為2m3/