罗坡坝水电站碾压混凝土双曲拱坝灌浆施工技术

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[摘要] 罗坡坝水电站灌浆施工涵盖的种类较多，本文着重阐述了碾压混凝土双曲拱坝基础固结灌浆、坝体诱导缝接缝灌浆、岸坡接触-固结灌浆、防渗帷幕灌浆的相关施工技术、工艺规程及灌浆效果。

[关键词]灌浆施工技术碾压混凝土双曲拱坝罗坡坝水电站

1 工程概述与地质情况

罗坡坝水电站工程是湖北省恩施州境内乌江水系唐岩河上游东支流冷水河流域开发的第一级，是一项以发电为主的水利水电工程。工程规模为Ⅲ等中型，主要建筑物为3级建筑物。枢纽工程碾压混凝土双曲拱坝最大坝高112m，坝顶宽度5m，坝顶长度172m，最大坝宽18m。

坝址区地形狭窄，为“U”型纵向峡谷，左右岸均为顺向坡，岩层倾角较陡，不会产生大范围边坡失稳现象；坝基岩体为嘉陵江组第4段第4～9亚段，为薄层、中厚层状～厚层状灰岩、白云质灰岩、厚层状角砾状灰岩，岩石较坚硬完整，饱和抗压强度60MPa，变形模量10～15GPa。

大坝从左到右被2道全径相向横缝及3道诱导缝划分为6个坝段。由于最大坝厚仅为17.5m，故坝体不再分设纵缝。3个泄洪表孔位于4#坝段。其中3#、4#坝段为河床坝块（如图1）。

图1大坝基础灌浆展示图

2坝基固结灌浆

2.1 目的

对坝基岩石进行固结灌浆（局部破碎带进行深孔固结灌浆）其目的是为了充填基础岩石裂隙，胶结坝基岩石，提高坝基岩石的整体性，同时确保基岩与坝基常态混凝土的接触面连结紧密，使坝体抗滑稳定安全和满足坝基应力要求，以期在后续帷幕中取得良好的防渗效果。

2.2 施工相关参数

坝基固结灌浆共设计6排孔，间排距3m×3m，左右岸靠坡脚的孔深为深入岩石6m，河床中部基岩较差部位孔深为深入岩石9m～15m。灌浆压力当入岩6m段时采用0.6Mpa；当入岩大于6m分段时采用0.6 Mpa、1.0 Mpa、1.5 MPa。

3 坝体诱导缝接缝灌浆

3.1 灌浆系统布置

本工程横缝和诱导缝设计均采用具有重复灌浆功能的灌浆系统。各套接缝灌浆管路上均安装有多个重复灌浆套件作为出浆装置。诱导缝采用预制诱导成缝混凝土板成缝，大坝设计5条诱导（横）缝共划分为61个灌区，灌缝总面积约3892m2，其中，3#-18灌区面积最大，为114.53m2。标准灌区高度6m，最小灌区高度5.7m、最大灌区高度7.5m。每个标准灌区均采用3套灌浆系统、互为备用，排气管按常规设计为单回路系统未取双回路方案（如图2）。

图2诱导缝接缝灌浆灌区系统布置图

3.2施工工艺流程

接缝灌浆施工工艺流程为：管路系统预埋混凝土浇筑灌区通水检查冲洗灌浆管路冲洗质量检查。

所有灌区施工均应按高程自下而上分层进行，从大坝中部向两岸推进。

3.3注意事项

在灌浆管路系统预埋与混凝土浇筑过程中必须确保管路畅通并设专人负责编号记录；同一高程灌区应一区一泵进行灌浆，保持各灌区灌浆压力基本一致，并应协调各灌区浆液的变换。

4岸坡接触-固结灌浆

4.1 施工参数：

坝肩岸坡接触-固结灌浆孔深为6m，孔排距按3m×3m布置，4排孔为一个灌区。采用手风钻一次钻孔，灌浆采用埋管法进行施工，每排孔做为一套灌浆系统；灌浆管引至坝后适当位置，做好明显标示，并妥善保护。灌浆系统（如图3）所示。

图3岸坡接触―固结灌浆灌区孔位布置图

4.2 灌浆前的通水检查

应进行灌浆管路及缝面通畅情况检查，检查工作可采用“单开通水检查”法进行，经检查，各浆管进水量宜大于50L/min；各管单开出水量宜大于10 L/min；进、回浆管都应与接触缝面、排气管以及其它层进、回浆管循环通畅。

4.3 灌浆

灌浆所用水泥采用P.O42.5水泥；灌浆压力采用0.5 MPa；浆液的浓度变换标准由稀到浓，逐（或越）级变换。一般采用5、3、2、1、0.8、0.5等六个比级，开灌水灰比采用5：1的浆液。各灌区从下到上，逐排启灌。各排孔吸浆量指标均达到固结灌浆结束标准后，从下到上，逐排改灌最浓级浆液0.5：1（下面一排孔回出同一级浓浆后，即可改浓灌注上面的一排孔），排气管间断放浆并按结束标准灌浆并封孔。

4.4 质量检查

本工程坝肩接触-固结灌浆质量检查结合帷幕灌浆钻孔取芯并进行单点法压水试验同步进行，检查结果表明满足设计要求。

4.5特殊情况处理

岸坡接触-固结灌浆只能进行一次有效的灌注，若失败了再进行补救，不仅非常困难，而且效果不会理想。灌浆过程的特殊情况一般有“漏、串、堵、中断”等情况，可按相关技术规范进行施工，必须确保灌浆连续、不能中断，必要时采取其它补救措施。

5防渗帷幕灌浆

5.1 防渗帷幕设计

此工程防渗帷幕设计由大坝665m、710m、754m高程三层廊道或灌浆洞内来完成。710m高程以下防渗帷幕由下游排主幕和上游排副幕组成，排距1.1m，孔距为2.5m；754m高程灌浆洞则仅设一排主幕，其孔距一般为1.5m。帷幕孔钻设为铅垂孔和稍倾向上游的斜孔，；但当上部帷幕孔孔底高程低于下部帷幕孔开孔高程（一般为灌浆洞内），且孔的水平距下层灌浆洞上游壁距离不足2m时，上部帷幕孔将采用斜孔，使其到下层平洞高程时，偏离下层灌浆洞上游侧合宜位置。并要在其下部平洞上游壁设置浅孔衔接帷幕和搭接帷幕与上部钻设的帷幕相接，以保证帷幕的连续、整体性。帷幕的深度，一般均按深入相对不透水层（q≤1Lu）来考虑。

5.2 施工工艺

帷幕灌浆采用“小口径钻孔、孔口封闭、自上而下分段，孔内循环灌浆”的方法施工，最大设计灌浆压力4MPa。

5.3 特殊地质情况处理

对终孔段透水率大于1Lu时，对该孔进行加深钻灌，直至满足要求为止。

在施工过程中，出现了多段漏量较大，个别孔段在钻进过程出现落钻现象，压水试验出现不起压、无回水现象，灌浆时漏量较大，局部有断层破碎带、夹泥层、较宽裂隙等地质缺陷，对该段次采用灌注水泥砂浆，并做间歇、待凝，待凝后再继续灌注或扫孔灌浆，经过反复处理，最终达到设计灌浆结束标准，满足设计防渗要求。

5.4 帷幕效果检查

共计完成31个检查孔（其中21个衔接帷幕检查孔，11个基本帷幕灌浆检查孔），平均透水率0.25Lu，其中最大透水率0.92Lu，最小透水率0.01Lu。衔接帷幕灌浆检查孔平均透水率0.47Lu，其中最大透水率0.91Lu，最小透水率0.04Lu。均100%满足设计防渗标准：检查孔孔段的透水率不大于1Lu。

根据帷幕灌浆资料整理成果分析看，灌浆效果整体规律明显，各次序平均单位耗灰量随孔序增加而递减，随排序的增加而递减，灌浆后基岩透水率明显减小，减小了渗流量，达到了帷幕灌浆的效果。检查结果表明透水率全部满足设计防渗标准。

6结束语

水库经过两年多的正常蓄水运行表明，坝基渗控工程运行良好，岸坡接触及帷幕防渗效果显著，坝基渗漏量、扬压力均满足设计要求。

罗坡坝水电站大坝灌浆施工的经验有其特殊性和超标准的要求，其他工程应根据自身的工程条件和等级参考借鉴，为今后在同类坝型灌浆施工中提供相关施工经验。

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