控制性帷幕灌浆在土石围堰防渗中应用

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1、控制性帷幕灌浆在土石围堰防渗中应用　　摘要：本文根据某水电站工程实例介绍了高寒地区土石围堰防渗采用控制性帷幕灌浆的处理措施，处理后大坝经历汛期的考验，渗水量未明显增大，未增加渗漏通道，证明该处理措施是合理、有效的，达到防渗的效果。关键词：严寒地区；土石围堰；控制性帷幕灌浆；应用；中图分类号：TU473.5文献标识码：A工程概况某水电站坝址所在地为高纬度地区，多年平均气温为5℃；极端最高气温39.4℃；极端最低气温-41.2℃；多年平均降水量为153.4mm；多年平均蒸发量为1619.5mm；多年平均风速3.7m/s；极端最大风速32.1m/s；最大积雪深46cm；最大冻土深127cm。工程

2、一期导流为枯水期导流，一期围堰分为上、下游围堰及纵向围堰三个部分进行挡水，堰内设计建筑物主要布置在河床左岸，有厂房、泄洪冲沙闸、溢流堰及部分下游消能、整治段及二期混凝土纵向围堰的施工。一期围堰采用5年一遇枯水期洪水标准，相应洪峰流量Q＝324m3/s。对应的上游水位为561.38m，下游水位为559.85m。上游围堰高程取562.5m，下游围堰堰顶高561.05m，围堰堰顶纵坡为i=0.008。8一期围堰采用砂砾石混合围堰，堰身采用控制性帷幕灌浆进行防渗处理，围堰迎水坡面及背水坡面坡比按照1：1.5，围堰顶宽取5m，砂砾石围堰轴线长497.98m。上游面采用厚40cm铅丝石笼进行护坡，围堰

3、防渗结构采用控制性灌浆作为防渗帷幕施工，灌浆作业平台为一期围堰堰顶。围堰填筑及铅丝石笼施工（1）施工程序由一期围堰上、下游端头同时进占，一期纵向围堰戗堤合龙后，将堰体填筑完成后在一期围堰堰顶进行防渗帷幕灌浆的施工。施工程序为：预进占段施工→预进占段加宽及堤头防护→龙口合拢→堰体修整→灌浆准备→控制性灌浆施工→围堰施工完成→基坑抽排水（2）施工措施为防止河床水位壅高冲刷堰底，需在堰底迎水面抛填大块石进行围堰护脚，避免水流将堰体填筑料冲走。工艺流程：测量放线→填筑料运输→卸料→铺料→压实→修坡测量放线：围堰填筑施工前对围堰轴线、填筑高程、堰体内外侧坡比进行测量控制。填筑料运输：用挖掘机将开挖料

4、装至自卸汽车上，沿1#、2#路运输至一期围堰上、下游填筑区。8卸料：卸料时沿围堰轴线中间填筑细级配砂砾石料，尽可能防止流水冲刷带走含泥颗粒。防渗区域采用粒径小于30cm的混合料，端进法进行填筑，自卸车卸料后由装载机将渣料推赶至水中。铺料：水上部分铺料采用挖掘机进行分层铺料、整平。压实：因围堰填筑特殊性以及上游水位距围堰堰顶高差仅1m，水下部分堰体无法进行作业，水上部分围堰堰体压实在围堰一次性填筑至设计高程后进行，压实作业拟采用20t振动碾进行有振碾压4～6遍。修坡：围堰填筑完成用挖掘机对边坡从下到上逐层进行修整，并将坡面压实，使其达到设计要求的坡比。（3）铅丝石笼抛填铅丝笼抛填：采用装载机

5、配合人工将铅丝笼顺上游围堰外侧1:1.5斜坡面推移至围堰外侧堰脚，并依次叠加。控制性帷幕灌浆施工根据防渗要求及水泥浆液在砂砾石地层中的流动情况，充分考虑地质情况及地下动水、架空及承压水的影响，控制性灌浆浆液采用水泥及化学浆液两种浆材，化学浆材使用于动水及地下承压水的特殊地段，有效控制浆液的流动速度及范围，充分保证控制性灌浆的防渗体面积及厚度。施工程序8控制性灌浆在围堰轴线上设置1排，孔径130mm，孔距1.5m，孔深深入基岩1.0m，按Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔的顺序进行施工。灌浆采用自下而上灌浆工艺，钻孔采用潜孔跟管钻进一次性成孔，达到设计深度后将冲击器提出，孔口安装封闭器进行灌浆，在砂砾层

6、内进行灌浆，当浆液注入量小于50L/min时，通过灌注纯水泥浆的方法将砂砾石空隙灌住；当浆液注入量大于50L/min时，会通过砂砾石层的空隙渗透很远仍无法将空隙堵住，必须采用双浆液灌浆的办法进行解决，水泥浆、速凝剂简称双浆液，灌浆时3SNS泵注入水泥浆液，速凝剂采用BW160泵注入，速凝剂的掺量为水泥浆量的20%，水泥浆液注入量较大时可适当的增加速凝剂的注入量，速凝剂的注入量通过变频调速器进行控制器，掺量随水泥浆液的变化而变化，双浆液在孔底处混合，混合后的浆液会立即变成较稠的液体，通过压力的作用将双浆液压入砂砾石空隙内。当注入量小于5L/min时，灌浆的同时提升套管，在提管时注入率大于5L

7、/min时停止提管，此后灌浆以此类推直至孔口结束。钻孔孔径为Φ130mm，提管采用50吨起管千斤顶。施工方法1）测量放样：施工前测量人员按照设计孔位进行测量放样。各孔位做好明显的标识，钻孔前并对所标识孔位进行复核。2）钻孔：8钻孔采用履带式跟管钻机，冲击器跟管钻进，造孔深度深入基岩1m，孔内预留射浆管后采用GB-50拔管机拔管。钻机安装应保持水平、平稳可靠。钻孔施工采用单孔跳钻法，按Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔的顺序进行施工，