彭偉文

(廣東省水電集團(tuán)有限公司,廣東增城,511340)

l 工程地質(zhì)條件

大渡河沙灣水電站位于四川省樂山市葫蘆鎮(zhèn)上游約 1.0km處,為大渡河干流梯級(jí)開發(fā)第一級(jí),電站裝機(jī)容量 480MW,額定水頭 24.5m。電站采用建壩壅高水位 15.5m、廠后尾水渠利用落差 14.5m的方式開發(fā)。尾水渠總長 9015m,外堤外側(cè)采用防滲墻上接面板方式防滲。其中,CI標(biāo)段尾水渠長 950m,防滲墻深 56m～70m。

CI標(biāo)段尾水渠覆蓋層深厚、地質(zhì)條件十分復(fù)雜,覆蓋層最大深度達(dá) 64m(高程 418m～354m),上部為第四系全新統(tǒng)現(xiàn)代河流沖積堆積(Q42al)層,下部為第四系上更新統(tǒng)沖、洪積堆積(Q3al+pl)層。第四系現(xiàn)代河流沖積堆積層分為兩層,上部為漂卵石夾砂,厚度 30.0m～31.0m,下部為卵礫石夾砂,厚度 4.8m～14.8m。第四系上更新統(tǒng)沖、洪積堆積層厚 0～16.2m,為礫卵石夾砂,高程360m～365m,層中分布冰水堆積的孤塊石夾粘土層透鏡體。孤塊石直徑 0.5m～2.0m,個(gè)別直徑超過 2.0m。該透鏡體層結(jié)構(gòu)較為松散,孤塊石間有架空現(xiàn)象,容易成為泥漿漏失的通道。

2 泥漿漏失層的處理

2.1 成孔前的處理

2.1.1 水力沖砂灌填

為確保施工安全,沙灣電站尾水渠防滲墻施工平臺(tái)從地面 418m高程,采用砂卵石回填加高至 424m高程形成,填筑時(shí)由于砂卵石分離,施工平臺(tái)存在大量漏漿通道和孔洞。

在防滲墻槽孔開孔后,施工平臺(tái)漏漿通道和孔洞極易引起地面不均勻沉陷與導(dǎo)向槽斷裂垮槽,危害極大。沙灣電站尾水渠防滲墻開孔前,施工平臺(tái)回填砂卵石全面采用水力沖砂灌填法進(jìn)行處理,即利用大流量水流沖砂灌填回填體的孔洞和漏漿通道。經(jīng)過處理,施工平臺(tái)的孔洞和漏漿通道得到有效充填、封堵,提高了回填砂卵石的密實(shí)度,避免了施工過程中因地基不均勻沉陷與導(dǎo)向槽斷裂導(dǎo)致的垮槽事故。

2.1.2 預(yù)灌濃漿封堵

根據(jù)地質(zhì)勘探資料和先導(dǎo)孔鉆探成果,在覆蓋層及巖溶角礫巖中均存在大量滲漏通道。針對(duì)預(yù)計(jì)存在較大滲漏通道的部位,防滲墻開孔前采用預(yù)灌濃漿封堵滲漏通道。

2.1.2.1 預(yù)灌濃漿工藝流程。鉆孔至終孔深度——提取鉆具——提升套管 1m——灌注第一段——提升套管 1m——灌注第二段……,反復(fù)進(jìn)行至本孔結(jié)束,封孔。

預(yù)灌濃漿鉆孔位置選在槽孔副孔中心位置,灌漿分兩序進(jìn)行,先施工一序孔,后施工二序孔,逐序加密,自下而上分段進(jìn)行。

2.1.2.2 預(yù)灌濃漿施工方法

①鉆孔。采用 SM400型全液壓鉆機(jī)跟管鉆進(jìn),孔徑不小于 φ114mm。

②制漿。采用 ZJ-400高速攪拌機(jī)拌制,制漿程序?yàn)橄燃铀?后加水泥,攪拌后加泥漿,繼續(xù)攪拌再加粉細(xì)砂、水玻璃。

粘土先用水浸泡 1～2天后使用,粘土漿制出后過篩除去大顆粒后入泥漿池,池內(nèi)安設(shè)花管,用泵輸漿或用高壓風(fēng)攪動(dòng)池內(nèi)泥漿,使之不沉淀,呈均勻狀態(tài)。

漿液配比:漿液有水泥粘土漿(水固比為 3∶1、1∶1、0.7∶1、0.5∶1四級(jí))和水泥粘土砂漿(水固比0.5∶1),必要時(shí)在水固比 0.5∶1級(jí)漿液中攙加 5%和 10%水玻璃進(jìn)行灌注。這樣可加大漿液稠度,加快漿液凝結(jié)時(shí)間,控制漿液凝結(jié)時(shí)間,控制漿液擴(kuò)散范圍,使灌漿具有可控性,并且可節(jié)約灌漿材料。漿液配比見表1。

表 1 預(yù)灌濃漿漿液配合比

③灌漿。采用套管內(nèi)靜壓灌漿法,段長選擇1m,必要時(shí)可以縮短,壓力為漿柱壓力。

漿液變換:由 3∶1級(jí)開灌,逐級(jí)變濃,當(dāng)某級(jí)漿液灌注量已達(dá)表 1中所列 3∶1灌注量時(shí),如吸漿率不減少,或減少不大(≤20%),可將漿液加濃一級(jí)灌注。當(dāng)某級(jí)漿液灌注量已達(dá)表中所列灌注量時(shí),如吸漿率很大(＞50L/min),可將漿液越一級(jí)變濃灌注。

④大孔隙處理措施。孤石、塊石架空孔隙大,灌注上述漿液效果不顯著時(shí),可采取以下措施:

孔內(nèi)投擲沙礫石:在套管口安設(shè)漏斗,人工投入沙礫石(最大粒徑 10mm),用0.5∶1級(jí)純水泥漿(摻加 5%水玻璃)引導(dǎo)沙礫石對(duì)大孔隙進(jìn)行充填,直至封堵住其滲漏通道為止。

采用限流(10L/min)、間歇措施:間隔時(shí)間為4h、8h、24h,即第一次間歇 4h,第二次間歇 8h,第三次間歇 24h。

⑤灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)灌漿吸漿率 ＜5L/min,既可結(jié)束本段灌漿;如結(jié)束時(shí)的灌注漿液為0.5∶1級(jí)水固比,應(yīng)用水稀釋漿液后,再提升 1m套管,進(jìn)行上一段的灌漿,直至超出漏失層以上 1m,結(jié)束本孔的灌漿工作。

2.2 造孔過程中的槽孔漏漿處理

2.2.1 遇泥漿易漏失的槽段要改用優(yōu)質(zhì)膨潤土泥漿造孔,固壁泥漿性能指標(biāo)惡化不合格時(shí),應(yīng)及時(shí)更換新泥漿,以加強(qiáng)固壁效果;

2.2.2 遇少量漏漿,可采取投入堵漏材料,如粘土、風(fēng)化砂和小石,平推鉆機(jī)沿槽長方向用鉆頭沖擊擠密,改變地層結(jié)構(gòu),以改善滲漏情況。沖擊鉆平打深度一般為 1m,然后用抓斗抓取 1m～2m的厚度,再投料沖砸 1m進(jìn)尺,爾后再用抓斗抓取。這種分層沖、抓反復(fù)進(jìn)行的施工方法,程序雖麻煩,但安全、可靠程度高;

2.2.3 槽孔漏漿速度很快,可迅速向槽內(nèi)投入水泥、膨潤土或膨脹粉以及鋸末、稻草等,快速進(jìn)行堵漏同時(shí)及時(shí)補(bǔ)充泥漿,待漿面上升穩(wěn)定后再恢復(fù)造孔進(jìn)尺。如采用以上方法仍不能堵漏,應(yīng)盡快用粘土回填槽孔,邊填邊用鉆頭夯實(shí)粘土,完成堵漏后重新開孔進(jìn)尺。

3 結(jié)語

沙灣電站尾水渠覆蓋層地質(zhì)條件復(fù)雜,地基漏漿地層多,防滲墻施工針對(duì)不同的泥漿漏失層采用水力沖砂灌填、預(yù)灌濃漿、投置堵漏材料、分層沖抓措施施工,取得良好的堵漏效果,避免了塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。特別是采用了預(yù)灌濃漿堵漏措施后,預(yù)灌區(qū)的防滲墻孔壁得到固化,不僅堵漏效果好,而且加快了成槽速度、減小混凝土超填量,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。