頂水上行灌漿技術在長潭河工程中的應用

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頂水上行灌漿技術主要運用于防滲圍堰存在大通道滲漏的部位，該技術防滲效果好，施工技術相對較簡單，且施工費用相對其它化學灌漿成本較低。水泥灌漿技術是普遍通用的施工技術，而水泥漿發(fā)生串冒漿液、不易提高水泥灌漿壓力和易引發(fā)地層產生抬動問題，是灌漿技術中長期存在而未解決的技術難題，嚴重制約水泥灌漿技術的應用和發(fā)展。控制性水泥灌漿的創(chuàng)新，能控制被注入的化學外加劑到地層內才與一部分水泥漿液相混合，被混合的水泥漿液的凝膠時間可控制在需要范圍，最短可達10多秒。

　　1 概述

　　長潭河水利水電樞紐工程位于氵婁水下游慈利縣境內，為澧水一級支流，是以發(fā)電為主，兼有航運、旅游及養(yǎng)殖等綜合效益的水利樞紐工程。該電站采用一次攔斷河床隧洞導流方式，圍堰采用土石不過水圍堰。由于該區(qū)域位于溶巖地區(qū)，溶洞特別發(fā)育，河床中弧石、漂石特別多且粒徑大，最大直徑達6m，這給圍堰防滲灌漿造成了很大的難度，前期采用高噴及靜壓灌漿均未取得理想效果，最后在頂水上行灌漿技術下圍堰得以閉氣，現就頂水上行灌漿技術作如下簡述。

　　2 控制性水泥灌漿技術簡介

　　控制性水泥灌漿根據水泥漿液加化學外加劑后能調控漿液凝膠時間和使?jié){液迅速失去流動性而變成固體的性能，從控制水泥漿液凝膠時間角度出發(fā)，綜合應用流體和固體相結合的工程力學特征，采用液體灌漿裝置，啟動專用泵加注化學外加劑送到地層內與水泥漿液相混合，達到解決水泥漿不發(fā)生串冒、不易提高水泥灌漿壓力和控制不抬動地層問題等。

　　水泥灌漿技術是普遍通用的施工技術，而水泥漿發(fā)生串冒漿液、不易提高水泥灌漿壓力和易引發(fā)地層產生抬動問題，是灌漿技術中長期存在而未解決的技術難題，嚴重制約水泥灌漿技術的應用和發(fā)展。

　　控制性水泥灌漿的創(chuàng)新，能控制被注入的化學外加劑到地層內才與一部分水泥漿液相混合，被混合的水泥漿液的凝膠時間可控制在需要范圍，最短可達十多秒。在連續(xù)的水泥灌漿過程中的相匹配的工藝措施和流程，加注化學外加劑采用間斷和不連續(xù)的方式。

　　3 控制漿液能頂水上行的堵漏工藝

　　該施工工藝針對常規(guī)堵漏技術存在的問題，遵循地下水動力學的規(guī)律，從控制水泥漿液的凝膠時間和灌入漿液的灌漿壓力著手，用創(chuàng)造性的灌漿工藝，再匹配其它灌漿參數，以灌入率變化為控制依據，應用水泥灌漿方法解決各類涌、漏水問題。在水泥灌漿法堵漏中應用該工藝能控制水泥漿液頂水（迎水）上行，迎水上行的擴散距離根據需要可以調控，克服了漿液被水沖稀而隨水流失的問題。一定的流速條件是控制漿液向迎水向擴散的必要條件。工程上應用控制漿液凝膠時間的方法達到流體力學和固體力學相結合的受力模式，突破了常規(guī)的灌漿壓力界線，大幅提高了灌漿壓力的使用值，不但解決涌、漏水的疑難問題，且兼有很好的加固效果。

　　3.1 施工工藝

　?。?）施工工藝流程。測放孔位→灌漿孔分序→鉆孔→安裝卡塞裝置（膜袋）及下設注漿管→拔套管→灌上管→灌底管（即終孔灌漿）→封孔。

　?。?）鉆孔。鉆孔分Ⅲ序施工，孔距1.2m。鉆孔采用φ150mm跟管鉆機鉆孔，鉆孔1次性成孔，成孔深應進入基巖不透水層1m。

　?。?）灌漿。①灌漿材料。水泥采用P32.5水泥，強度等級以滿足設計要求為準，細度滿足規(guī)范要求。水泥符合規(guī)定的質量標準，不使用受潮結塊的水泥。水泥不應存放過久，儲期超過3個月的水泥不得使用。化學材料符合設計要求。②制漿。采用高速攪拌機制漿液，攪拌時間不小于30s，必須攪拌均勻并測定漿液比重，從制備至用完宜小于4h.

　　制漿漿液水灰比采用1∶1或0.8∶1.注漿管采用φ19.05mm鐵管或同管徑的PPR管。③輸漿。設備器具為儲漿桶、3SNS泵、清洗泵、水動力泵、手槍泵、手壓泵等。④灌漿方法。Ⅰ序孔1次性成孔后下兩根注漿管，卡塞位置在粘土墻與砂卵石層接觸部位，卡塞采用膜袋施工技術；1根注漿管下至距孔底20～50cm處，另1根注漿管下至膜袋以下10～20cm.灌漿孔Ⅲ施工，灌漿時先灌上管，再灌底管。同一次序孔也可以循環(huán)交叉灌注。⑤灌漿壓力見表1.⑥漿液水灰比采用1∶1，特殊情況下可采用0.8∶1；灌漿過程中應使灌漿壓力盡快達到設計要求。通常情況下，主要添加劑采用專配的化學控制液，摻量為水泥的6%～7%。若遇特殊情況，摻量根據現場適當調整。⑦灌漿結束標準。當灌漿段灌漿壓力已達設計要求值，注入率不大于20L/min時，可結束該段灌漿，或當灌漿段灌漿壓力已達設計要求值，漿液灌入量超過設計量（1200L/m）后，即可結束該段灌漿。⑧特殊情況處理。灌漿注入量達400～500L后，注入率仍較大，而灌漿壓力仍未達到設計要求值，即加入化學控制液，直至灌漿壓力值達結束標準；灌漿過程中若遇到串、冒等現象，立即加入化學控制液灌注，至灌漿壓力達到設計壓力可結束該段灌漿。特殊情況下也可采取待凝或灌砂等手段；灌漿管安置深度，根據現場地質情況確定。

　　3.2 材料儲備

　?。?）水泥保持庫存不低于10t。

　?。?）化學控制液保持庫存不低于2t.

　　4 結語

　　長潭河工程采用頂水上行灌漿技術，很好的完成了圍堰防滲灌漿，不但較計劃工期提前，且灌漿效果較好。