山西省泽城西安水电站（二期）工程溢洪道裂隙段帷幕灌浆施工质量评价

石 海 吴叶菲

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概况

山西省泽城西安水电站（二期）工程是山西省35项应急水源工程之一，属省重点工程。工程位于晋中市左权县境内的清漳河干流上，坝址以上控制面积3 230 km2，多年平均径流量2.21亿m3。溢洪道布置于水库右岸大坝与导流泄洪洞之间，进口距挡水坝上游约240 m，出口距挡水坝下游坡脚约1.5 km。包括：引渠段、闸室段、泄槽段、挑流消能段,总长300.31 m。溢洪道底板以上出露地层为常州沟组第三至第七岩组长石石英砂岩、石英岩状砂岩和含铁质长石石英砂岩，厚20.0～70.0 m。对于右岸延伸段斜穿溢洪道底板的2道裂隙，除原设1道帷幕灌浆外，上下游2 m处各增加1道帷幕灌浆，长度8 m，间距及深度与原设计一致，其中每排有1孔骑裂隙进行灌浆。

2 帷幕灌浆

1）钻孔：灌浆孔钻孔孔径φ110 mm，第一段和终孔段必须进行测斜。

2）抬动观测：抬动变形监测全过程设专人观测，并定时对周围灌浆范围巡视观测，做好详细记录。

3）冲洗：作业前进行孔壁与裂隙冲洗。方法为大流量水流从孔底向孔外冲洗，直到回水澄清10 min即可结束。裂隙冲洗压力指标：灌浆压力的80%，且不大于1.0 MPa，冲洗至返水澄清10～20 min为止。冲洗过程中要特别注意控制冲洗压力，避免岩体抬动变形。

4）压水试验：裂隙冲洗后方可进行压水试验，各灌浆段在灌浆前宜做简略压水试验，采取单点法，压力为对应孔段灌浆压力的80%，且不大于1.0 MPa。

5）灌浆：灌浆液采用水泥重量比为5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1六个比级，按照由稀到浓的原则进行配浆、灌浆。压力以孔口回浆管压力表读数的中值为准，压力表读数范围应小于灌浆压力的20%。

6）封孔方式：自钻杆下至孔底，注入0.6：1的水泥浆，满至孔口时钻杆逐渐上提，同时保持注浆管口不大于水泥浆液面50 cm，补充水泥浆保持满孔，然后用孔口封闭纯压式灌浆封孔，封孔压力6.0 MPa，持续1 h结束封孔。封孔结束后24 h，按同样方法进行第二次封孔，待凝后对析出段人工采用砂浆封孔。

7）质量检查：灌浆施工结束后，根据原始记录及灌浆结果，详细筛选质量检查孔，数目不小于总钻孔数的10%。同时保证每一个单元至少有1个检查孔。质量合格标准应满足以下要求：透水率q不大于5 Lu，总体合格率超过90%；不合格段透水率值及分布范围满足设计规定。

3 原材料质量检测

本工程的原材料为42.5级普通硅酸盐水泥,对施工所用材料的验证方式主要有：检验、试验、测量、观察、查验产品合格证明书等质量证明文件，检测结果均符合要求。

4 仪器仪表检验

采用的压力、流量等计量仪器均按有关规定送相关部门检测。

5 溢洪道裂隙段帷幕灌浆工程成果资料统计分析

5.1 溢洪道裂隙段帷幕灌浆各次序孔透水率分析

溢洪道裂隙段帷幕灌浆施工共钻孔20个，涉及灌前压水试验220段，成果以透水率q表示，各次序孔压水成果见表1。

由表1反映的趋势可以看出各次序灌浆孔透水率随灌浆次序逐次增加而逐次减小，其中上游排Ⅱ序孔较Ⅰ序孔透水率减小54.60%，下游排Ⅱ序孔较Ⅰ序孔透水率减小59.70%，表明灌浆效果是良好的。

5.2 溢洪道裂隙段帷幕灌浆各次序孔单位水泥注入量分析

溢洪道裂隙段帷幕灌浆Ⅰ序孔12个，Ⅱ序孔8个，各次序孔单位水泥注入量见表2。

从表2单位注灰量指标来看I序孔大于II序孔，灌浆效果显著。其中上游排I序孔单位注灰量为59.63 kg/m，II序孔单位注灰量为8.38 kg/m，II序孔较I序孔单位注灰量降低了85.90%；下游排I序孔单位注灰量为49.68 kg/m，II序孔单位注灰量为7.34 kg/m，II序孔较I序孔单位注灰量减少85.20%，各次序孔递减规律明显，满足灌浆要求，灌浆效果较好。

表1 各次序孔压水成果

表2 各次序孔单位水泥注入量

5.3 溢洪道裂隙段帷幕灌浆检查孔压水结果

溢洪道裂隙段帷幕灌浆共20个灌浆孔，布置2个检查孔，检查孔压水22段，压水成果见表3。

经综合分析，溢洪道裂隙段帷幕灌浆满足质量评定标准（最大孔段透水率2.06 Lu，最小孔段透水率0.63 Lu）。

表3 压水试验成果

5.4 透水率、单元注灰量频率曲线及频率累计曲线

帷幕灌浆透水率及单元注灰量频率曲线及频率累计曲线见图1、图2。

图1 溢洪道裂隙段（0+0.00～0+8.00）帷幕灌浆透水率频率曲线及累计频率曲线图

图2 溢洪道裂隙段（0+0.00～0+8.00）帷幕灌浆单位注灰量频率曲线及累计频率曲线图

由图可以看出，各孔段透水率及单位注灰量在分布区间上均随孔序增加而减小，符合一般灌浆规律，说明灌浆效果良好。

6 溢洪道裂隙段帷幕灌浆施工质量评价

1）钻孔质量评价：帷幕灌浆钻孔孔径、孔深满足设计规定，偏距在允许偏差范围内，最大偏距0.62 m。

2）灌浆质量评价：该部位已完成单元工程评定，涉及帷幕灌浆有：钻孔20个，压水孔段220段，灌前压水透水率平均值为4.45 Lu；灌浆后透水率平均值为1.29 Lu（最大孔段透水率2.06 Lu，最小孔段透水率0.63 Lu），可以看出q前>q后，透水率值符合灌浆规律及设计要求。

经综合分析，溢洪道裂隙段帷幕灌浆单元注灰量I＞II，灌浆效果明显。其中上游排I序孔单位注灰量为59.63 kg/m，II序孔单位注灰量为8.38 kg/m，II序孔较I序孔单位注灰量减少85.90%；下游排I序孔单位注灰量为49.68 kg/m，II序孔单位注灰量为7.34 kg/m，II序孔较I序孔单位注灰量减少85.20%，各序孔递减规律明显，符合灌浆规律及设计要求。