某抽水蓄能电站水毁面板修复灌浆施工

夏智翼，胡云鹤

（1.丰满培训中心，吉林省吉林市 132108；2. 丰满大坝重建工程建设局，吉林省吉林市 132108）

某抽水蓄能电站水毁面板修复灌浆施工

夏智翼1，胡云鹤2

（1.丰满培训中心，吉林省吉林市 132108；2. 丰满大坝重建工程建设局，吉林省吉林市 132108）

面板是堆石坝的重要组成部分，面板质量的好坏对整个工程的安全运行起着极其重要的作用。某抽水蓄能电站工程上水库面板施工过程中遭遇暴雨，致使部分面板发生抬升破坏。本文结合水毁面板修复过程，论述了设计修复方案与要求，现场脱空灌浆试验工艺流程，并对灌浆修复结果质量进行了着重分析。

水毁面板；灌浆质量控制；抽水蓄能电站

1 概述

某抽水蓄能电站是我国东北地区第一座大型纯抽水蓄能电站，工程枢纽建筑物主要由下水库及下水库泄洪排砂闸坝、上水库及上水库钢筋混凝土面板堆石坝、上/下水库进出水口、地下厂房洞室系统、地下输水洞室系统及地面开关站等附属建筑物组成。

上水库面板堆石坝轴线长714m，坝轴线方向为NE16.5˚，坝顶高程为395.50m，最大坝高78.50m，坝顶宽10m，最大底宽237.3m。面板共分52块，其中在左、右坝头各布置一块宽度分别为7.1m和6.9m的面板，其他50块面板宽度均为14m。自右岸向左岸，宽度14m的面板编号为B1～B50，B20块斜长为129.895m（127.261m），为最长部位；两侧长度最小。面板坡度为1：1.406，面板底部最厚处为56.4cm，顶部高程392.5m处厚度为30cm，面板底部与趾板相连接。

2010年8月20～21日，电站所在流域发生强降雨，雨水由上水库面板堆石坝坝顶直接灌入面板后形成反向水压，致使大坝B41～B45块面板发生抬升破坏，8月25日现场检查发现周边缝处法向抬动值较大，雨后局部周边缝渗出水流，说明该部位周边缝底部止水已经破坏（面层止水未施工），防渗体系失效。

2 面板灌浆修复方案与要求

2.1 灌浆修复设计方案

面板修复设计方案为：B41～B45局部重新浇筑混凝土趾板和面板。即将补强范围内的原有混凝土板作为支撑体，重新浇筑一套面板和趾板，形成一套相对独立的防渗结构，并与补强范围以外的完好防渗结构形成封闭可靠的防渗体系。

面板修复包括面板脱空处理灌浆、趾板修复混凝土、面板修复混凝土、面板表层止水施工、辅助防渗体填筑以及表面块石护坡等施工项目。

2.2 灌浆修复设计要求

根据设计单位提供的《上水库面板灌浆试验任务书（修订稿）》和《上水库B41～B45面板修复B41～B45面板下脱空处理布置图》，具体要求为：

（1）原面板下的脱空分为面板与砂浆垫层、砂浆垫层与垫层料之间的脱空，灌浆必须确保该两个区域脱空部分填充密实。

（2）灌浆材料为水泥粉煤灰浆液。

（3）布孔原则：四边形布孔，沿面板斜长方向，灌浆孔基本间排距为1.5m，具体根据灌浆试验确定。

（4）灌浆控制原则：在不抬动面板及浆液尽量不侵入垫层料的前提下，可低压灌浆，具体灌浆压力可根据试验确定。

（5）灌浆方式：钻孔方向垂直于面板。采用纯压式、自下而上灌浆。以每块面板为一个单元，先灌下排孔以相应上排孔作为回浆管，自下排到上排连续施灌。要求由低到高的原则以排孔为单位灌注，先灌注高程较低的下排孔，待上排孔（高程较高）返浆后，下排孔停止灌浆。在保持灌浆压力的前提下，立即以上排孔为进浆管进行灌浆，待再上排孔返浆后，上排孔停灌。依次类推，直至最顶层灌浆完成后，保持压力20min（具体由试验确定）后，结束灌浆。

（6）面板下脱空处理全部完成后，必须对面板上的灌浆孔进行扫孔。灌浆孔可用微膨胀水泥砂浆封孔处理，砂浆标号M30。

3 面板脱空灌浆试验与施工过程

3.1 面板现场生产性脱空灌浆试验

2010年12月1日，由设计现场指导，业主、监理参加，施工单位实施，在B44进行了现场生产性脱空灌浆试验。

由于处于冬季施工，采取加热水拌和水泥粉煤灰浆液，灌浆区域采取覆盖棉毡布保温，保证了正常有序施工。

根据设计图纸，在B44下部布置两排灌浆孔，手风钻钻孔，孔径φ40mm，孔距1.5m，排距1.5m，第一排5个孔，第二排9个孔，另外在两排之间布置一个抬动观测孔。两排共14个孔，孔深为0.53～0.77mm，面板及砂浆垫层厚度为0.49～0.55m，面板下脱空为0.09～0.25m，根据面板厚度公式，基本上可以判定面板和砂浆垫层之间没有脱空，只有砂浆垫层下部的脱空。

2010年12月1日下午13：00，灌浆试验正式进行，灌浆前，对第1排进行通风检查，结果同排孔均通风，对第2排孔进行通风检查，结果第2排也通风，说明B44下部两排孔均连通。于是进行B44第1排第1个孔灌浆，浆液配比水泥∶粉煤灰=1：4.2；水胶比0.5（施工配比为1m3浆液需水泥216.7kg，粉煤灰910kg，水563kg），至12月2日下午，B41、B42周边缝冒浆，而未起压，马上对B41～B44周边缝进行封堵，继续灌浆，至2010年12月5日，B44第二排孔冒浆，第一排其余的孔也冒浆，灌浆压力0.1MPa，抬动观测仪读数一直为160µm未变化，将第1排孔灌完后，接着以第2排孔为进浆管，继续施灌，至12月6日，将B44底部两排孔全部灌完，压力控制在0.1MPa以内，抬动观测仪未抬动。在试验验过程中，设计、监理与业主有关人员参与了本次灌浆试验工作，并给予了技术指导和现场控制，并对出现的问题研究制定了解决办法，保证了试验工作的正常进行。

2010年12月1～6日的灌浆试验表明：通过钻孔脱空检查和畅通性检查，以及灌浆串漏至B42面板周边缝，显示B41～B45面板脱空区域是连通的；灌浆孔距和排距1.5m，浆液配比水泥∶粉煤灰=1：4.2；水胶比0.5，灌浆压力0.1MPa，面板未抬动，灌浆半径大于1.5m，于是可以确定灌浆孔的间排距、浆液配比、灌浆压力是合适的；另外，由于B41～B45之间相互连通，灌浆顺序为5块面板整体自下而上间隔“赶灌”法，无须分板块进行；灌浆结束标准为上排孔冒浆，直至下排孔Ⅰ、Ⅱ序孔灌完，然后再换至上排孔灌浆。B44两排孔共灌入浆液82480L，计水泥17.87t，粉煤灰75t。至2010年12月9日，B44脱空灌浆共8排68个孔全部灌完，共消耗浆液116560L，计水泥25.26t，粉煤灰106.07t。

3.2 面板脱空灌浆施工

按照现场生产性试验确定的灌浆参数，面板脱空灌浆于2010年12月21日结束，灌浆板块的顺序是B44→B42→B45→B43→B41，共历时21天完成灌浆任务，具体分布见图1。

4 灌浆成果分析与质量检查

4.1 灌浆成果分析

从灌浆成果来看B41～B45底部脱空的部位是连通的，从表1可以发现，先灌板块如B44、B42进浆量较大，后灌板块如B43、B41进浆量较小，尤其为B43，45个孔，只有4个孔吃浆；从表2中可以看出，每个板块的脱空值均为钻孔完成后就量的孔深，所以，先灌块B42、B44脱空最大，后灌块由于已经有部分浆液渗透到相邻板块，所以，后灌块的脱空较小。

图1 0+559.1～0+645.1重新浇筑面板B40～B46平面布置图

表1 面板B41～B45脱空处理回填灌浆成果一览表

表2 面板B41～B45脱空情况统计表

4.2 灌浆检查孔布置

由于B41～B45脱空部位已经连通，所以，以B41～B45为一个整体布置检查孔，上部布置3个，左侧布置1个，右侧布置1个，中间抽取脱空最大的布置4个。即：B41布置1个，B42布置2个，B43脱空较小不布置，B44布置4个，B45布置2个。检查孔共布置9个。

4.3 质量检查情况

2011年1月2～4日，完成了B41～B45，共9个检查孔的钻孔取芯，取芯设备为φ63mm手持式水钻，钻孔深度均钻至垫层料无法取芯的深度，从取芯情况看，面板混凝土和翻模砂浆垫层岩芯完整性较好，面板混凝土和翻模砂浆之间没有脱空，但由于粉煤灰掺量较大，脱空部分的芯无法取出，但从取出的接近砂浆垫层的岩芯看，垫层料块石表面附着的有水泥粉煤灰浆液，同时在钻孔过程中，由于钻的振动和水的冲击，粉煤灰从检查孔内返出，另外，用铁丝打弯来勾量孔内无脱空，向孔内注水，等待2h后观察，孔内水位不下降，说明灌浆效果明显，脱空部位已经灌密实。

5 结束语

灌浆试验过程中明确施工参数的重要环节（灌浆压力、孔距、浆液浓度的合理性验证）；孔深、脱空情况及贯通情况，灌浆前均进行验收签证；灌浆过程中的巡视检查，对灌浆资料及时签认，发现问题及时指出，并监督整改；根据灌浆成果资料，指定检查孔，并对检查孔钻设及检查全过程进行旁站，并对检验成果签字认可，对整个过程做到了全程控制。

[1] 侍克斌，李玉建，颜宏亮.水利工程施工.北京：中国水利水电出版社，2014.

夏智翼（1986—），女，工学硕士，讲师，主要研究方向：水工建筑物施工监测。E-mail:zhiyi-xia@sgxy.sgcc.com.cn

胡云鹤（1985—），男，工学硕士，工程师，主要研究方向：水电建设施工管理。E-mail:yunhe-hu@sgxy.sgcc.com.cn

Repair Grouting Construction for Damaged Panel of Pumped Storage Power Station

XIA Zhiyi1，HU Yunhe2
（1.Feng Man Training Center，Jilin 132108，China ；2.Feng Man Dam Reconstruction and Project Construction Bureau，Jilin 132108，China）

The panel is an important part of rockfill dam, the quality of the panel plays an important role in the safe operation of the entire project. On the construction process of power plant project heavy rains, resulting in panel some lifting damage.In this paper, combine the repair process of damaged panel,discusses design rehabilitation program and requirements, void grouting test site process, and analyzes the results of grouting repair quality.

Damage panel; grouting quality control ; pumped Storage Power Station