抽水蓄能电站帷幕灌浆施工技术研究

左明明

摘要：为了提升抽水蓄能电站安全管理水平，要充分发挥帷幕灌浆施工技术的应用有事，有效优化防渗处理的综合效果。本文结合工程案例，对抽水蓄能电站帷幕灌浆施工技术的应用方案展开讨论。

关键词：抽水蓄能电站;帷幕灌浆施工技术;应用方案

在工程项目中要适当采取帷幕灌浆技术流程，充分调研分析地质条件的同事，有效提高防渗处理的综合水平，实现工程处理效果的全面优化。

一、工程案例

本文以某抽水蓄能电站为例，整体装机规模为600MW，整体库容为1800万立方米，正是因为抽水蓄能电站规模较大，且地质环境较为特殊，因此，防渗处理难度较大，对防渗的要求较高。

一方面，抽水蓄能电站所处地质环境较为特殊，多岩层存在NW向裂隙，并且地下水活动和构造结构是的发育程度整体呈现由强变弱的趋势。值得一提的是，地表水和地下水揭露存在规模较大的洞穴型溶洞，因此，存在管道型渗漏问题。

另一方面，工程项目区地下水是裂隙水、岩溶水等。

依据当地地区水库防渗处理工作的经验，擦求垂直灌浆帷幕防渗处理技术，配合施工技术应用要点落实相應方案。

二、抽水蓄能电站帷幕灌浆施工技术应用方案

在整个帷幕灌浆施工方案中，工程灌浆帷幕总深度为133000m，实际帷幕防渗面积为15.8万立方米，具体方案如下：

（一）布置孔位

依据工程项目的实际情况，在水平区域设置2个区段的截水墙。

1）1#区段帷幕线总长为38.8m、布置32个帷幕灌浆孔，按照H001-H032进行编号，分内I序孔（8个）、II序孔（8个）和III序孔（16个）。

2）2#区段帷幕线总长为150m、布置96个帷幕灌浆孔，按照H100-H196进行编号，分内I序孔（24个）、II（24个）序孔和III序孔（48个）[1]。

（二）施工程序

为了保证帷幕灌浆施工技术操作的规范性和科学性，要建立健全完整的施工程序方案，以保证相关工作细则都能落实到位，真正发挥技术应用优势，提高抽水蓄能电站综合管控水平。

第一，测压管和排水孔的观测，因为是特殊地质条件，因此，在观测中要及时记录地下水等相关参数的变化，避免影响施工项目的整体效果。

第二，孔位放样处理。

第三，搭建施工平台，并且确保材料、设备等相关准备工作都符合工程施工要求。与此同时，要完成变形装置埋设等工作。

第四，对测压管进行封堵灌浆，保证I序钻孔到达接触段，此时，要对涌水压力、流量等基础参数予以测定，确保相关参数都能在标准范围内，减少安全隐患的留存。

第五，要对钻孔位置和裂缝予以冲洗处理，若是遭遇断层结构或者是破碎带结构，就要进行钻孔集中冲洗处理，然后配合适当的压水试验分析，观察是否出现渗流或者是抬动变形。

第六，要对接触段进行水泥灌浆，在灌浆凝固后进行第一段钻灌，一般是改性水泥灌浆，实现机械压力回填灌浆处理后钻管孔移位处理。

第七，II序孔灌浆、钻灌孔移位，III序孔灌浆、钻灌孔和裂隙冲洗，并配合相应的压水试验和丙酮赶水。

第八，完成相关工序后，机械压力回填灌浆，待凝14天后完成质量的阶段性检查，并且设置测压孔钻孔安装。

（三）观测

对于抽水蓄能电站帷幕灌浆施工技术应用过程，要想提升综合质量效果，就要践行完整的数据信息管理机制，完成实时性监测分析。

一方面，要对抬动情况予以观测，在每次孔段压水试验和灌浆操作开始后，都要结合安全管理要求和施工质量标准完成变形观测，并且确保抬动数值在0.02mm以内，若是出现抬动问题，则要及时进行降压限流处理，完成数据记录等工作。

另一方面，要对排水孔渗流量欲以观测，在孔段压水试验和灌浆工作中，要对附近的排水孔渗流量数值进行记录，一旦出现异常参数和情况就要及时处理，利用增加测量次数的方式分析相关原因，保证压水试验和灌浆压力控制的规范性。

（四）埋设和封堵

对于抽水蓄能电站帷幕灌浆施工技术项目而言，为了确保整体流程的规范性和科学性，就要按照标准化流程有效落实相关工作，维持良好的技术运行状态。

首先，抬动观测时，要借助钻机进行钻孔处理，孔径设置为Φ75mm，钻孔深入基岩的情况为1.0m，并进行水泥砂浆的填充，配合四分钢管。

其次，在施工项目开始前，拆除区段内的测压管，完成封堵灌浆操作，并且要集中扫孔到原有的孔深位置，进行洗孔和简易的压水试验操作，对应的试验压力为0.4MPa。

最后，测压管封堵灌浆，一般是全孔段灌注处理，底板在没有抬动的情况下，水灰比要设置为2：1，然后逐级增加浓度，整体灌浆压力控制在0.6MPa。例如，此次工程项目中，满足设计压力参数的基础上，浆液的注入率在1L/min以下后，实现连续灌注1h结束。

（五）钻孔冲洗和压水试验

对于工程技术而言，要想维持整体技术水平和应用质量，不仅要践行全过程质量监督机制，也要完成钻孔冲洗、裂隙冲洗等工作，尤其是遭遇地质条件较差的孔段结构，钻孔冲洗替代高压处理，能减少对孔壁结构的破坏力，维持良好的安全环境。一般而言，裂隙冲洗过程中，对应的冲洗压力是整个区段灌浆压力的80%，要控制在1MPa以下，当回水清净时结束，整体冲洗时间控制在30min以内。

除此之外，要进行简易的压水试验分析，综合评估凝聚时间、配合比情况等，以便施工技术应用效果能符合工程项目的质量标准和要求。

（六）灌浆

1.灌浆材料

依据灌浆设计要求，灌浆材料分为两种，I序孔和II序孔采取的是改性水泥、III序孔接触段采取的是AK树脂材料，改性水泥应用量较大，所以要对其质量进行检验，保证新鲜度的同时确保没有受潮、结块等问题。

一方面，水泥浆液利用高速搅拌机，搅拌时间>30s[2]。

另一方面，AK樹脂采取现场临时性配置的方式，满足拌制混凝土要求。

2.制浆

改性水泥采取的水灰比控制在2：1、1：1以及0.8：1三个基本等级，针对地质结构带吸浆量较大的孔段区域，则结合实际情况确定水灰比。

3.灌浆特征

1）接触段，基岩面以下孔深为0-1.5m，水平截水墙灌浆压力为0.7MPa、南北截水墙灌浆压力为0.6MPa，I序孔、II序孔应用改性水泥、III序孔应用AK树脂。要求在低库水位时进行灌浆。

2）第一段，基岩面以下孔深为1.5m-6.5m，水平截水墙灌浆压力为1MPa、南北截水墙灌浆压力为0.9MPa，I序孔、II序孔应用改性水泥、III序孔应用AK树脂。要求在低库水位时进行灌浆。

3）第二段，基岩面以下孔深为6.5m-11.5m，水平截水墙灌浆压力为1MPa、南北截水墙灌浆压力为0.9MPa，I序孔、II、III序孔均使用改性水泥。尽量在低库水位时进行灌浆。

4）第三段，基岩面以下孔深为11.5m-16.5m，水平截水墙灌浆压力为1.2MPa、南北截水墙灌浆压力为1MPa，I序孔、II、III序孔均使用改性水泥。尽量在低库水位时进行灌浆。

5）第四段及以下段，基岩面以下孔深为16.5m以上，水平截水墙灌浆压力为1.3MPa、南北截水墙灌浆压力为1.2MPa，I序孔、II、III序孔均使用改性水泥。尽量在低库水位时进行灌浆[3]。

三、抽水蓄能电站帷幕灌浆施工技术应用效果

第一，对耗灰量进行分析，耗灰量参数的大小和裂隙充填的密实程度息息相关，而密实性往往决定了整个防渗水平的优劣，为此，要对耗灰量进行合理性的评估分析。1）不同岩性、岩组和风化程度采取对应的参数处理机制。例如，主坝地表要利用固结灌浆操作，然而地表属于弱风化层，耗量较大。2）不同的工序和耗量也存在一定的关系，先完成施工的灌浆单元单耗要高于后完成施工的项目。由此可知，要结合技术要求和具体工程项目情况完善工序，充分发挥技术优势，提升防渗效果。

第二，参数对比，对排水孔流量、涌水流量、涌水压力等进行了分析，本次灌浆操作整体效果较好，实现了有效填充，并且，截水墙充分发挥了实际作用，提升抽水蓄能电站防渗整体水平。与此同时，对孔透水率进行分析，均满足设计要求，无串、冒浆问题出现。

结束语：

总而言之，抽水蓄能电站帷幕灌浆施工技术的应用要结合实际予以优化，建立健全完整的控制方案，配合综合性调控机制和处理机制，对整个技术工序予以监督，最大程度上发挥帷幕灌浆技术的应用优势，提高防渗效果和耐久性，为工程项目全面可持续发展提供保障。

参考文献：

[1]陈建平.浅谈丰宁抽水蓄能电站夹层风化下帷幕灌浆试验[J].浙江水利科技，2019，47（2）：63-65，71.

[2]杨峰，张丹，宿生，等.海南琼中抽水蓄能电站压力钢管帷幕灌浆孔焊接封堵工艺及改进[J].水力发电，2019，45（1）：93-96.

[3]杨松.泰山抽水蓄能电站上库帷幕灌浆时效性分析研究[D].山东：山东大学，2016.