宝珠寺水电站14号～20号及其相邻坝段

电力18讯：    摘　要　宝珠寺电站大坝河床14 号～20号坝段,由于基础地质条件复杂,在固结、帷幕灌浆后,坝基下仍存在涌水现象。为提 高幕体的防渗作用,在原帷幕前增加了一排细水泥灌浆,效果显著。在钻灌过程中发现,岩体 中存在较大漏灌裂隙和涌水现象,并多分布在F4断层带处。如不采取这次补强措施,确实存在 降低幕体防渗功能,在高水头长期作用下,引起断层破碎带及软弱夹层产生管涌和集中渗漏途 径的可能性。
　　根据这种情况,结合14号～20号坝段及其相邻坝段的基础地质条件和灌浆施工中出现的问题, 建议先在部分坝段增设细水泥灌浆,以达到提高幕体厚度和防渗的能力,从而有效地降低坝基 扬压力,确保大坝稳定安全运行。
关键词　坝基幕体　漏灌裂隙　涌水　细水泥　补强灌浆

1　概　况

　　宝珠寺电站以发电为主,兼有防洪、灌溉等综合效益,枢纽布置采用混凝土重力坝,坝后式 厂房。大坝坝高132 m,坝顶高程595.0 m,大坝分为27个坝段,其中1号～10号坝段为右岸挡 水坝段;11号～21号坝段为中部河床坝段;22号～27号坝段为左岸挡水坝段,坝顶全长524.8 m 。正常蓄水位588.0 m,水库总库容25.5亿 m3,装机4台,单机容量17.5万 kW,总装机容 量70万 kW,年发电量23亿 kW．h。1996年12月底,电站第一台机组发电。
　　枢纽坝址区河床坝段主要分布奥陶系条带状薄层状钙泥质粉砂岩、中厚层钙硅粉细砂岩。地质构造有横河的F4断层、顺河 向F60断层以及泥质软弱夹层如D5等。由于断层、裂隙发育并互相切割、泥质夹层较多且连 续,因此,形成了一些相应的集中渗透带,岩体透水性较好,见图1。鉴于以上的水文地质工程 条件,为防止建坝蓄水后发生基础渗漏和有效降低扬压力,在坝基础部位上游桩号下0+009.0 廊道设置了两排(A、B)深孔高压防渗水泥灌浆帷幕。根据河床17号、18号坝段两排水泥帷 幕灌浆完成后,经检查孔压水试验后得到单位吸水量(ω＜0.01 L/min．m．m),达到设计要求 。但检查孔中均存在不同程度的涌水现象,部分孔段的涌水量及涌水压力较大,见表1。



图1　河床11号～21号坝段地质剖面图

表1　17号、18号坝段部分灌浆及检查孔涌水量表


坝段
编号 孔 号
/号 段次
/次 深度
/m 最大涌水量
/L．(min)-1 涌水压力
/MP a 备　　注
17 A10
检1 7、8
5、6 28.5～38.0
20～30.5 1.5～3.0
0.72～0.55 0.044 5个检查孔,均有涌水现象。
18 A2
检1 7
7 46.0～55.5
31.6～36.6 2.0～4.2
0.52
0.088 2个检查孔,其中一个涌水。

　　因河床坝段基础地质条件比较复杂,大坝位置最高,为增加断层部位的帷幕厚度,提高防渗效 果,设计单位提出在14号～20号坝段两排(A、B排)水泥灌浆帷幕前0.25 m处增设一排水泥灌 浆帷幕。
　　笔者主要阐述增加这排细水泥灌浆帷幕的效果及其重要性,在灌浆施工过程中发现不少大耗 灰量灌浆段(≥100 kg/m)和涌水量较大段位多分布在F4断层带,该现象可能产生的危害应引 起重视,见图2。结合坝基地质和坝高情况,建议在11号、12号坝段继续增设一排细水泥灌浆, 以提高幕体的防渗和削减扬压力的作用,确保大坝的稳定安全。


图2　14号～20号坝段细水泥灌浆剖面示意图

2　细水泥灌浆帷幕的设计及灌浆施工

2.1　帷幕的设计

　　在14号～20号坝段两排水泥灌浆帷幕上游0.25 m处新增一排斜孔,倾向左岸,偏上游,倾角8 7.5°～87°,孔距2.0 m,孔深30～40 m不等,均深入F4断层影响带以下5.0 m。布孔位置以17 号坝段为例,见图3(其它坝段与此相同)。



图3　17号坝段帷幕增加孔布置图

2.2　灌浆施工

　　采用小孔径(φ56～φ75)钻孔、孔口封闭器自上而下分段用钻杆作射浆管孔内循环的灌浆方 法,其流程为:钻孔―→钻孔风水联合冲洗―→简易压水―→灌浆―→回填封孔。灌浆段长: 第一、二段为2.0 m;第三段为3.0 m,以下段长按先导孔划分一般为5.0 m。灌浆按逐渐加密 的原则,分为Ⅲ序钻灌,灌浆压力第一段(接触段)1.0～1.2 MPa,最大压力4～4.5 MPa;有涌 水孔段灌浆压力为设计压力加扬压力值。灌浆水泥采用德阳生产的风选细水泥,比表面积＞6 000 cm2/g,中值粒径8.8 μm,最大粒径28.8 μm,凝固时间初凝为2 h33 min,终凝为3 h 44 min。制浆流程为2台400 L高速搅拌制浆机(1 400 r/h)――双桶搅拌机――灌浆机 。水灰比采用浓浆灌注3∶1、2∶1、1∶1、0.6∶1四个比级,当某级浆液注入量达400 L而灌 浆压力和吸浆量无变化或变化不明显时改变浓一级灌注。在设计压力下,当吸水量≤0.21 L/ min时延续60 min并达到总历时不少于120 min结束。若有涌水段则摒浆120 min,闭浆30 min 至压力为零,再待凝6 h。

3　灌浆效果分析及相邻坝段增加灌浆的必要性

　　补充水泥灌浆帷幕孔共计73个,总工程量约3200m,灌浆段总长2718m,纯注入水泥量54.4 t,平均单位注耗灰量20.8kg/m。其中15号孔最大平均单注耗灰量29kg/m。<