莲麓水电站大坝横缝渗漏骑缝钻孔阻渗处理技术 4页

学兔兔www.xuetutu.com一／_水利与特殊构筑物防水莲麓水电站大坝横缝渗潺骑缝钻孔阻渗处理技术’郭青礼，褚立波，韩帮坤(中国水利水电第三工程局有限公司西北分局，甘肃兰州730070)摘要：蓄水后出现渗漏是水电站施工的通病，其渗漏处理方法多种多样，但大部分都治标不治本。本文介绍了莲麓水电站大坝横缝渗漏采取骑缝钻孔进行化学灌浆阻渗的处理过程，其根治渗漏的经验可供水电站横缝渗漏治理作为参考。关键词：水电站大坝；横缝渗漏；骑缝钻孔；化学灌浆文章编号：1007—497X(2013)一12—0026—04中图分类号：TV642；TV697．3~2文献标识码：BAnti-seepageTreatmentTechnologyofCross-creakDrillingforCrossJointsofLianluHydropowerStationDamGuoQingli，ChuLibo，HanBangkun(NoahwestBranchofSinohydroBureau3Co．，Ltd．，Lanzhou，Gansu730070，China)Abstract：Leakageappearanceafterwaterstoringisacommonproblemofhydropowerstationconstruction，themethodsofleakagetreatmentarevaried，butmostofthemarepalliative．Thearticleintroducestheprocessofanti-seepagetreatmentofCROSSjointsofLian1uhydropowerstationdambycross—creakdrillingchemicalgrouting，whichprovidsreferenceforleakagetreatmentofcrossjointsofhydropowerstationdams．Keywords：hydropowerstationdam；crossjointsleak；cross-creakdrilling；chemicalgrouting1工程概况in，相应库容800．14万in；主厂房设计为“二机一莲麓水电站位于甘肃省渭源县与康乐县交界处缝”，即在安装间与1机、2#机与3*机之间设置永久的洮河干流九(甸峡)一海(甸峡)河段上，为无调节河结构缝。床式水电站。电站距上游九甸峡水电站厂房约6．0该水利工程投入使用后，1机与安装间(坝左0～km，距下游峡城水电站约5．1km，距兰州市约17855．46)、机与3机(坝左0～20．93)上游墙在大坝蓄km。莲麓水电站装机容量为3x22MW=66MW，属三水后，结构缝陆续出现渗水。当时由于渗水量不大，等中型工程。枢纽建筑物为混凝土闸坝，最大坝高为就采取了普通的化灌方法，即在结构缝两侧用电锤打51．5m，坝顶高程2069．5in，正常蓄水位高程2067．0斜孔(孔深60cm)进行钻孔灌浆，缝面没有再出现渗水情况。但随后巡查时发现，在坝体结构缝下游侧板收稿日期：2013-03—25式盲管流到高程2021in排水廊道的渗水流量明显作者简介：郭青礼，男，高级工程师，现任中国水利水电第三工增大，2机与3机达到158L／min，1机与安装间达程局有限公司西北分局总质检师。联系地址：730070甘肃省兰州市安宁区九州通西路70#新城科技孵化大厦B座9楼。到190L／min，造成排水设备频繁启动，不利于厂房内n学兔兔www.xuetutu.com水利与特殊构筑物防水一设备安全运行。料，其中HW型聚氨酯灌浆材料具有较高的强度，2渗水原因分析及治理方案确定LW型聚氨酯灌浆材料具有较好的遇水膨胀性。二者对该水电站的情况，参建各方十分重视，多次召以一定比例混合后，灌人混凝土裂缝中，既能防渗又开专题会议，会上对渗水的成因和处理方案进行了详对原混凝土有一定的补强作用，满足工程的要求。聚细的分析和讨论。氨酯浆液主要性能指标见表1。2．1原因分析表1聚氨酯浆液主要性能指标通过现场的检查和施工资料的查阅，得知：安装项目指标间和厂房坝段的混凝土，冬季都未停止施工。而库区黏度(25~C)／(Pa·s)75-100水位和厂房上游墙结构缝缝面出现渗水湿迹的高程密度／(g，cm)1．1O基本一致，其横缝漏水的原因，经分析可能是：潮湿面粘结强度／MPa2．40抗拉强度／MPa7．801)坝体横缝两道止水片局部破损，导致止水失抗渗性能S15效；遇水膨胀倍数／％2-502)两道止水片附近混凝土浇筑不密实；3)由于副厂房墙体裂缝、坝顶栏杆拉裂，不排除2．4骑缝钻孔技术参数确定因基础变形造成局部止水撕裂而发生渗漏；莲麓水电站大坝结构缝在坝下0+16．8、坝下0+4)水电站基础岩石大裂隙较多、岩石裂隙发育并17．3处分别设计了一道垂直向铜止水和橡胶止水。伴随着空洞，止水埋人岩石的深度仅有50oin，造成为了取得较好的阻渗效果且不破坏止水，骑缝孔的位绕渗。置设置于两道止水之间50em的范围内，取中向下游2．2治理方案确定偏移5em。通过对斜穿缝面化灌方案、上游横缝水下化灌方根据前期所打骑缝检查孔(qb90mm、孔深18in)案、灌注沥青止水桩方案、骑缝钻孔化灌阻渗方案的的情况看，孔径太小、骑缝效果十分不理想，故确定可行性及优缺点、工期、成本进行讨论后，确定采用骑开孔孔径采用210rnm，并根据钻孔的情况，适时变缝钻孔化学灌浆阻渗方案。径为168mm。骑缝钻孔化学灌浆阻渗方案，即自坝面骑结构缝在结构缝的底部距离基面6．25m和6．75In，即径直钻孔至坝基(或阻渗相应高程)，孔内灌注弹性化2024．75m高程和2024．25m高程各设计了一道水学灌浆材料，化灌材料在孔内固化后，形成一道弹性平向铜止水和橡胶止水，因此，确定孔深43．0111，即防渗止水体。从坝顶高程2069．50m钻孔至高程2026．50m处。2．3材料选择图1所示为钻孔布置示意图。该方案所用化灌材料必须满足：1)具有一定的膨考虑到缝隙没有完全张开，影响化灌的最终效胀性，保证形成的阻渗塞体塞紧、塞牢；2)具有一定的果，故决定将化灌施工时段放在气温较低的冬季。根弹性和延伸性，能适应结构缝的开合变形；3)在水中据施工的先后顺序，2机与3机骑缝孔为1孔；1快速凝固，保证浆液不被渗水冲走；4)黏度低，可灌性机与安装间骑缝孑L为2岢孔。现以1孑L为例，介绍施好，能在潮湿或涌水情况下进行灌浆。工过程。根据骑缝钻孔化学灌浆阻渗施工的经验，聚氨酯3骑缝钻孔化学灌浆施工工艺化学灌浆材料是混凝土渗水裂缝灌浆处理的首选材施工工艺流程为：开孑L埋孔口管钻孔钻孔n学兔兔www.xuetutu.comi■水利与特殊构筑物防水誊薯曩警：掣臻罨溅糍；戮钻纠偏再钻进。另外该孔通过结构缝与上游串通，孔内水位就是洮河上游库区水位，所以钻进时孔口无回q~-210水，采用一细水管向孔内加水，以便能及时发现主水性材料管是否停水，以免卡钻。需特别注意的是：采用地质钻机自坝顶骑缝钻至设计高程，钻孔过程中，应进行详细钻孔记录，观察混凝土芯样，判断是否偏离，并采取相应纠偏措施，观察图1钻孑L布置示意图孔口返水量的变化情况，并由此推断漏水通道的高程验收一压水检查一灌浆(自下而上)一检查一封孔。位置。钻孔完成后，冲洗干净。3．1钻孔1孔实际孔深43．0m，孔径210mm，未变径，钻3．1．1钻机选型与材料准备孔深度24．0in时孑L口突然不返水，说明该处有较大本工程基于钻孔结构要求与长芯样钻孔相同，选的渗漏通道，此判断通过混凝土取芯得到了进一步验用了XY一2型钻机，开孔孔径210mill，并选用6—8m证。混凝土取芯显示，在2430rll段混凝土架空呈蜂的长岩芯管与钻杆导正器，施工时配备BW250型／50窝状，部分芯样破碎呈块状。泥浆泵供水，保证钻孔内钻头冷却及排渣用水量。3．1．4钻孔测斜及纠斜3．1．2钻孔参数由于该骑缝孔要全孔取芯观察、判断，以确保钻考虑到钻孑L垂直精度很高，孔底钻进压力控制在孔骑缝的效果，因此钻孔测斜、纠偏十分重要。首先4～7MPa，正常钻进转速控制在60～120r／rain，纠偏扫要求有一定施工经验的钻孔人员，对每段的混凝土芯孔钻进转速控制在118～218r／min，进水量控制在样骑缝效果进行分析判断，如果发现芯样骑缝效果偏70—90L／rain，开孔压力要小，回次进尺控制在1．0m差较大，应立即停钻纠偏，否则就会随孔深增加，纠偏内，每个回次岩芯要采干净，钻进工效控制在2～3n1／难度加大，骑缝质量难以保证。DZ一2型浮标式球形台班。钻TL~fJ斜仪则作为辅助手段进行对比分析，发现孔斜3．1．3钻进施工过程控制超标，及时停钻，分析原因。其次纠偏时，要有相应的1)固机开孔：孔位采用全站仪放样，孔位偏差控措施，防止损坏止水和钢筋。制在5mffl之内。为便于开孔与测斜，先在混凝土上1孔全孔骑缝效果较好，混凝土芯样单边最小厚打孔埋地脚螺丝，并埋设定位钢板，将钻机机架调平度4．5cm。后用地锚固定，再用高标号砂浆将机架埋设好待凝33．2化学灌浆d，钻机就位后对准孑L位，用全站仪与垂直吊线法将钻3．2．1埋管机前后左右调平，同时采用螺丝锁紧固定，用全站仪孑L内埋设管径25mm的PVC管作为灌浆管和进行孑L位处预先准备，就绪后方可开孑L。排水管。考虑到孑L比较深，为确保灌浆效果，灌浆管2)正常钻进：因结构缝缝面夹有泡沫板、骑缝孑L埋设采用分段埋管，即分别在高程2027nq、2042．5芯样呈半圆分开，加之10cm的钢筋保护层内混凝土m、2056in处埋设3根灌浆管，最深处要求距孑L底不难以振捣，局部密实性欠佳，可能芯样较破碎，所以回大于50cm，排水管埋设长度稍大于锚固段长度即次进尺宜控制在0．51．0m，每回次都要测斜，回次进可，孔口锚固段长度在100—150cm之间，要求回填尺不超过1．0m，如果测斜误差超过允许范围，需先至坝顶水平止水以下。图2为埋管示意图。n学兔兔www.xuetutu.com水利与特殊构筑物防水II／一结束。4背水面引流封缝为配合坝顶骑缝灌浆，下游结构缝背水面漏水部位需进行引流封缝，具体做法为：1)在缝一侧钻斜孔孔排水，孔深大于50cm并过缝，孔距及钻孔数量视缝面漏水量而定；2)沿缝面凿8cmx6cm的U型槽，槽内回填快干砂浆；3)待缝内砂浆有强度后，从排水孔顶水灌入水溶性聚氨酯浆液，直至缝面再无渗漏水现象。图3为背水面引流封缝示意图。此方案仅2孔在一哩!Q一高程20411TI发电机层交通廊道实施。图2埋管示意图3．2．2压水检查．1利用连接好的灌浆系统向孔内压水(可为有色)孔结构缝水)，测其流量并在下游厂房内观察漏点，若发现漏点在正式灌浆前做好引排封堵措施。1孔投入有色水，，}÷未加压48min有色水从排水廊道流出，加压则13min流出，其余部位没有发现有色水渗出，说明渗漏图3背水面引流封缝示意图通道单独且较长，并且在混凝土中可能有缺陷存在。5结语3．2-3灌浆莲麓水电站大坝横缝渗漏处理后，及时对2#机灌浆采用的3台大流量齿轮泵(50L／min，2．5与3机结构缝(1孔)渗水量进行了测量，为500mL／MPa)，分别连接到1、、3灌浆管。首先1泵大流量rain，72h复测时无渗水，达到了滴水不漏；1机与安注浆，其余管排水排气；2管开始有化学浆液排出时，装间结构缝(2#孔)的渗水量测为200mL／min，72h1、2管同时灌浆，3管和排水管排水排气；3管开始复测时渗水量基本为零，说明这两条结构缝的处理均有化学浆液排出时，1、2、3管同时大流量注浆，排水达到了治本的目的。管排水排气，直到排水管有化学浆液排出，关闭排水总结莲麓水电站大坝横缝渗漏的处理经验，其成管阀门，增压灌浆(压力控制在0．8～1．0MPa)。在灌浆功的关键要素主要有：过程中密切察看下游厂房内结构缝面，特别是通过压1)确定钻孔位置前，需对前期混凝土的浇筑资料水已发现的漏点。一旦下游缝面出现漏浆，降低灌浆进行综合分析，合理布置孔位；压力，减缓灌浆流量，以便在下游缝面采取封堵措施。2)钻孔骑缝质量决定灌浆阻塞效果，钻工的施工l孔灌浆历时10．5h，灌浆总量为13．175to灌浆经验和过程控制很重要；起始压力为0．2MPa，灌注20rain后，开始逐步升压，3)对钻取的混凝土芯样需认真进行分析和判断，最大压力达到1．0MPa。以确定分段埋管的最佳位置；在灌浆期间，对廊道、厂房等背水面出现的零星4)4a~应急预案及巡检工作。渗漏，及时采取了临时封闭措施，减少浆液浪费以保证灌浆效果。在1．0MPa压力下，缝内不再吸浆即可