付明磊 廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院

抽水蓄能電站尾水處理系統(tǒng)中，有4條尾水支管，襯砌斷面中以圓形結(jié)構(gòu)為主，通過對(duì)尾水支管中的6m段鋼襯結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，內(nèi)空直徑為4.5m，其余的段面主要為鋼筋混凝土的襯砌結(jié)構(gòu)，襯砌的斷面結(jié)構(gòu)尺寸為5m，同時(shí)尾水支管化學(xué)灌漿系統(tǒng)中的固結(jié)化學(xué)灌漿和帷幕化學(xué)灌漿。

1.工程簡介

我國抽水蓄能電站建設(shè)步伐加快，主要依靠電能將下水庫中水源引至上水庫中，當(dāng)電力負(fù)荷處于高峰期后，再將上水庫中的水放行至下水庫中，因此得名為蓄能水電站。從工作原理上看，蓄能水電站主要以蓄水發(fā)電為主，因此水道系統(tǒng)中的防滲漏工程尤為關(guān)鍵。某抽水蓄能電站共有4條尾水支管，襯砌斷面結(jié)構(gòu)形狀為圓形，各個(gè)尾水支管鋼襯結(jié)構(gòu)以6m為間距布設(shè)，直徑為4.5m，其余段為鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，另外補(bǔ)砌斷面結(jié)構(gòu)直徑為4.5m。

2.灌漿目的及方案

通過對(duì)尾水支管的分類看，主要包含有I類、Ⅱ類圍巖，但是通過對(duì)鋼襯段洞壁的實(shí)地勘察看，仍存在一定程度的滲水現(xiàn)象，前期經(jīng)過水泥帷幕及固結(jié)灌漿系統(tǒng)施工，滲水現(xiàn)象不明顯，但是洞壁系統(tǒng)中仍有陰濕的現(xiàn)象。因此，提出水泥灌漿施工方案，對(duì)于局部微小結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，不僅可實(shí)現(xiàn)化學(xué)灌漿中灌注漿液的凝固可調(diào)，同時(shí)與流水之間的相互影響減小，其在化學(xué)漿液的灌漿系統(tǒng)中，對(duì)微小的裂縫系統(tǒng)來說，由于擴(kuò)散半徑比水泥灌漿的擴(kuò)散半徑大，這樣就增加了灌漿的作用范圍，同時(shí)也能夠提升灌漿施工的效率。尾水支管混凝土的襯砌段在施工的前期可采取固結(jié)灌漿的施工方法加以處理，同時(shí)可采取流動(dòng)性強(qiáng)、化學(xué)漿液處理模式先進(jìn)的圍巖強(qiáng)度結(jié)構(gòu)。據(jù)以上分析，采取化學(xué)灌漿的處理方法，可加大對(duì)4條尾水支管結(jié)構(gòu)加固及防滲水的有效處理。

3.化學(xué)灌漿施工

3.1 鉆孔及化學(xué)灌漿設(shè)備

灌漿中鉆孔設(shè)備型號(hào)選擇為YT-28氣腿式鑿巖鉆機(jī)，主要用于鉆進(jìn)深孔（深度＞1m），化學(xué)灌漿設(shè)備主要以自主研發(fā)的CY-HGB5.0/800灌漿泵為主，其優(yōu)勢(shì)為重量輕，流量大（可達(dá)800ml/min），最大輸出壓力為5.0MPa，且該灌漿泵還具有自控功能，通溫控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升降溫，并具備自我保護(hù)功能。

3.2 化學(xué)灌漿材料

灌漿主材為CE510型高性能樹脂，固化劑主要可分為A和B兩種液體形式。其中，CW511和CW512化學(xué)灌漿材料力學(xué)性能較高，與CW512相比，CW511初凝時(shí)間較長，可操作的時(shí)間也較長，適于開展細(xì)微裂縫和泥化夾層中的滲透。而CW512漿液的配比為5:1和 4:1兩種，并且相應(yīng)初凝時(shí)間較短，主要適應(yīng)于封堵處理。因此本化學(xué)灌漿主要以CW512，配比為6:1進(jìn)行有效的化學(xué)灌漿作業(yè)。

3.3 灌漿工藝

先帷幕灌漿，再開展固結(jié)化學(xué)灌漿，灌注以低高程向高高程灌注，主要在環(huán)內(nèi)、環(huán)間分序施工，具體灌漿工藝流程如下：

鉆孔→孔內(nèi)沖洗→壓風(fēng)清孔→埋管→化學(xué)灌漿→灌漿結(jié)束→質(zhì)量檢查。

3.3.1 鉆孔

鉆孔是化學(xué)注漿施工的重要組成部分，其不僅直接影響到注漿的使用效果，同時(shí)也可按照實(shí)際設(shè)計(jì)流程，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)灌漿流程及主要節(jié)點(diǎn)的控制，如對(duì)鉆孔的角度、鉆孔直徑等進(jìn)行鉆進(jìn)施工，在鉆進(jìn)方向的控制上，要以地面預(yù)注漿鉆孔方向?yàn)橹?，加?qiáng)地下工作面中鉆孔方向的控制，并結(jié)合鉆孔方向的地面預(yù)注漿孔位結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)孔底結(jié)構(gòu)中出入性的有效分析。

3.3.2 化學(xué)灌漿

壓力灌漿的過程中，對(duì)應(yīng)設(shè)備的壓力應(yīng)≥0.6MPa，在壓漿處理的過程中，應(yīng)及時(shí)的觀察漿液是否流動(dòng)，相鄰開始出漿后，應(yīng)擠壓2～3min，同時(shí)在擠壓的過程中，應(yīng)停止本孔的灌漿，并在相鄰灌漿中，持續(xù)進(jìn)行，并一般由下往上進(jìn)行注漿處理，壓灌的次數(shù)一般由低位到高位。

在化學(xué)灌漿的過程中，應(yīng)針對(duì)重要的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，從經(jīng)濟(jì)成本上進(jìn)行分析，可通過建立更低成本的補(bǔ)漏實(shí)施效果及措施，并建立基于實(shí)踐應(yīng)用為主的主體使用效果。第二，可從行業(yè)素養(yǎng)領(lǐng)域進(jìn)行分析，將定制和執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝進(jìn)行分析，將這兩部分元素進(jìn)行有效關(guān)聯(lián)，而這兩個(gè)因素是相輔相成，相互關(guān)聯(lián)的，不僅可借助單個(gè)工程進(jìn)行分析，同時(shí)也可對(duì)補(bǔ)漏的標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)范化進(jìn)行有效分析。

4.灌漿成果及檢查

4.1 化學(xué)灌漿成果

尾水支管灌漿時(shí)間長達(dá)1個(gè)半月，孔數(shù)量達(dá)到240個(gè)，總長度達(dá)到1008m，其中帷幕化學(xué)灌漿孔數(shù)量達(dá)到48個(gè)，長度240m，二號(hào)～三號(hào)孔個(gè)數(shù)分別為48個(gè)，距離都為240m，固結(jié)化學(xué)灌漿中一號(hào)～二號(hào)序孔數(shù)量都為48個(gè)，距離為144m。從灌漿量上看，一號(hào)序孔的總灌漿量達(dá)到1684.8kg，平均單耗7.02kg/m。

4.2 化學(xué)灌漿效果

鉆孔。使用電錘等鉆孔工具沿裂縫兩側(cè)進(jìn)行鉆孔，鉆頭直徑為14mm，鉆孔角度在45°～60°之間，鉆孔穿透裂縫，一般超過10～20cm。

灌漿材料化學(xué)灌漿采用LW水溶性聚氨酯灌漿材料。化學(xué)灌漿主要工藝流程和技術(shù)參數(shù)。

清縫：在鉆孔完成后，要對(duì)高壓水清理的過程進(jìn)行分析，如表面的裂縫現(xiàn)象，以此保證裂縫結(jié)構(gòu)中縫口不存在填充物。

注水：待鉆孔干燥后，應(yīng)對(duì)鉆孔的過程，灌漿的過程進(jìn)行有效分析，將灌漿嘴連接好，并采取高壓水進(jìn)行灌注施工，保證孔內(nèi)達(dá)到飽和狀態(tài)。

灌漿：進(jìn)行化學(xué)灌漿時(shí)，壩體混凝土溫度應(yīng)達(dá)到接縫灌漿溫度，結(jié)構(gòu)表面以內(nèi)3m范圍可適當(dāng)提高，漿液溫度應(yīng)根據(jù)選定的灌漿材料確定，漿液溫度應(yīng)有利于延長其凝結(jié)時(shí)間、降低漿液粘度，并不得高于20℃。灌漿壓力結(jié)構(gòu)縫或縫寬大于0.5mm的較寬裂縫采用0.5MPa，縫寬小于0.5mm細(xì)裂縫宜采用高壓灌漿(壓力大于1.0MPa或在保證不對(duì)原混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生劈裂破壞情況下盡量采用較大壓力)。灌漿的壓力值在逐漸升級(jí)的過程中，壓力值也跟著升級(jí)。在灌漿的實(shí)際順序中，應(yīng)由里及表，自下而上，從一端傳至另一端，保證單孔或者多孔灌漿的有效開展。特別注意的是灌漿的壓力應(yīng)小于設(shè)計(jì)壓力，促進(jìn)和保障孔內(nèi)吸漿的灌漿標(biāo)準(zhǔn)的有效實(shí)施。

對(duì)于先期已經(jīng)埋設(shè)的灌漿管的倉面結(jié)構(gòu)進(jìn)行裂縫處理，同時(shí)可依據(jù)預(yù)埋管中的裂縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，斜孔裂縫的化學(xué)灌漿進(jìn)行處理，嵌填的過程及表面處理的過程中，裂縫灌漿完成3d后，除去裂縫中的外溢材料，并對(duì)其表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效分析。灌漿效果檢查化學(xué)灌漿結(jié)束7天后，對(duì)裂縫表面進(jìn)行外觀檢查，或采用壓水試驗(yàn)的方法進(jìn)行灌漿質(zhì)量檢查，壓水檢查壓力0.2MPa，合格標(biāo)準(zhǔn)為:透水率不大于1.0Lu。

5.結(jié)束語

綜上所述，抽水蓄能發(fā)電站，主要以抽水發(fā)電為主，尤其對(duì)水道的灌漿加固處理標(biāo)準(zhǔn)要求較為嚴(yán)格，因此在選擇使用化學(xué)灌漿對(duì)尾水支管進(jìn)行有的帷幕、固結(jié)化學(xué)灌漿的過程中，應(yīng)利用化學(xué)灌漿進(jìn)行材料的及時(shí)擴(kuò)散，加強(qiáng)凝固的擴(kuò)散可控特點(diǎn)。