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摘 要：本文介绍毛滩电站中储门槽基础固结灌浆试验的主要施工工艺，以及灌浆效果检测手段。通过试验，并根据检测结果分析，表明基础固结灌浆灌入量与地址条件是相符合的，灌浆效果是明显的。
关键词：毛滩电站；中储门槽；基础；固结灌浆
中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）35-0164-02
1 工程概述
1.1 工程概况
毛滩水电站工程位于夹江县顺河乡境内的青衣江干流上，是千佛岩电站至青衣江汇口河段推荐的两级规划方案中的第一级开发方案。采用河床式长尾水渠开发方式，工程开发任务为发电，兼顾灌溉、防洪、城镇工业、生活及景观用水，远期长征渠修建后，服从长征渠灌溉用水，余水发电。电站为混合式开发，水库正常蓄水位406.00m，回水至夹江水文站下游约0.8km处，额定水头17m，电站设计引用流量531m3/s，电站装机容量102MW，水库总库容3000万m3，多年平均发电量48853万kW·h。
本工程设计正常高水位406.0m，回水至夹江水文站下游约0.8km处，额定水头17m，电站设计引用流量531m3/s，装机容量3×34MW，其主要水工建筑物有厂房、储门槽、冲沙闸、泄洪闸、尾水渠、左右岸防洪堤等工程。
中储门槽位于4#机及冲沙闸之间，储门槽全长30.8m，基础建基面高程EL390.5，顶部高程EL410.8，目前已施工至EL396.0m。由于储门槽基础为回填砂卵石基础，为保证电站后期运行安全，按照设计要求对中储门槽基础进行固结灌浆处理。
1.2 灌浆试验施工的目的
为提高中储门槽地基的整体性和强度，本次灌浆施工的目的是根据中储门槽基础的特性，有针对的采取一些措施和方法，使中储门槽基础的整体性、刚度和强度均得到提高，各项指标均能满足设计的要求，且做到工程造价经济合理。
2 固结灌浆设计
本工程固结灌浆孔布置在目前已施工完成的中储门槽EL396.0平台上，共计100个灌浆孔。灌浆孔共分四序，除上下游两侧Ⅰ、Ⅱ序孔外，其余各孔、排距均为3.0m×3.0m。
3 固结灌浆试验施工
3.1 试验孔布置
本工程灌浆试验孔布置在中储门槽左侧回填砂卵石基础上，因为该部位为回填砂卵石基础，透水率和沉降均要大于天然砂卵石基础，而且该部位灌浆孔深度较深。所以，在该部位设置试验孔，确定的灌浆施工参数，能够作为本工程固结灌浆的最终施工参数。试验孔灌浆施工完成后，在试验孔之间造孔进行压水试验，以确定灌浆的效果。
3.2 抬动观测施工
在本工程施工时，在施工区内的抬动观测孔中安设1个抬动观测装置，布置在灌浆试验孔左侧，距试验孔约4m。抬动观测装置在灌浆施工前安装完毕。抬动观测装置安装图如图1所示。
（1）抬动孔钻孔结束后，在孔底部1m用水泥砂浆充填，随即在孔内下置一根6′钢管（距管底部1m处焊接有对中圆形钢板，钢板上设置一橡胶塞）。
（2）在6′钢管外套装一根11/2″钢管，钢管底部与橡胶塞紧密接触，钢管外壁与孔壁间隙填入粉细砂至孔口。用水泥砂浆将11/2″钢管与上部岩体（或混凝土盖板）铸死。将11/2″钢管管口部分用麻丝填实，以免水泥浆进入11/2″钢管将6′钢管铸死。
（3）在距该孔约0.15m处钻孔（孔径50mm，孔深1.5m），孔底部0.5m用水泥浆充填，随即下置一根长为1.8m的4′钢管（距管底部0.5m处焊接有对中圆形钢板）后，用水泥浆充填上余部分。
（4）在6′与4′钢管之间安装千分表。
（5）安装好了抬动观测装置后，在施工中要妥善保护。
3.3 抬动变形观测
（1）此次试验监测基岩抬动变形的目的是为了确定在抬动变形100μm范围内各灌浆段最大允许灌浆压力，以指导灌浆施工。
（2）抬动变形采用千分表观测。当某段压水、灌浆的压力增大时，千分表指针指示数值将发生变化；当某一压力稳定后，千分表上指示的终值减去初始值即为压力下基岩的抬动值。
（3）在压水试验和灌浆过程中进行抬动变形观测与记录。每隔10min测记一次千分表读数。当抬动变形值超过规定值100μm时，停止灌浆，并报告现场监理工程师，并按照现场监理工程师指示进行。
3.4 钻 孔
本工程灌浆造孔采用回转钻进成孔工艺，抬动观测孔、质量检查孔孔径为？准76mm，其余灌浆孔孔口段孔径为？准76mm，以下各段不得小于？准46mm。灌浆孔钻孔应按灌浆分序、分段原则钻进。
灌浆造孔分段长度第一段（接触段）一般为2～2.5m，以下各段一般为5～6m。造孔困难时可适当缩短段长。
钻孔过程中应每10m进行一次孔斜测量，当发现孔斜偏差值超过允许偏差规定时，应及时采取纠偏等补救措施进行处理。
3.5 钻孔冲洗及简易压水试验
由于本工程为砂卵石基础，所以在钻孔完成后孔内不进行冲洗，如需进行冲洗需经现场研究后确定孔内冲洗方式。
灌浆孔的各灌浆段在灌浆前应进行简易压水试验。压力为灌浆压力的80%，该值若大于1MPa时，采用1MPa。压水20min，每5min测读一次压入流量，取最后流量值作为计算流量。
3.6 灌 浆
3.6.1 施工顺序及灌漿方法
（1）施工顺序
固结灌浆施工的特点就是“围、挤、压”，就是先把灌浆区圈围住，再在中间插孔灌浆挤密，最后逐序压实。灌浆孔按分层分序、逐序加密原则进行施工。
（2）灌浆方法
试区各次序灌浆孔均采用孔口封闭，孔内循环，自上而下分段灌浆法。灌浆时射浆管下端距孔底距离要求小于50cm。本次灌浆采用钻杆作灌浆管，应采用平接头。灌浆过程应经常转动和活动灌浆管，防止灌浆管在孔口胶结。 其孔口封闭灌浆法施工工艺流程见图2。
3.6.2 灌浆段长与灌浆压力
灌浆孔的起始灌浆深度为2.0m，以下各段为5～6m，造孔困难时可根据现场情况适当缩短段长。试验孔灌浆压力参考值见表1。
3.6.3 浆液变换
开灌水灰比采用1：1浆液开灌，逐级变浓。其变浆原则如下：
（1）当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。
（2）当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级。
（3）当注入率大于30L/min时，可提供具体情况越级变浓。
3.6.4 灌浆结束条件及封孔
（1）灌浆结束条件：在满足最大设计压力且吸浆率不大于1L/min的时间累计值达到30min以上时，可结束本段次灌浆。
（2）封孔：终孔段灌浆结束后以0.5：1级浓度置换孔内稀浆，采用该孔最大灌浆压力进行灌浆封孔，延续灌注30min后结束；储门槽坝体混凝土段的灌浆孔在灌浆施工结束后采用C20混凝土填充。
3.6.5 特殊情况处理措施
本工程在实际施工中，出现以下问题，过程中联系业主、设计、监理进行会商，采取以下处理措施：
（1）灌浆过程中遇大吸浆段时，I序和II序孔采用了低压、浓浆、限流、限量、间歇等措施，III、Ⅳ序孔则进行充分灌注，确保灌浆饱满；
（2）灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，根据具体情况分别采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理；
（3）灌浆过程中发生串浆，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆，应一泵管一孔；不具备灌浆条件的情况，将串浆孔塞住，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔应及时进行扫孔、冲洗和灌浆；
（4）灌浆工作必须连续进行，实际施工中因突发停电、设备故障、施工干扰等若因故中断，按照下列原则进行处理：
①应及早恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲
洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。
②灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌浆。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液尖逐级加浓继续灌注。
③恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。
（5）为确保回浆量，在灌浆过程中每隔20～30min可降压转动和上下活动灌浆管（钻杆）一次，时间2～3min，并加大回浆量来冲洗孔段，平时应保持回浆管内有15L/min以上的回浆量。
（6）灌浆过程中如回浆变浓，或浆液温度较高，采取换用相同水灰比的新浆来进行灌注。
3.6.6 灌浆主要成果分析
通过试验选定施工参数，施工完成待强度达到设计要求，采用单点法，进行了压水试验，压水试验的压力为0.3MPa，实验结果详见表2。
通过灌浆前后的压水试验表面，随灌浆孔加密，基础透水性明显减弱，符合灌浆规律，表面灌浆获得了预期的效果。
基礎因透水性较强，可灌性较好，灌后纵向波速均值大于4000m/s，表面完整性较高。
固结孔间排距均为3m，按两个次序施工较为合理。但在基础尤为薄弱的区域，间排距仍显得偏大。为改善上述不足，确保灌浆质量和达到提高地基承载力的目的，将灌浆压力提高0.3MPa左右，以提高浆液结石的密实性。
该分部工程一次性通过验收，且被评为优良工程。
4 试验结论
通过固结灌浆，明显改善砂卵石地层的物理力学性能，提高地基承载力，减少不均匀沉降，可见，该地层进行固结灌浆的可灌性是明显的。
通过固结灌浆后，单位吸水率和单位注入水泥量随灌浆次序递增而明显减小。试验结果吕荣值低于设计吕荣值，满足设计要求。
通过岩石弹性纵向声波检测表明，基础灌后纵向波速平均值有所提高，也表明灌浆效果明显。
参考文献
[1]《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）.
[2]毛滩水电站中储门槽基础处理施工技术要求.
收稿日期：2018-9-23
作者简介：金益刚（1976-），男，工程师，本科，主要从事水利水电及市政、公路工程施工及项目管理工作。
关键词：毛滩电站；中储门槽；基础；固结灌浆
中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）35-0164-02
1 工程概述
1.1 工程概况
毛滩水电站工程位于夹江县顺河乡境内的青衣江干流上，是千佛岩电站至青衣江汇口河段推荐的两级规划方案中的第一级开发方案。采用河床式长尾水渠开发方式，工程开发任务为发电，兼顾灌溉、防洪、城镇工业、生活及景观用水，远期长征渠修建后，服从长征渠灌溉用水，余水发电。电站为混合式开发，水库正常蓄水位406.00m，回水至夹江水文站下游约0.8km处，额定水头17m，电站设计引用流量531m3/s，电站装机容量102MW，水库总库容3000万m3，多年平均发电量48853万kW·h。
本工程设计正常高水位406.0m，回水至夹江水文站下游约0.8km处，额定水头17m，电站设计引用流量531m3/s，装机容量3×34MW，其主要水工建筑物有厂房、储门槽、冲沙闸、泄洪闸、尾水渠、左右岸防洪堤等工程。
中储门槽位于4#机及冲沙闸之间，储门槽全长30.8m，基础建基面高程EL390.5，顶部高程EL410.8，目前已施工至EL396.0m。由于储门槽基础为回填砂卵石基础，为保证电站后期运行安全，按照设计要求对中储门槽基础进行固结灌浆处理。
1.2 灌浆试验施工的目的
为提高中储门槽地基的整体性和强度，本次灌浆施工的目的是根据中储门槽基础的特性，有针对的采取一些措施和方法，使中储门槽基础的整体性、刚度和强度均得到提高，各项指标均能满足设计的要求，且做到工程造价经济合理。
2 固结灌浆设计
本工程固结灌浆孔布置在目前已施工完成的中储门槽EL396.0平台上，共计100个灌浆孔。灌浆孔共分四序，除上下游两侧Ⅰ、Ⅱ序孔外，其余各孔、排距均为3.0m×3.0m。
3 固结灌浆试验施工
3.1 试验孔布置
本工程灌浆试验孔布置在中储门槽左侧回填砂卵石基础上，因为该部位为回填砂卵石基础，透水率和沉降均要大于天然砂卵石基础，而且该部位灌浆孔深度较深。所以，在该部位设置试验孔，确定的灌浆施工参数，能够作为本工程固结灌浆的最终施工参数。试验孔灌浆施工完成后，在试验孔之间造孔进行压水试验，以确定灌浆的效果。
3.2 抬动观测施工
在本工程施工时，在施工区内的抬动观测孔中安设1个抬动观测装置，布置在灌浆试验孔左侧，距试验孔约4m。抬动观测装置在灌浆施工前安装完毕。抬动观测装置安装图如图1所示。
（1）抬动孔钻孔结束后，在孔底部1m用水泥砂浆充填，随即在孔内下置一根6′钢管（距管底部1m处焊接有对中圆形钢板，钢板上设置一橡胶塞）。
（2）在6′钢管外套装一根11/2″钢管，钢管底部与橡胶塞紧密接触，钢管外壁与孔壁间隙填入粉细砂至孔口。用水泥砂浆将11/2″钢管与上部岩体（或混凝土盖板）铸死。将11/2″钢管管口部分用麻丝填实，以免水泥浆进入11/2″钢管将6′钢管铸死。
（3）在距该孔约0.15m处钻孔（孔径50mm，孔深1.5m），孔底部0.5m用水泥浆充填，随即下置一根长为1.8m的4′钢管（距管底部0.5m处焊接有对中圆形钢板）后，用水泥浆充填上余部分。
（4）在6′与4′钢管之间安装千分表。
（5）安装好了抬动观测装置后，在施工中要妥善保护。
3.3 抬动变形观测
（1）此次试验监测基岩抬动变形的目的是为了确定在抬动变形100μm范围内各灌浆段最大允许灌浆压力，以指导灌浆施工。
（2）抬动变形采用千分表观测。当某段压水、灌浆的压力增大时，千分表指针指示数值将发生变化；当某一压力稳定后，千分表上指示的终值减去初始值即为压力下基岩的抬动值。
（3）在压水试验和灌浆过程中进行抬动变形观测与记录。每隔10min测记一次千分表读数。当抬动变形值超过规定值100μm时，停止灌浆，并报告现场监理工程师，并按照现场监理工程师指示进行。
3.4 钻 孔
本工程灌浆造孔采用回转钻进成孔工艺，抬动观测孔、质量检查孔孔径为？准76mm，其余灌浆孔孔口段孔径为？准76mm，以下各段不得小于？准46mm。灌浆孔钻孔应按灌浆分序、分段原则钻进。
灌浆造孔分段长度第一段（接触段）一般为2～2.5m，以下各段一般为5～6m。造孔困难时可适当缩短段长。
钻孔过程中应每10m进行一次孔斜测量，当发现孔斜偏差值超过允许偏差规定时，应及时采取纠偏等补救措施进行处理。
3.5 钻孔冲洗及简易压水试验
由于本工程为砂卵石基础，所以在钻孔完成后孔内不进行冲洗，如需进行冲洗需经现场研究后确定孔内冲洗方式。
灌浆孔的各灌浆段在灌浆前应进行简易压水试验。压力为灌浆压力的80%，该值若大于1MPa时，采用1MPa。压水20min，每5min测读一次压入流量，取最后流量值作为计算流量。
3.6 灌 浆
3.6.1 施工顺序及灌漿方法
（1）施工顺序
固结灌浆施工的特点就是“围、挤、压”，就是先把灌浆区圈围住，再在中间插孔灌浆挤密，最后逐序压实。灌浆孔按分层分序、逐序加密原则进行施工。
（2）灌浆方法
试区各次序灌浆孔均采用孔口封闭，孔内循环，自上而下分段灌浆法。灌浆时射浆管下端距孔底距离要求小于50cm。本次灌浆采用钻杆作灌浆管，应采用平接头。灌浆过程应经常转动和活动灌浆管，防止灌浆管在孔口胶结。 其孔口封闭灌浆法施工工艺流程见图2。
3.6.2 灌浆段长与灌浆压力
灌浆孔的起始灌浆深度为2.0m，以下各段为5～6m，造孔困难时可根据现场情况适当缩短段长。试验孔灌浆压力参考值见表1。
3.6.3 浆液变换
开灌水灰比采用1：1浆液开灌，逐级变浓。其变浆原则如下：
（1）当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。
（2）当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级。
（3）当注入率大于30L/min时，可提供具体情况越级变浓。
3.6.4 灌浆结束条件及封孔
（1）灌浆结束条件：在满足最大设计压力且吸浆率不大于1L/min的时间累计值达到30min以上时，可结束本段次灌浆。
（2）封孔：终孔段灌浆结束后以0.5：1级浓度置换孔内稀浆，采用该孔最大灌浆压力进行灌浆封孔，延续灌注30min后结束；储门槽坝体混凝土段的灌浆孔在灌浆施工结束后采用C20混凝土填充。
3.6.5 特殊情况处理措施
本工程在实际施工中，出现以下问题，过程中联系业主、设计、监理进行会商，采取以下处理措施：
（1）灌浆过程中遇大吸浆段时，I序和II序孔采用了低压、浓浆、限流、限量、间歇等措施，III、Ⅳ序孔则进行充分灌注，确保灌浆饱满；
（2）灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，根据具体情况分别采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理；
（3）灌浆过程中发生串浆，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆，应一泵管一孔；不具备灌浆条件的情况，将串浆孔塞住，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔应及时进行扫孔、冲洗和灌浆；
（4）灌浆工作必须连续进行，实际施工中因突发停电、设备故障、施工干扰等若因故中断，按照下列原则进行处理：
①应及早恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲
洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。
②灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌浆。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液尖逐级加浓继续灌注。
③恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。
（5）为确保回浆量，在灌浆过程中每隔20～30min可降压转动和上下活动灌浆管（钻杆）一次，时间2～3min，并加大回浆量来冲洗孔段，平时应保持回浆管内有15L/min以上的回浆量。
（6）灌浆过程中如回浆变浓，或浆液温度较高，采取换用相同水灰比的新浆来进行灌注。
3.6.6 灌浆主要成果分析
通过试验选定施工参数，施工完成待强度达到设计要求，采用单点法，进行了压水试验，压水试验的压力为0.3MPa，实验结果详见表2。
通过灌浆前后的压水试验表面，随灌浆孔加密，基础透水性明显减弱，符合灌浆规律，表面灌浆获得了预期的效果。
基礎因透水性较强，可灌性较好，灌后纵向波速均值大于4000m/s，表面完整性较高。
固结孔间排距均为3m，按两个次序施工较为合理。但在基础尤为薄弱的区域，间排距仍显得偏大。为改善上述不足，确保灌浆质量和达到提高地基承载力的目的，将灌浆压力提高0.3MPa左右，以提高浆液结石的密实性。
该分部工程一次性通过验收，且被评为优良工程。
4 试验结论
通过固结灌浆，明显改善砂卵石地层的物理力学性能，提高地基承载力，减少不均匀沉降，可见，该地层进行固结灌浆的可灌性是明显的。
通过固结灌浆后，单位吸水率和单位注入水泥量随灌浆次序递增而明显减小。试验结果吕荣值低于设计吕荣值，满足设计要求。
通过岩石弹性纵向声波检测表明，基础灌后纵向波速平均值有所提高，也表明灌浆效果明显。
参考文献
[1]《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）.
[2]毛滩水电站中储门槽基础处理施工技术要求.
收稿日期：2018-9-23
作者简介：金益刚（1976-），男，工程师，本科，主要从事水利水电及市政、公路工程施工及项目管理工作。