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【摘 要】 中梁水电枢纽三级电站工程地面发电厂房位于大宁河支流西溪河河床边，水纹地质情况复杂。发电厂房在开挖施工过程中遭遇岩石节理裂隙发育、基坑透水严重。基坑开挖围堰施工时因工期原因在汛期下水封堵，且此厂房基坑开挖面积小，透水点多且分布广，局部有涌水。采用合理的围堰填筑及基坑透水封堵处理方式是本工程的关键。
【关键词】 小型基坑；大透水；泵送水下混凝土；帷幕灌浆；封堵
1、概述
1.1工程概况
中梁水电枢纽三级电站工程地面发电厂房深基坑开挖尺寸为32.6m×26.7m，最低开挖高程EL302m。厂房基坑围堰为纵向围堰，沿尾水渠左右挡墙结构线采用高压旋喷墙作为防渗体，在尾水渠出口处采用横向围堰封口，高压旋喷2排孔，间距1m，排距1.5m，孔底入岩0.5～2m深，围堰顶部高程为EL316m。
1.2山体透水点分布特点及透水量测算
开挖揭露后，厂房基坑主要透水点分布分散，主要集中在副厂房边坡坡脚和厂房集水井左侧墙、厂房右侧边坡坡脚和主厂房底板与副厂房底板交界处。其中厂房右侧边坡坡脚透水点透水量最大，呈3个点喷射状涌出，集水井左侧墙透水点较多呈线状分布，3个点呈喷射状涌出，副厂房边坡坡脚透水点为一较大溶洞。根据泵站排水量计算，枯水期透水量约为2000m3/h，丰水期及主汛期可达3000m3/h以上。
2、封堵方案技术难点分析与国内、国际技术现状比较
（1）厂房基坑透水点分布分散，裂隙或溶洞通道多，难以控制水流。
由于基坑内透水点分布分散，透水量大，如果封堵一个部位，涌水会从另外一个部位出来。采取全面封堵的难度很大，在没有形成混凝土盖重前可能会因为封堵压力过大的部位而将其他部位击穿出现涌水。
（2）上游河床水位与基坑底部高差达10m以上，封堵平压难度大。
由于透水点涌水均是呈喷射状涌出，压力大，如果采取常规混凝土浇筑方式封堵，难以压住涌水。
（3）基坑开挖、混凝土浇筑与透水点封堵交叉施工难度大
由于透水问题，厂房基坑经过强排后，大面积爆破已经结束，但是底板局部欠挖尚未完成，厂房混凝土浇筑必须在枯水季节达到度汛高程，工期压力大。若封堵时间长，或者封堵与其他工序不能同步，将导致厂房工期延误。
（4）汛期封堵，排水难度大，围堰承受的洪水风险大。
3、研究目标和技术路线
3.1研究目标
本项目研究目标是通过汛期水下封堵和枯水季节帷幕灌浆将基坑内主要透水点控制住，确保厂房基坑混凝土浇筑在枯水季节能够达到度汛高程，并最终形成一篇学术论文。
3.2技术路线
（1）汛期水下封堵
利用汛期河床水位较高，基坑内充水可以达到较高的高程（EL314m）的优势，从而使得透水点水压平衡，透水点涌水无压力而成静水，通过泵送水下混凝土至主透水点（厂房右侧边坡坡脚），利用水压力使混凝土盖住透水点，为确保后期抽水混凝土不被击穿，在浇筑混凝土前先埋水管。
（2）枯水季节帷幕灌浆封堵
在进入枯水季节后，沿山体通过帷幕灌浆形成一道防渗体，将透水通往基坑的通道隔断，使大量透水通过别的通道流向基坑外，基坑内透水能够通过少量水泵控制住。
（3）混凝土浇筑预埋装好阀门的排水管封堵
在大量透水得到基本控制后，开始清理基础进行混凝土底板浇筑。由于裂隙水分散，在混凝土浇筑前在底板上刻槽，预埋钢管引出仓外，在钢管末端装阀门，在混凝土浇筑完成达到强度后将阀门关闭使流水被关闭在山体内。
4、技术方案研究
4.1汛期水下封堵方案研究
1）本方案采取堵排結合，人为制造静压状态，利用基坑水压平衡浇筑泵送混凝土封堵透水点。
2）先根据天气预报，选择天气晴好周期在10天左右的有利时机，安装排水泵站排水，将基坑内水位压至EL308m左右（根据排水试验，汛期不降雨时投入约2800m3/h排水能力的泵站，基坑内水位基本能维持在EL308m高程左右），观察厂房右边坡坡脚冒水点，反铲下至该部位集中清理下挖，将周围松渣全部清理出来。
3）根据右侧边坡坡脚3个冒水点位置尺寸提前加工薄铁皮成四方形模板，模板尺寸以大于冒水点位置50cm～100cm为准，初步定为12m（长）×5m（宽）（若实际揭露冒水部位更大则加大），为更好固定铁皮模板，用Φ12圆钢加工成箍筋与铁皮焊接使之能够固定。提前将DN300mm与闸阀连接好，并准备足够的DN150mm泵管，在基坑内水降到EL308m高程后，采用小铁皮船将人送至冒水点，在厂房右侧边坡EL308.5m高程上打3m长Φ25锚杆12根（2排），锚杆外露1.5m，施工完成后，将已经加工好的DN300mm钢管对准冒水点插入闸阀保持开启状态），将其贴着边坡固定在锚杆上伸出至EL315m高程，同时将DN150mm泵管与钢管固定，泵管离地面20cm。以上安装完成后，将提前加工好的铁皮模板（1m高）放在冒水部位，使冒水点插入的钢管均被包围在模板内，然后将泵管安装接至尾水渠右挡墙浆砌石挡墙边，与混凝土输送泵连接好。
4）所有准备工作到位后，将排水泵站停止排水，使基坑内水位迅速上升至EL314m左右高程，待不再上升后基坑内水压基本平衡。然后利用混凝土输送泵通过2根泵管将加有絮凝剂的混凝土送入冒水点，根据模板面积计算约送入1m厚混凝土后停止施工。
5）7天后恢复基坑内排水，检查混凝土封堵效果，若封堵情况良好，则停止排水让混凝土继续养护7天然后将水抽到EL308m高程，将闸阀缓慢关闭，将闸阀以上的钢管切割掉。
6）达到封堵效果后，汛期蓄水养护，枯水季节抽水封堵其他部位。
4.2枯水季节帷幕灌浆封堵
在厂房左右侧坡脚及后边坡坡脚处设置2排帷幕灌浆防渗墙，阻断地下暗河及山体渗水进入基坑的通道。帷幕灌浆钻孔孔径91mm，间距1.5m，排距1m，孔底高程为EL300.00m，梅花形布置，帷幕灌浆防渗墙灌浆压力为0.5MPa，若局部涌水较大，封堵效果较差，则进行孔间局部加密，遇到较大地下水通道，则采取注入水玻璃快速封堵。帷幕灌浆孔分2序施工，Ⅰ序孔施工完成后开始Ⅱ序孔施工。对于已经开挖部位，可通过斜孔使防渗体连续。灌浆前先浇筑1m以上厚的混凝土作为盖重层。灌浆过程中，如要封堵较大通道时，可以先将孔形成，集中在夜间停止抽水水压平衡后开始灌浆，必要时停止排水2～3天。
5、经济性能分析
由于封堵效果良好，可以减少排水费用50万，使混凝土浇筑施工能够连续进行，强度也可以达到预定目标要求，至少缩短工期2个月。
6、结语
根据中梁水电枢纽三级电站厂房基坑的特点，项目部设计的封堵方案能够满足施工需要，大大降低了施工成本，缩短了工期，有效的解决了排水与开挖浇筑的矛盾，为小型电站小基坑大透水量施工积累了宝贵经验。
【关键词】 小型基坑；大透水；泵送水下混凝土；帷幕灌浆；封堵
1、概述
1.1工程概况
中梁水电枢纽三级电站工程地面发电厂房深基坑开挖尺寸为32.6m×26.7m，最低开挖高程EL302m。厂房基坑围堰为纵向围堰，沿尾水渠左右挡墙结构线采用高压旋喷墙作为防渗体，在尾水渠出口处采用横向围堰封口，高压旋喷2排孔，间距1m，排距1.5m，孔底入岩0.5～2m深，围堰顶部高程为EL316m。
1.2山体透水点分布特点及透水量测算
开挖揭露后，厂房基坑主要透水点分布分散，主要集中在副厂房边坡坡脚和厂房集水井左侧墙、厂房右侧边坡坡脚和主厂房底板与副厂房底板交界处。其中厂房右侧边坡坡脚透水点透水量最大，呈3个点喷射状涌出，集水井左侧墙透水点较多呈线状分布，3个点呈喷射状涌出，副厂房边坡坡脚透水点为一较大溶洞。根据泵站排水量计算，枯水期透水量约为2000m3/h，丰水期及主汛期可达3000m3/h以上。
2、封堵方案技术难点分析与国内、国际技术现状比较
（1）厂房基坑透水点分布分散，裂隙或溶洞通道多，难以控制水流。
由于基坑内透水点分布分散，透水量大，如果封堵一个部位，涌水会从另外一个部位出来。采取全面封堵的难度很大，在没有形成混凝土盖重前可能会因为封堵压力过大的部位而将其他部位击穿出现涌水。
（2）上游河床水位与基坑底部高差达10m以上，封堵平压难度大。
由于透水点涌水均是呈喷射状涌出，压力大，如果采取常规混凝土浇筑方式封堵，难以压住涌水。
（3）基坑开挖、混凝土浇筑与透水点封堵交叉施工难度大
由于透水问题，厂房基坑经过强排后，大面积爆破已经结束，但是底板局部欠挖尚未完成，厂房混凝土浇筑必须在枯水季节达到度汛高程，工期压力大。若封堵时间长，或者封堵与其他工序不能同步，将导致厂房工期延误。
（4）汛期封堵，排水难度大，围堰承受的洪水风险大。
3、研究目标和技术路线
3.1研究目标
本项目研究目标是通过汛期水下封堵和枯水季节帷幕灌浆将基坑内主要透水点控制住，确保厂房基坑混凝土浇筑在枯水季节能够达到度汛高程，并最终形成一篇学术论文。
3.2技术路线
（1）汛期水下封堵
利用汛期河床水位较高，基坑内充水可以达到较高的高程（EL314m）的优势，从而使得透水点水压平衡，透水点涌水无压力而成静水，通过泵送水下混凝土至主透水点（厂房右侧边坡坡脚），利用水压力使混凝土盖住透水点，为确保后期抽水混凝土不被击穿，在浇筑混凝土前先埋水管。
（2）枯水季节帷幕灌浆封堵
在进入枯水季节后，沿山体通过帷幕灌浆形成一道防渗体，将透水通往基坑的通道隔断，使大量透水通过别的通道流向基坑外，基坑内透水能够通过少量水泵控制住。
（3）混凝土浇筑预埋装好阀门的排水管封堵
在大量透水得到基本控制后，开始清理基础进行混凝土底板浇筑。由于裂隙水分散，在混凝土浇筑前在底板上刻槽，预埋钢管引出仓外，在钢管末端装阀门，在混凝土浇筑完成达到强度后将阀门关闭使流水被关闭在山体内。
4、技术方案研究
4.1汛期水下封堵方案研究
1）本方案采取堵排結合，人为制造静压状态，利用基坑水压平衡浇筑泵送混凝土封堵透水点。
2）先根据天气预报，选择天气晴好周期在10天左右的有利时机，安装排水泵站排水，将基坑内水位压至EL308m左右（根据排水试验，汛期不降雨时投入约2800m3/h排水能力的泵站，基坑内水位基本能维持在EL308m高程左右），观察厂房右边坡坡脚冒水点，反铲下至该部位集中清理下挖，将周围松渣全部清理出来。
3）根据右侧边坡坡脚3个冒水点位置尺寸提前加工薄铁皮成四方形模板，模板尺寸以大于冒水点位置50cm～100cm为准，初步定为12m（长）×5m（宽）（若实际揭露冒水部位更大则加大），为更好固定铁皮模板，用Φ12圆钢加工成箍筋与铁皮焊接使之能够固定。提前将DN300mm与闸阀连接好，并准备足够的DN150mm泵管，在基坑内水降到EL308m高程后，采用小铁皮船将人送至冒水点，在厂房右侧边坡EL308.5m高程上打3m长Φ25锚杆12根（2排），锚杆外露1.5m，施工完成后，将已经加工好的DN300mm钢管对准冒水点插入闸阀保持开启状态），将其贴着边坡固定在锚杆上伸出至EL315m高程，同时将DN150mm泵管与钢管固定，泵管离地面20cm。以上安装完成后，将提前加工好的铁皮模板（1m高）放在冒水部位，使冒水点插入的钢管均被包围在模板内，然后将泵管安装接至尾水渠右挡墙浆砌石挡墙边，与混凝土输送泵连接好。
4）所有准备工作到位后，将排水泵站停止排水，使基坑内水位迅速上升至EL314m左右高程，待不再上升后基坑内水压基本平衡。然后利用混凝土输送泵通过2根泵管将加有絮凝剂的混凝土送入冒水点，根据模板面积计算约送入1m厚混凝土后停止施工。
5）7天后恢复基坑内排水，检查混凝土封堵效果，若封堵情况良好，则停止排水让混凝土继续养护7天然后将水抽到EL308m高程，将闸阀缓慢关闭，将闸阀以上的钢管切割掉。
6）达到封堵效果后，汛期蓄水养护，枯水季节抽水封堵其他部位。
4.2枯水季节帷幕灌浆封堵
在厂房左右侧坡脚及后边坡坡脚处设置2排帷幕灌浆防渗墙，阻断地下暗河及山体渗水进入基坑的通道。帷幕灌浆钻孔孔径91mm，间距1.5m，排距1m，孔底高程为EL300.00m，梅花形布置，帷幕灌浆防渗墙灌浆压力为0.5MPa，若局部涌水较大，封堵效果较差，则进行孔间局部加密，遇到较大地下水通道，则采取注入水玻璃快速封堵。帷幕灌浆孔分2序施工，Ⅰ序孔施工完成后开始Ⅱ序孔施工。对于已经开挖部位，可通过斜孔使防渗体连续。灌浆前先浇筑1m以上厚的混凝土作为盖重层。灌浆过程中，如要封堵较大通道时，可以先将孔形成，集中在夜间停止抽水水压平衡后开始灌浆，必要时停止排水2～3天。
5、经济性能分析
由于封堵效果良好，可以减少排水费用50万，使混凝土浇筑施工能够连续进行，强度也可以达到预定目标要求，至少缩短工期2个月。
6、结语
根据中梁水电枢纽三级电站厂房基坑的特点，项目部设计的封堵方案能够满足施工需要，大大降低了施工成本，缩短了工期，有效的解决了排水与开挖浇筑的矛盾，为小型电站小基坑大透水量施工积累了宝贵经验。