1、1马来西亚巴贡水电站趾板帷幕灌浆施工工艺优化的探讨摘要：坝基帷幕灌浆的施工工艺方法在水利工程施工里非常重要，尤其，面板坝帷幕灌浆一般是在压重相对比较薄的趾板上进行，在较高的灌浆压力作用下，容易造成拉裂或抬动趾板。本文对马来西亚巴贡水电站趾板帷幕灌浆施工工艺优化进行了探讨，主要从灌浆方法的优化、钻孔方式的优化、帷幕灌浆压力的优化、灌浆的结束标准的优化三方面介绍了具体的实施方法，通过这些方法的实施，不但保证了施工质量，而且，还大大节约了成本，加快了施工进度、减少了工作量。 关键词：马来西亚巴贡水电站；帷幕灌浆；灌浆方法；钻孔方式 中图分类号：TV543+.5 文献标识码：A 0 引言 从上个世纪八
2、十年代开始，混凝土面板堆石坝逐渐得以推广，它在经济性、安全性，以及适应性等方面优势明显。帷幕灌浆是在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透；与位于其下游的排水系统共同作用，还可降低渗透水流对闸坝的扬压力。 在坝工设计方面，因为要根据面板堆石坝的特点与要求进行设计，所以，坝基帷幕灌浆的施工工艺方法凸显其重要性。一般情况下，与重2力坝或拱坝坝基帷幕灌浆相比，面板坝帷幕灌浆有其自身独特的特点： 在一定高程以下的河床部位经过蓄水后，如果一直处于水位以下，一但出现渗透破坏，帷幕灌浆就很难再有补灌
3、的条件。 因为面板坝帷幕灌浆一般是在压重相对比较薄的趾板上进行，所以，在较高的灌浆压力作用下，容易造成拉裂或抬动趾板。 （3）在工期较紧的情况下，同时受到气候的限制，帷幕灌浆在趾板上进行时往往要求一定高程或河床部位以下的趾板帷幕灌浆需要尽可能在枯水期内完成。所以，研究和探讨面板坝河床部位的趾板帷幕灌浆的施工工艺是一个非常重要的课题。 1 巴贡水电站的基本情况 巴贡水电站位于沙捞越州 Balui 河上，其上游是沐若水电站，巴贡水电站水库设计容量为 440 亿立方米，其设计容量超过三峡电站库容量约 50 亿立方米。被誉为东南亚的“三峡”工程，也是迄今为止马来西亚最大的水电工程项目，与此同时，这个项
4、目也是中国水电目前在海外承建的最大库容水电站和最大装机容量水电站。其坝高达 205 米，仅次于230 米高的中国湖北水布垭水电站石坝，在同一类别的石坝中位列世界第二。 巴贡水电站坝址被选在峡谷内，该峡谷高达 700 米，宽达 2 千米。由泥岩互层与硬砂岩组成的基石由厚度可达几百米。其中，泥岩的单轴抗压强度为 35MPa；约占比例 7%的硬砂岩的透水性很低。新鲜硬砂岩的单轴抗压强度一般可达 210MPa，而微风化硬砂岩也能达到 80-100MPa。坝址控制流域面积较广，约为 14750 平方公里，实测平均流量约为 13143立方米/秒。水库最低运行水位 195m，最高运行水位高达 228m。由于
5、坝工设计的要求与坝基地质的独特条件，趾板帷幕灌浆施工难度大，程序复杂，技术质量要求相对高。本文结合趾板帷幕灌浆的实施情况与设计资料，仔细分析与探讨通过趾板灌浆试验与趾板帷幕灌浆的实施，优化浅层灌浆方法、灌浆参数、以及控制趾板抬动变形等工艺，保证趾板帷幕灌浆的质量与宫崎进度。 2 趾板帷幕灌浆施工工艺的优化 在巴贡水电站建设施工中，趾板帷幕灌浆施工工艺是一个非常重要的部分之一，其施工工艺的优化起到了关键性的作用。按防渗帷幕的灌浆孔排数分为两排孔帷幕和多排孔帷幕。地质条件复杂且水头较高时,多采用 3 排以上的多排孔帷幕。按灌浆孔底部是否深入相对不透水岩层划分：深入的称封闭式帷幕；不深入的称悬挂式帷
6、幕。 坝岩基帷幕灌浆都在两岸坝肩平洞和坝体内廊道中进行施工。土石坝岩基帷幕灌浆，有的先在岩基顶面进行，然后填筑坝体；有的在坝体内或坝基内的廊道中进行，其优点是与坝体填筑互不干扰，竣工后可监测帷幕运行情况，并可对帷幕补灌。帷幕灌浆的钻孔灌浆按设计排定的顺序，逐渐加密。两排孔或多排孔帷幕，大都先钻灌下游排，再钻灌上游排，最后钻灌中间排。同一排孔多按 3 个次序钻灌。灌浆方法均采用全孔分段灌浆法。 2.1 灌浆方法的优化 通过对趾板区域地质条件与前期灌浆试验成果的分析，在施工设计中，原先提出的采用孔口封闭分段循环灌浆方法被改为了综合性灌浆方4法，采取自下而上分段卡塞灌浆法。具体方法如下： 先采用自上
7、而下分段卡塞的灌浆方法施工顶部 6-8m 段，然后钻孔至48m（孔深小于 65m 的直接钻孔到孔底） 。 再采用自下而上分段卡塞的方法灌浆至该大段顶部，然后再钻孔至92m（孔深小于 120m 的孔直接钻到孔底） ，按自下而上分段卡塞的方法灌浆之该大段顶部。 再按上述的方法钻孔至孔底（孔深大于 120m 的孔） ，进行自下而上的灌浆。通过对灌浆方法的优化不仅加快了施工进度、减少了重复扫孔的工作量、减化了施工程序，还提高了施工效率，节约了施工成本。 2.2 钻孔方式的优化 在前期设计要求中，所有帷幕灌浆钻孔都要采用地质钻机配金刚石钻头清水旋转钻孔方式成孔，通过对实际地质及施工条件的分析和探讨，将钻
8、孔方式优化为除帷幕检查孔和先导孔外，全部采用地质钻机配冲击器进行风动冲击旋转钻孔（采用了两台中风压 ATLAS 空压机作为动力） ；小于 80m 的孔段全部采用冲击旋转钻孔，为了保证钻孔精度，在冲击器上方加装了一根长度不小于 3m 的岩芯管，对软硬交接的界面严格控制钻进速度，同时加强孔斜观测从而确保施工精度。通过对钻孔方式的优化，大大加快了施工进度，而且大大减少了资源的投入，节约了成本。 2.3 灌浆压力的优化处理 为了保证浅层帷幕灌浆的质量，一般情况下，要提高趾板灌浆压力，但在灌浆压力达到一定值时，趾板有可能产生抬动变形或破坏。本工程采用智能化电子传感装置对趾板变形的情况进行监控，对其变形过
9、程里5的伴随参数进行详细记录，如位移、时间等，通过设定限值来控制，经过大量实验记录的收集，找到了灌浆压力的优化方案，将优化后的方案应用到施工过程中去，既保证了灌浆质量，也保证了趾板不被破坏，节约了大量的成本。 2.4 灌浆的结束标准的优化。 在前期设计中要求当灌浆段在最大灌浆压力下，注入率不大于1L/Min 时，继续灌注 60min 即可结束该段灌浆；通过研究，当灌浆段在最大灌浆压力下，注入率不大于 1L/Min 时，继续灌注 30min 即可结束该段灌浆。实验证明：通过以上的施工优化段与未经优化的施工段相比，灌浆结束标准的优化与实施大大的减少了资源的投入和提高了施工效率。优化后最终节约了施工
10、成本为 3742053RM，约合人民币 812 万元，即优化后可产生约 812 万元人民币的净收益；同时，加快了施工进度，确保了施工工期。从最终检查孔的结果来看，全部满足设计要求，一次性全部检查验收合格。灌浆效果得到了 MCHJV、业主和业主特咨询团的一致肯定。水库于 2010 年 9 月开始储水，储水前后量水堰所测渗流量无多大变化，都满足设计渗流量要求。到目前巴贡水电站 8 台机组也相继有 6 台机组发电，大坝稳定，渗流量无多大差异，证明通过以上的优化措施，并没有影响到帷幕灌浆的质量。 3 结束语 通过对马来西亚巴贡水电站趾板帷幕灌浆的施工实践表明：灌浆方法、钻孔方式、灌浆的结束标准的优化，在一定程度上快了施工进度、减少了工作量、提高了施工效率，节约了施工成本，而这些好的方面都6基于在保证施工质量的前提下完成的，所以，马来西亚巴贡水电站趾板帷幕灌浆的施工的优化是可以借鉴到同类石坝的建设施工中去。 参考文献 1彭军，概论水工建筑中帷幕灌浆施工要点J.城市建设理论研究，2013,（11） 2闵志华，石勇，浅谈大坝岩质基础的帷幕灌浆施工J.城市建设理论研究，2013（11） 3刘淑桂，刘振国，塘埂头水库帷幕灌浆施工方案优化及应用J.江淮水利科技，2011（3） 4许王峰，泽城西安水电站坝基帷幕灌浆施工技术研究及应用J.水电站，2013（3）
