葛洲坝集团第一工程有限公司 湖北宜昌 443000
摘要：重庆中梁水电枢纽三级电站地面发电厂房基坑开挖阶段遇到石灰岩岩溶通道，出现较大透水，基坑施工陷入困境。选择合理的水下临时封堵方案和建基面永久封堵方案，为厂房混凝土浇筑安全度汛创造必要条件，为石灰岩岩溶地区小型水电站地面发电厂房建设积累实践经验。
关键词：发电站；承压水；帷幕灌浆
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位于大宁河支流西溪河河床边。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。厂房基坑开挖均为基岩开挖，围堰实施后主河床通过围堰渗水量较小。
1.2 水文地质条件
发电厂房位于西溪河右岸已建西宁电站厂房上游。地面高程310.00～340.00m，河床覆盖层深度5.0～16.0m。厂后为顺层边坡，坡度30°～35°。地层有二叠系上统王坡段（P3w1）黑色炭质泥岩，厚度约3.0m；茅口组（P2m）为浅灰、灰黑色厚至巨厚层块状灰岩，岩性坚硬致密。岩层产状：285°～310°/NE∠30°～35°，地下水类型为基岩裂隙水。该段西溪河河床常年枯水期水位为EL313m，汛期十年一遇的洪水高程为EL320.6m。厂房基坑开挖后揭露的岩石为灰岩，岩层以巨厚层为主，厂房左右侧边坡坡脚局部为薄层，裂隙较发育，岩溶通道或裂隙水较多，厂房基坑底板开挖后多处出现承压水，水量较大。
1.3 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岩溶通道。根据排水泵站排水量计算，枯水期透水量约为2000m3/h，丰水期及主汛期可达3000m3/h以上（围堰渗水量较小，忽略不计）。
2.封堵方案选择
（1）汛期水下临时封堵
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压住主透水点，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平压。
（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岩溶通道流向基坑外，基坑内透水能够通过少量水泵控制住。
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（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。再通过对预埋的钢管进行灌浆封堵处理承压水通道。
3.汛期水下混凝土临时封堵
（1）本方案采取堵排结合，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时承压水的水压。
（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）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，待水位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。
（4）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。
（5）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.枯水季节建基面永久封堵
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。
对于局部帷幕灌浆未封堵住的透水点和盖重混凝土以上边坡的分散透水点，采用预埋钢管（末端装阀门，焊接灌浆管）引流的方式完成底板混凝土浇筑，混凝土浇筑7天龄期达到后，关闭阀门，通过灌浆管灌浆强行封堵所有分散透水点通道，从而确保厂房结构混凝土浇筑完成后无透水点渗水。
5.结论
石灰岩岩溶地区地下水丰富，卡斯特地貌极易形成岩溶通道。小型水电站地面发电厂房建设一般紧邻河床，地下水治理效果影响电站厂房建设速度和质量。针对不同地区的岩溶通道分布特点，可以总结出只要将揭露的通道通过工程手段进行封堵，地下水则通过其他通道避开厂房构筑物。通过对中梁三级水电站地面发电厂房建设过程中的透水堵漏技术研究，可以得出以下结论：
1）基坑岩石开挖阶段，可通过中深孔水下梯段爆破完成基坑大方量开挖，基本轮廓形成后，通过泵送水下混凝土封堵主要透水点承压水，为基坑细部开挖创造基本条件（水量得到有效控制后，通过强排为细部开挖创造条件）。
2）基坑混凝土浇筑阶段，可通过帷幕灌浆方案封堵基坑范围内的岩溶通道，使地下水绕开厂房。通过预埋管道，回填灌浆的方式确保混凝土浇筑质量。
参考文献：
[1]水利部水工程技术咨询中心，水工建筑物水泥灌浆施工技术规范，SL 62-94，1994；
[2]中国水利水电基础工程局，水利水电工程施工手册地基与基础工程，2012年12月第一版。
论文作者:曾科
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签：基坑论文; 透水论文; 厂房论文; 混凝土论文; 岩溶论文; 高程论文; 通道论文; 《基层建设》2015年26期供稿论文;