中国水利水电第四工程局有限公司水电工程公司 青海西宁 810000
摘要 帷幕灌浆作为大坝基础防渗最重要工程，施工质量取决于对施工过程的精细化控制， 为防止帷幕灌浆施工过程人工干预及大坝混凝土发生抬动，全过程监控大坝帷幕灌浆施工质量，黄登水电站在传统帷幕灌浆施工工艺的基础上首个在整个大坝使用在国内“数字帷幕灌浆监控系统”。通过使用“数字化帷幕灌浆监控系统”“，从而获得全面、真实、可靠的帷幕灌浆信息，有效地对大坝帷幕灌浆各个环节进行控制，借助于数字化帷幕灌浆监控系统，能够及时、全面掌握施工全过程信息，从而有效地控制大坝帷幕灌浆施工质量。
关键词 全过程数字化 帷幕灌浆 质量控制
1 工程概况
黄登水电站位于云南省兰坪县境内，采用堤坝式开发，以发电为主。工程枢纽主要由碾压混凝土重力坝、坝身溢流表孔、泄洪放空底孔、左岸折线坝身进水口及地下引水发电系统组成。
拦河大坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程EL.1625m，建基面最低高程EL.1422m，最大坝高203m。大坝基础帷幕灌浆设计坝高大于70m的坝段上游设双排帷幕，其余坝段上游设单排帷幕，上游主帷幕最大孔深135m,主、副帷幕孔之间排距1.0m，所有帷幕孔孔距均为2m，梅花形布置。下游在建基面高程低于左EL.1520m/右EL.1506m的坝段坝趾附近设置单排封闭帷幕，下游封闭帷幕的底线按下游校核水深的0.5倍及帷幕孔深不小于25m进行双控制，孔距2m。
2工艺对比
在传统帷幕灌浆施工方法的基础上，综合运用多种数字化监控管理技术，实现灌浆过程中对灌浆抬动、进、回浆流量、浆液密度、灌浆压力监控等过程的可视化控制管理，做到了将灌浆过程数据实时上传，灌浆进度、灌浆成果等数据及时供参建各方共享，足不出户就可以掌握现场施工质量状况，对施工过程中出现的异常情况能够得到快速处理。
2.1 施工过程信息化
帷幕灌浆施工过程形成资料主要包括灌浆单元工程开工证、灌浆工程单元准灌证、钻孔记录、单孔验收记录表、灌浆手工记录、灌浆成果、单元评定及施工监测数据资料。相关资料的填写、上报、审批工作涉及监理、施工等单位。资料填报复杂、审批流程繁琐，为规范施工及管理流程，专门开发了“大坝基岩监控系统”。
2.2帷幕灌浆施工过程实时监控
帷幕灌浆过程实时监控通过在每一台自动灌浆记录仪上安装有线、无线网路，通过实时监控系统，动态监测灌浆过程中每个灌浆孔的灌浆压力、灌浆流量、灌浆抬动、灌浆密度及灌浆结束条件，并在大坝基岩灌浆系统中显示，实现对大坝帷幕灌浆施工过程的实时监控和可视化管理。
3 工艺流程及操作要点
3.1原材料检测及水灰比配比选定
帷幕灌浆施工前施工单位先进行水灰比试验，编制水灰比配比试验成果报告上报监理审批，水灰比配比试验审批合格后，由英思系统编制人员将审批后的水灰比录入“大坝基岩灌浆系统”配合比库中，在帷幕灌浆施工时选取使用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2帷幕灌浆施工前检查
每个单元具备灌浆条件及设备资源到位并验收合格后，现场质检人员在“大坝基岩灌浆系统”中编制准灌证并提交监理审核，监理工程师批准后实施。
3.3钻孔
⑴ 已编制好的帷幕灌浆施工图册提前录入“大坝基岩灌浆系统”中，孔位偏差一般大于10cm，如遇仪埋等设施移动孔位，应事先告知监控系统管理人员在系统中修改孔位。钻机安装应平整稳固，钻孔时必须保证孔向准确。钻机主轴方向与设计一直方可开钻，开钻应采用慢速低压钻机。
⑵ 灌浆孔的施钻应按灌浆程序，分序分段进行钻进。
⑶ 帷幕灌浆孔斜控制应重点控制孔深20m以内的偏差。孔深20m以内5m测量一次孔斜，孔深20m以下及其余部位灌浆孔没10m～15m测量一次孔斜。灌浆孔的方位角偏差不得大于5°。
3.4 钻孔冲洗和灌前压水试验
⑴ 孔壁冲洗：采用自上而下分段灌浆方法和孔口封闭灌浆方法时，每灌浆段钻完后均进行孔壁冲洗；冲洗方法是用钻具或用导管吓到孔底通入大流量水流，从孔底向空外反水直至回清水为止。
⑵ 裂隙冲洗采用有压单孔脉动冲洗。冲洗方法：首先用高压水连续冲洗5～10min，再将孔口压力在极短时间内降到零，形成反向脉冲流，当回水由混变清后，再升到原来的冲洗压力，持续5～10min后，再次降到零，如此反复冲洗，直至回水洁净。裂隙冲洗要求回水澄清后结束，对回水达不到澄清的孔段，应继续冲洗直至达到要求。
⑶ 先导孔、检查孔采用五点法压水，自上而下分段进行压水试验，分段卡塞的位置必须准确，确保压水成果的真实性。
⑷ 简易压水：采用自上而下分段灌浆法和孔口封闭灌浆法进行灌浆时，灌浆段在灌前均进行简易压水。简易压水可结合裂隙冲洗进行，压力为灌浆压力的80%，该值如大于1MPa时，采用1MPa。简易压水时间20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量。
⑸ 孔壁冲洗、裂隙冲洗、五点法压水、简易压水过程中自动灌浆记录仪可对压水压力、流量、抬动等数据进行自动采集，采用ACCESS数据接口将压水试验数据同步到“大坝基岩灌浆监控系统中，系统自动算出该灌浆孔段的透水率。压水压力超过最大压力，系统及记录仪显示报警。
3.5 灌浆
⑴ 孔口封闭灌浆法：混凝土与基岩接触段必须先行单独灌注后采用0.5:1浓浆置换，再镶铸孔口管，孔口管镶铸72小时后方可进行下一段的钻灌作业。孔口管埋入基岩深度不得小于2m。
⑵ 灌浆压力：一般情况下，灌浆压力应尽快达到设计值，但所有接触段、坝基灌浆廊道先灌排Ⅰ序孔2~10m灌浆段和其它注入率大于30L/min的孔段应采用分级升压方式逐级升压至设计压力。升压速度宜控制在0.5MPa/10min以内，分级升压时每级压力的纯灌时间不少于15min。
⑶ 浆液变换条件：
① 浆液由稀到浓逐级变换。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，则改浓一级水灰比浆液灌注。
③ 当注入率大于30L/min时，根据具体情况可越级变浓。
⑷ 灌浆结束标准：在规定压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注60min，灌浆即可结束。
⑸ 封孔：采用孔口封闭灌浆法时，封孔采用全孔灌浆封孔法，封孔压力采用全孔最大灌浆压力，封孔时间60min。
⑹ 帷幕灌浆过程中自动灌浆记录仪可对灌浆压力、流量、抬动、密度等数据进行自动采集，采用ACCESS数据接口将灌浆过程数据同步到“大坝基岩灌浆监控系统中。达到精确、及时、无人工干预的自动控制帷幕灌浆施工。
4 质量控制
由于帷幕灌浆施工在每一台自动灌浆记录仪上安装有线、无线网路，参见四方均可通过实时监控系统，动态监测灌浆过程中每个灌浆孔的灌浆压力、灌浆流量、灌浆抬动、灌浆密度及灌浆结束条件，实现了对大坝帷幕灌浆施工过程的实时监控和可视化管理，因此，现场质量管控的重点就是对孔深、段次、孔斜以及灌浆过程中通过压力表、比重称、标尺等计量器具人工比对压力计、流量计、密度仪之间的误差，及时联系自动记录仪厂家消除、排除故障，保证灌浆资料的真实性。
5 结束语
黄登大坝帷幕灌浆全面实施全过程数字监控系统，除了给参建四方相关领导提供可视化成果数据外，同时也相应增强了领导对帷幕灌浆质量的兴趣和重视程度，足不出户，在办公室实时关注到大坝整体的帷幕灌浆施工和质量状况情况，发现异常情况及时处理。通过现场已建立的完善工序验收制度和全过程数字监控系统双重控制，黄登帷幕灌浆施工质量得到了行业内专家的高度肯定，蓄水发电前测得廊道内基础总渗漏量为6L/s，不到设计值的1/30。证明，黄登大坝帷幕灌浆采用全过程数字化监控系统对帷幕灌浆施工质量起到了很好的保障作用，系统的成功运用可为后续类似工程提供可借鉴的经验。
论文作者:郎发育
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/8/29
标签：帷幕论文; 大坝论文; 基岩论文; 压力论文; 水灰比论文; 监控系统论文; 过程论文; 《防护工程》2019年11期论文;