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摘要：西藏某水利枢纽位于拉萨河干流上，为拉萨河中段梯级开发之首，枢纽坝体基础防渗采用“上墙下幕”的防渗形式。右岸帷幕灌浆工程作为整个枢纽系统防渗体的组成部分，对整个水利枢纽系统的建成和安全运行起到至关重要的作用。本文主要介绍了右岸帷幕灌浆施工难点和处理方法。
关键词：右岸、防渗、帷幕灌浆
1工程概况及地质条件
1.1工程概况
西藏某水利枢纽位于西藏自治区林周县旁多乡下游1.5km处的拉萨河干流上，距下游拉萨市直线距离约63km，为拉萨河中段梯级开发之首，工程任务以灌溉、发电为主，兼顾防洪和供水。枢纽由大坝、泄洪洞、引水系统、发电厂房、灌溉输水洞等组成。
右岸帷幕灌浆工程主要分为三个区域，第三分区为桩号0+757.6～0+968m，帷幕灌浆在二期防渗墙内预埋灌管和防渗墙上游区域施工；第四分区为桩号0+968～1+052.0，钻孔灌浆在右岸斜坡段沥青混凝土心墙基座上施工。第五区为桩号1+052.0～1+127m，钻孔灌浆在右岸永久上坝公路和灌浆平洞内进行施工。帷幕灌浆全部采用双排孔布置，基本孔距为2m,排距为1.5m。
1.2区域地质条件
从已施工的二期防渗墙基岩取芯和压水情况来看，墙下帷幕灌浆段基岩主要为闪长玢岩和熔解凝灰岩；从右岸边坡开挖出露的基岩来看边坡下伏基岩为闪长玢岩、熔结凝灰岩，熔结凝灰岩出露于山体坡脚，闪长玢岩与熔结凝灰岩呈熔融接触，中等风化带厚度约为30m～120m。灌浆平洞基岩主要为闪长玢岩，右岸坝头有f4断层，断层宽约5cm～25cm，破碎带由碎裂岩和黄褐色断层泥组成，该断层为顺坡向逆断层。
地下水埋深1.5～50m，基岩的平均透水率平均在5～50Lu之间。
2施工工艺及难点
2.1孔位布置
右岸帷幕灌浆工程按分序加密的原则进行。桩号0+757.6～0+968m为防渗墙墙下灌浆段采用双排孔布置，原防渗墙轴线预埋灌浆孔为下游排优先施工，防渗墙轴线以上1.5m布置另一排孔。上下游排采用梅花型布孔，孔距为2m。桩号0+968～1+057m为右岸斜坡灌浆段，帷幕灌浆在混凝土基座上进行。该段采用双排孔布置，以沥青心墙基座为中心上下游各0.75m布置两排孔，上下游排采用梅花形布孔，孔距为2m。1+057～1+126m为坝顶及灌浆平洞施工段，由于坝顶公路段已经提前施工所以灌浆主要在帷幕灌浆平洞内进行。该段仍采用双排孔布置，以灌浆平洞轴线为中心上下游各0.75m布置两排孔，上下游排采用梅花形布孔，孔距为2m。
2.2施工顺序
右岸三个区上下游排均分为两序孔施工，按单元进行施工，先进行下游排Ⅰ序孔施工，然后进行下游排Ⅱ序孔施工，在每个单元下游排Ⅰ序孔全部封孔Ⅱ序孔施工至15m以下时可以进行该单元上游排Ⅰ序孔施工。
另外在下游排每个单元选取一个Ⅰ序孔作为先导孔最先施工。
每个单元灌浆孔钻灌结束后，即可按规范要求进行该单元的检查孔施工。
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2.3钻孔施工
帷幕灌浆钻孔根据不同的地层情况采用适宜的钻机和钻具进行施工。在墙下灌浆基岩段、右边坡及灌浆平洞纯基岩钻孔采用XY-2型回转地质钻机，金刚石或合金钻头钻进。在第三区灌浆上游排砂卵石地层中采用KR804型潜孔跟管钻机钻进，以提高钻孔功效。在灌浆段砂卵石中采用XY-2型回转地质钻机在泥浆护壁下钻进，上部非灌段使用套管隔离。
非灌段钻完应及时下设护壁套管，护壁套管采用Φ89mm钢管。由于上部覆盖层地层复杂，钻进时要根据地层情况随时调整钻压、转速、泵压和泵量等技术参数，提高钻孔效率并保证钻孔质量。钻进过程中随时注意返水和地层情况，采用不同钻液，防止烧钻、塌孔等事故的发生。
2.4钻孔施工中的难点及应对措施
本工程第三分区墙下及覆盖层下基岩灌浆钻孔施工是本工程的最大难点。由于该区域地处主河床段，地层本身渗流量相当大，加上一期左岸防渗墙已经施工完成，所有地下水均汇集到主河床段，进一步加大了该段的渗流量；另外上游其他单位正在进行大坝填筑施工，涌高了上游库区水位，造成施工平台地下水位明显提高，又增加了施工难度。这给在第三区上游排砂卵石层钻孔增加了很大难度。此外该段帷幕灌浆制约着后续混凝土基座和整个大坝的填筑施工，成为本年度大坝安全度汛和明年提前发电的重要施工环节，所以业主对该段施工进度提出了严格的要求。
如何在有限的工期内完成覆盖层最大深度超过80m的帷幕灌浆施工成为必须要解决的最大难题。对此我们引进了一台目前国内最先进的覆盖层钻孔设备潜孔跟管钻机。该设备具有钻孔施工速度快，受地层影响小，孔斜率控制质量高等优点。在初步施工中我们发现KR804型潜孔跟管钻机在孔深不超过30m的覆盖层内进尺非常快，单班效率达到80m以上，远远超过XY-2型岩心钻机的钻孔速度，而且有效的预防了在覆盖层中由于地下水压力过高钻孔塌孔、不成孔等现象。由于潜孔跟管钻机在本地层中的适用和高效，为加快施工进度又引进了第二台跟管钻机，但是在转向左岸覆盖层超过50m的深孔覆盖层时，发现潜孔钻机的施工效率明显变慢，而且故障率明显增加，有时到一定深度后根本无进尺，造成套管断裂现象时有发生，一旦套管断裂处理起来非常困难，钻孔的成本也会增加。另外发现潜孔跟管钻机在40-60m有粉细砂的地层中钻孔的效率更加低下，常常出现抱管现象，造成套管无法正常转动从而引起断管现象。
针对潜孔钻在孔深超过60m后钻孔效率降低的现象。我们制定了潜孔跟管钻机与常规的岩心钻机配合交差施工的方法。当潜孔钻机钻进深度不超过40m,进尺明显减慢，根据返水情况观察不是粉细砂层时，分析可能是遇到较大孤石。马上将潜孔钻调离该孔位进行其他浅孔施工，同时调来岩心钻机利用潜孔钻的套管用φ91钻具钻取导孔，当穿过孤石后，进尺明显加快后再利用潜孔钻继续钻进。当潜孔钻钻孔深度超过40m发现钻孔速度明显变慢，立即停止钻进并起钻下设预埋管，下设预埋管后调来岩心钻机用φ76钻具在预埋管内继续钻进，钻进过程中确保不会卡钻或埋钻，钻进一定深度后（一般不超过2m）,马上起钻，下设水压塞至预埋管管底，然后灌注加入水玻璃的0.5:1纯水泥浆。灌注水玻璃水泥浆一方面是为了镶筑预埋管，另一方面是将水泥浆灌注到预埋管下的松散砂卵石地层中去使原地层得到迅速固结，防止下次钻进过程中发生塌孔掉块现象，从而保证顺利成孔。加入水玻璃的作用是使灌注的水泥浆迅速凝结，防止渗流量很大的地下水将水泥颗粒带走，从而保证灌浆后的效果。
对右岸墙下灌浆的孔斜控制成为本工程的另一项难点。由于墙下帷幕灌浆下游排在防渗墙上的预埋管中进行，由于个别预埋管在下设过程连接不直或者在浇筑防渗墙时将预埋管挤歪，导致墙下帷幕灌浆钻孔无法顺利进行，需要在混凝土防渗墙上重新开孔。由于二期防渗墙最大深度超过85m,要保证在如此深度的防渗墙中钻孔孔斜控制在0.5m以内不出墙，难度很大。另外上游排砂卵石钻孔覆盖层钻孔深度和终孔孔深较深，覆盖层最深达到80m左右，帷幕孔最大终孔深度达到110m左右，在不同深度存在漂石、孤石、粉细砂等复杂地层，孔斜控制难度更大。必须在钻孔过程中采取有效措施严格控制孔斜。当发现钻孔偏斜超过规定时及时纠偏或采取其它补救措施。由于在覆盖层中钻孔纠偏很难，因此应以预防为主，钻孔施工中主要采取以下防斜措施：
1）在钻孔前将钻机稳固以保证钻孔过程中钻机的稳定性；
2）埋设孔口管时，使用水平尺校正，保证开孔角度准确无误；
3）钻进中要使用平直钻杆不要使用弯曲的钻杆，尽量使用大于4.00m的长钻具，连接后同心度要好；
4）在钻进软硬互层时，采用较低钻压和较低转速钻进。
5)在钻孔中采用KXP-1型和STL–1GW型数字陀螺仪检测孔斜，发现偏斜过大及时纠偏；尤其注重孔深30m以上部分的孔斜控制，加强孔斜测量。
6）若钻孔偏斜超过要求且纠偏无效，可采取措施进行补救，进行重新开孔或将来在其附近布设一个检查孔。检查孔一方面可检查灌浆质量，一方面也可以作为补强孔，弥补原灌浆孔孔斜过大的缺点。
3帷幕灌浆施工
3.1灌浆工艺及结束标准
帷幕灌浆采用孔口封闭法与自上而下分段卡塞灌浆法
论文作者:吴宝贵
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/2
标签：钻孔论文; 钻机论文; 帷幕论文; 防渗墙论文; 基岩论文; 下游论文; 地层论文; 《防护工程》2017年第36期论文;