摘要：水利水电工程能够起到很好的防洪效果，但是也容易出现断层现象，给人们的生产以及生活带来威胁，降低水利工程的使用寿命。重视水库大坝的日常维修以及正常运转，提高水库大坝的使用寿命，对基础断层进行分析，以实例作为水利工程断层处理的依据，总结水利建设方面出现的问题，并提出断层处理的解决措施。
关键词：水利水电工程;断层处理;解决措施
1工程概况
本文通过分析拉西瓦水电站与锦屏一级水电站两个水利工程断层的案例，采用不同的灌浆处理方法进行断层处理，分析不同灌浆处理方法在水利工程中处理的效果，提高水利工程的防渗能力。
2拉西瓦水电站
2.1工程概述
拉西瓦水电站位于青海省贵德县，是大型一等工程，坝高250m，由双曲拱坝、二道坝、水垫塘、开关室组成，水库有10.79亿m3，水电站装机容量为6×700MW。根据相关地质资料显示，在基坑的上有18m处有断层通过，埋深105m，产状NW280°－330°，渗透性明显，是坝基渗水的主要部位。
2.2施工方法
化学灌浆具有高渗透性的特点，中化－798化学灌浆材料中的浆液，是真容液，浆液密度约为1.09，灌溉性好，可以灌入k≦10－6cm/s的地层中，0.001mm的裂缝中，与水相似，耐老化，具有较好的稳定性，无毒且无污染。对F171断层采用中化－798化学灌浆处理技术对断层进行处理，提高工程的防渗能力。
2.3施工参数
2.3.1水泥灌浆参数
采用普通水泥在制浆站进行研磨;使用E－44型的环氧树脂;丙酮、固化剂等化学浆材。水泥灌浆的参数为:采用地质回转钻机，开孔孔径与终孔孔径要在90mm和60mm;采用SGB6－10灌浆泵;灌浆分为两段，第一段采用液压塞阻塞循环灌浆，第二段自上而下凝灌浆;石灰比分分为6个等级;采用封孔法进行压浆。
2.3.2化学灌浆参数
首先进行配浆，分为两个阶段，第一个阶段是将浆材分配成两种浆液，运到灌注现场后将两种浆液进行混合搅拌，将混合液进行冷却，延迟浆液的化学反应，冷却时间不能超过两个小时;第二阶段是控制浆材的温度，不能超过20℃。记录配浆的过程，每一个批次的浆材要进行取样，等级并进行妥善保管;钻孔要使用金刚石合金钻头，采用分段钻孔法进行灌浆，分段长度不能超过10.0m;钻孔结束后，要使用压力水进行冲洗，冲洗压力≤1.0MPa;冲洗结束后，将风管放在孔底并打开高压风开关，将孔内积水顶出，断流后关闭开关，然后再打开继续顶出积水，反复进行，直到将孔内的积水完全排出，积水排出后进行化学灌浆。
2.3.3灌浆方法
采用自上而下分段的方法进行灌浆，灌浆的顺序为，洗孔———灌浆———水泥浆顶浆———闭浆———下一阶段灌浆(灌浆顺序同上)———封孔。采用纯压式灌注的方法，灌注浆液时，在最大压力下进行灌注，当关注到达1h后，计算注入率，注入率要保持在0.05L(min/m)状态下。纯灌注时，断层＞40h，非断层＞30h时可结束灌注;灌浆结束后，采用0.5∶1的水泥浆将化学浆液从孔中顶出，当孔中没有化学灌浆之后水泥灌浆时要闭浆24h，化学灌浆阶段结束;在设计压力下，闭浆48h后结束灌浆，进入下一个阶段继续钻孔灌浆，直到将断层都处理完毕结束。
2.4结果分析
水泥灌浆共分3个序孔进行，共施工62个灌浆孔，灌浆进尺共1906m，水泥总量172447kg;三段施工前都进行了简易压水实验，486段压水的平均透水率为0.0182(min•m•m)，各序孔的平均透水率也符合灌浆规律;水泥灌浆单位注入三个序孔分别为127.55、122.21、55.11kg/m，递减率是随着孔序递增，单位注灰量递减;有2.51%的灌浆段单位注入量＜10kg/m，此数据表示水泥灌浆都注入了较大的裂缝中，但是没有进入到细小的裂缝中，无法改变透水性。分析水泥灌浆的效果，各序孔的透水率＜0.01L的占据总段数的70.8%，说明水泥灌浆堵塞了一部分较大的渗水通道，细小的裂缝渗水通道需要采用渗透性强的化学浆液进行堵塞，才能够改善断层问题，解决岩石的透水性，提高工程的防渗能力[1]。
3锦屏一级水电站
3.1概述
锦屏一级水电站位于四川省，是雅砻江下游河段的梯级电站，水电站由挡水、防洪以及引发水电、双曲拱坝组成，坝高305m。锦屏一级水电站的拱坝地质条件较为复杂，左右地质条件不对称，左右建基面构成也不同，左岸有大理岩和砂板岩，右岸只有大理岩。F2断层从左岸拱肩槽的上游一直延伸到1655m的建基面，斜向贯穿后再从1670m穿出，继续向下游延伸，呈起伏状。
图1 F2断层处理
3.2处理方案
根据建基面缺陷的类型以及规模进行缺陷处理，常规处理就是对规模较小的断层或者裂缝密集地带的地质缺陷，采用局部刻槽、高压冲洗、充填等常规方法进行处理，处理的深度要遵循一个原则，出露宽度≥50cm，结合建基面进行固结灌浆;而专门处理主要是针对较大的地质缺陷，采取高压水冲洗灌浆、混凝土回填等处理措施进行处理，本案例中介绍的F2断层地质缺陷就需要使用专门处理的方法进行断层处理[2]。
3.3施工方法
3.3.1F2断层处理方案
F2断层需要采用防渗处理、高压水冲洗灌浆等措施进行处理，建基面开挖刻槽的宽度为15m，开挖范围为1644－1690m，开挖之前要先进行锚杆施工，完成开挖后再进行坡面支护，再进行混凝土回填和高压水冲洗灌浆等措施进行灌浆[3]。
3.3.2混凝土回填
进行混凝土回填时，土层厚度≤3m，采用右岸高线拌和人工振捣器进行振捣，对回填混凝土进行冷却，按照水平与垂直的方法进行冷却，在混凝土浇筑的过程中，要预埋150mm的高压水冲洗孔。
3.3.3高压水冲洗灌浆
高压水冲洗灌浆孔要按照断层的走向进行交错布置，孔深与孔径为30m与110mm，上下游的孔距为1.5m，其他部分的孔距为2.0m。高压水冲洗中的喷射管为双臂钻杆，喷射水和空气等介质，将水或空气从喷射管进入孔内后，利用高压水流与空气联合冲虚的方法挤压裂隙，让裂隙中的松散物和软弱物质脱离岩体[4]。在压力的作用下被冲出孔外，形成空腔去，水压要在20－40MPa的范围内，从10MPa进行逐级升压，冲洗完成后，对冲洗段采用水泥浆液进行灌浆。
3.3.4常规固结灌浆
高压水冲洗灌浆完成后要进行固结灌浆，压力最大为4.1MPa，采用自上而下分段的灌浆法进行施工。
结语
在上述实例介绍中，拉西瓦水电站F171断层处理过程中，水泥灌浆只能够处理较大的裂缝，不能处理细小的裂隙，因此需要施工“中化－798”化学浆液对水泥灌浆处理后做进一步填充，将浆液深入到细小的裂缝中，浆液凝固后堵塞渗水通道。第二个案例锦屏一级水电站左岸F2断层，使用混凝土回填+高压水冲洗灌浆+常规股价灌浆综合处理的方法，满足断层处理要求，检测结果说明坝基岩体的渗透变形得到了较好的改善，加固效果良好。
参考文献：
[1]江浩源,孙新建,刘东康,周新杰.隐伏断层作用下深厚覆盖层三维渗流分析[J].水力发电学报,2018,37(05):13-21.
[2]胡海涛,张生财,汪士同.阿拉沟水库坝基顺河断层现场试验与处理措施[J].水利水电技术,2016,47(03):62-64+67.
[3]姬永尚,陈晓,赵宇飞,林兴超,孙平.F9断层遇水软化对高边坡稳定性的影响分析[J].水利科技与经济,2015,21(12):31-35.
[4]李万逵.阿尔塔什F_9断层对右岸高边坡的影响及处理[J].水利与建筑工程学报,2015,13(03):217-221.
论文作者:刘宏林1,刘德聚2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/29
标签：断层论文; 浆液论文; 水电站论文; 锦屏论文; 高压论文; 水泥论文; 方法论文; 《基层建设》2019年第4期论文;