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【摘要】观音岩水电站地质条件，地下水极为丰富。右岸EL.985m灌浆洞完全埋深于地下水位以下，开挖过程中，掌子面及边顶拱涌水量极大，严重制约开挖、混凝土衬砌施工进度、质量及施工安全。本文对此介绍施工过程采取的措施，并取得了良好的堵水效果，为同类工程提供可参考和借鉴。
【关键词】观音岩水电站 灌浆洞 堵水灌浆
1、工程概况
观音岩水电站位于云南省丽江市华坪县与四川省攀枝花市交界的金沙江中游河段，为金沙江中游河段规划的八个梯级电站的最末一个梯级，观音岩水电站为一等大（1）型工程，以发电为主，兼有防洪、灌溉、旅游等综合利用功能。水库正常蓄水位1134m，库容约20.72亿m3，电站装机容量3000（5×600）MW。
右岸EL.985m灌浆平洞设计开挖断面为城门洞型，断面尺寸5.2m（5.6m、6m）×5.2m（5.6m、6m）（宽×高），洞口起点高程为EL.990.30m，终点高程为EL.985.85m，灌浆施工通过施工支洞作为交通通道（长为742m）。灌浆洞与施工支洞交叉处高程为EL.988.4m，开挖长度为445m，坡降为1%，地下水位高程约为EL.1015m。开挖过程中掌子面及边顶拱出现较大涌水，严重影响开挖施工进度及安全。
2、灌浆洞围岩工程地质情况
右岸EL.985m灌浆洞沿洞段发育的岩层主要为侏罗系蛇店组上段（J2s3）岩层：紫红色中厚层～巨厚层状细粒石英砂岩、含砾砂岩、棕红色中厚层～巨厚层状铁质钙质粉砂岩、泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩、泥岩、少量砾岩；该段岩层按其各岩性比例及其工程特性可细分为6个亚层（J2s3-1～J2s3-6）。开口洞段岩层为J2s3-1岩层，往洞内延伸各亚层依次分布，至尾部洞段为J2s3-5岩层分布；其中J2S3-1、J2S3-3、J2S3-5层以坚硬砂岩为主，J2S3-2、J2S3-4、J2S3-6以粉砂岩、泥质岩的中硬、软岩所占比例较多。J2S3-1和J2S3-3钙质砾岩、钙质含砾砂岩、钙质砂岩中，由于地下水的作用，沿层理方向或陡倾角裂隙产生溶蚀现象，局部形成小型溶洞下，在开挖过程中揭露，地下水极为丰富，渗水主要集中在砾岩、细砂岩中，主要沿溶蚀砂化节理裂隙产生渗漏。
3、涌水情况
开挖后围岩张性节理较多，且平行发育，间距较密，再加之表层围岩受钻爆法开挖影响，节理发育宽度随之增大、发育延伸长度增加，整个洞段渗水通道较多、面积广，边墙、顶拱、底板及掌子面均有分布。散漏滴水极为普遍，一般从细微爆破裂隙及卸荷裂隙中渗出。特大涌水点可见8处，主要从大的出露裂隙或溶蚀空腔中呈股状涌水，涌水压力较大。采用边开挖边堵水方式进行施工，施工过程中洞内集中排水负荷最大达1500m3/h。通过现场实际测量，涌水压力一般为0.1～0.60MPa，涌水流量一般为1.6～35L/s。
3、施工工艺流程：
（1）临建施工完成后，根据现场情况确定分流孔、主灌浆孔布置，按布置的孔位进行钻孔；（2）分流孔、主灌浆孔钻孔完成后，进行模袋（塞）安装；（3）模袋安装完成后，对该涌水洞段涌水量和涌水压力进行测定；（4）根据涌水部位表面出水情况，对表面渗水和裂隙水进行表面封堵；（5）对分流孔、主灌浆孔进行压水测试（水中加入红色高锰酸钾），判定裂隙走向和浅层封堵孔钻孔位置。以分辨涌水类型，如为裂隙涌水，则沿压水测试时发现的裂隙缝，根据裂隙结构面的走向、产状布置浅层孔，孔深1～3m，孔径不小于Ф38。（6）浅层孔钻孔完成后，对浅层孔进行模袋安装和浅层封堵灌浆；（7）浅层封堵灌浆完成后，再次对主孔进行压水，若再发现有裂隙渗水，按上述方式再次布置浅层封堵孔施灌，若未发现有裂隙渗水，则对分流孔、主灌浆孔灌浆；（8）分流孔、主灌浆孔灌浆过程中，若果产生新的裂隙渗水，则停止灌浆，按上述浅层封堵灌浆方法进行处理；（9）分流孔、主灌浆孔灌浆时，各孔灌浆首先采取灌注纯水泥浆液，在达到一定灌入量后压力和流量无明显变化则采取灌注水泥-堵水专用液双液灌注，在双液灌注过程中根据流量压力变化情况，适时调整双液配合比直至该孔灌注结束。
4、钻孔施工
堵水施工作业面采用架管搭设形成施工平台，作业平台搭设按满足钻灌施工要求考虑，一次性搭设完成，局部位置作业平台搭设门式排架，承重排架上铺设马道板，外侧挂安全网。钻孔主要分为表层孔、浅层孔、分流孔及主灌孔。
5、灌浆
堵水灌浆工艺主要为纯水泥浆液模带（塞）纯压式灌浆和水泥-化学控制液双液模带（塞）孔口混合直接灌注法进行。按“先围后堵”方式施工。在实际灌前进行试压及压水试验时，岩石表层均出现渗漏情况，为保证堵水效果，直接采用0.5：1水灰比进行。双液灌注时，水泥浆液与化学控制液掺量按体积比1：0.03～1：0.1区间控制或按3%～10%的水泥重量添加。
6、堵水灌浆施工总结
（1）固结灌浆与堵水灌浆的关系：本次堵水灌浆未有严格的合格标准，从整体上讲其目的为以满足灌浆洞安全开挖进度或混凝土衬砌施工条件和施工质量为最终标准。现场实际施工中堵水灌浆施工部位，均需要进行固结灌浆施工，此次堵水灌浆施工时不仅封堵住了极大部分表观出水点，还将地下水推至灌浆洞围岩固结灌浆深度范围外。堵水灌浆灌浆孔控制深度与固结灌浆孔深基本一致，均为3m。因此在一定程度上为后期固结灌浆奠定了良好基础，进一步以保证固结灌浆施工顺利实施和施工质量。
（2）双液灌注的可行性分析：双液灌注工艺为0.5：1浓浆与堵水灌浆专用液按一定体积比混合后灌注，达到快速胶凝，实现封堵地下水目的的一种工艺方法，其混合方式有孔外混合（配浆系统内混合、孔口混合）、孔内混合两种方式。因该种浆材混合后凝结速度较快，不适合在配浆系统内混合，易发生堵管现象；灌浆孔在10m深度内，宜采取孔口混合，实际施工孔深大多在2-8m深度范围内，因此其混合方式选择了孔口混合。
根据室内试验得出0.5：1浆液比级中，掺加3～-5%堵水灌浆专用液，其膠凝时间为1.6～2S，适合于浅层封堵灌浆和表面封堵灌浆，能够实现快速封堵表面裂隙，减少浆液流失，形成一定的止浆岩盘；掺加8～10%堵水灌浆专用液，其胶凝时间为5～8S，初凝时间为10～34min，适合于主灌浆孔、分流孔的堵水灌浆，能够实现将浆液推入一定深度后尽快凝固。即双液灌注通过调整配比掺量即可达到快速胶凝，实现封堵表面裂隙，又可达到将浆液灌注到一定深度后胶凝，实现堵水灌浆最终目的。
7、结束语
堵水灌浆完成后，按施工时间分段进行了验收。表观验收无集中出水点，且全断面无明显出水点。在掌子面钻设6m深检查孔，多数检查孔内未有渗水，个别孔内有少量渗水，但渗水流量均小于0.05L/S，为灌浆洞开挖、混凝土浇筑施工进度及施工安全提供了有力保障。现灌浆洞已经开挖完成且完成混凝土衬砌150m，洞内集中排水量只为封堵前40%左右。堵水灌浆效果明显。右岸EL.985m灌浆洞埋深较深，工程区地下溶蚀通道及溶蚀腔发育，围岩爆破裂隙及卸荷裂隙走向不规则；涌水点分布较广，涌水压力、涌水量较大。灌浆过程中吃浆量较大，通过采用单液--双液交互使用，在一定程度上节约了施工成本，并达到了良好的灌浆效果。
参考文献：
[1]、刘正峰地基与基础工程新技术实用手册，北京，新潮出版社，2001；
[2]、水利水电工程施工手册编写委员会，水利水电工程施工手册，北京，中国电力出版社，2004；
[3]、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148-2001）；
[4]、《大坝基岩灌浆》（孙钊 中国水利水电出版社 2001）；
【关键词】观音岩水电站 灌浆洞 堵水灌浆
1、工程概况
观音岩水电站位于云南省丽江市华坪县与四川省攀枝花市交界的金沙江中游河段，为金沙江中游河段规划的八个梯级电站的最末一个梯级，观音岩水电站为一等大（1）型工程，以发电为主，兼有防洪、灌溉、旅游等综合利用功能。水库正常蓄水位1134m，库容约20.72亿m3，电站装机容量3000（5×600）MW。
右岸EL.985m灌浆平洞设计开挖断面为城门洞型，断面尺寸5.2m（5.6m、6m）×5.2m（5.6m、6m）（宽×高），洞口起点高程为EL.990.30m，终点高程为EL.985.85m，灌浆施工通过施工支洞作为交通通道（长为742m）。灌浆洞与施工支洞交叉处高程为EL.988.4m，开挖长度为445m，坡降为1%，地下水位高程约为EL.1015m。开挖过程中掌子面及边顶拱出现较大涌水，严重影响开挖施工进度及安全。
2、灌浆洞围岩工程地质情况
右岸EL.985m灌浆洞沿洞段发育的岩层主要为侏罗系蛇店组上段（J2s3）岩层：紫红色中厚层～巨厚层状细粒石英砂岩、含砾砂岩、棕红色中厚层～巨厚层状铁质钙质粉砂岩、泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩、泥岩、少量砾岩；该段岩层按其各岩性比例及其工程特性可细分为6个亚层（J2s3-1～J2s3-6）。开口洞段岩层为J2s3-1岩层，往洞内延伸各亚层依次分布，至尾部洞段为J2s3-5岩层分布；其中J2S3-1、J2S3-3、J2S3-5层以坚硬砂岩为主，J2S3-2、J2S3-4、J2S3-6以粉砂岩、泥质岩的中硬、软岩所占比例较多。J2S3-1和J2S3-3钙质砾岩、钙质含砾砂岩、钙质砂岩中，由于地下水的作用，沿层理方向或陡倾角裂隙产生溶蚀现象，局部形成小型溶洞下，在开挖过程中揭露，地下水极为丰富，渗水主要集中在砾岩、细砂岩中，主要沿溶蚀砂化节理裂隙产生渗漏。
3、涌水情况
开挖后围岩张性节理较多，且平行发育，间距较密，再加之表层围岩受钻爆法开挖影响，节理发育宽度随之增大、发育延伸长度增加，整个洞段渗水通道较多、面积广，边墙、顶拱、底板及掌子面均有分布。散漏滴水极为普遍，一般从细微爆破裂隙及卸荷裂隙中渗出。特大涌水点可见8处，主要从大的出露裂隙或溶蚀空腔中呈股状涌水，涌水压力较大。采用边开挖边堵水方式进行施工，施工过程中洞内集中排水负荷最大达1500m3/h。通过现场实际测量，涌水压力一般为0.1～0.60MPa，涌水流量一般为1.6～35L/s。
3、施工工艺流程：
（1）临建施工完成后，根据现场情况确定分流孔、主灌浆孔布置，按布置的孔位进行钻孔；（2）分流孔、主灌浆孔钻孔完成后，进行模袋（塞）安装；（3）模袋安装完成后，对该涌水洞段涌水量和涌水压力进行测定；（4）根据涌水部位表面出水情况，对表面渗水和裂隙水进行表面封堵；（5）对分流孔、主灌浆孔进行压水测试（水中加入红色高锰酸钾），判定裂隙走向和浅层封堵孔钻孔位置。以分辨涌水类型，如为裂隙涌水，则沿压水测试时发现的裂隙缝，根据裂隙结构面的走向、产状布置浅层孔，孔深1～3m，孔径不小于Ф38。（6）浅层孔钻孔完成后，对浅层孔进行模袋安装和浅层封堵灌浆；（7）浅层封堵灌浆完成后，再次对主孔进行压水，若再发现有裂隙渗水，按上述方式再次布置浅层封堵孔施灌，若未发现有裂隙渗水，则对分流孔、主灌浆孔灌浆；（8）分流孔、主灌浆孔灌浆过程中，若果产生新的裂隙渗水，则停止灌浆，按上述浅层封堵灌浆方法进行处理；（9）分流孔、主灌浆孔灌浆时，各孔灌浆首先采取灌注纯水泥浆液，在达到一定灌入量后压力和流量无明显变化则采取灌注水泥-堵水专用液双液灌注，在双液灌注过程中根据流量压力变化情况，适时调整双液配合比直至该孔灌注结束。
4、钻孔施工
堵水施工作业面采用架管搭设形成施工平台，作业平台搭设按满足钻灌施工要求考虑，一次性搭设完成，局部位置作业平台搭设门式排架，承重排架上铺设马道板，外侧挂安全网。钻孔主要分为表层孔、浅层孔、分流孔及主灌孔。
5、灌浆
堵水灌浆工艺主要为纯水泥浆液模带（塞）纯压式灌浆和水泥-化学控制液双液模带（塞）孔口混合直接灌注法进行。按“先围后堵”方式施工。在实际灌前进行试压及压水试验时，岩石表层均出现渗漏情况，为保证堵水效果，直接采用0.5：1水灰比进行。双液灌注时，水泥浆液与化学控制液掺量按体积比1：0.03～1：0.1区间控制或按3%～10%的水泥重量添加。
6、堵水灌浆施工总结
（1）固结灌浆与堵水灌浆的关系：本次堵水灌浆未有严格的合格标准，从整体上讲其目的为以满足灌浆洞安全开挖进度或混凝土衬砌施工条件和施工质量为最终标准。现场实际施工中堵水灌浆施工部位，均需要进行固结灌浆施工，此次堵水灌浆施工时不仅封堵住了极大部分表观出水点，还将地下水推至灌浆洞围岩固结灌浆深度范围外。堵水灌浆灌浆孔控制深度与固结灌浆孔深基本一致，均为3m。因此在一定程度上为后期固结灌浆奠定了良好基础，进一步以保证固结灌浆施工顺利实施和施工质量。
（2）双液灌注的可行性分析：双液灌注工艺为0.5：1浓浆与堵水灌浆专用液按一定体积比混合后灌注，达到快速胶凝，实现封堵地下水目的的一种工艺方法，其混合方式有孔外混合（配浆系统内混合、孔口混合）、孔内混合两种方式。因该种浆材混合后凝结速度较快，不适合在配浆系统内混合，易发生堵管现象；灌浆孔在10m深度内，宜采取孔口混合，实际施工孔深大多在2-8m深度范围内，因此其混合方式选择了孔口混合。
根据室内试验得出0.5：1浆液比级中，掺加3～-5%堵水灌浆专用液，其膠凝时间为1.6～2S，适合于浅层封堵灌浆和表面封堵灌浆，能够实现快速封堵表面裂隙，减少浆液流失，形成一定的止浆岩盘；掺加8～10%堵水灌浆专用液，其胶凝时间为5～8S，初凝时间为10～34min，适合于主灌浆孔、分流孔的堵水灌浆，能够实现将浆液推入一定深度后尽快凝固。即双液灌注通过调整配比掺量即可达到快速胶凝，实现封堵表面裂隙，又可达到将浆液灌注到一定深度后胶凝，实现堵水灌浆最终目的。
7、结束语
堵水灌浆完成后，按施工时间分段进行了验收。表观验收无集中出水点，且全断面无明显出水点。在掌子面钻设6m深检查孔，多数检查孔内未有渗水，个别孔内有少量渗水，但渗水流量均小于0.05L/S，为灌浆洞开挖、混凝土浇筑施工进度及施工安全提供了有力保障。现灌浆洞已经开挖完成且完成混凝土衬砌150m，洞内集中排水量只为封堵前40%左右。堵水灌浆效果明显。右岸EL.985m灌浆洞埋深较深，工程区地下溶蚀通道及溶蚀腔发育，围岩爆破裂隙及卸荷裂隙走向不规则；涌水点分布较广，涌水压力、涌水量较大。灌浆过程中吃浆量较大，通过采用单液--双液交互使用，在一定程度上节约了施工成本，并达到了良好的灌浆效果。
参考文献：
[1]、刘正峰地基与基础工程新技术实用手册，北京，新潮出版社，2001；
[2]、水利水电工程施工手册编写委员会，水利水电工程施工手册，北京，中国电力出版社，2004；
[3]、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148-2001）；
[4]、《大坝基岩灌浆》（孙钊 中国水利水电出版社 2001）；