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水电站发电引水隧洞特大漏水化学灌浆处理
摘要：本文介绍了四川冶勒水电站发电引水隧洞的基本情况，工程水文地质特点，重点介绍了处理方案、灌浆材料、施工情况、处理结果及效果分析。
一、 工程简介
冶勒水电站系引水式电站，位于四川省西部大渡河支流南桠河上，是该河流梯级开发的龙头水库，社会经济效益显著。冶勒水电站处于东西宽约15～20Km的冶勒构造板块上。发电引水隧洞布置在南桠河左岸，为有压隧洞，自进水口到调压井全长约7.13Km，开挖洞径5.2～5.8m，布置3条施工支洞。引水隧洞沿线地质围岩类别属Ⅲ类，Ⅳ类为主，少数为Ⅴ类。由于受断层影响，围岩总体呈镶嵌~次块状结构，破碎带呈碎裂状结构及散体结构。围岩主要由弱微风化之混染状石英闪长岩组成，局部有泥化夹层，岩层具有中等~较严重透水性。引水隧洞段地下水主要类型为裂隙水，局部有多层承压水，漏水压力多在0.1Mpa左右，受构造、断裂、裂隙、岩脉及地貌条件控制，一旦控水构造被揭穿，即沿构造面产生股状、密集状射流，在4908m右侧及4911左侧，各有一股很大的漏水（约35L/s），以及4897~4898段两侧各有大量大股集中漏水等。如暴雨倾盆。地下水之补给主要源于基岩裂隙水及大气降水、冰雪融化水，总之地下水含量丰富。鉴于引水隧洞开挖中能量释放，及受断层影响，岩层破碎，裂隙发育连通性好，透水性强，补给水源充足，雨量丰富，漏水严重，漏水比较集中，百米洞段漏水量在1500 m3/h，严重影响施工交通和砼衬砌施工，根据业主要求对桩号4885~4925m这一段（属严重透水性地段，围岩属Ⅳ-Ⅴ类），进行漏水处理。计划钻孔灌浆进尺为1090m。
二、处理方案
1、总体方案
采用化学灌浆，以灌为主，灌排结合。注意利用排水措施，适当布设一些带阀门的排水管排水减压。在漏水集中段，采用非常规分期分批，多点位布置中、浅孔，将大股水适当分散。在集中漏水区段外两端各布置一个化灌帷幕区域，按帷幕灌浆要求进行施工，按常规布孔。
2、 灌浆材料
采用KLY-G3型水溶性聚氨脂浆材。该材料是同类材料中毒性较小者，灌浆时间可在数十秒至数分钟调节、控制。其性能见灌浆材料技术指标表。
KLY-G3灌浆材料技术指标表
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材料
指标 |
KLY-G3聚氨酯 |
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粘度(厘泊) |
40~80 |
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比重(g/cm3) |
1.1 |
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粘接强度(Mpa) |
1~1.8 |
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抗渗 |
S15 |
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伸长率(%) |
300 |
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膨胀率(%) |
≥350 |
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毒性 |
聚合体无毒 |
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特点 |
遇水发生固化反应，固化时间在几十秒至几分钟之间可调。固结体有较好的弹性，失水收缩遇水膨胀。 |
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优缺点 |
单组份材料，使用简便，渗透力强。 |
三、施工情况、
1、 钻孔施工：
采用T28型手风钻，孔径φ 42mm。结合地质情况，多采用斜孔，以期多穿过几个节理、裂隙面，收到更好的效果；二是在出水处造孔，将大股漏水分散、减压，化难为易。
2、钻孔冲洗和压水
钻孔完毕，检查、记录孔深后，进行冲洗，达到回水干净，接着采用高锰酸钾颜色水压水，以利于观察串通情况、漏水区域、记录压水时间、稳定压水压力和压入水量。
3、漏水封闭
除了引水和分散漏水以外，采用棉絮封闭堵塞，以利灌浆进行。
4、灌浆设备、孔内装置
采用进口高压化灌泵，调压、调流方便；孔内装置采用特制小型孔口灌浆塞连接塑料射浆管。
5、 灌浆
对出水的孔，进行顶水灌浆。施工中根据各孔漏水情况、进浆量，控制灌浆量。施工前期，对大的漏水，采用深孔灌浆，对散漏小水，采用浅孔灌浆。施工后期，采用深浅孔结合，排灌结合的方法施工，深孔排水，浅孔灌浆，灌浆压力 ≤1.0Mpa。
四.、处理结果和效果分析
1、4922.5m拱顶中心灌前有一片大的漏水，布多孔灌后漏水明显减少，经二次造孔补灌后基本不漏。
2、在4911m右侧、4921m两侧各有一条较宽的裂隙漏水（漏水量30L/S），在施工过程中，由于裂隙面较宽，沿裂隙面用棉絮网套封堵后灌浆，最终堵住了漏水。
3、在4911m左侧有一宽大裂隙，大股集中漏水，灌前川煤用铁皮架遮挡，经两次先后密集布孔，分散导水、减压，灌后已不再漏水。
4、在4913m右侧有宽大的裂隙，有大股集中漏水（漏水量35L/S），在裂隙两侧数米范围内，多次造孔，多次灌浆，灌后大面积漏水区不再漏水，大裂隙仅留下一支排水管，排量在10L/S左右。
5、洞右侧4914m~4900m段多孔在灌浆中冒出浓浆，经用棉絮堵塞封闭，浆液聚合后，堵住了冒浆，使浆液可以向岩层深处扩散，固结岩层内部裂隙，收效很好。
6、 洞左侧4 898m~4890m段各孔灌浆中，岩面裂隙出水出浆聚合，在岩面形成大面积聚合物防水膜。
7、 洞右侧4898m ~4 888m处的大漏水，采用先灌浆堵水，继而再造孔，埋管排水的方法，效果较好。
五、结语
实际完成钻孔灌浆643.85m，排水孔64.10m，满足了业主要求。
1、通过灌浆后，处理效果十分明显，达到了改善隧洞后段工程施工环境条件的目的。
2、采用改性的KLY-G3水溶性聚氨酯浆材毒性小，聚合时间可调，操作简便，处理大漏水是可行的。
3、 采用以化灌为主，灌排结合的施工方案是正确、可行的。
4、施工中采用的进口高压泵，轻便、灵巧、耐用，实用。
5、帷幕段采用常规布设钻孔，漏水集中地段采取分区，分批，逐步加密的原则，布设中深、浅孔，中深孔排水降压，浅孔灌浆。灌浆前向灌浆孔压入示踪水做压水试验，观察并记录灌浆孔附近的串（冒）浆点，用棉絮封堵等措施是行之有效的，值得进一步总结、推广应用。 | 
于领先地位，并率先通过了国际质量体系认证。