小天都水电站气垫式调压室的封闭施工优化方案

封闭施工是调压室施工的最关键的技术，只有调压室的封闭施工质量好，才能保证气垫式调压室能正常运行和经济运行。

调压室的封闭施工有两种情况：一种情况是对调压室的与临空面相通的洞室（比如探洞、气室交通洞、水幕室交通洞等）进行封堵，称为封堵施工。另一种情况则是为了保证调压室的水密性和气密性，对调压室进行灌浆，称为封闭施工。

4.2.1　调压室的封堵施工

小天都水电站的气垫式调压室的封堵施工的部位有：PD2地质探洞 （气室侧120m）、气室交通洞 （Tj 0+488.756～0+513.756）、水幕室交通洞 （Tj 0+312.7～0+297.7）三个部位。

（1）混凝土材料。通常，混凝土封堵后都会因混凝土冷却收缩而产生裂隙，再对裂隙进行灌浆处理。混凝土充分冷却要2个月以上的时间。为了保证封堵混凝土在浇筑后混凝土与岩壁间不产生或尽可能小地产生缝隙，减少混凝土浇筑后的冷却收缩时间，提出了用微膨胀水泥来拌制混凝土的方案，利用微胀混凝土在混凝土浇筑后产生的微膨胀量来抵消常规混凝土的收缩量，以此来减少接触灌浆量和保证接触灌浆提前进行[8]。通过运行近7个月的情况看，效果较好。

（2）施工方法。混凝土由布置在交通洞外的HZS—60型强制式拌和站拌制后，用混凝土搅拌车运输到各封堵段附近，再由高压混凝土泵送入仓内进行振捣浇筑。

为了保证施工质量和满足灌浆施工要求需进行以下工作。

1）将PD2地质探洞0+120～0+40段按每段20m共分为4段，0+040～0+000段按每段8m共分为5段，由内向外逐段进行封堵，逐段进行灌浆施工。

2）气室交通洞的封堵段分成两段施工，第一段为 （TJ）0+503.756～0+518.756段，该段分层施工，共分为三层。第二段为 （TJ）0+503.756～0+493.756段，为了给封堵段进行灌浆施工，在该段混凝土全部封堵前，预留了3.5m×3.5m的城门洞形廊道，在灌浆完成后，再在廊道内回填二期混凝土进行封堵。廊道段按底板、边墙、顶拱的顺序进行施工。

3）水幕室交通洞封堵段（TJ′0+312.7～0+297.7）按整体分两层浇筑，在第一层浇筑完成后安装进人孔钢管。待进人孔钢管安装完成后，再浇筑第二层。

（3）质量控制。鉴于封堵混凝土浇筑质量的重要性，在施工过程中，除了严格执行现行的相关施工规范外，特别对混凝土的层间施工缝采取了全部凿毛、层间设置键槽、埋设止水等确保混凝土施工缝结合良好的措施。

4.2.2　调压室的封闭施工方法

4.2.2.1 调压室的封闭施工的内容

调压室的封闭施工是调压室施工的最为关键的技术。小天都水电站气垫式调压室的封闭施工小天都调压室的封闭施工主要包括以下五方面的内容。

（1）保证调压室的水密性和气密性，在调压室施工时，对调压室 （气室和水幕室）的围岩进行封闭灌浆（主要是裂隙灌浆和固结灌浆）。

（2）对调压室的施工支洞 （比如PD2地质探洞、气室交通洞、水幕室交通洞等）封堵段进行封闭灌浆（包括封堵段的固结灌浆、回填灌浆和帷幕灌浆）。

（3）为了保证气垫外水压力大于气室内的气垫压力而进行的水幕孔的造孔。

（4）为了减少或阻止水幕孔内的高压水外渗进行帷幕灌浆。

（5）为了减少调压室 （气室和水幕室）内的水、气外渗 （漏）的量，延长渗漏通道，还对Tj 0+100.0以内的水幕室交通洞和Tj 0+300.0以内气室交通洞进行了衬砌和固结灌浆。

但就以上五方面的工作内容的施工方法而言，就是钻孔和灌浆。各种灌浆的分布情况为：(www.xing528.com)

（1）水幕室、气室的无盖重高压灌浆和裂隙灌浆，灌浆压力为5MPa，孔深5m、6m间隔布置。

（2）Tj 0+100.0以内的水幕室交通洞和Tj 0+300.0以内的固结灌浆，灌浆压力5MPa，孔深5m。

（3）为了保证堵头的密闭性，在堵头混凝土浇筑后，对堵头进行回填灌浆、帷幕灌浆（3排水泥灌浆、2排化学灌浆）。

（4）在水幕室内进行帷幕灌浆和形成水幕。

4.2.2.2 调压室内封闭施工的顺序

在小天都水电站的气垫式调压室的灌浆施工中，有高压固结灌浆、裂隙灌浆、普通帷幕灌浆、化学帷幕灌浆、回填灌浆等多种项目，因此，施工顺序非常重要。

具体地说，固结灌浆前先对裂隙进行灌浆处理，之后，则遵循分序加密的原则，即按 “环间分序、环内加密”的方法，逐段逐序进行固结灌浆。

对封堵段，则按“无盖重固结灌浆→浇筑混凝土→回填灌浆→帷幕灌浆”的顺序进行施工。

为了保证水幕孔的有效性，防止帷幕灌浆封堵水幕孔，因此，在水幕室内则按“无盖重固结灌浆→帷幕灌浆→水幕孔钻孔”的顺序进行施工。

4.2.2.3 灌浆材料的选择

要保证调压室灌浆质量，首先从灌浆材料选用的研究入手。在经过大量的调研后，最终确定采用了以下两种材料。

（1）超细微膨胀水泥，主要用于裂隙灌浆、固结灌浆和超细水泥帷幕灌浆。其主要性能指标为：强度等级42.5R，细度大于500m2/kg，1d的线膨胀率为0.09%，7d的线膨胀率为0.19%，28d的线膨胀率为0.55%。

（2）高渗透性环氧系化学灌浆材料（见表1）。

表1　高渗透性环氧系化学灌浆材料性能表

4.2.2.4 灌浆压力的确定

由于气室的内水 （气垫）压力最高可达4.2MPa，相应的水幕室的最大水压可达4.7MPa，因此，在调压室范围内的灌浆施工中除回填灌浆采用0.3MPa外，其他的灌浆压力均为5.0MPa。

4.2.2.5 灌浆方法

调压室的灌浆施工方法与常规的调压灌浆施工方法相同，固结灌浆和普通帷幕灌浆均采用孔口封闭、自上而下分段，孔内循环灌注；化学帷幕灌浆采用自上而下分段填压式灌注；回填灌浆采用预埋灌浆管填压式灌注。但是，在施工过程中，为了确保施工质量，除了对现场的仪器仪表进行校验，全部采用自动记录仪外，还加强了现场监理工程师的监管力度和业主的巡查力度，以确保施工质量。