张彩秀 陈述存 李文杰 邓良军 陈建安

(1.中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650051;2.华能澜沧江水电股份有限公司黄登·大华桥建管局,云南 昆明 650000)

1 工程概况

黄登水电站位于云南省兰坪县境内，是澜沧江上游古水至苗尾河段“一库八级”水电梯级开发方案的第六级水电站，以发电为主。电站正常蓄水位为1 619.00 m，其相应库容为15.49×108m3，校核洪水位为1 622.73 m，其相应库容为16.70×108m3，调节库容为8.28×108m3，水库具有季调节性能。本工程最大坝高为203 m，装机容量1 900 MW(4×475 MW)，为一等大(1)型，主要建筑物为1级建筑物，结构安全级别为Ⅰ级；次要建筑物属3级建筑物，结构安全级别为Ⅱ级。临时性水工建筑物为4级建筑物[1]。

2 传统接触灌浆存在的问题

大坝坝基面接触灌浆通常采用预埋铸铁管或PVC管，这两种灌浆管柔韧性均较差，难以与坝基面紧密贴合，影响灌浆效果。传统接触灌浆管为点出浆，灌浆扩散效果较差。传统的接触灌浆工艺占用混凝土的直线工期，影响大坝的上升速度，从而影响施工进度。大坝混凝土浇筑时，灌浆孔往往因保护不当而被堵塞，即使灌浆孔未被堵塞，铸铁管或PVC管接触灌浆施工一次后也被浆液堵塞。大坝运行多年后若出现坝基接触面张开的情况，因原预埋的接触灌浆管基本失去其功能，通常采用钻孔灌浆法进行接触灌浆。

3 FUKO管的结构与特点

3.1 FUKO管的结构

FUKO管是一种可重复灌浆的新型灌浆埋管，属于德国专利技术，FUKO是FUGENKONTAKT的缩写，德语意思为接缝[2]。FUKO管输浆管道为十字形柔性管芯，管道外径38 mm，内径22 mm。十字管道凹槽内交错布置4排侧向出浆孔，出浆孔直径5 mm。4条纵向橡胶压条与输浆管十字凹槽形成子母扣，并将侧向出浆孔紧密压覆。橡胶压条外围包裹一层编织网将子母扣牢固的固定在一起。FUKO管结构图见图1。

FUKO管灌浆时，灌浆设备施压，浆液在压力作用下进入输浆管并挤压周围橡胶压条，浆液通过侧向出浆孔均匀地注入混凝土与基岩面之间的缝隙中进行接触灌浆。设备减压时，橡胶压条紧紧压覆侧向出浆孔，防止外部浆液倒流入FUKO管内。灌浆结束后，清水清洗FUKO管，具备可重复灌浆条件[2]。FUKO管工作原理图见图2。

3.2 FUKO管的特点

与传统接触灌浆管比较，FUKO管具有全断面出浆、安装方便、防堵性能好、可灌性好、可重复灌浆等特点[2]。

1)全断面出浆。管体四周交错布置的侧向出浆孔可保证浆液沿管线向四周扩散，全断面出浆，填充坝体与基岩面之间的缝隙。

2)安装方便。灌浆管具有良好的柔韧性，采用专用的固定夹具、钢钉或支撑筋可将FUKO管安装在基岩面上，同时能保证与基岩面紧密接触。

3)防堵性能好。FUKO管侧向灌浆孔被十字凹槽内橡胶压条紧紧压覆，在浇筑大坝混凝土时，可保证侧向出浆孔不被砂浆堵塞。

4)可灌性好。侧向灌浆孔沿管线交错分布，连续性较好、灌浆范围较广，可确保灌浆的密实度。

5)可重复灌浆。每次灌浆结束后，立即将管内残留的水泥浆液清洗干净，以备下次灌浆，后续每次灌浆均与初次灌浆的效果无异。

4 大坝坝基接触灌浆设计

4.1 管路布置

需进行接触灌浆的坡面通过止浆体进行分区，形成封闭灌区，灌区面积按200 m2左右控制，FUKO管均布置于封闭灌区以内。FUKO管转弯处转弯半径不小于0.5 m，FUKO管之间采用与内径相协调的钢管连接。进浆管、回浆管及排气管就近引至大坝下游基础廊道、横向廊道或下游EL.1 500 m以上坝面。排气支管每间隔10 m左右布置一根，各灌区的排气系统相互独立。灌区FUKO管典型布置图见图3。

4.2 灌浆浆液

接触灌浆浆液水灰比为2∶1,1∶1,0.6∶1三个比级，灌浆浓度视脱空程度选用，正常情况下以最浓浆液结束。浆液马什漏斗粘度宜小于40 s。灌浆浆液应在初凝前灌入缝内。从制备到用完的总时间普通水泥不大于4 h，磨细水泥不大于2 h。水泥浆应拌和均匀，磨细水泥使用高速搅拌机搅拌，搅拌时间不少于30 s；硅酸盐水泥使用普通搅拌机进行搅拌，搅拌机时间不少于3 min。浆液温度保持在5 ℃～40 ℃，低于或超过此温度为废浆，不得使用。

4.3 灌浆压力

采用FUKO管的接触灌浆最大灌浆压力为0.6 MPa。灌浆净压力根据上部坝体混凝土盖重厚度由试验确定，一般可采用0.2 MPa～0.5 MPa。

4.4 灌浆条件

接触灌浆在灌区所在坝段高于灌浆分区顶高程10 m及以下的坝体混凝土温度冷却达到22 ℃～25 ℃后进行。除顶层外，灌浆区上部应有不少于10 m厚的混凝土压重。

采用FUKO管的接触灌浆在坝基混凝土至少达到28 d的混凝土强度后进行。

根据测缝计观测成果，并参考缝面通水检查情况判断灌前的缝面张开度。接触面的张开度大于1.0 mm时，采用单一水灰比为0.6∶1的普通硅酸盐水泥灌浆。接触面的张开度小于1.0 mm且大于0.5 mm时，开始可灌注水灰比为2∶1的普通硅酸盐水泥浆液，待排气管出浆后，浆液水灰比可改为1∶1，也可采用0.6∶1水灰比的磨细硅酸盐水泥灌浆。当接触面张开度小于0.5 mm时，细水泥浆液可采用0.6∶1水灰比的磨细硅酸盐水泥浆液，也可采用改性环氧类化学灌浆。若接触面没有张开，可暂不进行接触灌浆。蓄水后，根据测缝成果，如缝面张开时，应重复进行接触灌浆。

4.5 灌浆次序

接触灌浆应自灌区基础层开始逐层顺次向上灌注。上层灌区的灌浆，应待下层和下层相邻灌区灌好后才能进行。下一层灌区灌浆结束10 d后，上一层灌区方可开始灌浆。若上、下灌区均已具备灌浆条件，可采用连续灌浆方式，但上层灌区灌浆应在下层灌区灌浆结束后4 h以内进行，否则仍应间隔10 d后再进行灌浆。同一高程具有两个独立灌区时，可采用同时灌浆方式，也可采用连续灌浆方式。当采用连续灌浆方式时，后灌区灌浆应在前灌区灌浆结束后8 h以内进行，否则仍应间隔3 d后再进行灌浆。

5 灌浆效果

在典型坝段坝踵、坝中、坝趾埋设单向测缝计进行坝基接触面缝开合度监测，典型测点建基面缝开合度时间—曲线见图4，各监测坝段坝基接触面缝开合度监测值介于-0.42 mm～0.16 mm基本呈闭合状态，表明目前混凝土与基岩接触良好。下闸蓄水后各测点缝开合度基本无变化。

6 结语

黄登水电站工程枢纽区河谷狭窄，大坝建基面开挖坡度一般都较陡，岸坡较陡的部位设置接触灌浆。坝基接触灌浆采用FUKO接触灌浆管，大坝混凝土浇筑前预埋形成。FUKO管最大优点为可以重复灌浆。黄登水电站首次将FUKO管应用于坝基面接触灌浆，根据监测成果显示混凝土与基岩接触良好，且下闸蓄水后各测点缝开合度基本无变化。