水利工程論文-富地營子水庫大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿冬季施工.doc

水利工程論文-富地營子水庫大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿冬季施工摘要：富地營子水庫位于黑龍江省黑河市境內(nèi)的公別拉河上游河段。水庫大壩壩基座落于海西期花崗巖體上。壩基基礎(chǔ)節(jié)理發(fā)育，并分布有數(shù)條較大的斷破碎帶，巖石透水性強(qiáng)?；A(chǔ)帷幕灌漿主帷幕采用單排、直線懸掛式布置，基礎(chǔ)孔距2.0m。施工順序采用分序鉆灌逐漸加密的原則，灌漿采用孔口封閉，自上而下分段循環(huán)灌漿的方法施工。巖石完整性較差的地段，進(jìn)行特殊的處理。關(guān)鍵詞：帷幕灌漿施工冬季巖石滲漏1、概述富地營子水庫壩址距西溝水庫尾約9km是公別拉河上的西溝水庫上游的一個(gè)階梯水庫。工程所在區(qū)域地處高緯度，屬寒冬帶氣候，冬季漫長(zhǎng)寒冷，從10月末至次年4月下旬為封凍期，封凍天數(shù)達(dá)160天左右，最大凍深1.8m，最大凍土厚度可達(dá)2.57m，設(shè)計(jì)庫容為965105m3,攔河壩為瀝青混凝土心墻堆石壩，屬三級(jí)建筑物。大壩長(zhǎng)度1305m,最大壩高27.0m,帷幕灌漿總工程量為6882.5m。2、壩基工程地質(zhì)特性左岸主要巖性為花崗巖；河床及右岸為輝石橄欖巖與輝石安山巖。較大斷層破碎帶有：分布于左岸溢洪道閘基附近的F1,F3斷層，其中，F(xiàn)1斷層破碎帶寬10m左右，主要由13cm的碎塊，糜棱巖夾灰綠色碎石組成。該斷層破碎帶風(fēng)化較深。F3斷層，寬11m，分布于左岸壩頭。由鱗片壯碎屑夾碎塊和斷層泥組成。河床右岸壩基斷層破碎帶分布較多，較大的斷層有F4、，F(xiàn)5，F(xiàn)2等。其中，F(xiàn)4斷層分布于右岸壩肩引水洞附近，破碎帶寬度達(dá)10m左右，主要由長(zhǎng)狀構(gòu)造巖和碎裂巖組成。F5斷層寬23m，由片狀碎裂巖夾碎屑組成。F2斷層破碎帶寬1315m，為壩址區(qū)最大的斷層破碎帶。由灰白色斷層泥、麋棱巖和碎塊巖組成。3、帷幕灌漿的設(shè)計(jì)3.1帷幕灌漿形成、孔距和孔深主帷幕采用單排、直線懸掛式布置，基本孔距為2.0m，在斷層破碎帶處則于主帷幕中心線的上游側(cè)增加一排加強(qiáng)帷幕，并在主帷幕中心線的下游側(cè)設(shè)一排固結(jié)灌漿孔，其基本孔距為2.0m。同時(shí)在斷層破碎帶部位宜先進(jìn)行加強(qiáng)帷幕灌漿和固結(jié)灌漿，然后再進(jìn)行主帷幕灌漿。主帷幕灌漿孔深，據(jù)上述壩基地質(zhì)條件，河床及右岸斷層破碎帶分布較多，巖石節(jié)理發(fā)育，完整性較差，尤其右岸壩肩和引水管附近地段巖石破碎嚴(yán)重。故河床和右岸壩頭部位主帷幕和加強(qiáng)帷幕灌漿孔深度，一般為基巖面下10m；右岸壩肩處巖石節(jié)理發(fā)育，風(fēng)化較深，其灌漿深度至基巖面下15m；河床左岸壩基帷幕灌漿孔深度一般為基巖面以下6.0m左右。3.2、鉆灌順序及灌漿方法帷幕灌漿施工順序采用分序鉆灌逐漸加密的原則，主帷幕灌漿的施工采用分三序鉆灌。即序孔孔距8.0m、序孔孔距為4.0m、序孔孔距為2.0m；至于加強(qiáng)帷幕灌漿和固結(jié)灌漿孔施工則分二序鉆灌。即序孔孔距為4.0m、序孔孔距為2.0m。帷幕灌漿采用孔口封閉，自上而下分段循環(huán)灌漿的方法施工。在地質(zhì)條件較好的壩段，亦可采用自下而上分段灌漿方法。具體由施工監(jiān)理工程師與地質(zhì)工程師確定。3.3、帷幕灌漿段長(zhǎng)度與灌漿壓力灌漿的段長(zhǎng)與灌漿壓力，不同的序別和段次，灌漿段長(zhǎng)和灌漿壓力有所區(qū)別，各段次段長(zhǎng)的壓力見表1表1單位：MPa灌漿類型灌漿段（自上而下）1（接觸段）23帷幕灌漿序孔0.30.60.9序孔0.30.60.9序孔0.30.60.9固結(jié)灌漿0.30.64、帷幕灌漿的施工4.1、冬季帷幕灌漿保溫措施河床段是冬季施工應(yīng)做好防寒保溫工作，在灌漿工作面搭設(shè)保溫大棚，棚內(nèi)生火保溫，提高灌區(qū)內(nèi)的溫度。4.1.1棚內(nèi)保溫1）第一段：消除浮冰段段長(zhǎng)30米，用五彩布將倉號(hào)分隔成2個(gè)15米，每15米段先架設(shè)5個(gè)保溫柴爐將清除段保溫，保溫棚內(nèi)溫度在0以上，將砼表面的浮冰、草袋、塑料布掀除干凈，為施工作好準(zhǔn)備。2）第二段：施工段段長(zhǎng)30米，采用10個(gè)柴爐取暖，保證棚內(nèi)溫度在5以上，灌漿設(shè)備周圍加設(shè)4個(gè)保溫煤爐。3）第三段：養(yǎng)護(hù)段對(duì)已完成灌漿工程的最后幾個(gè)孔口進(jìn)行養(yǎng)護(hù)保溫，灌漿口用塑料布及草袋分層覆蓋，外設(shè)保溫煤爐，養(yǎng)護(hù)2天。4.1.2、機(jī)械保養(yǎng)：1）、鉆機(jī)：除在棚內(nèi)保溫外，當(dāng)鉆機(jī)停鉆、檢修時(shí)，另設(shè)兩個(gè)1000W碘鎢燈，對(duì)鉆機(jī)機(jī)油底殼、操作手柄分別直射加溫，保證機(jī)械正常使用。2）、灌漿機(jī)械：將煤爐集中在灌漿機(jī)械周圍，以保證其周圍溫度，灌漿結(jié)束后對(duì)灌漿泵拆除放水。4.1.3、材料加熱1）、水泥：提前將525#水泥運(yùn)入倉號(hào)中，靠近灌漿設(shè)備及火爐附近。2）、水：采用水箱內(nèi)設(shè)6個(gè)2000W電棒加熱，使其溫度一直控制在1040之間，保證灌漿用水溫度。4.2、鉆機(jī)采用DK300型油壓鉆機(jī)，5975mm金鋼石鉆頭造孔，鉆孔必須保證鉛直，其孔位偏差、主帷幕孔不超過10厘米，加強(qiáng)帷幕孔及固結(jié)孔不超過15厘米。鉆孔的終孔應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，孔內(nèi)殘留巖石和沉淀物不應(yīng)超過20厘米。帷幕孔鉆進(jìn)時(shí)，對(duì)孔內(nèi)的各種情況，均應(yīng)該詳細(xì)記載，作為分析鉆孔情況的依據(jù)。若發(fā)現(xiàn)集中漏水，應(yīng)立即停止鉆，待查明滲水部位及原因并經(jīng)處理后再進(jìn)行鉆進(jìn)。鉆孔結(jié)束待灌、灌漿結(jié)束待加深時(shí)，孔口均應(yīng)采取妥善措施加以保護(hù)。4.3孔壁沖洗及簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)。對(duì)灌漿孔在灌漿前應(yīng)進(jìn)行鉆孔沖洗和裂隙沖洗，以提高灌漿效果。成孔后采用導(dǎo)管通入壓力水流從孔底向孔外沖洗的方法沖洗孔壁，沖洗至回水清凈。并延續(xù)10min為止。沖洗壓力采用通段灌漿壓力的70%80%。但不超過1MPa，沖孔后采用單點(diǎn)法進(jìn)行壓水試驗(yàn)。4.4灌漿4.4.1灌漿材料灌漿所采用的水泥為525#的普通硅酸鹽水泥，水泥細(xì)度要求通過80um方孔篩的篩余量不大于5%（重量計(jì)）。水泥應(yīng)保持新鮮，受潮結(jié)塊者不得使用。水泥在使用前要經(jīng)檢驗(yàn)合格后才能使用。必須注意不得在同一灌漿段中使用不同廠家或不同標(biāo)號(hào)的水泥。4.4.2、制漿方法：因帷幕灌漿采用分段分序的施工特點(diǎn)，故采用分散制漿法，由各灌漿機(jī)組配備一套400L的制漿設(shè)備，灌漿時(shí)各機(jī)組自行制漿。水泥漿制備后盡快使用，四小時(shí)后的剩余漿，廢棄。4.4.3、灌漿方法采用孔口封閉自上而下循環(huán)灌漿方法進(jìn)行灌注，以6分焊管為射漿管，射漿管下至距孔底0.5m處，此法可以使各段重復(fù)灌漿，對(duì)提高灌漿質(zhì)量有利。4.4.4、灌漿壓力的控制灌漿開始后，在保證有回漿的前提下，盡快升至設(shè)計(jì)灌漿壓力。其整個(gè)過程均在設(shè)計(jì)壓力下完成，灌漿過程均有專人看守壓力表，并有專人掌握制漿情況。4.4.5、漿液濃度的選用與變換按水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范（SL62-94），本工程灌漿濃度為6個(gè)比級(jí)，即水灰比為5：1、3：1、2:1、1：1、0.8：1、0.5：1。變換灌漿濃度的原則是，各段的初始灌漿濃度均為5：1。當(dāng)灌漿壓力保持不變而灌入量均勻減少時(shí)，或灌入量不變而灌漿壓力均勻生高時(shí)不得改變漿液濃度，當(dāng)某一級(jí)漿液濃度、漿液灌入量累計(jì)達(dá)400L，但漿液壓力和漿入量均無改變或改變不顯著時(shí)，則應(yīng)提高一級(jí)漿液濃度；當(dāng)出現(xiàn)灌漿中斷或提高一級(jí)濃度后灌漿量突減，則注意降低一級(jí)漿液濃度。4.4.6、灌漿結(jié)束封孔灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，當(dāng)滿足其中一個(gè)即可結(jié)束灌漿。灌漿段灌入量小于或等于1L，且在設(shè)計(jì)壓力下繼續(xù)60分鐘；灌漿過程中，如回漿濃度，降低一級(jí)濃度灌注，回漿濃度應(yīng)變濃，即可結(jié)束灌漿。封孔采用純壓力式，即以壓力為11.2Mpa灌入水灰比為0.5：1的濃度封堵，屏漿后120分鐘結(jié)束；等沉淀后再投水泥球，搗實(shí)。4.4.7、灌漿中事故處理灌漿發(fā)生冒漿時(shí)，視具體情況采用封堵或降低壓力的方法處理；機(jī)械故障致使灌漿中斷時(shí)間超過30min，應(yīng)重新掃孔、沖孔后灌漿。對(duì)于灌漿由于事故原因孔深不夠者，可視具體情況在原孔位附近補(bǔ)打或用檢查孔方式加以解決。5、施工中遇到的問題：5.1、地質(zhì)構(gòu)造的不良綜合對(duì)帷幕效果的影響：壩區(qū)的構(gòu)造線主要為NE及NW向與壩線呈斜交，灌漿時(shí)漿液的擴(kuò)散主要沿構(gòu)造方向擴(kuò)散，而沿壩軸線方向影響較小，為此，在單排孔的情況下，因達(dá)不到要求的擴(kuò)散半徑而造成帷幕效果不好。因受地質(zhì)條件的影響，構(gòu)造發(fā)育巖石破碎鉆孔時(shí)常發(fā)生嚴(yán)重塌孔，而且數(shù)量較大，采用根管鉆進(jìn)、水泥加速凝劑封孔后重新開孔。有較大斷層破碎帶，分段灌漿、灌漿塞卡不住，經(jīng)監(jiān)理工程師同意采用綜合灌漿。5.2、吸水不吸漿壩區(qū)巖石屬于基性的輝石橄欖巖，此種巖石比重大，強(qiáng)度高，性脆，受構(gòu)造節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎形成的構(gòu)造破碎帶寬度較大，一受擠壓巖石多呈糜棱巖化，灰祿色由高苓土巖石碎屑（13mm）及破碎巖塊組成，這種糜棱巖石灌漿中常吸水不吸漿，灌漿效果極差，灌漿時(shí)回漿濃度現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，另在完整巖石中灌漿后鉆孔仍有承壓水反出也說明這一點(diǎn)。5.3、裂隙承壓水對(duì)灌漿質(zhì)量的影響在灌漿中發(fā)現(xiàn)河床段，普通存在裂隙承壓水，經(jīng)幾次簡(jiǎn)易測(cè)試水頭2.0m左右（相當(dāng)于河水位流量100200mL/g）。由于裂隙承壓水的頂托，灌入的水泥漿易被推出，所以灌漿后的封孔就尤為重要。5.4、地下水的溫度對(duì)灌漿質(zhì)