抽水蓄能電站上水庫鉆孔和灌漿工程施工方案及主要施工措施

抽水蓄能電站上水庫鉆孔和灌漿工程施工方案及主要施工措施1.1概況1.1.1主要施工項目(1)5#埡口副壩：主要為副壩基礎(chǔ)鉆固結(jié)灌漿孔、固結(jié)灌漿、固結(jié)灌漿預(yù)埋管；(2)庫底排水工程：主要為超前小導管施工及排水廊道洞挖段頂拱回填；(3)上水庫進/出水口工程：主要為井口平臺、豎井段、彎管段、漸變段鉆固結(jié)鉆漿孔、固結(jié)灌漿及回填灌漿；1.1.2主要工程量主要工程量見表1.1-1。表1.1-1鉆孔及灌漿工程主要工程量表項目部位固結(jié)灌漿m回填灌漿m25#埡口副壩300庫底排水工程3227.72上水庫進/出水口工程9880663.8合計101803891.521.25#埡口副壩固結(jié)灌漿1.2.1概述固結(jié)灌漿孔距2～3m、排距2m或3m、深入基巖分別為3m、3.8m、3.5～4.2m，環(huán)間梅花型布孔，灌漿壓力0.4～1.0Mpa，遇斷層、破碎帶、巖脈等部位，加強設(shè)置。1.2.2施工布置及設(shè)備選型（1）道路及風水電布置施工道路主要利用開挖填筑現(xiàn)有道路。在工點附近自建蓄水池，施工用水從630m高位水池引入。施工供電從附近變壓器接線架設(shè)動力線至施工部位，相距30m設(shè)置1個600A空氣開關(guān)，高峰期用電負荷約280kW/h。（2）制漿站及中轉(zhuǎn)站布置各施工區(qū)段在公路旁布置制漿站，占地面積20m2。各施工階段分區(qū)域鉆灌作業(yè)，施工完后將制漿站移到下一區(qū)域。供漿中轉(zhuǎn)站布置在灌漿部位旁，集中供漿站與中轉(zhuǎn)站之間及中轉(zhuǎn)站之間采用φ50mm鋼管輸送漿液。從移動制漿站輸出的漿液經(jīng)供漿中轉(zhuǎn)站分別輸送至各灌漿部位。中轉(zhuǎn)站內(nèi)主要機械設(shè)備有1000L低速攪拌桶一個，一臺BW250/50型供漿泵。制、供漿站與施工作業(yè)部位安裝有線專用電話，以方便灌漿與供漿人員聯(lián)系。（3）設(shè)備配置主要機械設(shè)備配置XY-2PC回轉(zhuǎn)鉆機2臺，YQ100D型潛孔鉆1臺，SGB6-10型灌漿泵2臺，制漿站1個。1.3庫底排水系統(tǒng)回填及固結(jié)灌漿1.3.1概述部分引水系統(tǒng)回填灌漿施工部位為洞內(nèi)襯砌頂拱回填，洞內(nèi)襯砌混凝土頂部回填灌漿壓力0.4MPa。1.3.2施工布置及設(shè)備配置（1）風水電布置施工供風使用4臺移動式DYV-9/7型（供風能力9m3/min）柴油空壓機，利用引水系統(tǒng)的水、電系統(tǒng)，高峰期用電負荷約150kW/h。（2）設(shè)備配置主要機械設(shè)備選擇YT28型氣腿鉆12臺，制漿站2個，SGB6-10型灌漿泵4臺。1.4庫底排水系統(tǒng)回填及固結(jié)灌漿1.4.1概述固結(jié)灌漿孔距2～3m、排距2m或3m、深入基巖分別為3m、3.8m、3.5～4.2m，環(huán)間梅花型布孔，灌漿壓力0.4～1.0Mpa，遇斷層、破碎帶、巖脈等部位，加強設(shè)置。回填灌漿施工部位為洞內(nèi)襯砌頂拱回填，洞內(nèi)襯砌混凝土頂部回填灌漿壓力0.4MPa。1.4.2施工布置及設(shè)備配置（1）風水電布置施工供風使用4臺移動式DYV-9/7型（供風能力9m3/min）柴油空壓機，利用引水系統(tǒng)的水、電系統(tǒng)，高峰期用電負荷約150kW/h。（2）設(shè)備配置主要機械設(shè)備選擇YT28型氣腿鉆12臺，制漿站2個，SGB6-10型灌漿泵4臺。1.5固結(jié)灌漿施工工藝1.5.1施工程序及流程（1）固結(jié)灌漿施工程序物探測試鉆孔及灌漿前測試→固結(jié)灌漿孔→抬動觀測→鉆孔→壓水試驗→灌漿→固結(jié)灌漿檢查孔→物探測試孔掃孔灌后測試。（2）固結(jié)灌漿工藝流程固結(jié)灌漿工藝流程詳見圖1.5-1。示意圖見投附-YM/C1-06-08。1.5.2施工工藝（1）鉆孔固結(jié)灌漿孔采用YTP-28氣腿鉆造孔。質(zhì)量檢查孔和物探測試孔鉆孔采用XY-2PC型回轉(zhuǎn)鉆機，金剛石鉆頭鉆進，鉆孔按取芯要求采集巖芯進行地質(zhì)描述。物探測試孔、質(zhì)量檢查孔、抬動觀測孔，灌漿工作結(jié)束后按灌漿孔封孔要求進行封孔。圖圖1.5-1固結(jié)灌漿工藝流程圖測量放樣定位埋管混凝土澆筑后造孔沖洗壓水試驗灌漿檢查孔驗收鉆機定位變形觀測封孔（2）灌漿固結(jié)灌漿先進行邊排的灌漿，然后中間排孔的灌漿。同排固結(jié)灌漿孔按分兩序加密的原則施灌，先灌Ⅰ序孔，后灌Ⅱ序孔。同序孔中，先灌低高程孔，后灌高高程孔。第Ⅱ序孔在周圍的第Ⅰ序孔施工完畢且封孔后方可實施鉆灌。固結(jié)灌漿原則上一泵灌一孔，當相互串漿時，采用3個孔并聯(lián)灌注，并控制灌漿壓力?；鶐r段長小于6m的全孔一次灌注，大于6m時選用自上而下分段灌注孔內(nèi)循環(huán)方式。一般采用單孔灌漿的方法。但對于注入量較小的地段，在監(jiān)理人批準后，灌漿孔可并聯(lián)灌漿，并聯(lián)孔數(shù)不得多于3個。當灌漿孔的灌漿段長小于6m，可全孔一次灌漿；當?shù)刭|(zhì)條件不良或有特殊要求時，分段灌漿。灌漿機具采用SGB6-10型灌漿泵，JJS-2B攪拌桶，GTY-Ⅳ型灌漿自動記錄儀配套使用。灌漿方式采用循環(huán)灌漿法，射漿管距孔底的距離不大于50cm。（3）鉆孔沖洗及壓水試驗灌漿孔采用風水聯(lián)合沖洗或用導管通入大流量水流，從孔底向外沖洗的方法進行沖洗。裂隙沖洗方法根據(jù)不同地質(zhì)條件，通過現(xiàn)場灌漿試驗確定。沖洗壓力：沖洗水壓采用80%的灌漿壓力，壓力超過1MPa，則采用1MPa；沖洗風采用50%的灌漿壓力，壓力超過0.5MPa，則采用0.5MPa。裂隙沖洗沖至回水澄清后10min結(jié)束，且總的時間要求為單孔不少于30min，串通孔不少于2h。對回水達不到澄清要求的孔段，繼續(xù)進行沖洗，孔內(nèi)殘存的沉積物厚度不得超過20cm。當鄰近有正在灌漿的孔或鄰近灌漿孔結(jié)束不足24h時，不得進行裂隙沖洗。（4）壓水試驗灌漿前，選擇不少于5%孔數(shù)作“單點法”壓水試驗，以了解灌區(qū)的透水性能。簡易壓水試驗在裂隙沖洗后或結(jié)合裂隙沖洗進行。壓力為灌漿壓力的80%，該值若大于1MPa時，采用1MPa；壓水20min，每5min測讀一次壓水流量，取最后的流量值作為計算流量，其成果以透水率表示。（3）灌漿壓力灌漿壓力按施工圖或監(jiān)理人指示確定，最大灌漿壓力0.5～1.0MPa，灌漿壓力盡快達到設(shè)計值，接觸段和注入率大的孔段采用分級升壓方式逐級升壓至設(shè)計壓力。具體操作時以壓水試驗壓力為基礎(chǔ)，按每0.05Mpa為一級，逐級升壓至設(shè)計壓力，分級升壓時每級壓力的純灌時間不少于15min。灌漿壓力以安裝在回漿管路上的灌漿壓力表的中值控制，資料分析整理時須換算成全壓力。串通孔（組）或多孔并聯(lián)灌漿時，分別控制灌漿壓力，同時加強抬動監(jiān)測，防止混凝土發(fā)生抬動破壞。（4）灌漿水灰比和變漿標準灌漿漿液水灰比按灌漿試驗確定的或監(jiān)理人批準的水灰比施灌，灌漿漿液由稀到濃逐級變換。當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當注入率保持不變而灌漿壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比。當某一級漿液注入量已達300L以上，或灌注時間已達1h，而灌漿壓力和注入率均無顯著改變時，換濃一級水灰比漿液灌注；當注入率大于30L/min時，根據(jù)施工具體情況，可越級變濃。（5）灌漿結(jié)束標準固結(jié)灌漿在規(guī)定壓力下，當注入率不大于0.4L/min，群孔灌漿不大于0.8L/min繼續(xù)灌注30min，灌漿即可結(jié)束。當長時間達不到結(jié)束標準時，報請監(jiān)理共同研究處理措施。（6）灌漿孔封孔固結(jié)灌漿孔封孔采用“全孔灌漿封孔法”。單元工程灌漿結(jié)束后，抬動觀測孔、物探測試孔等亦進行封孔處理，其封孔方法及要求同固結(jié)灌漿孔。（7）特殊情況處理灌漿過程中如地表發(fā)生冒（漏）漿現(xiàn)象時，根據(jù)冒（漏）漿量的大小，可采用下述方法處理：①如冒漿量較小，可不作專門處理按正常灌漿方式灌注至灌漿結(jié)束標準；②如冒漿量較大，一般可采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌注等方法處理，必要時應(yīng)采取嵌縫、地表封堵方法處理。鉆孔穿過斷裂構(gòu)造發(fā)育帶，發(fā)生塌孔、掉塊或集中滲漏時，立即停鉆，查明原因，一般情況下，可采取壓縮段長進行灌漿處理后再進行下一段的鉆灌作業(yè)。鉆灌過程中如發(fā)現(xiàn)灌漿孔串通時，查明串通量和串通孔數(shù)、范圍，并按現(xiàn)行技術(shù)要求處理。對孔口有涌水的孔段，灌前測計涌水壓力和涌水量，根據(jù)涌水情況，可按相應(yīng)措施綜合處理。灌漿工作連續(xù)進行，因故中斷盡快恢復灌漿，恢復灌漿時使用開灌水灰比的漿液灌注，如注入率與中斷前相近可改用中斷前水灰比的漿液灌注，如恢復灌漿后，注入較中斷前減少較多，且在短時間內(nèi)停止吸漿，報告監(jiān)理人研究相應(yīng)的處理措施。如遇注入率大、灌漿難以正常結(jié)束的孔段時，暫停灌漿作業(yè)，對灌漿影響范圍內(nèi)的地下洞井、岸坡、結(jié)構(gòu)分縫、冷卻水管等進行徹底檢查，如有串通，采取措施后再恢復灌漿，灌漿時可采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿法灌注，必要時亦可摻加適量速凝劑灌注，該段經(jīng)處理后待凝24h，再重新掃孔、補灌。其灌漿資料及早報送監(jiān)理、設(shè)計等，以便根據(jù)灌漿情況及該部位的地質(zhì)條件，分析、研究是否需進行補充鉆灌處理。灌漿過程中如回漿變濃，可換用相用水灰比的新漿灌注，若效果不明顯，繼續(xù)灌注30min即可結(jié)束灌漿，也不再進行復灌。1.5.3固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查（1）固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查一般情況下采用鉆檢查孔進行壓水試驗的方法，必要時按監(jiān)理人要求采用測量灌前、灌后巖體波速，并結(jié)合分析灌漿孔鉆孔、檢查孔取芯、壓水試驗和灌漿試驗成果等進行綜合評定。（2）單點壓水試驗檢查孔的數(shù)量不應(yīng)少于灌漿孔總數(shù)的5%。檢查結(jié)束后應(yīng)進行灌漿和封孔。（3）壓水試驗、巖體波速檢查分別在灌漿結(jié)束后3天或7天、14天和28天進行。（4）固結(jié)灌漿質(zhì)量的壓水試驗檢查，壓水試驗透水率小于設(shè)計要求為合格?？锥魏细衤蕬?yīng)在80%以上，不合格孔段的透水率值不超過設(shè)計規(guī)定值的150%，且不集中，灌漿質(zhì)量可認為合格。若達不到上述合格標準的，按監(jiān)理人批準的措施進行處理。1.6回填灌漿施工工藝1.6.1施工程序回填灌漿分區(qū)段進行，區(qū)段長度劃分按施工圖要求，分區(qū)端必須封堵嚴密。灌漿分兩個次序，施工時自較低的一端開始，向較高的一段推進。同一區(qū)段內(nèi)的同一次序孔全部或部分鉆孔完成后進行灌漿。施工工藝流程見圖1.6-1。示意圖見投附-YM/C1-06-08。測量放樣測量放樣定位埋管襯砌混凝土造孔灌漿測混凝土厚封孔檢查孔變形觀測抹平驗收圖1.6-1回填灌漿工藝流程圖1.6.2施工方法（1）灌漿隧洞襯砌頂拱120°范圍布置，進/出水口頂拱墩間垂直向上灌漿，上方平段頂拱83.1°范圍布置灌漿，回填灌漿孔排距按設(shè)計圖紙或監(jiān)理指示，入巖深度10cm，灌漿壓力0.4MPa，在鋼筋混凝土襯砌部位采用預(yù)埋φ60mm鋼管，預(yù)埋管中造孔，孔徑38mm；在素混凝土襯砌部位直接鉆孔，孔徑60mm，并測記混凝土深度和空腔尺寸，造孔采用YT-28氣腿鉆機。脫空較大的位置或塌方段預(yù)埋灌漿管，至少有兩根在最大脫空處預(yù)埋灌漿管。（2）回填灌漿孔采用埋設(shè)50mm鋼管作為灌漿孔口管并進入巖石。（3）灌漿機具采用2SNS砂漿泵、JJS-2B攪拌桶、GJY-Ⅲ型灌漿自動記錄儀配套使用。（4）灌漿材料，使用425#普通硅酸鹽水泥。（5）回填灌漿可采用純壓式灌漿法，灌漿壓力為0.4MPa。漿液水灰比為：一序孔可灌注水灰比0.6（或0.5）∶1的水泥漿，二序孔可灌注1∶1和0.6（或0.5）∶1兩個比級的水泥漿。空隙大的部位灌注水泥砂漿，但摻砂量不大于水泥重量的200%。（6）回填灌漿因故中斷時，及早恢復灌漿，中斷時間大于30min，設(shè)法清洗至原孔深后復灌漿，否則重新就近鉆孔進行灌漿。（7）回填灌漿在規(guī)定壓力下，灌漿孔停止吸漿，并繼續(xù)灌漿10min即可結(jié)束。1.6.3回填灌漿質(zhì)量檢查（1）回填灌漿質(zhì)量檢查在該部位灌漿結(jié)束7d后進行。灌漿結(jié)束后，將灌漿記錄和有關(guān)資料提交監(jiān)理人，以便確定檢查孔孔位。檢查孔布置在脫空較大、串漿孔集中及灌漿情況異常的部位。檢查孔的數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的5%。（2）回填灌漿質(zhì)量檢查合格標準：單孔注漿試驗，向孔內(nèi)注入水灰比2∶1的漿液，在規(guī)定壓力下，初始10min內(nèi)注入量不超過10L，即為合格。否則，按監(jiān)理人指示或批準的措施進行處理。（3）灌漿孔灌漿和檢查孔鉆孔注漿結(jié)束后，采用干硬性水泥砂漿將鉆孔封填密實，并將孔口壓抹平整。1.7主要機械設(shè)備配置施工設(shè)備配置見表1.7-1。表1.7-1鉆孔灌漿主要施工機械設(shè)備表序號設(shè)備名稱型號及規(guī)格額定功率單位數(shù)量1潛孔鉆機YQ100D臺22氣腿鉆機YT28臺64回轉(zhuǎn)鉆機XY-2PC18kW臺65灌漿泵SGB6-1017kW臺66供漿泵BW250/5018.5kW臺67高速制漿機ZJ-80015kW臺68低速攪拌桶JJS-2B2.5kW臺89攪拌機1m37.5kW臺810泥漿凈化機ZX-20045kW臺411超聲波測井儀KE-400臺112灌漿自動記錄儀GJY-Ⅳ臺1213位移智能測控儀LH02B臺614聲波檢測儀RS-UT01C臺115稠度檢測儀臺816測斜儀KXP-Ⅲ臺817千分表支818卷揚機10t22kW臺21.8質(zhì)量控制措施1.8.1組織控制措施（1）根據(jù)工程項目特點及要求成立質(zhì)量控制組織體系，明確各級質(zhì)量責任人及其權(quán)責范圍，選擇具備較高業(yè)務(wù)素質(zhì)的技術(shù)人才作為各分項質(zhì)量責任人，由各分項質(zhì)量責任人具體實施質(zhì)量技術(shù)培訓、考核、獎罰、整改、處置等日?；顒樱⒇撠熤朴喅绦蚧募M行控制和操作。（2）凡參與質(zhì)量控制的技術(shù)人員，必須是中專以上、有類似施工經(jīng)驗、質(zhì)檢培訓合格的人員，其數(shù)量滿足現(xiàn)場“三班”跟班的要求。（3）凡質(zhì)量管理工作人員均具備“一票否決權(quán)”。在實施質(zhì)量一票否決時，沒有地位大小、職務(wù)高低的差別，杜絕任何情況下的行政干預(yù)。1.8.2設(shè)備控制措施（1）鉆孔的機械滿足其相應(yīng)的技術(shù)要求，能方便定位，保證孔位和孔向。取芯孔能達到芯樣獲得率要求，鉆機的深度滿足孔深的要求，氣動鉆機具備消音、除塵裝置。制漿設(shè)備采用高速制漿機，配置相應(yīng)的過濾裝置。灌漿設(shè)備采用三缸柱塞泵，其壓力滿足技術(shù)要求需要，三缸運行穩(wěn)定，擺動范圍小，輸漿過程中活塞不漏漿。檢測、記錄設(shè)備采用成熟產(chǎn)品，使用前均校驗或率定。（2）設(shè)備的數(shù)量符合質(zhì)量控制和進度的要求，杜絕采用超壓鉆進、不符合要求的多孔并聯(lián)灌注現(xiàn)象。（3）保證施工設(shè)備的完好率。1.8.3材料控制措施（1）水泥的標號、細度、有機物含量等指標滿足技術(shù)要求和規(guī)范要求，水泥的儲存不超過三個月。砂的細度模數(shù)、含泥量等指標滿足規(guī)范要求。拌漿用水符合JGJ63-89第3.0.4條的規(guī)定。外加劑的質(zhì)量符合SL62-94第2.1.7條規(guī)定。（2）