云南某水電站尾水隧洞灌漿施工技術

PAGE10云南xx水電站xx尾水隧洞灌漿施工技術一、概述xx水電站位于xx下游xx與xx縣交界處，是銜接xx電站的下游梯級電站，水庫正常水位高程EL899m，庫容8.9億立方米，裝機135MKW，尾水系統(tǒng)由兩條長尾水隧洞構成，1#主洞長1143.85m，由于地質條件差，在出口均分為兩條支管，Ⅰ#支管長193.01m，Ⅱ#支管長173.51m，主洞與支管采用“Y”型岔管連接，岔管長42.74m。主洞開挖斷面為圓型，直徑16.3m，襯砌后內徑15m，支管在閘門井上游為圓型斷面，直徑13.1m，下游支管開挖斷面城門洞型，斷面尺寸10.4m×13.3m。灌漿工程包括整條隧洞頂拱120°范圍全線及支洞堵頭回填灌漿，主洞那戈河底部承壓含水層段及凝灰?guī)r段，Ⅰ、Ⅱ支管段和岔管段全斷面固結灌漿以及出口兩個閘門井底坎的鋼襯砌灌漿。灌漿施工從1999年7月24日開始，與砼澆筑緊密銜接，在不同時段完成各個部位的灌漿工作，到xx年6月7日灌漿驗收結束，歷時23個月左右，共完成回填灌漿24800.7㎡，固結灌漿14545m，接觸灌漿8.6㎡。以高效、優(yōu)質配合了xx電站過水發(fā)電。二、工程地質條件工程區(qū)巖性主要為玄武巖，廣泛夾薄層凝灰?guī)r及玄武巖質火山角礫溶巖，尾水出口系Ⅳ、Ⅴ類強風化巖石，巖體結構松散，強度低，整體穩(wěn)定性差，且卸荷裂隙發(fā)育，多充填次生黃泥，厚度0～20㎝，1#主洞灌漿段在那戈河底70m處穿過，有承壓水分布，承壓水揭漏最大涌水0.34L／s。三、回填灌漿3.1、回填灌漿制漿系統(tǒng)及布置支管閘門井下游的回填灌漿，因閘門井身砼澆筑施工道路被占用，灌漿系統(tǒng)布置在閘門EL842.5平臺2#、3#閘門井之間，用腳手架搭設儲灰及搭料平臺，用一臺C232100／15砂漿泵直接通過閘門井身引管至支管孔口灌漿，制漿采用容積為0.25m3一臺鼓型拌合機拌漿，砂子采用絎架式皮帶機輸入拌料斗。從施工質量來看，由于拌合機轉速底，砂漿不均勻，管路長，砂漿離析堵管嚴重，為便于輸送加大了水灰比，質量波動大。后期的支洞、岔管機主洞回填灌漿，采用在交通洞口設立制漿站，向6m3三菱攪拌車罐內加料加水，由攪拌車快速攪拌后直接運至洞內工作面現(xiàn)場下料，提高了效率，控制了質量。3.2、回填灌漿布孔和造孔根據(jù)砼襯砌特征和實際施工管路布置方便，支管30～40m為一灌漿單元，主洞嚴格控制以45m為一單元。支管及岔管段因是木模澆筑，Ⅰ序孔在倉面超挖最大的位置預埋一組兩根1.2″鐵管鑿穿木模引至倉外，一根為進漿管，一根為排氣管，每一塊砼（9～12m）預埋3～5組，間距具有一定隨機性。Ⅱ序孔在鋼筋綁扎完之后立模澆筑前預埋Φ80PVC管，間排距3m×3m，梅花型布置，在引出內模上釘鐵釘，涂油漆標記，每一排4～5孔。閘門井下游出口段造孔采用人工搭設高架平臺，7655或YT28手風鉆造孔、掃孔，孔徑Φ40，驗收前測量每個孔的空腔和孔深。閘門井上游段Ⅱ序孔和主洞Ⅰ、Ⅱ序均采用353E鑿巖臺車造孔，深入基巖10～20㎝，尺寸3m×3m，孔數(shù)原設計每排6～7孔，后經施工、監(jiān)理、設代共同商討定為5～6孔／排，主洞由于采用鋼模澆筑，在走模前，在雙層鋼筋內預埋Φ50PVC管，并做好標記。3.3、漿液配比：實驗室提供三個比級（W:C:S）0.9：1：1.5～2.0；0.8：1：1.5～2.0；0.7：1：1.5～2.0，但根據(jù)現(xiàn)場生產性實驗送出0.7：1：1.5為最終配比，對于空腔尺寸小的部位，Ⅰ序采用純水泥漿，水灰比為0.6：1，Ⅱ序為0.7：1。3.4、回填灌漿施工：回填灌漿分兩序施工，Ⅰ、Ⅱ序鉆灌間隔時間不低于48h，由低往高灌注，在設計0.3Mpa壓力作用下吸漿量為零，閉漿5min可結束。由于Ⅰ序孔會大面積串漿，故減少Ⅰ序孔數(shù)量，增加Ⅱ序孔數(shù)（灌漿總孔數(shù)不變），主洞Ⅰ序孔數(shù)占灌漿孔數(shù)38.5％，另外Ⅱ序孔正頂必須布置有孔。支洞灌漿采用平臺車做灌漿平臺，主洞采用EX750反鏟裝吊籠作為平臺。C232100／15灌漿泵灌注。3.5、回填灌漿檢查驗收：在灌漿結束7天后，由監(jiān)理按灌漿孔數(shù)的5％指定檢查孔孔位，用2：1水灰比漿液（P＝1.29），0.3Mpa壓力作用下壓漿10min，如果下漿小于10L合格。漿液密度采用稱量式比重計測量。另外監(jiān)理單位請昆明院采用地質雷達進行掃描檢測，優(yōu)良率100％。回填工程量相見下（表一）部位耗漿量耗灰量耗砂量工程量備注m3㎏T㎡Ⅰ支管閘門井下游116.74915468.9602含巖塞段閘門井上游268.31636802211833至岔管Ⅱ支管閘門井下游90.74088647510含巖塞段閘門井上游309.8182914272.11668至岔管1＃岔管段71.44414461.36151＃主洞段357.5303908207.219572.77總計1231.679547889224800.77四、固結灌漿固結灌漿單元劃分主要依據(jù)體型、斷面變化特征及砼分塊，以及月施工能力和階段性資料整編，主洞按30m劃分，支管30～50m劃分單元。4.1固結灌漿布孔和造孔4.1.1固結灌漿孔在砼澆筑前進行預埋管，采用φ80PVC管，主洞預埋管在底拱和邊頂拱鋼筋綁扎后，底模和邊頂拱鋼模就位前，由工程技術人員，按照設計圖紙要求放出灌漿孔位后，量測各孔到模板的實際長度，根據(jù)實際長度下料，對號入座，在鋼模就位后，施工員鉆入倉內，將預埋管抵緊模板，用12＃鐵絲在雙層鋼筋扎緊，PVC管與模板間隙用水泥紙或海綿塞緊，涂上油漆。在澆完砼脫模后及時找出。支洞預埋管在鋼筋扎完之后，立模校模完畢時預埋，方法與主洞相同。4.1.2灌漿孔見排距3m×3m梅花型布置，閘門井下游每排14孔，分邊頂、底布孔，支管段每環(huán)13孔，岔管每排14～25孔，主洞段每環(huán)17孔，頂270°范圍采用353E臺車造孔，孔徑φ50，下部90°采用古河潛孔鉆造孔，孔徑φ80，造孔深度伸入基巖6m，加上砼設計厚度0.5～1.0m。對于造孔中打壞的費孔，及時封堵，防止串漿影響灌漿質量。4.2灌漿壓力原設計0.4MPa，后因出口段山體水壓力較高，故將支管及岔管改為0.6Mpa，主洞保持0.4Mpa不變。灌漿配比原（水灰比）3.7：1，2.3：1，1：1，0.7：1，0.5：1五級，經設計、監(jiān)理、施工商討定為2：1，1.5：1，1：1，0.7：1四級，其中通過施工發(fā)現(xiàn)2：1漿液對砼溫度縫和冷縫灌入效果最好。4.3灌漿簡易壓水試驗：為了更好了解灌區(qū)的巖石滲透情況，取得較為準確的吸水率，開罐前由監(jiān)理隨機選定灌漿孔總數(shù)的10％作為灌前壓水試驗，壓水壓力為該孔段灌漿壓力的80％，在該壓水壓力條件下，每5min讀一次數(shù)，連續(xù)四次讀數(shù)中最大值減最小值之差小于1L/min為穩(wěn)定標準，計算出吸水率采用呂容為單位。4.4灌漿施工4.4.1灌漿系統(tǒng)一般設在工作面附近，以減少管路的壓力損耗和扔漿，搭設灰臺，安裝高速攪拌桶和SGB6-10型高壓泵。灌漿施工平臺，主洞采用原澆筑5m的邊頂小鋼模，支洞采用5×6m規(guī)格四輪自制架子小車，岔管段采用EX750反鏟吊掛鋼筋籠作平臺。4.4.2主洞及岔管灌漿施工由于通道原因，先施工頂拱300°以上部分，灌漿分兩序，單號排為Ⅰ序，雙號排為Ⅱ序，每排均跳孔灌注，逐孔加密。閘門井下游采用單機單孔灌注，其它部位因巖石吸漿量小采用單機雙孔并聯(lián)灌注，具體做法：由低往高對稱跳動孔灌注。對串漿孔及時壓水洗出，如灌漿效果達不到要求，則掃孔重灌。4.5灌漿結束標準：閘門井下游采用人工量測記錄，在規(guī)定壓力條件下，單耗≤0.4L/min，持續(xù)30min結束，滲水孔持續(xù)40min結束，閘門井上游及岔管和主洞采用J31C灌漿自動記錄儀記錄，其結束標準提高到0～0.3L/min。4.6灌漿孔封堵：在灌漿結束并通過監(jiān)理驗收后組織封堵，固結孔凡孔深大于砼襯砌厚度者全部采用機械封孔，水灰比采用0.5：1，孔口用0.5：1：2～3的預縮砂漿拌平，后期固結孔設計通知掃孔后留作排水孔。回填孔位于頂部，孔內沉積飽滿，孔口抹平即可，檢查孔較深采用機械封孔。凡孔口平整度達不到規(guī)范要求的用砂輪機磨平整，所有孔都進行封孔記錄。4.7固結灌漿質量驗收檢查，在灌漿結束5天后，由監(jiān)理按灌漿孔數(shù)5％指定檢查孔數(shù)目進行壓水試驗，壓水壓力為灌漿壓力的80％，即支管、岔管0.48Mpa，主洞0.32Mpa，試驗檢查值小于3Lu為合格標準，但實際施工驗收均遠遠小于該值。固結灌漿工程量表（表二）部位孔深灌漿量耗灰量單耗備注m/孔數(shù)L㎏㎏/mⅠ支管閘門井下游1410/23351812307398856.1含巖塞段閘門井上游3744／622477808.5540858.7711.4至岔管Ⅱ支管閘門井下游1224／20041100396197656.4含巖塞段閘門井上游3306／555189746.7749496.3315.5至岔管1#岔管1248／200820930.9910211.228.61＃主洞那戈河底底部3612／600255880.9927603.998.0100m段總計14544／2242453563626413419.1從表上資料分析，閘門井下游出口段因接近地表，圍巖裂隙節(jié)理發(fā)育、風化嚴重，所以單耗較大，其它部分都屬正常范圍。五、閘門井底坎鋼襯砌接觸灌漿在閘門井底坎襯砌部位，有施工會同監(jiān)理及設計人員現(xiàn)場檢查，用小錘敲打鋼板，發(fā)現(xiàn)有空聲做好標記。采用磁力式臺鉆在脫空部位造孔，孔徑Φ20，同一脫空部位造兩孔，一孔進漿，一孔排氣，1#、2#閘門井共造11組22孔。灌漿時，用Φ40管將進排漿管引出，先用壓力水沖洗孔內集渣，用純水泥漿灌注，水灰比1：1，壓力0.15～0.2Mpa，邊灌邊敲打周圍，主要是便于排氣和漿液串透。當排氣管來濃漿后，關閥，保持壓力，下漿量為零，持續(xù)5min結束。灌漿結束48小時后，用小錘敲擊判斷是否脫空，如果脫空進行二次襯灌，直至飽滿。經監(jiān)理驗收后，灌漿孔上螺帽，補焊鉆孔口，最后用砂輪磨平、刷漆。閘門底坎鋼襯砌接觸灌漿工程量（表三）部位耗漿量耗灰量接觸面積備注L㎏㎡Ⅰ支閘門井底坎35.526.84.310個孔Ⅱ支閘門井底坎4334.54.320個孔總計78.561.38.6共11組22孔六、灌漿質量控制1、采用ISO9002質量體系對灌漿過程進行系統(tǒng)管理和監(jiān)控，增加隱蔽工程的透明度是灌漿質量保證基礎。2、開工前做好技術交底，對職工進行培訓持證上崗，培訓不合格者禁止上崗，并進行隱蔽性工程特殊性的職業(yè)道德教育。3、文明施工也是影響灌漿原因之一，底板的污水、淤積物要清離工作面。有充足照明，鮮明的孔位、樁號標識。4、現(xiàn)場實行掛牌作業(yè)，堅持三檢制度，設立具備專業(yè)知識的質量監(jiān)督人員，做到誰施工誰負責。5、灌漿設備和器材的性能必須充分滿足施工要求，并要求有足夠的配用量。6、采用灌漿自動記錄儀，增加了灌漿的科技含量，對灌漿過程實時監(jiān)控，及時反映灌漿成果，真實、準確、精度高，便于質量分析。7、施工中若出現(xiàn)異常情況，立即采取積極措施，并報監(jiān)理及時處理施工中新問題。壓水試驗檢查成果表（表四）部位孔數(shù)壓水壓力吸水率備注個MpaLuⅠ支管閘門井下游110.50.24加權平均閘門井上游320.480.08加權平均Ⅱ支管閘門井下游110.50.3加權平均閘門井上游270.50.06加權平均1＃岔管90.480.21加權平均1＃那戈河底部320.320.07加權平均總計122平均吸水率為00.12LLu從上表中可看出，各部位壓水檢查吸水率遠遠小于合格標準3Lu，達到了0.12Lu平均值，并且從外表觀察，灌區(qū)止水效果相當顯著，灌漿質量達到設計要求，優(yōu)良率100％。七、結語1、灌漿自動記錄儀的使用對提高灌漿質量，資料的規(guī)范管理及節(jié)約材料有很好的作用。2、由于灌漿隱蔽性及巖性不均特點，靈活運用規(guī)范，觀察灌漿中出現(xiàn)的新情況，及時提出問題、總結、評價和修訂參數(shù)是灌漿成功經驗。3、Ⅰ、Ⅱ支管出口低于瀾滄江水位，加上