大坝混凝土封堵体防渗补强灌浆施工探讨

大坝混凝土封堵体防渗补强灌浆施工探讨

中国葛洲坝集团第六工程有限公司四川攀枝花617000

【摘要】文章主要结合金沙江观音岩水电站大坝工程建设背景,从施工的角度对封堵体防渗补强灌浆施工工艺进行论述与分析,以期更好的保证大坝整体的施工质量。

【关键词】大坝;混凝土;封堵体;防渗补强灌浆;施工

1工程概况

金沙江观音岩水电站电站水库正常蓄水位1134m,库容约20.72亿立方米。装机容量300(5×60)万千瓦。主要由挡水、泄洪排沙、电站引水系统及坝后厂房等建筑物组成。电站坝址距攀枝花市公路里程约27km,距华坪县城公路里程约42km。22#坝段设有2孔导流底孔,其中1#导流底孔中心线桩号为坝纵0+503.651,2#导流底孔中心线桩号为坝纵0+515.651。1#、2#导流底孔底板高程均为EL1020m,顶板高程均为EL1035.0m,过流断面为6.0m×15.0m。

2主要施工方法和过程

2.1施工方法:

2.1.1灌浆孔布置

对灌浆孔的排距、孔距,在实地放出灌浆孔的孔位,用红油漆标注,开孔孔位与设计孔位的偏差小于10cm。灌浆孔布置详见下图:

2.1.2钻孔

⑴钻孔采用XY-2型回转式地质钻机,钻机安装应平整稳固。

⑵钻孔孔径:钻孔孔径为φ75mm(因孔深达到43.5m,如遇特殊情况更好处理,所以钻孔由原设计孔径φ56mm更改为φ75mm)。

⑶钻孔孔深:根据设计图纸,1#、2#导流底孔防渗补强灌浆孔孔口均为EL1063m,孔底均为EL1019.5m,单孔孔深均为43.5m。

2.1.3灌浆

⑴钻孔冲洗:

①每个灌浆段钻孔结束后,应立即进行钻孔冲洗,孔底残留物厚度不大于20cm;灌浆前应进行孔壁冲洗,直至回水澄清后结束,冲洗压力采用80%的灌浆压力,压力超过1MPa时,采用1MPa。且总冲洗时间不少于20min。

②灌浆孔(段)冲洗结束24h内应进行该孔的灌浆施工,否则应在灌前重新进行裂隙冲洗。

⑵埋管:

水泥灌浆(涌水)孔和化学灌浆孔均采用水压式卡塞灌浆法,无需埋管。

⑶压水试验:

水泥灌浆(涌水)孔采用自上而下分段卡塞,采用“五点法”进行压水试验,分段长度与灌浆分段长度相同。其余灌浆孔段在灌浆前采用简易压水。简易压水试验结合冲洗进行。灌浆前压水试验压力为该段灌浆压力的80%,并不大于1MPa。

⑷灌浆标准

①灌浆压力:水泥灌浆(涌水)孔灌浆压力为1.5Mpa,化学灌浆压力为1.0Mpa

②施工顺序:下游排Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→上游排Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→灌浆斜孔→水泥灌浆扫孔→化学灌浆。

③浆液配比:水泥灌浆浆液的浓度由稀到浓,逐级变换。浆液的水灰比采用1:1、0.8:1、0.5:1三个级别。

2.2施工过程

根据孔深实际情况,水泥灌浆采用自上而下分段、循环式灌浆法,灌浆段基本长度为5.0m,如遇有钻孔时有涌水和穿钢板的情况可适当延长,灌浆过程中止浆效果不好和止不住浆,可在原止浆处以上的已灌段提高止浆塞,最大提高距离0.5m。2.3.21#、2#导流底孔防渗补强灌浆孔均分为双排,即上游排和下游排,按分序加密的原则进行,先灌下游排,后灌上游排,再灌斜孔。下游排分两个次序,先灌Ⅰ序孔,后灌Ⅱ序孔,再灌斜孔;上游排共分两个次序首灌Ⅰ序孔,后灌Ⅱ序孔,再灌斜孔。

2.3结束标准

①水泥灌浆的结束标准:各段在1.5Mpa灌浆压力下注入率不大于0.4L/min时,继续灌注30min结束本孔段灌浆。

②化学灌浆的结束标准:在1Mpa灌浆压力下注入率小于0.01kg/min时,再持继灌注1小时结束灌浆。

③各灌浆段灌浆结束后,闭浆,待浆液胶凝后再钻灌下一段。

④各灌浆段灌浆结束后,应立即对所有管路和设备进行清洗。

⑤灌浆孔封孔。

2.5特殊情况处理

①灌浆过程中发现冒浆、漏浆时,应根据具体情况采用低压、限流、调凝、间歇等方法进行处理。如效果不明显,应停止灌浆,待浆液凝固后重新扫孔复灌。

②灌浆过程中发生串浆时,如串浆孔具备灌浆条件,宜一泵一孔同时并灌,但并灌孔不宜多于3个,并应注意控制灌浆压力,防止上部混凝土或岩体抬动。否则,应阻塞被串孔,待灌浆孔灌浆结束后,再对被串孔进行扫孔、冲洗,然后继续钻进或灌浆。

③灌浆应连续进行,若因故中断应尽快恢复灌浆。否则应进行冲孔或扫孔,再恢复灌浆。

3灌浆材料及配比

3.1灌浆材料及配比

3.1.1水泥灌浆

水泥灌浆采用纯水泥浆,利用布置在EL1077.80m的制浆系统统一拌制。制备浆液的各种材料必须按规定的浆液配合比进行称量配制,计量误差应小于5%。浆液采用普通搅拌机拌制,拌制时间应大于3min,采用高速搅拌机拌制,拌制时间应大于30s。搅拌均匀的浆液应测定浆液密度,浆液在使用前用筛网过滤,浆液自制备至用完的时间不宜大于4小时。在特殊情况下,如浆液中要加入掺合料和外加剂,应通过室内浆材或现场由设计、监理共同确定。

3.1.2化学灌浆

⑴灌浆材料:化学灌浆材料采用长江委生产的CW512环氧类化学灌浆材料,该材料由A(主剂)和B(固化剂)两组份组成,材料通常情况下配比为A:B=5:1(根据温度变化可做适当的微调)。

⑵材料配制:材料配制采用电子称准确计量,用高速电动搅拌机搅拌2min~3min。

4工程质量检测

(1)灌浆质量检查以分析检查孔压水试验成果为主,结合钻孔、取芯资料、灌浆记录和测试成果等进行综合评定。

(2)在1#、2#导流底孔各布置一个检查孔进行压水试验,一个检查孔分两段进行压水试验。经压水试验检查1#导流底孔1-J-1检查孔的透水率为0.19和0.22;2#导流底孔1-J-1检查孔的透水率为0.16和0.18,满足质量标准要求。

结语:

金沙江观音岩水电站金沙江水电基地中游河段“一库八级”水电开发方案的最后一个梯级水电站,能否按期蓄水发电存在非常重要的意义。项目部充分重视对灌浆工艺的控制,展开精心的项目管理,经过水泥灌浆和化学灌浆补强之后,导流底孔封堵体得到了有效的加固补强,满足质量标准要求。

参考文献:

[1]郑家祥,何友忠,陈万涛.溪洛渡水电站大坝混凝土施工与计算机仿真分析研究[J].中国三峡建设,2008,03:31-34+37.

[2]杨学红,范五一,李锋.三峡三期工程大坝混凝土优质快速施工新技术研究及实践[J].水力发电学报,2009,06:126-130.

[3]管俊峰,朱晓旭,林鹏,李庆斌.特高拱坝悬臂高度个性化控制的分析研究[J].水利学报,2013,01:97-103.

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