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        長河壩水電站大壩右岸蓋板高陡坡固結(jié)灌漿施工

        2015-06-27 05:53:48王海波王玉山
        四川水力發(fā)電 2015年5期
        關(guān)鍵詞:壓水心墻蓋板

        王海波,王玉山

        (中國水電基礎(chǔ)局有限公司三公司,四川成都 610231)

        長河壩水電站大壩右岸蓋板高陡坡固結(jié)灌漿施工

        王海波,王玉山

        (中國水電基礎(chǔ)局有限公司三公司,四川成都 610231)

        長河壩水電站大壩為礫石土粘土心墻堆石壩,最大壩高240 m,大壩左右蓋板基巖固結(jié)灌漿旨在提高心墻地基基礎(chǔ)承載力,對于240 m級高壩結(jié)構(gòu)安全具有極高的重要性。右岸蓋板固結(jié)灌漿施工工作面位于大壩兩壩肩陡峭的基巖上,傾角平均在60°以上,具有排架搭設(shè)難度大、工期緊、截漿截污要求高、交叉作業(yè)安全防護難度大等特點。如何保質(zhì)保量地完成本項目是保證大壩能夠持續(xù)高強度填筑的關(guān)鍵環(huán)節(jié),介紹了灌漿施工采取的措施。

        長河壩水電站;大壩;蓋板;高陡坡;排架;固結(jié)灌漿

        1 概述

        1.1 工程概況

        長河壩水電站系大渡河干流水電規(guī)劃“三庫22級”中的第10級電站,上接猴子巖電站,下游為黃金坪電站。工程場址位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi),地處大渡河上游金湯河口以下約4~7 km的大渡河干流河段,電站采用水庫大壩、首部式地下引水發(fā)電系統(tǒng)開發(fā),電站總裝機容量2 600 MW。樞紐主要建筑物由礫石土心墻堆石壩、引水發(fā)電系統(tǒng)、3條泄洪洞和1條放空洞等建筑物組成。攔河大壩最大壩高240 m,水庫正常蓄水位高程1 690 m,正常蓄水位以下庫容為10.15億m3,總庫容為10.75億m3。

        大壩基礎(chǔ)基巖固結(jié)灌漿布置在礫石土心墻堆石壩左、右岸心墻基礎(chǔ)范圍內(nèi),心墻基礎(chǔ)0.5 m厚混凝土板兼作固結(jié)灌漿蓋重。心墻基巖地基固結(jié)灌漿孔按間排距2.5 m梅花形布置,左岸固結(jié)灌漿深度為15 m,右岸固結(jié)灌漿深度為8 m,深度為垂直于心墻蓋板并距心墻蓋板底面的深度。

        1.2 施工難點及特點

        (1)高陡坡施工,排架搭設(shè)難度大;

        (2)上接混凝土蓋板澆筑工作面,交叉作業(yè)施工干擾大,安全防護要求高;

        (3)下接粘土心墻填筑工作面,文明施工標準高;

        (4)灌漿質(zhì)量檢查標準高;

        (5)高排架施工鉆機搬遷頻繁且難度大,鉆孔工效低。

        2 高邊坡施工的排架搭設(shè)

        2.1 排架形式的選擇

        由于設(shè)計坡度較陡,直接在邊坡上進行鉆孔難度較大,因此,需要架設(shè)腳手架排架作為承載鉆機、材料、設(shè)備以及人力平臺之用。但在壩肩開挖結(jié)構(gòu)設(shè)計中各高程均未設(shè)置馬道,從而給腳手架搭設(shè)帶來了一定困難,因此,腳手架搭設(shè)只能在開挖形成的邊坡上直接搭設(shè)。由于扣件式鋼管排架是為適應(yīng)高邊坡施工的需要做到簡單輕便、裝拆容易、多次周轉(zhuǎn)、節(jié)約材料、方便操作、牢固穩(wěn)定,在設(shè)計荷載下使用不變形、不傾晃,能滿足正常的施工操作、人員行走、材料堆放的要求,因此,腳手架排架選擇扣件式鋼管排架。高排架外觀見圖1。

        圖1 高排架外觀圖

        為確保高排架安全穩(wěn)定,項目部特別制定了高排架搭設(shè)施工專項方案,對排架搭設(shè)進行了詳細的荷載驗算,以指導(dǎo)排架施工。

        2.2 截漿、截污槽鋪設(shè)

        為了防止灌漿過程中的廢漿、廢水等對心墻填土的影響,在施工部位下側(cè),用2 mm厚薄鐵皮卷成U型溜槽,貼墻側(cè)用膨脹螺絲把薄鐵皮釘于混凝土蓋板上,混凝土蓋板與“U”型槽接觸部位采用水泥砂漿封填,利用“U”型槽將灌漿產(chǎn)生的廢水、廢漿等排放到設(shè)置在心墻區(qū)以外的沉淀池中,然后集中用排污泵將沉淀后的廢水抽到指定位置,沉淀池中經(jīng)過沉淀后的廢渣用反鏟挖裝自卸汽車后運至指定棄渣場。截污槽外觀見圖2。

        圖2 截污槽示意圖

        3 主要施工方案

        3.1 鉆孔設(shè)備

        由于固結(jié)灌漿在高排架上施工,鉆孔設(shè)備選用體積小、重量輕的100B潛孔鉆機,配φ70沖擊器、φ75釬頭、φ50鉆桿、φ75金剛石鉆頭鉆進成孔。

        3.2 測放孔位

        嚴格按照孔位布置圖布置孔位,孔位偏差應(yīng)不大于10 cm。固結(jié)灌漿孔鉆孔角度為垂直于混凝土蓋板。

        3.3 抬動變形觀測

        抬動觀測孔垂直于混凝土蓋板布置,在灌漿前按照施工圖紙或監(jiān)理工程師指示的位置安設(shè)抬動觀測裝置,抬動觀測孔使用沖擊回轉(zhuǎn)鉆進,孔徑為75 mm,抬動觀測孔孔深比灌漿孔深5 m,鉆孔完成后安設(shè)抬動觀測裝置。

        3.4 孔深及灌漿分段

        終孔孔深:若蓋板混凝土厚度小于3 m,終孔孔深按8.5 m控制;若蓋板混凝土厚度大于3 m,終孔孔深按入巖8 m控制。灌漿分段段長為2 m、6 m。

        3.5 鉆孔沖洗

        所有先導(dǎo)孔、灌漿孔和灌后檢查孔均在鉆孔結(jié)束后采用水沖法沖洗鉆孔。其方法是在鉆孔完成后,下入鉆具(或僅下入鉆桿),開大水流,使孔內(nèi)鉆渣隨循環(huán)水流懸浮帶出孔外,直至回水清凈、肉眼觀察無巖粉、孔底沉積小于20 cm為止。

        3.6 灌漿工藝

        按分序加密的原則進行。固結(jié)灌漿排間不分序,排內(nèi)分Ⅰ、Ⅱ序孔施工。

        單元內(nèi)首先進行Ⅰ、Ⅱ序孔的接觸段鉆灌,接觸段灌漿結(jié)束后,再按排內(nèi)分序原則進行Ⅰ、Ⅱ序孔接觸段以下段的鉆灌。對于Ⅰ序孔兼做灌前聲波孔的采用自上而下分段鉆孔、壓水,孔深達到設(shè)計深度后進行灌前物探測試,之后采用自下而上分段進行灌注。

        3.7 裂隙沖洗

        各灌漿孔在灌漿前采用壓力水進行裂隙沖洗,沖洗壓力可為灌漿壓力的80%,并不大于1 MPa,沖洗時間至回水清凈時止或不大于20 min。

        3.8 灌前聲波測試及簡易壓水

        (1)壓水試驗方法的選擇。

        在Ⅰ序孔中選擇不少于灌漿孔數(shù)5%的灌漿孔進行聲波測試,聲波測試應(yīng)分別采用單孔和跨孔測試方法,跨孔測試數(shù)量為每個灌漿單元不小于一組。在各序孔中選擇不少于灌漿孔數(shù)5%的灌漿孔進行簡易壓水試驗,簡易壓水試驗可結(jié)合裂隙沖洗同時進行。

        (2)簡易壓水。

        壓水壓力為灌漿壓力的80%,并不大于1 MPa.壓水20min,每5 min測讀一次壓入流量,取最后的流量值作為計算流量。其成果以透水率表示,按下式計算:

        式中 q為透水率,Lu;Q為壓入流量,L/min;P為作用在試段內(nèi)的全壓力,MPa;L為試驗段長度,m。

        3.9 灌漿壓力

        第一段灌漿壓力控制在0.3 MPa,第二段灌漿壓力控制在0.7 MPa。

        3.10 漿液比級及變換

        (1)漿液比級。

        采用2∶1、1∶1、0.8∶1、0.5∶1四個重量比級,開灌水灰比為2∶1。

        (2)漿液變換。

        合理的漿液變換有利于提高灌漿質(zhì)量。過早的使用濃漿易將細小裂縫進口堵塞,進而影響灌漿效果;灌注稀漿過多易延長灌注時間,漿液過度擴散,進而造成材料的浪費,而且稀漿形成的水泥結(jié)石耐久性差。

        3.11 回漿變濃

        灌漿過程中如遇回漿變濃,則采用下列措施進行處理:

        (1)適當(dāng)加大灌漿壓力。

        (2)換用相同水灰比的新漿灌注,若效果不明顯,則連續(xù)灌注30 min后結(jié)束。

        3.12 回漿量控制

        灌漿過程應(yīng)控制好泵量以及灌漿壓力,且保持回漿量為15 L/min,防止灌漿管被水泥凝住,造成灌漿中斷。

        3.13 灌漿結(jié)束標準

        (1)一般情況下,在最大設(shè)計壓力下,注入率不大于1 L/min后,繼續(xù)灌注30 min即可結(jié)束灌漿。

        (2)若灌注過程中出現(xiàn)抬動情況,可視具體情況報監(jiān)理工程師后采用較低壓力結(jié)束。

        3.14 封 孔

        所有灌漿孔、檢查孔、抬動孔均采用“全孔灌漿封孔法”封孔;采用自下而上分段灌漿法時,孔口段灌漿結(jié)束后,直接在孔口段進行封孔灌漿。封孔壓力為該孔最大灌漿壓力,灌漿持續(xù)時間不小于30 min。

        所有鉆孔使用灌漿泵壓漿封孔后產(chǎn)生的上部脫空段采用人工回填水泥砂漿(水∶水泥∶砂=0.5∶1∶1)封填密實。

        3.15 質(zhì)量檢查

        (1)檢查孔數(shù)量。

        每個灌漿單元單孔聲波檢測抽樣孔數(shù)量不小于灌漿孔總數(shù)的5%,跨孔聲波檢測抽樣孔數(shù)每個灌漿單元應(yīng)不小于一組。每個灌漿單元抽樣壓水試驗檢查孔數(shù)量不小于灌漿孔總數(shù)的2%,且每個灌漿單元內(nèi)至少應(yīng)有一個壓水試驗檢查孔。

        (2)合格標準。

        壓水試驗合格標準:巖體透水率q≤5 Lu??锥魏细衤什簧儆?0%,不合格孔段透水率值不超過設(shè)計規(guī)定值的150%且不集中。

        聲波測試合格標準為:要求灌后巖體聲波平均縱波速度大于4 200 m/s,或比灌前提高不低于5%。

        4 質(zhì)量檢查情況

        檢查孔壓水試驗:檢查孔壓水試驗透水率在0.13~3.87之間,滿足灌后檢查孔壓水透水率不大于5 Lu的設(shè)計要求。

        取芯情況:從灌后檢查孔取芯情況看,多處可見水泥結(jié)石,表明漿液充填良好。

        單孔聲波及跨孔聲波情況:單孔聲波平均速度灌前為4 188 m/s、灌后為4 622 m/s,提高率為10.36%;跨孔聲波平均波速灌前為4 156 m/s,灌后為4 738 m/s,提高率為14%。

        5 結(jié)語

        長河壩水電站右岸蓋板高邊坡固結(jié)灌漿施工中嚴格執(zhí)行“三檢制”,質(zhì)量檢查成果表明施工質(zhì)量優(yōu)良;安全、文明施工、進度均處于可控狀態(tài)。近年來,高邊坡基礎(chǔ)處理項目逐漸增多,長河壩水電站右岸蓋板高邊坡固結(jié)灌漿施工規(guī)模較大,且具有多項施工難點,具有一定的代表性,所取得的經(jīng)驗可為其他類似高邊坡基礎(chǔ)處理項目提供參考。

        TV7;TV543;TV223.4

        B

        1001-2184(2015)05-0083-03

        王海波(1979-),男,山東濱州人,副經(jīng)理,工程師,從事基礎(chǔ)處理施工技術(shù)與管理工作;

        (責(zé)任編輯:李燕輝)

        2015-05-08

        王玉山(1980-),男,內(nèi)蒙古四子王旗人,項目總工程師,工程師,從事基礎(chǔ)處理施工技術(shù)與管理工作.

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