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        引水隧洞工程灌漿施工方法優(yōu)化研究

        2015-07-25 07:54:24龔雪燕曾慶平
        陜西水利 2015年5期
        關(guān)鍵詞:序孔隧洞灌漿

        龔雪燕 曾慶平

        (中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410014)

        引水隧洞在水電站工程建設(shè)中占有非常重要的地位,其工程意義和作用也比較顯著,但是在工程施工過(guò)程中存在一些難點(diǎn),其中在引水隧洞主洞的挖掘和襯砌工程施工過(guò)程中,采用傳統(tǒng)的灌漿施工技術(shù)開展存在不合理性[1-3]。規(guī)范中對(duì)于引水隧洞固結(jié)灌漿的要求是均按技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較進(jìn)行確定。從安全層面上看,對(duì)于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類圍巖,均可以不灌漿;但從電站運(yùn)行效益層面上看,則應(yīng)進(jìn)一步深入研究,特別是引水隧洞工程灌漿施工方法的優(yōu)化研究[4]。本文以某水電站的引水隧洞工程灌漿施工為例進(jìn)行闡述。該工程位于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)比較劇烈的地質(zhì)區(qū)域,容易產(chǎn)生地應(yīng)力集中現(xiàn)象,因此,應(yīng)對(duì)引水隧洞洞頂斷層破碎帶進(jìn)行加固處理。

        1 固結(jié)灌漿工藝流程

        在引水隧洞混凝土襯砌段需要進(jìn)行固結(jié)灌漿施工,固結(jié)灌漿鉆孔深度為基巖內(nèi)3.0m,每個(gè)斷面5~8個(gè)孔,孔距2.8m,固結(jié)灌漿工程量約650m。固結(jié)灌漿施工工藝流程如圖1所示。

        首先根據(jù)控制點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣,搭設(shè)鉆架,校正并固定鉆機(jī)。鉆機(jī)固定后,應(yīng)按照設(shè)計(jì)施工圖紙和預(yù)埋灌漿管道,確定鉆孔的位置及深度,同時(shí),在確定好的鉆孔位置做上標(biāo)記。在澆筑混凝土?xí)r的預(yù)留孔內(nèi)或者管道內(nèi)鉆孔時(shí),孔位、孔斜及孔深均應(yīng)滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)定及要求。在本工程中,鉆孔分為Ⅰ序孔和Ⅱ序孔,且Ⅱ序孔應(yīng)當(dāng)在Ⅰ序孔全部施工完成后方能進(jìn)行,灌漿孔位布置如圖2所示。

        圖1 灌漿施工工藝流程

        鉆孔后應(yīng)檢查鉆孔孔斜是否合格,若不合格則應(yīng)當(dāng)重新鉆孔。檢查合格后,應(yīng)對(duì)鉆孔和縫隙進(jìn)行沖洗,可采用壓力水進(jìn)行沖洗,沖洗壓力為灌漿壓力的0.8倍,且不大于1.0MPa。對(duì)鉆孔進(jìn)行沖洗后,應(yīng)采用簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn),可使用單點(diǎn)法,試驗(yàn)孔數(shù)為總鉆孔數(shù)的5%,壓水試驗(yàn)后方可進(jìn)行灌漿。本項(xiàng)目中固結(jié)灌漿選用循環(huán)式灌漿,采用單孔灌漿法進(jìn)行。除基巖固結(jié)灌漿外,當(dāng)相鄰兩孔或多孔發(fā)生串漿或者吸漿量不能滿足要求時(shí),采用并聯(lián)灌漿法,同時(shí)控制壓力。灌漿完成后,對(duì)灌漿孔進(jìn)行檢查,檢查合格后采用機(jī)械壓漿、封孔。

        由于工程所在地的地質(zhì)構(gòu)造較為特殊,其構(gòu)造運(yùn)動(dòng)比較劇烈、節(jié)理比較發(fā)育,且容易產(chǎn)生塌方、掉塊、卸荷等極其惡劣的施工現(xiàn)象,因此,還應(yīng)對(duì)引水隧洞洞頂斷層破碎帶進(jìn)行加固處理,灌漿加固范圍如圖3所示。

        圖2 灌漿孔位布置示意圖

        圖3 灌漿加固范圍示意圖

        圖4 因結(jié)灌漿透水率及單位注入量頻率分析

        表1 固結(jié)灌漿效果分析參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

        在灌漿過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格以吸漿量指標(biāo)作為灌漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn),在灌漿結(jié)束一周后,需要進(jìn)行固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查,可選用單點(diǎn)壓水試驗(yàn)法進(jìn)行,同樣檢查孔的數(shù)量不能少于灌漿總孔數(shù)的5%。鉆檢查孔獲取巖芯,觀察巖芯表面若縫隙被漿液充填飽滿、密實(shí),則表明力學(xué)指標(biāo)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。質(zhì)量檢查合格,方可完工;若檢查不合格,應(yīng)當(dāng)重新布孔灌漿。

        2 固結(jié)灌漿效果分析

        平均透水率及單位注入量頻率分析方法是進(jìn)行固結(jié)灌漿效果分析的重要方法之一。本工程灌漿效果分析以1號(hào)洞第20工作面為例,其平均透水率及單位注入量統(tǒng)計(jì)分析如表1所示。

        第20工作面共包括117個(gè)鉆孔,其中包含Ⅰ序孔60個(gè)、Ⅱ序孔57個(gè)。在60個(gè)Ⅰ序孔中,其平均透水率為77.63 Lu,在57個(gè)Ⅱ序孔中,其平均透水率為6.49 Lu,透水率及單位注入量具體統(tǒng)計(jì)如表1所示。根據(jù)表1中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),可繪出透水率及單位注入量的頻率曲線如圖4所示。無(wú)論從表1還是圖4中均可看出:Ⅱ序孔相對(duì)Ⅰ序孔而言,其透水率及單位注入頻率均有相當(dāng)程度的減小,表明本引水隧洞工程固結(jié)灌漿效果是比較顯著的。

        3 結(jié)語(yǔ)

        引水隧洞在實(shí)際施工中存在眾多困難,其中在引水隧洞主洞的掘進(jìn)和襯砌施工過(guò)程中采用傳統(tǒng)灌漿施工技術(shù)難以開展。本文就水電站引水隧洞工程中灌漿施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化,并通過(guò)固結(jié)灌漿效果分析,發(fā)現(xiàn)經(jīng)優(yōu)化后的灌漿施工工藝能夠較好地解決固結(jié)灌漿施工技術(shù)中存在的問(wèn)題,固結(jié)灌漿效果明顯,本固結(jié)灌漿方法亦可為其他水工建筑物的施工提供參考。陜西水利

        [1]邵政權(quán),郭青春.引水隧洞施工期涌水涌砂灌漿處理技術(shù)[J].T V732.陜西水利,2014,(02).

        [2]崔臻,侯靖,吳旭敏,等.脆性巖體破裂擴(kuò)展時(shí)間效應(yīng)對(duì)引水隧洞長(zhǎng)期穩(wěn)定性影響研究[J]T V732.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2014,(05).

        [3]張向偉.長(zhǎng)引水隧洞供水工程主要工程地質(zhì)問(wèn)題的探討[J].T V732.陜西水利,2013,(05).

        [4]曾冬梅,潘君燕,倪龍,等.石城子二級(jí)電站引水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].T V732.陜西水利2013,(01).

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