谈谈围岩三峡工程右岸地下电站引水系统围岩固结灌浆施工质量制约

更新时间:2024-03-05 作者:用户投稿原创标记本站原创
摘要:三峡工程右岸地下电站引水系统围岩固结灌浆采用孔内循环法,全孔一次灌注。灌浆后,大大提高了围岩的整体性,本文主要介绍施工工艺,灌浆质量控制。关键词:引水系统围岩固结灌浆质量控制
2095-2104(2012)10-0020-02
1、工程概况
地下电站主要建筑物由引水渠及进水塔、引水隧洞、排沙洞、主厂房、母线洞(井)、尾水洞及阻尼井、尾水平台及尾水渠、进厂交通洞、通风及管道洞、管线及交通廊道、地面500kV升压站和厂外排水系统等组成。
引水渠位于茅坪溪出口附近的弯道右侧,进水塔在大坝上游右前方,与大坝右岸坝肩相邻,为岸塔式结构,顺水流向宽40.00m,高77.0m,长216.50m。进水口中心高程119.75m。
本标段引水系统共有6条引水隧洞平行布置,单机单洞引水,不设调压室,单洞轴线长244.64m。分上平段、上弯段、斜井段、下弯段及下平段五洞段,轴线水平投影总长217.00m。上平洞段底板开挖高程112.00m,下平洞段底板开挖高程49.25m。三峡地下电站共安装6台单机容量为700MW的混流式水轮发电机组,总装机容量为4200MW。电站单机引用流量946.5m3/s,最大引用流量966.4m3/s。
27#~32#机引水隧洞断面为圆形,从上游至下游为普通钢筋混凝土衬砌(上平段、上弯段)和钢管钢筋衬砌(斜井段、下弯段、下平段),衬砌后洞径为13.5m(下平段渐变为12.4m)。原设计引水隧洞沿断面圆周每30°设置一个固结灌浆孔,每个断面共布12个,孔排距4.5m,各排间按梅花型布置。
引水隧洞上平第三段、上弯段、斜直段、下弯段、下平段岩石整体性较好,设计在对引水隧洞实际地质条件、有代表性部位围岩的单孔及跨孔声速进行全面调查、分析的基础上,结合现场无盖重固结灌浆试验效果及围岩稳定性成果,综合考虑工程投资、施工进度及钢衬运行的可靠性,取消了引水隧洞钢衬段(斜直段、下平段、下弯段)围岩固结灌浆,在此基础上又对27#~32#机引水上弯段固结灌浆进行了优化,取消了上弯段和上平第三段系统固结灌浆,针对局部地质缺陷布置了随机固结灌浆孔,采用无盖重固结灌浆的方式施工。
引水系统固结灌浆施工于2009年4月26日开始,至2011年11月20日全部完成。共完成固结灌浆2799m。
2、施工总体布置
2.1 施工总体布置
2.1.1风、水、电布置
施工用风采用12m3自备空压机供应;施工用水由系统供水管引至灌浆现场,水压≥0.8MPa,供水能力≥40m3/h;施工用电系统供电线路引至施工现场,高峰期用电总功率150KW。
2.1.2施工排架
上平段钻孔、灌浆搭设满堂钢管排架作为施工平台;上弯段利用钢模台车作为钻灌施工平台。
2.2 施工总进度
27#~32#机引水系统固结灌浆施工于2009年4月26中专生毕业论文www.808so.com
日开始,2011年11月20日完成质量检查工作。
2.3投入的主要机械设备
为满足合同工期内施工强度要求,投入的施工机械设备见表2-2。
表2-2主要施工机械设备配置表

3、灌浆材料
固结灌浆水泥采用42. 5MPa强度等级普通硅酸盐水泥,抽样细度检测通过80μm方孔筛的筛余量为0.8%,满足细度要求不大于5%的设计要求。
4、固结灌浆施工
4.1施工程序
固结灌浆分为两个次序施工,单孔施工工艺流程见图4-1:

图4-1 固结灌浆工艺流程图
4.2 施工方法
4.2.1钻孔
围岩固结灌浆孔采用YTP-28气腿钻造孔,湿法作业,孔径不小于φ48mm,上平第一、二段、31#机上弯段孔深入岩4.5m。上平第三段、27#、29#、30#、32#机上弯段孔深入岩3m。
4.2.2 冲洗
⑴ 钻孔冲洗用大流量水对孔内的残留岩粉进行敞开冲洗,直至回水澄清10min为止,孔内残留物的厚度不超过10cm。
⑵单孔裂隙冲洗采用压力水脉动方式进行,高、低压脉动间隔时间为5~10min。冲洗水压采用80%的灌浆压力。
⑶裂隙冲洗冲至回水澄清后10min结束。
4.2.3 压水试验
灌浆前,选择不少于5%的孔(段)数做“单点法”压水试验,以了解灌区岩石的透水性能。其余孔做简易压水。压水压力为0.3MPa。压水试验稳定标准为:
⑴单点法压水试验:在稳定的压力下,每5min测读一次压入流量,连续4次读数其最大值与最小值之差小于最终值10%,或最大值与最小值之差小于1L/min,以最终读数最为计算岩体透水率q的计算值。
⑵简易压水试验:在稳定压力下,压水20min,每5min测读一次压入流量,取最终读数为计算岩体透水率q的计算值。
4.2.3 灌浆
⑴固结灌浆采用孔内循环法,全孔一次灌注。
⑵固结灌浆压力
上平第一、二段压力:I序孔0.5MPa,II序孔0.8MPa;有渗水的孔,灌浆压力增加0.1MPa。
31#机引水上弯段采用I序孔0.3MPa,II序孔0.5MPa;上平第三段、27#、29#、30#、32#机上弯段随机固结灌浆压力均采用0.3MPa
⑶本次灌浆水灰比(重量比)采用3:1一个比级。
⑷结束标准:在规定压力下,当灌浆孔单孔注入率不大于0.4L/min,群孔不大于0.8L/min时,延续30min结束灌浆。
4.2.3 封孔
水平孔、仰孔、有渗水的孔均采用灌浆法封孔,屏浆10min,封孔压力同灌浆压力,封孔结束先扎管再停泵,闭浆时间不少于6~8h。拔取闭浆管后,清除孔口段浮浆,然后回填干硬性预缩水泥砂浆并抹平。水泥砂浆配比:水:灰:砂=0.2~0.25:1:2~2.5。
4.3 质量检查
4.3.1 灌浆资料分析
⑴上平第

一、二段灌浆资料分析

27~32#机上平第一、二段,固结灌浆施工432个孔,灌浆1944m,灌入水泥1702.47kg,平均单位注入量0.88kg/m。
① 透水率分析
上平第

一、二段固结灌浆各次序孔透水率分序统计见表4-1。

表4-1上平第

一、二段固结灌浆各次序孔透水率分序统计表


图4-2各次序孔透水率频率曲线及频率累计曲线图
从表4-1中可以看出:
岩层透水率即灌前第I次序孔的透水率平均值为1.75Lu,说明岩层完整性较好。灌浆后,第II次序孔的透水率平均值降低至0.82Lu,递减率达到53.1%,整体递减趋势明显。
② 单位注入量分析
上平第

一、二段固结灌浆各次序孔单位注入量分序统计见表4-2。

表4-2上平第

一、二段固结灌浆各次序孔单位注入量分序统计表



图4-3各次序孔单位注入量频率曲线及频率累计曲线图
从表4-2的统计结果可以看出:
水泥平均单位注入量频率最大的是小于1kg/m的段次,占69.2%,其次是1~10kg/m的段次,占30.8%,说明岩体浅表层裂隙细微。

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