淺談官地水電站壩基接觸灌漿單向注漿器法施工工藝研究和應(yīng)用

word文檔可自由復(fù)制編輯淺談官地水電站壩基接觸灌漿單向注漿器法施工工藝研究和應(yīng)用摘要：官地水電站作為國家“西電東送”重點工程之一，為了提高壩基的均勻性和整體性，增強(qiáng)基礎(chǔ)的承載能力，官地水電站壩基接觸灌漿施工采用單向注漿器法施工技術(shù)，取得了良好的效果。文章通過簡要介紹官地水電站壩基接觸灌漿單向注漿器施工工藝，總結(jié)和積累經(jīng)驗，對于其他類似電站工程建設(shè)施工方案、施工措施優(yōu)化具有借鑒作用。關(guān)鍵詞：官地水電站壩基接觸灌漿單向注漿器1.概述1.1工程概述官地水電站碾壓混凝土重力壩壩頂高程1334.00m，最低建基面高程1166.00m，最大壩高168.00m，最大壩底寬153.20m，壩頂軸線長516.00m；整個壩體共24個壩段，為了提高壩基的均勻性和整體性，增強(qiáng)基礎(chǔ)的承載能力，依據(jù)壩基巖石條件，對重力壩壩基進(jìn)行全面固結(jié)灌漿處理。同時，對澆筑混凝土與巖石開挖面之間坡度大于45°的陡壁面，均進(jìn)行岸坡接觸灌漿。1.2單向注漿器使用原因按照傳統(tǒng)的接觸灌漿工藝，接觸灌漿首先在基巖面鉆孔，然后孔內(nèi)及孔外埋設(shè)灌漿管路形成灌漿系統(tǒng)，待混凝土溫度、齡期、縫展度等條件滿足設(shè)計要求后，進(jìn)行接觸灌漿。響應(yīng)業(yè)主單位提前三個月發(fā)電的工程建設(shè)節(jié)點目標(biāo)，官地水電站大壩采用碾壓混凝土高升層快速施工及防裂技術(shù)。由于傳統(tǒng)的接觸灌漿工藝與壩體混凝土施工干擾性較大，施工中占用直線工期長，且出漿設(shè)施易堵塞；同時因壩體邊坡壩段固結(jié)灌漿采取先無蓋重固結(jié)灌漿，表面3.0m范圍后期進(jìn)行有蓋重加強(qiáng)固結(jié)灌漿工藝，若壩基接觸灌漿采取鉆孔、預(yù)埋管的傳統(tǒng)接觸灌漿施工工藝，不僅在二期有蓋重固結(jié)鉆孔過程中會將預(yù)埋接觸灌漿管路被鉆孔破壞，而且在固結(jié)灌漿過程中會將接觸灌漿管路及鉆孔串死，使接觸灌漿系統(tǒng)失效，同時極大的制約及影響壩體混凝土澆筑施工進(jìn)度及質(zhì)量。針對以上原因，項目部與業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理單位積極溝通，通過工程技術(shù)聯(lián)系單的形式要求官地大壩壩基陡坡接觸灌漿采用預(yù)埋JBJ-60型單向注漿器進(jìn)行施工，并得到設(shè)計單位認(rèn)可。2.單向注漿器法施工工藝2.1單向注漿器構(gòu)成JBJ-60型單向注漿器由高密度聚乙烯材料構(gòu)成，包括兩側(cè)連接管、中空灌漿盒、橡膠皮套組成，其結(jié)構(gòu)特點為在中空灌漿盒的外表面上開設(shè)了若干注漿支孔，注漿支孔與中空注漿體的內(nèi)孔相通，彈性軟質(zhì)壓條緊套在中空注漿體的四周，彈性軟質(zhì)壓條在常態(tài)下緊緊壓住所有的注漿支孔。它能理想地彌補(bǔ)混凝土裂縫，即使以后再出現(xiàn)裂縫，還可通過注漿器進(jìn)行重復(fù)注漿彌補(bǔ)。單向注漿器基本結(jié)構(gòu)見圖1。 圖1單向注漿器剖視A-A剖面2.2單向注漿器注漿原理單向注漿器的注漿原理是當(dāng)漿液進(jìn)入單向注漿器的圓形孔洞時，漿液向四周的小眼擴(kuò)散，隨即頂開橡皮套，向巖石面擴(kuò)散；當(dāng)外界灌漿時，由于外側(cè)包裹的橡皮套具有逆止閥的作用，外界漿液不會通過縫面進(jìn)入注漿器，避免了二期埋管固結(jié)灌漿及接縫灌漿時漿液串入接觸灌漿注漿器，堵塞接觸灌漿系統(tǒng)；而且單向注漿器還具有重復(fù)灌漿的優(yōu)點，既第一次注漿結(jié)束后，灌漿管內(nèi)漿液用清水沖洗干凈，當(dāng)接觸灌漿效果不理想時還可以進(jìn)行重復(fù)灌漿。2.3單向注漿器施工特點當(dāng)遇到質(zhì)量問題時，傳統(tǒng)的造孔、埋管接觸灌漿工藝補(bǔ)救手段單一，往往僅能通過重新布孔補(bǔ)灌水泥漿或化學(xué)灌漿進(jìn)行補(bǔ)救，施工容易破壞壩體混凝土整體結(jié)構(gòu)，耗資大，施工難度大，并且補(bǔ)救效果不理想，但采用單向注漿器進(jìn)行壩基接觸灌漿可有效的避免上述情況的發(fā)生。首先單向注漿器具有單向逆止性，外界壓力越大橡皮套擠壓越緊，密封性就越好，保證了二期固結(jié)灌漿時固結(jié)漿液不會堵塞接觸灌漿管路；其次單向注漿器具有可重復(fù)灌漿的特性，灌漿結(jié)束釋放壓力后其逆止性特性可使進(jìn)入縫隙內(nèi)的漿液不反串到進(jìn)回漿管路中，自主完成屏漿過程，因此沖洗管路不會影響灌漿質(zhì)量。若對壩基接觸灌漿質(zhì)量存疑可在灌漿結(jié)束后將管路沖洗干凈通過二次灌漿完成補(bǔ)充灌漿作業(yè)及檢查；最后每一罐區(qū)注漿器布置位置均于原造孔埋管設(shè)計出漿點位置相同，均均勻的分布于整個灌區(qū)，所以不會留下質(zhì)量漏洞。2.4單向注漿器安裝工藝JBJ-60型單向注漿器安裝時應(yīng)緊貼老混凝土面，并將老混凝土磨平。注漿器兩端通過連接緊固鋼卡與Ф32HDPE塑料管連接，單向注漿器間排距2.0m，梅花形布置，同時為防止注漿器掉落，在注漿器兩端10cm處采用“U”型卡與老混凝土錨固。每間隔2m采用U型卡進(jìn)行加固，U型卡φ6.5mm圓鋼制作。灌漿管路加固時，采用沖擊鉆順?biāo)鞣较蜓毓酀{管路每隔1m，在混凝土中鉆一個深度不小于5cm的孔，再用U型卡將灌漿管路兜住利用手錘等器具直接將U型卡直段部位砸入老混凝土。為防止混凝土澆筑施工時混凝土漿液進(jìn)入注漿器，在注漿器外部包裹一層土工布，進(jìn)一步保護(hù)裝置。具體施工詳見示意圖2。圖2單向注漿器施工示意圖施工區(qū)域灌漿管路及單向注漿器安裝完成后，把各部位進(jìn)回漿管路接引至指定位置，并須在外露管頭部位做明顯記錄，注明灌漿管的孔號及進(jìn)回名稱，為方便后期注漿。3.優(yōu)劣性對比分析現(xiàn)根據(jù)JBJ-60型單向注漿器的注漿原理及單向注漿器施工與原鉆孔預(yù)埋管法施工在技術(shù)上、質(zhì)量上、施工進(jìn)度方面分別進(jìn)行闡述分析采用單向注漿器的可行性及必要性。㈠施工注漿原理方面單向注漿器的注漿原理是當(dāng)漿液進(jìn)入單向注漿器的圓形孔洞時，漿液向四周的小眼擴(kuò)散，隨即頂開橡皮套，向巖石面擴(kuò)散；當(dāng)外界灌漿時，由于外側(cè)包裹的橡皮套具有逆止閥的作用，外界漿液不會通過縫面進(jìn)入注漿器，避免了二期埋管固結(jié)灌漿及接縫灌漿時漿液串入接觸灌漿注漿器，堵塞接觸灌漿系統(tǒng)；而且單向注漿器還具有重復(fù)灌漿的優(yōu)點，既第一次注漿結(jié)束后，灌漿管內(nèi)漿液用清水沖洗干凈，當(dāng)接觸灌漿效果不理想時還可以進(jìn)行重復(fù)灌漿。㈡施工程序方面采用原孔預(yù)埋管法進(jìn)行施工，施工前需必須經(jīng)過鉆孔、孔內(nèi)埋管制安、灌漿管路和排氣管制安、孔口封堵等施工程序，孔內(nèi)埋管、灌漿管路、排氣管路設(shè)計要求均為鍍鋅鋼管，管路轉(zhuǎn)彎處使用彎管機(jī)加工或用彎管接頭連接，鋼管之間采用焊接、套接。施工程序復(fù)雜，與混凝土施工干擾較大，施工中占用直線工期長。而采用單向注漿器法進(jìn)行施工，只須將單向注漿器及灌漿管路固定在基巖面即可完成，灌漿管路為PE管，無須加工，節(jié)省了施工成本，降低了設(shè)備使用率，減少了鉆孔、孔內(nèi)安裝、孔外砂漿平臺等中間環(huán)節(jié)施工，避開了各工序之間的相互干擾，加快了施工進(jìn)度。㈢施工質(zhì)量方面如果采用鉆孔預(yù)埋管法進(jìn)行接觸灌漿施工，在基巖面上進(jìn)行鉆孔，預(yù)埋灌漿管路，所有灌漿管路均引至灌漿廊道，然后進(jìn)行混凝土澆筑，混凝土澆筑完成后，在層間間歇期要進(jìn)行二期固結(jié)灌漿鉆孔、灌漿施工，在固結(jié)灌漿過程中漿液會通過裂隙面串至接觸灌漿鉆孔，進(jìn)而將鉆孔及接觸灌漿管路串死，待后期縫面張開后接觸灌漿無法進(jìn)行。灌漿系統(tǒng)采用預(yù)埋硬塑料管和JBJ-60型單向注漿器串接形成灌漿回路，由于單向注漿器具有單向逆止性，當(dāng)外界壓力越大時橡皮套擠壓越緊，密封性就越好，保證了二期固結(jié)灌漿時漿液不會串入接觸注漿器及管路；而且單向注漿器具有可重復(fù)灌漿的特性：灌漿結(jié)束后將管路沖洗干凈（單向注漿器的逆止性可使灌漿結(jié)束釋放壓力后，進(jìn)入縫隙內(nèi)的漿液不反串到進(jìn)回漿回路中，自主完成屏漿過程，因此沖洗管路不會影響灌漿質(zhì)量）待質(zhì)量檢查后如果灌漿質(zhì)量不合格可以進(jìn)行二次補(bǔ)灌。所以采用單向注漿器更能保證灌漿質(zhì)量。㈣施工進(jìn)度方面由于單向注漿器結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，無需鉆孔就可以在基巖面安裝完成；200m2的一個灌區(qū)，只需2天即可完成，比起常規(guī)鉆孔埋管法，提前工期約3~5天，單向注漿器在備倉過程中就可以完成，不會對混凝土備倉及澆筑造成干擾。官地大壩2011年11月底全線封頂，大壩壩基接觸灌漿2012年1月15日全部施工完成，2012年3月末首臺機(jī)組發(fā)電。官地水電站大壩壩基共完成接觸灌漿面積21875.4m2、灌注水泥96348.6kg，平均灌注量4.4kg/m24.結(jié)語官地水電站壩基接觸灌漿采用預(yù)埋單向注漿器施工技術(shù)，較好的解決了混凝土澆筑與接觸灌漿之間的相互影響、相互干擾的矛盾，接觸灌漿施工不在占用混凝土澆筑的工期，施工中避免了造孔時對預(yù)埋件的損害，確保了工程質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，節(jié)約了成本，降低了消耗，通過灌后質(zhì)量檢查均滿足設(shè)計要求，單元質(zhì)量評定均達(dá)到優(yōu)良等級。預(yù)埋單向注漿器接觸灌漿工藝在官地水電站壩基上的實踐和應(yīng)用是成功的，施工方法在接觸灌漿施工技術(shù)領(lǐng)