某電站水道高壓灌漿施工

水工遂洞高壓固結灌漿,國內只有天生橋二級、天荒坪抽水蓄能電站、廣州抽水蓄能電站等少數(shù)工程采用過。灌漿技術參數(shù)、施工工藝等還不是十分成熟，本電站高壓引水管道地質情況與廣蓄電站相似，水工建筑物設計、布置均參照廣蓄電站。高壓灌漿在吸取廣蓄經驗的基礎上，根據(jù)工程自身的情況對灌漿技術參數(shù)進行優(yōu)化，對灌漿施工工藝進行了補充、完善。本工程高壓灌漿施工取得成功，給國內類似灌漿工程施工，特別是抽水蓄能電站輸水管道（豎井、斜井、高壓岔管、平洞）高壓灌漿施工提供了寶貴經驗；對推廣和應用新進經驗、新進技術，保證工程質量和提高生產效率起到了積極作用。工程概況C4標工程由引水隧洞以及豎井、高壓下平洞、岔管、支管、地下廠房洞室群、尾水遂洞和地面式升壓開關站等主要建筑物組成。工程利用水頭428m，電站總裝機容量25萬kw。高壓固結灌漿范圍為高壓豎井和高壓下平段兩大部分,屬引水系統(tǒng)建筑物。其中豎井部分包含豎井井身段及下彎段、豎井施工支洞堵頭、豎井施工旁洞堵頭四個部位；下平段部分包含下平段、岔管、支管及施工支洞堵頭四個部位。高壓下平段位于引水豎井下彎段與高壓鋼支管之間。其中主管段長137.482M，開挖洞徑φ5.9M，砼襯砌內徑φ4.7M，樁號為壓0+015.000~壓0+152.482(即壓支0+00)；Y形岔管段長12M，岔管段樁號為壓0+152.482~壓支0+00~0+07，開挖洞徑由φ5.9M漸變?yōu)棣?.9M，砼襯砌相貫線修圓半徑R=1.6m，砼襯砌內徑由φ4.7M，漸變至φ2.7M，管道中心線高程為EL183.70M.；1#、2#支管長均為16m，開挖洞徑為φ3.9m，襯砌內徑為φ2.7m，樁號為壓支0+07~0+23。下平段施工支洞堵頭位于下平洞（壓0+100）處，開挖斷面為7m×5.6m城門洞型，全長55.8m，前6m為實心堵頭，其余為設有3m×3m灌漿廊道段。高壓豎井位于引水隧洞末端，豎井總高度453.7m，中心點為引12+342.408樁號，包含上、下彎段和中間井身段，井身段總高346.45m，位于EL198.700～EL545.150高程范圍，井身襯砌斷面為圓形φ4.7m，EL198.700～EL362.000段和EL540.150～EL545.150段襯砌厚度為60cm，EL363.000～EL540.150段襯砌厚度為50cm，中間1m為過渡段，除豎井井身段頂部5m以外，其余井身段配筋皆為單層(內層)鋼筋。施工支洞堵頭位于豎井EL368處，開挖斷面為7m×5.6m城門洞型，全長35m，實心堵頭段長4m，其余段設有3M×3M灌漿廊道。豎井施工旁洞堵頭位于豎井EL353處，設計開挖斷面為6.5m×5.6m城門洞型，為方便施工開挖中對0+100～0+115段右邊墻進行了擴挖，全長35m，前3m為實心段，其余為設有3M×3M灌漿廊道段。高壓灌漿范圍內圍巖巖性為鉀長花崗巖，巖石致密堅硬，巖體微風化～新鮮。灌區(qū)內圍巖地下水不發(fā)育，僅在下平段北西向節(jié)理局部見滲水。豎井在EL283～EL260m高程發(fā)育N60°E，NW∠80°斷層破碎帶，寬度2～3m，帶中同組節(jié)理發(fā)育，巖石風化破碎，巖體強～弱風化；主要節(jié)理有北東東向，北西向和北北西向三組高傾角節(jié)理，一般程閉合狀，局部沿節(jié)理形成3～15cm綠泥石蝕變帶。豎井總高度453.7m,Ⅰ類圍巖長213m,占47%,Ⅱ類圍巖長192.3m,占42.4%,Ⅲ類圍巖長25m,占5.5%,Ⅳ類圍巖長23m,占5.1%。下平段圍巖主要發(fā)育北東東向和北西向兩組高傾角節(jié)理，一般程閉合狀，在豎井下及岔管前節(jié)理局部有囊壯風化，范圍較小，遂洞長156m，Ⅰ類圍巖長120m，占77%，Ⅱ類圍巖長36m，占23%。高壓管道圍巖工程地質條件好。根據(jù)引水豎井施工方案，豎井施工分三段進行，調壓井為I段，高壓豎井為II段、III段，為避開上下段之間施工的干擾保證施工安全，豎井I段、II段、III段設置鋼結構施工平臺和隔離平臺(見高壓豎井砼施工技術措施相關章節(jié))。灌漿施工信道分別從調壓井上池啟閉檢修吊藍、引水上平洞、豎井施工支洞、引水下平洞直接到達豎井EL642高程、EL557高程、EL369高程、EL180.75高程。高壓管道（豎井、下平段）的高壓固結灌漿（2.5～5.7Mpa）工程量為6515.7m。二、灌漿材料和設備采用42.5R普通硅酸鹽水泥灌漿,每一批次水泥進入工地均附有出廠合格證和檢驗報告。工地設有專庫保存，根據(jù)施工進展情況計劃采購，盡量縮短存放時間，杜絕受潮結塊的水泥進入制漿站。經科研實驗中心項目實驗室現(xiàn)場實驗，灌漿水泥通過80um250Pa負壓篩篩余量為1.6%,通過75um方孔篩篩余量為2.4%,符合灌漿規(guī)范要求。灌漿所采用的設備和機具見表一。表一灌漿施工主要設備、機具表序號名稱規(guī)格型號主要性能產地備注1高壓灌漿泵SGB6-100額定工作壓力110Mpaa，排漿量量100LL/minn杭州2自動記錄儀GJY—Ⅳ滿足高壓灌漿要要求武漢10Mpa流量量計和壓力力計3高速攪拌機轉速為14400轉/minn自制4低速攪拌機JJS-2B杭州5高壓閥門額定壓力10MMPa江蘇6高壓膠管2-25-144MPa額定壓力14MMPa福州7穩(wěn)壓器穩(wěn)定灌漿管路壓壓力，減小小壓力波動動自制8高壓機械灌漿塞塞額定工作壓力110MPaa自制三、灌漿施工固結灌漿工藝流程框圖。見附圖12、固結灌漿方式采用填壓式，灌漿施工工藝見附圖2。3、固結灌漿施工（1）高壓固結灌漿采取排間分序的方法分兩個次序施工，奇數(shù)排為Ⅰ次序，偶數(shù)排為Ⅱ次序，各灌漿孔又分兩段施灌。具體施工順序為：Ⅱ次序二段鉆灌Ⅱ次序一段鉆灌Ⅰ次序二段鉆灌Ⅱ次序二段鉆灌Ⅱ次序一段鉆灌Ⅰ次序二段鉆灌Ⅰ次序一段鉆灌（2）高壓固結灌漿分兩段進行鉆孔灌漿，第一段長為1.4~2.0m，第二段長為2.1~8.0m。采用自上而下分段灌漿法，第二段灌漿塞在第一灌漿段頂以上0.5m處，以防漏灌。（3）固結灌漿孔鉆孔按灌漿程序，分序分段進行鉆孔。采用JY7655手風鉆造孔，第一段鉆孔孔徑φ50mm，第二段鉆孔孔徑φ45mm?？紫蛉坎扇较蛟炜住＃?）灌漿孔鉆孔結束后進行鉆孔沖洗，沖凈孔內巖粉、泥渣。裂隙沖洗采用1Mpa壓力水沖洗，至止回水清凈為止。（5）為便于分析判斷灌漿效果，在固結灌漿孔巖石裂隙沖洗結束后，在一次序中選擇不少于總孔數(shù)5%的孔進行灌前壓水試驗，壓水試驗使用一級壓力單點法，第一段壓水壓力1.0Mpa，第二段壓水壓力4.0Mpa。壓入流量的穩(wěn)定標準：在穩(wěn)定的壓力下每3min～5min測讀一次壓入流量，連續(xù)四次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1L/min時，本階段試驗結束，取最終值作為計算值。壓水試驗的成果用透水率q表示，單位為呂榮（Lu）。在1Mpa的壓力下，每米試段長度每分鐘注入水量為1L時，q=1Lu。壓水試驗的計算方法：q=Q／PL式中：q——試段透水率，Lu；Q——壓入流量，L/min；L——試段長度，m。計算成果取兩位有效數(shù)字。（6）高壓固結灌漿栓塞采用機械橡膠塞。各灌漿孔第一段可采用兩孔并聯(lián)灌，并聯(lián)孔宜對稱，第二段采用一泵灌注一孔。(7)灌漿壓力:第一段為2.5Mpa;第二段為5.7Mpa（5.8Mpa）。灌漿壓力控制：第一段灌漿，采用一次升壓法；第二段采用分級升壓法，起始壓力采用2.5MPa，然后視單耗情況每2min升壓0.5~1.0MPa；當壓力由4.5MPa升至5.7Mpa時，每30s升幅0.5～0.6Mpa。并同時加強觀測，當變形值超過設計規(guī)定值時，必須立即降壓施灌。（8）固結灌漿起始水灰比為3：1，并按3：1、2：1、1：1、0.6(或0.5):1（重量比）四個比級使用。固結灌漿時，當灌漿壓力保持不變，吸漿量均勻減少時，或當吸漿量不變，壓力均勻升高時，灌漿工作持續(xù)下去，不得改變水灰比。固結灌漿中，當某一級水灰比漿液的灌入量已達到300L以上，或灌注時間已達1h，而灌漿壓力和注入率均無顯著改變時，改濃一級灌注。固結灌漿，當注入率大于30L/min時，可根據(jù)具體情況適當越級變濃。固結灌漿時，當改變漿液后，如灌漿壓力突增或吸漿量突減，立即查明原因，進行處理。（9）灌漿中每個灌漿孔的灌漿工作必須連續(xù)進行。若因故中斷，必須盡早恢復灌漿，中斷超過30min時，進行沖洗，如沖洗無效時，掃孔重灌，重灌時從開始灌漿時的水灰比開始。灌漿過程中，如冒漿、串漿、漿液變濃等情況，處理方法按《水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范》（DL/T5148-2001）的有關規(guī)定執(zhí)行。并詳細記錄，同時將采取的處理措施、結果通知監(jiān)理工程師。在已完成或正在灌漿的地區(qū)，其附近30m以內不得進行爆破作業(yè)。（10）高壓豎井灌漿施工豎井Ⅱ段（EL463.00~EL540.15）灌漿壓力2.5~3.5Mp，采取全孔一次性灌漿，灌漿過程中嚴格控制灌漿壓力和注入率。確保砼安全和灌漿質量。表1灌漿壓力和注入率的關系灌漿壓力MMpa11~22~3>3注入率LL/minn3030~2020~1010灌漿灌漿結束準按DL/T5418-2001標準6.6.2執(zhí)行。豎井Ⅲ段灌漿排間不分序，所有灌漿孔首段低壓灌漿后再進行后段分序灌漿（即同排先灌單號孔后灌雙號孔）。豎井下彎段，開挖時為方便施工挖成直角彎，底部砼太厚（約5m左右），該部位灌漿孔在砼施工時已造孔引至砼表面。該部位灌漿孔采用4.5MPa壓力全孔一次性灌漿。4、固結灌漿結束標準第一段在設計灌漿壓力下,注入率不大于1L/min,繼續(xù)灌注30min結束灌漿;第二段當壓力升至4.5Mpa,吸漿率≤2.5L/min時,按照壓力升幅辦法將壓力升至5.7（或5.8）Mpa,并穩(wěn)壓5min,若不出現(xiàn)水力劈裂現(xiàn)象則結束灌漿,若壓力使巖石劈裂,則回降壓力后施灌,并通知監(jiān)理工程師，全孔灌漿結束后采取“全孔灌漿封孔法”和人工封孔相結合進行灌漿封孔。5、固結灌漿質量檢查（1）固結灌漿壓水試驗檢查在該部位灌漿結束3天后進行，采用單點法壓水檢查，一次性造孔