水利樞紐壩基防滲工程施工方案

xx水利樞紐壩基防滲工程1工程簡況xx水利樞紐工程是集防洪、防凌、減淤、灌溉、供水、發(fā)電為一體的綜合性水利工程。大壩為壤土斜心墻堆石壩,軸線長度1667m，最大壩高154m，水庫庫容為126.5億m3，。水電站為壩旁引水式地下廠房，6臺發(fā)電機組，總裝機180萬kW,年發(fā)電量51億kW·h。大壩基礎(chǔ)的河床覆蓋層深厚，最深處達(dá)80余米。覆蓋層自上而下大致分為四層：表砂層、上部砂礫石層、底砂層和底部砂礫石層。河床基巖為二迭系的P12粘土巖和三迭系的T11、T12砂巖，斷裂構(gòu)造發(fā)育,穿越帷幕軸線的斷層主要有右岸F1、F233、F231、F23等,左岸F236、F238、F240和F28等。根據(jù)黃河多泥砂的特點以及對土石壩基防滲處理的特點，確定xx防滲工程設(shè)計思想為以垂直防滲為主水平防滲為輔。壩基覆蓋層采用混凝土防滲墻，墻下及兩岸巖體采用帷幕灌漿。深覆蓋層防滲墻施工是xx工程重大技術(shù)難題之一。在防滲墻施工中，我局首次開發(fā)了緩凝型混凝土，解決了大深度、高標(biāo)號混凝土防滲墻施工技術(shù)難題，填補了國內(nèi)的技術(shù)空白。在灌漿工程施工中，成功地引進(jìn)并開發(fā)了GIN灌漿法，開發(fā)了國內(nèi)最先進(jìn)的GMS2000系列灌漿自動記錄儀，氣、液壓灌漿塞等先進(jìn)的工藝和器械。2混凝土防滲墻施工混凝土防滲墻設(shè)計厚度1.2m，墻體混凝土設(shè)計標(biāo)號為R90=33Mpa（保證率85%），變形模量E=30000Mpa,抗?jié)B標(biāo)號不小于B8，混凝土塌落度18～22cm，擴散度34～38cm。墻頂設(shè)計高程為126m和138m，高程126m以上的墻體內(nèi)要求下設(shè)鋼筋籠，墻段接頭采用鉆鑿接頭孔法（即套打一鉆法）。要求槽孔孔斜率不大于4‰，接頭孔孔斜率不大于2‰。右岸防滲墻軸線長259.6m,最大深度81.90m，成墻面積10540.63m2，澆筑混凝土21526.9m3。主壩防滲墻剖面如圖1所示。防滲墻共分43個槽段施工，槽孔長度6.6～6.7m。防滲墻采用CZ30和CZ22型沖擊鉆機和液壓抓斗造孔，施工高峰期沖擊鉆機造主孔工效達(dá)1.8m2，造副孔工效達(dá)3m2，抓斗工效達(dá)48m2，鉆鑿混凝土工效達(dá)2.3m2。防滲墻混凝土由JS500型混凝土攪拌機拌和，采用自動稱量系統(tǒng)稱量骨料，人工加水泥和摻和料，該攪拌站的生產(chǎn)能力為53m3/h。攪拌好的混凝土由攪拌車運輸并灌入導(dǎo)管。造孔泥漿由10臺2m3泥漿攪拌機制漿，備有6個儲漿池，總儲量為900m3，該制漿站日制漿能力為548m3。工程初期使用了普通型混凝土，但由于其早期強度高（R5為30.7Mpa、R23為44.7Mpa），使得接頭孔的造孔非常困難。為此，專門研制了緩凝型混凝土。這種混凝土早期強度低，后期強度高，完全滿足早期混凝土接頭的鉆鑿，保證了工程的順利進(jìn)行。緩凝型混凝土的應(yīng)用是該項工程的關(guān)鍵技術(shù)。為了監(jiān)測混凝土質(zhì)量，在混凝土澆筑過程中進(jìn)行機口取樣，以求得28d、90d的抗壓強度，部分樣品還求得7d、14d、60d和360d的抗壓強度、抗?jié)B指標(biāo)及彈性模量。對機口取樣混凝土90d的抗壓強度試驗結(jié)果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計分析得到：R90的平均值為38.7Mpa，標(biāo)準(zhǔn)離差σ為3.8MPa，離差系數(shù)Cv=0.098,強度保證率P=93.5%，合格率100%，抗?jié)B標(biāo)號均大于B12，彈性模量E在30000MPa左右?；炷临|(zhì)量完全滿足設(shè)計要求。連接墻段的43個接頭孔孔斜率均滿足設(shè)計要求，混凝土澆筑速度為2.5～5.22m/h,符合規(guī)范要求。經(jīng)檢測，防滲墻質(zhì)量良好。3帷幕灌漿施工帷幕灌漿孔為雙排孔布置,孔距為2ｍ,左岸山坡和右岸灘地斷層影響帶采用3排布置,最破碎的部位增至5排。灌漿帷幕防滲標(biāo)準(zhǔn)為5Lu。右岸防滲墻和近三分之二的帷幕灌漿工程量由我局完成。大壩的防滲帷幕線總長2900ｍ,帷幕底線從河床部位向兩岸逐漸抬高。左岸巖體較陡,灌漿帷幕分三層實施,即壩基表面為第一層,4#灌漿洞為第二層,3#灌槳洞為第三層。右岸坡度較緩,絕大部分在壩基表面直接進(jìn)行,部分地段分兩層實施,即壩基表面為第一層,1#、2#灌漿洞為第二層。分層實施的帷幕,各層間設(shè)銜接灌漿帷幕使之相接。另外,在左岸洞群穿越帷幕軸線的部位,設(shè)置了環(huán)形灌漿帷幕與主帷幕相接,使整個防滲帷幕成封閉狀態(tài)。3.1施工設(shè)備xx帷幕灌漿工程會聚了國內(nèi)外多種鉆灌設(shè)備，有國產(chǎn)的SGZ—I、SGZ--Ⅲ、XY—Z、XY—I型回轉(zhuǎn)鉆機，有國外的Atlas

A—52CB鉆機和DIAMEC—262鉆機；有國產(chǎn)的BW2/40和GBW100/100灌漿泵，也有國外的計量泵；有國產(chǎn)的ZJ—200、ZJ—400高速攪拌機,也有國外自動化程度較高的集中制漿系統(tǒng)。3.2鉆孔、沖洗及壓水試驗絕大部分的灌漿孔采用回轉(zhuǎn)鉆機造孔，僅一部分（主要是環(huán)形帷幕灌漿孔）采用沖擊鉆機造孔?；剞D(zhuǎn)鉆機造孔直徑大多為Ф56和Ф76，開孔直徑大多為Ф91。沖擊鉆機造孔孔徑為Ф85。多數(shù)用金剛石鉆頭，先導(dǎo)孔和檢查孔主要采用Ф110雙管鉆具取芯鉆進(jìn)。鉆孔孔向的測量采用DUZ-D型深井照相測斜儀，精度為0.5°。對每個灌漿段均進(jìn)行孔壁沖洗和裂隙沖洗。為了解原地層的透水性及灌后幕體的防滲性能，對先導(dǎo)孔和檢查孔的各段采用三級壓力（即0.3、0.6、1.0）五個階段壓水法。壓水試驗采用自動記錄儀記錄壓力、流量、時間等參數(shù)。3.3灌漿方法xx樞紐帷幕灌漿所采用的灌漿方法歸納起來主要有三種：孔口封閉灌漿法、自下而上分段灌漿法、GIN灌漿法。3.4灌漿壓力按照標(biāo)書技術(shù)規(guī)范要求，國際標(biāo)部分灌漿壓力最大為3.5MPa。在右岸壩基帷幕灌漿施工過程中，因出現(xiàn)巖體變形現(xiàn)象，將壓力降低為最大不超過1.9MPa。在左岸施工時也以此為限。左右岸各孔段采用的最大灌漿壓力如表3—1。在施工中，出現(xiàn)串冒漿、耗漿量較大等現(xiàn)象時，采取限壓限量措施。尤其是在左岸Ⅰ區(qū)施工中，最大灌漿壓力曾一度限制為1.0MPa、0.5MPa。盡管如此，在右岸F1斷層，和左岸F238斷層部位巖體抬升高度曾超過1m。3.5灌漿漿液xx帷幕灌漿幾乎全部采用了穩(wěn)定性漿液。選用的穩(wěn)定性漿液具有下列性能：水灰比0.6～0.75，密度1.6～1.67kg/m3，析水率（2ｈ）<5%，馬氏漏斗粘度28s～35s，結(jié)石強度（28ｄ）>15MPa，凝聚力<4N/m2。制備穩(wěn)定性漿液選用525#普通硅酸鹽水泥、優(yōu)質(zhì)鈉膨潤土和高效塑化劑（有RC—M緩凝型減水劑、UNF引氣型高效減水劑和SIKAR4減水劑）。制漿工藝流程為先在攪拌機內(nèi)加入定量的水，再加入膨潤土漿和水泥，攪拌３min后加入減水劑，再攪拌１min。在施工中,應(yīng)用的灌漿塞有進(jìn)口的液壓式灌漿塞,和國產(chǎn)(由基礎(chǔ)局科研所研制)的液壓和氣壓灌漿塞。膨脹體有膠囊式,它靠囊內(nèi)充氣體或液體膨脹，也有膠球式,它靠機械擠壓使膠球變形，增大直徑。機械擠壓方法有螺桿式和活塞式。3.6灌漿結(jié)束條件按照規(guī)范要求，灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行拒漿標(biāo)準(zhǔn)，即灌漿過程中，當(dāng)灌漿壓力和注入率達(dá)到規(guī)定值后結(jié)束。在施工中，根據(jù)實際情況，對結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了適時調(diào)整、修改。各部位帷幕灌漿執(zhí)行的結(jié)束條件如表3-4：宜表圾3-閘4泳各部位帷幕放灌漿結(jié)束條妖件授饅部豪位衰狼結(jié)束條脫件歷睬左右岸壩沫基銳(1況)珍注入稻量掙≤講200L/煎m線，遇P=P都max側(cè)時，注入率遷＜寬1L/mi鮮n以，延慌續(xù)燃30mi傘n據(jù)后結(jié)束屠；鄭(2銹)縮注入英量束閥＞哨200L/m臟,鑒P反＞獻(xiàn)P舍min時時，延石續(xù)楊30mi毫n興后結(jié)束耽；爛(3攪)普注入量萬＞煌200L/m狐,蟲P蛙＜打P澆min給,敘間預(yù)歇速15mi注n皮，虹a仆.勺恢復(fù)灌漿直艙至津B默；艘b欲.幫最大灌量超械過膝1疫0瞎ｍ彩3威/健段，請示監(jiān)理雨工程師漲。隆印左岸山督脊置緞先瞞期踩(1摟)修當(dāng)注入量達(dá)班到具1000努L望之前，若灌漿猴壓力達(dá)到設(shè)計溪值，流量小孫于跑0.4L/m梅i賢n剃，延楊續(xù)沃30mi雹n聾結(jié)束愁。淘(2廁)立當(dāng)注入量達(dá)埋到統(tǒng)1000匆L?！?000憐L澤之間，若灌漿紗壓力達(dá)到設(shè)計駁值，不論流量飲為多少，延竟續(xù)幟30mi丟n援結(jié)束低。渣(3屈)抽當(dāng)注入量達(dá)封到驅(qū)5000倦L類～溝10000柔L洲之間，若灌漿年壓力達(dá)到設(shè)計節(jié)值，不論流量眾為多少，延沫續(xù)次30mi先n橋結(jié)束；若灌漿表壓力未達(dá)到設(shè)司計值，則由現(xiàn)冠場工程師確定頸處理方法廢。董途后壯期厭(1親)銜當(dāng)注入量達(dá)另到崗3000遙L推之前，若灌漿陳壓力達(dá)到設(shè)計棟值，流量小刪于置1L/mi牛n抬，延家續(xù)壞30mi圣n頂結(jié)束復(fù)。菠(2毒)唇當(dāng)注入量達(dá)語到糞3000比L呢，若灌漿壓力贏達(dá)到設(shè)計值，別不論流量為多惰少，延軋續(xù)償30mi穴n張結(jié)束明。趨(3潮)濕當(dāng)注入量達(dá)站到特3000勾L芳以后，若壓力辱達(dá)到該段壓力家的犁60李%壞，灌彎注埋5000栽L撤后停止灌漿，倡待界凝盾8h旦,繳或者達(dá)到設(shè)計凳壓力，延包續(xù)尚30mi羅n檢，可開始下一阻段鉆孔糾；角(4艘)傘當(dāng)注入量達(dá)盆到代3000院L溜以后，若壓力蒼仍未達(dá)到該段優(yōu)壓力庸的蛙60嚷%裁，則改用水泥該砂漿灌注測。閱2闖#店、戶3窮#稈、記4氣#微灌漿積洞備撇在規(guī)定壓力下課，注入率不大導(dǎo)于蹦1L/mi佩n泡時，繼續(xù)灌注欠不少三于個90mi農(nóng)n昂，且在設(shè)計壓宜力下的灌漿時錢間不少捏于賴120mi漂n認(rèn)，或按工程師悄指令執(zhí)行圖。孕2是#痰洞犧GI初N奮法灌率漿汁具（糾1冶）達(dá)喬到總GI賺N桶值，且流量小圾于款2L/mi血n壩時，持備續(xù)血10mi奴n縣可以結(jié)束。驢（塵2寨）達(dá)逆到在GI延N益值，但流量較鈔大狗時那,宜應(yīng)調(diào)整壓濟力禾,止使之細(xì)沿鳴GI麥N趨曲線下滑，直捐至流量小于華２縣L/mi頂n林時，再持詞續(xù)慧10mi蓋n館可結(jié)束。灌漿獨過程中壓力不刷得小于最低壓挪力值。摸（植3浙）達(dá)到最大壓繞力值，流量小管于仆１浸L/mi除n須時，持續(xù)３桑０哀mi詠n啊結(jié)束。矩（然4碗）流量較大，奏但壓力達(dá)不到搬最低壓力時，迎應(yīng)按規(guī)定及時逗采取措施，包朗括限流、限量里及間歇播等綠賭,否間歇時并間斃6旦—病12憤h仰。絮4瓣#教洞旱GI單N閣法灌躲漿晚鞋（鑒1凡）當(dāng)灌漿達(dá)到疫最大限制壓算力今P驕max跡或達(dá)醬到無GI依N匪，陶每肚5挺m洲段長注入率小天于勾1L/mi田n答時，延梁續(xù)唉30mi居n將；導(dǎo)（赴2淚）當(dāng)灌漿達(dá)到仿最大灌入量限山值做V腥max稀，且小于設(shè)隸計撤GI藍(lán)N討時，采用間歇朝灌漿，間慰歇箏30mi毀n勾后復(fù)灌，直至裹達(dá)到防（鬼1年），或當(dāng)累計比注入量達(dá)唉到針2000L/伍m菊時，灌漿也可墨結(jié)束牢。茅駁環(huán)形帷幕灌海漿鋤邀在規(guī)定壓力雅下鉤,粒當(dāng)吸漿豪率租0.4L/m某i們n姜時炸,眠持言續(xù)差30mi晌n芬后結(jié)束澡。奔勁境笑3.7竊任灌漿自動記錄挖及灌漿過程監(jiān)段控詞妖xx突帷幕灌漿過程嶼及數(shù)據(jù)的記錄員全部為自動記榨錄儀記姓錄宇,鉛儀這就避免了人植為因素對記錄釀的準(zhǔn)確性的影溝響。選用的灌殃漿自動記錄儀瘡多數(shù)為中國水陽利水電基礎(chǔ)工那程局與天津大受學(xué)和西安交大城等單位共同研開制棕的驟J31俊A錢、兄J31岸B叨、頭J31臘C饞型智能記錄儀啦和共J31繪D原、臺GMS200霸0權(quán)型多路灌漿監(jiān)觀控系統(tǒng)。部分軟灌漿選用了長括委科學(xué)院研制悔的簽GJ躁Y霸—袖Ⅱ塑和言GJ占Y潑—康Ⅲ撓型記錄裝置。串泛口3.8四憐灌漿效果評價附各灌漿區(qū)屑段、各序孔的些單位注入量情黨況見咐表叨3-石5峰。由各次序孔仙的水泥單耗可按以看出，隨著筒灌漿次序的增耗加，水泥單耗竊逐序減小。莫各灌漿區(qū)窩段壓水試驗檢應(yīng)查結(jié)果如換表憂3-械6收。壓水試驗結(jié)末果表明試驗段熄透水率的合格奶率傘在預(yù)94槳%抓以上，其中筆＜奮3l部u阻的浙達(dá)罵92.8腐%乞，表明灌漿效顏果是好的。對才檢查孔的不合脊格孔段，均進(jìn)務(wù)行了補灌或在上其附近增加貸Ⅳ孔序孔，進(jìn)行了稅加密補強灌漿模，并直至檢查鞭合格。筍從灌漿成果及馬檢查孔檢查結(jié)躬果看，各區(qū)域洲的灌漿效果良膏好，灌漿帷幕爭均能滿足設(shè)計岔防滲要求烤。參199揚9鴿年予9程月，紐xx即水利樞紐蓄水瓣安全鑒定委員跪會對帷幕灌漿賭的質(zhì)量評價如艇下狼：況“廢從整體看，帷膜幕灌漿設(shè)計合牌理，施工工藝鋪符合技術(shù)要求軍。各地段兼Ⅰ猴、犧Ⅱ至、悶Ⅲ聚序孔單位水泥輝注入量隨灌漿丘次序的增加而哭有較明顯降低頓，符合一般規(guī)船律。灌漿質(zhì)量寫滿足設(shè)計要求例，具備下閘蓄畏水條件壞。汪”撒由于水庫膀蓄水后兩岸均撓出現(xiàn)較大滲漏頑，有關(guān)各方元于季199池9歲年桌1白2滑月中旬在飯xx育召開了防滲系下統(tǒng)專家咨詢會肝，會議決定對盾防滲帷幕進(jìn)行寒補強灌漿。會撿議對防滲補強焦方案提出了以適下指導(dǎo)性意見史：?。ㄈ?丟）原設(shè)計的一希排帷幕改為二幸排。左鴿岸糧3妙#巖、親4著#離灌漿洞中對原男一排帷幕區(qū)再批增加一排帷幕伯，快對鏟F返240管、室F申236蹄、耕F梁238癢斷層影響帶再椅增加兩排帷幕碧。增加帷幕的尋深度以達(dá)含到但90盼m架高程或僻達(dá)銅T伍1守1餡巖層為宜。床（懷2識）右象岸桿2起#潤灌漿洞內(nèi)對單晉排帷幕進(jìn)行加山排加深補強處妄理。建議進(jìn)一摘步研究砌對援F處231兇、版F南233噴斷層帶帶狀透普水區(qū)用帷幕封每閉的必要性、簽可行性和實施襖方案?？季唧w方案潛為：左岸部分投，大壩左端以劇北的地面帷幕貨灌漿尚未實施校，由原設(shè)計的先一排孔，改為懲兩排孔。嬸在問4望#鄉(xiāng)灌漿洞左