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水电站固结灌浆和帷幕灌浆施工工艺探索
来源;南宁路路畅建筑工程有限公司 www.t9w.cn    浏览:    发布日期:2019-03-07
  1 工程概况
  白鹤滩大坝为混凝土双曲拱坝,工期紧,施工强度高,温控标准严格。本工程最大坝高289.0m,属于300m级特高型拱坝,大坝混凝土采用不分纵缝的通仓薄层浇筑方式。本标段坝基钻孔灌浆工程量大,施工强度高,施工占用直线工期,其他部位钻孔灌浆工程,具备条件后,适时组织施工,不占用直线工期。坝基钻孔灌浆工程中,固结灌浆和帷幕灌浆施工占用直线工期,坝体接缝灌浆制约帷幕灌浆施工和工期节点。坝基岸坡接触灌浆、钢衬接触灌浆、洞室回填灌浆、洞室封堵段灌浆(包括回填灌浆、接触灌浆及接缝灌浆)、排水孔和化学灌浆等工程,具备灌浆条件后,适时施工,不影响其他工序施工和直线工期。
  2 坝基固结灌浆
  2.1 高程575m以下坝基固结灌浆
  高程575m以下的13#~18#坝段位于河床部位,坝基部分(包括上游扩大区)采用预留5m保护层岩石盖重灌浆和引管灌浆方式,岩体保护层灌浆7000m3,固结灌浆33288m3,上下游扩大区灌浆量为12430m3,共计45711m3,其中Ⅰ序孔11428m3,Ⅱ序孔22855m3,Ⅲ序孔11428m3。b13#~18#坝段,坝基宽82~86m,沿坝轴线长度共计142.26m,Ⅰ序孔灌浆间距按16m控制,可允许36台灌浆泵同时灌注,采用自上而下分段灌浆法,每台灌浆泵效率35m3/天(7段,5m/段)计,每天完成灌浆量1260m3,Ⅰ序孔施工需10天。Ⅱ序孔灌浆间距按10m控制,采用综合灌浆法,每台灌浆泵效率按45m3/天(9段,5m3/段)计,配置50台灌浆泵,每天完成灌浆量2250m3,Ⅱ序孔施工需11天。Ⅲ序孔采用自下而上分段灌浆法,每台灌浆泵效率按50m3/天(10段,5m/段)计,配置50台灌浆泵,每天完成灌浆量2500m3,Ⅲ序孔施工需5天。
  2.2 高程600~575m之间坝基固结灌浆
  高程600~575m之间的11#、12#坝段采用无盖重固结灌浆和引管灌浆方式,固结灌浆在建基面验收后即可进行。无盖重灌浆结束后利用固结灌浆孔下砂浆锚杆,11#、12#坝段固结灌浆须同期施工。
  2.2.1 11#、12#坝段钻孔灌浆量分别为21423m3和14808m3,合计36231m3,工期60天。物探孔和抬动孔施工2天、灌后等强检查孔施工、物探测试间隔14天,物探孔扫孔、测试1天,实际施工时间为43天。根据招标文件澄清文件11#、12#坝段可采用无盖重固结灌浆,扣除保护层岩石灌浆5580m3,基岩灌浆量为30651m3,其中Ⅰ序孔为7663m3,Ⅱ序孔为15236m3,Ⅲ序孔为7663m3。
  2.2.2 Ⅰ序孔灌浆间距按16m控制,可允许12台灌浆泵同时灌注。采用自上而下灌浆法,每台灌浆泵效率35m3/天(7段,5m3/段)计,每天完成灌浆量420m3,完成Ⅰ序孔施工需18天。
  2.2.3 Ⅱ序孔间距按10m控制,采用综合灌浆法,配置20台灌浆泵,每台灌浆泵效率按45m3/天(9段,5m3/段)计,每天完成量900m3,完成Ⅱ序孔施工需17天。
  2.2.4 Ⅲ序孔采用自下而上灌浆法,配置20台灌浆泵,每台灌浆泵效率按50m3/天(10段,5m/段)计,没量完成灌浆量1000m3,完成Ⅲ序孔施工需8天。完成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔灌浆共需43天,符合工期要求。
  2.3 高程600~750m坝基固结灌浆
  高程600~750m之间,工期为206天。高程600~628m之间的9#、10#坝段,灌浆量为36778m3,沿斜坡长度约52m在排架上施工,Ⅰ序孔灌浆间距按16m控制,可允许12台灌浆泵同时灌注,每台灌浆泵效率按35m3/天(7段,5m3/段)(考虑排架施工难度)计,每天完成的灌浆量为420m3/天,需88天,施工抬动孔、物探孔及灌前测试需2天,灌后等强、施工检查孔、物探孔扫孔及测试需16天,完成9#、10#坝段固结灌浆需106天,满足工期要求。QZJ-100B潜孔钻机效率按30m3/天计,配备14台QZJ-100B潜孔钻机、XY-2地质回转钻机15台(施工物探孔和检查孔)即可满足工期要求。高程628~650m之间的7#、8#坝段灌浆量共计41785m3,预留保护层灌浆已由其他承包人完成,本标段只进行保护层开挖后补强灌浆和引管灌浆,在混凝土浇筑前完成即可,不影响工期。高程650~750m之间为6#~3#(部分)灌浆量为32898m3,利用9#和10#坝段施工设备即满足工期要求。
  2.4 高程750~790m之间固结灌浆
  此部位为垫座部位无盖重固结灌浆,工程量为18082m3,工期92天,配备7台灌浆泵,每台灌浆泵效率按35m3/天(7段,5m3/段)(考虑排架施工难度)计,每天完成的灌浆量为245m3/天,完成灌浆需74天,施工抬动孔、物探孔及灌前测试需2天,灌后等强、施工检查孔、物探孔扫孔及测试需16天,共需92天,符合工期要求。QZJ-100B潜孔钻机效率按30m3/天计,配备9台QZJ-100B潜孔钻机、XY-2地质回转钻机10台(施工物探孔和检查孔)即可满足工期要求。
  2.5 高程750~834m平台坝基固结灌浆   此部位为垫座部位和高程834m平台无盖重固结灌浆,灌浆量为18082.5m3,工期122天,利用高程750~790m之间施工设备即可满足工期要求。
  2.6 洞室固结灌浆
  洞室固结灌浆,具备施工条件后,及时组织施工,不影响节点工期。
  2.6.1 灌浆平洞按MWL1→MWL2→MWL3→MWL4→
  MWL5→MWL6顺序施工,每条洞室配备2台YG80圆盘钻机,2套灌浆设备、2台XY-2回转钻机(施工物探孔和检查孔)、空压机1台即可。
  2.6.2 导流洞封堵段配置15台QZJ-100B潜孔钻机、4套灌浆设备、2台XY-2回转钻机(施工物探孔和检查孔)、空压机8台即可。
  2.6.3 导流洞2#施工支洞和左岸5#交通洞封堵段各配置2台YG80圆盘钻机、2套灌浆设备、2台XY-2回转钻机(施工物探孔和检查孔)即可。
  3 帷幕灌浆
  3.1 600m高程以下
  包括基础灌浆廊道12~18#坝段和WML1灌浆平洞帷幕灌浆(包括搭接帷幕)两部分。
  3.1.1 12#~18#坝段共7个坝段,工程量为21090m3,计划工期318天。配置6个机组,每个机组按二机一泵配置,月强度按400m3/月计(考虑深孔难度),月完成量为2400m3,完成帷幕灌浆需278天,满足工期要求。
  3.1.2 WML1灌浆平洞工程量为53763m3,计划工期318天。每个机组按二机一泵配置,月强度按450m3/月计,配置12个机组,月完成量为5400m3,需299天,满足工期要求。
  3.2 600m高程以上
  包括基础灌浆廊道600m高程以上部分和WML2~WML6灌浆平洞帷幕灌浆(包括搭接帷幕灌浆)。
  3.2.1 基础灌浆廊道600m高程以上工程量为2538m3,计划工期230天,配置1个机组,月强度按400m3/月计(考虑斜坡施工难度),完成帷幕灌浆需192天,满足工期要求。
  3.2.2 其他灌浆平洞如表1所示:
  表1 WML1~WML6灌浆平洞强度分析表
  由上述分析可知,帷幕灌浆施工高峰在600m高程以下部位,月强度为7800m3/月,配置18个机组,需XY-2地质回转钻机38台(备用2)、3SNS灌浆泵19台(备用1台)、JJS-2B浆液搅拌机19台(备用1台)、灌浆自动记录仪10套(一拖二)。
  3.3 接缝灌浆
  在混凝土龄期、温度接近设计要求时,提前进行通水检查、缝面检查等灌浆准备工作,混凝土龄期、温度达到设计值时完成各项准备工作,并及时进行接缝灌浆。
  根据类似工程接缝灌浆经验,采用三级水灰比灌注,面积450m2的灌区,正常灌注时间为3小时,本标段同高程灌区可在1~3天内完成接缝灌浆作业。
  3.3.1 高程609.00m以下为25#~31#灌浆层63个灌浆区,进行7次灌浆,每次需1~2天。
  3.3.2 高程609.00~681.00m之间为17#~24#灌浆层82个灌浆区,进行8次灌浆,每次需2~3天。
  3.3.3 高程681.00~744.00m之间为10#~16#灌浆层105个灌浆区,进行7次灌浆,每次需2~3天。
  3.3.4 高程744.00~789.00m之间为5#~9#灌浆层96个灌浆区,进行5次灌浆,每次需3天。
  3.3.5 高程789.00m以上为1#~4#灌灌浆层47个灌浆区,进行4次灌浆,每层3天。
  由上述分析可知,灌区混凝土龄期、温度、缝面张开度达到灌浆条件时,接缝灌浆作业不影响节点工期。
  3.4 灌浆平洞通风
  根据左岸坝肩边坡洞室分布特点、洞室长度、洞室断面尺寸等因素综合考虑,各部位钻孔灌浆洞施工通风采用轴流式风机通风。经计算WML1灌浆平洞施工时在洞口布置1台SDF2×30kW的轴流式通风机进行洞内通风排烟,风筒直径为Φ80cm即可满足施工要求。按照由低高程至高高程施工顺序,WML1灌浆平洞施工完成后转移至按WML2灌浆平洞,以此类推。
  4 结语
  综上所述,在坝基处理中固结灌浆和帷幕灌浆是非常重要的施工措施,可以显著提升坝基的施工质量,并提高建筑的使用年限。因此在施工时,要根据工程的实际情况选用合理的处理措施,本工程通过按照上述设计进行施工,在工期要求内顺利完成了工程建设,质量达到了设计要求,施工效果良好。