多松多水电站引水洞回填及固结灌浆施工组织设计

洮河多松多一级（多松多）水电站引水隧洞回填及固结灌浆施工组织设计-1-1、概述1.1工程概况洮河多松多一级水电站位于甘肃省甘南藏族自治州碌曲县双岔乡境内的洮河干流上，为低坝无调节引水式电站，装机容量21MW，交通较为便利，施工区距碌曲县城约60Km。洮河多松多一级水电站引水隧洞工程包括引水隧洞和调压井工程（含压力管道斜段3+729.69～3+774.69土石方开挖）。引水隧洞采用有压引水方式，断面为圆形，直径D=6.0m，全长3685m，设计引水流量82m3/s，设计流速3.1m/s。引水隧洞进口接进水闸渐变段，出口接调压井。调压井采用阻抗式，由竖井和阻抗孔组成。竖井直径为D=16.5m，总高度为35m，阻抗孔直径为D=2.86m，阻抗孔与隧洞洞顶相连，井壁均采用C20钢筋砼衬砌。为满足施工和运行方便，调压井顶部设有盖板，盖板中间设有通气孔。洮河多松多一级水电站首部枢纽工程布置在引水隧洞进口的洮河河床内，坝长278.978m，总体布置为一字型，从左至右依次为土坝段、溢流坝段、泄冲闸段、右副坝段及拦污栅、进水闸段；土坝段、泄冲闸段顶部设计工程2918.00m，溢流坝段堰顶工程为2915.00m。1.2工程地质概况0+000～0+020.55进水闸段：位于上坝线上游洮河右岸边、基岩岸坡坡脚。坡脚堆积块碎石，厚1.6m，下部为砂砾卵石层，厚1～2m左右。下伏三叠系中统浅变质砂岩偶夹砂质板岩，不具浸蚀性。0+020.55～0+099隧洞进口段：洞进口为洮河右岸残留Ⅲ级阶地基座陡坎，基岩裸露，天然坡脚78～85°，坎高40～60m，洞进口天然边坡稳定。进口段隧洞围岩为三叠系中统第二岩性组浅变质砂岩偶夹砂质洮河多松多一级（多松多）水电站引水隧洞回填及固结灌浆施工组织设计-2-板岩，强风化层厚3～3.5m，砂岩单层厚30～80cm，砂质板岩板理厚0.3～3cm。变质砂岩层与板岩层的厚度比例一般为10:1～8:1不等。岩体裂隙发育，主要裂隙组右四组，发育密度3～8条/m组，受裂隙、层面组合切割的影响，该洞段岩体较破碎，呈碎裂结构。洞线方向NE55°，岩层产状NW285°NE∠55°，洞线与岩层走向夹角约50°左右。洞顶岩体厚度大于20m，隧洞围岩类别为Ⅳ类，围岩不稳定，自稳时间很短。0+099～1+650洞身段：洞线斜穿吉西～多松多梁和多松隆沟，洞线方向NE55°，隧洞埋深60～290m。隧洞围岩为三叠系中统浅变质砂岩偶夹砂质板岩，局部段位浅变质砂岩与砂质板岩互层，砂质板岩单层厚1～3cm，浅变质砂岩单层厚30～80cm。砂岩层与板岩层的厚度比例一般为10:1～8:1不等。局部岩层扭曲、褶曲发育，产状变化较大。砂质板岩干密度2.69g/cm3，单轴饱和抗压强度15～42MPa，为较软岩；变质砂岩干密度2.73g/cm3，单轴饱和抗压强度39～82MPa，为中硬～坚硬岩。岩体中裂隙较发育，规则裂隙1～2组，延伸长度小于10m，多闭合，无充填，岩体呈层状结构或碎裂镶嵌结构。大部分洞段轴线与岩层走向夹角约50°左右，局部段夹角较小。洞顶岩层厚度一般为60～280m，在多松隆沟最薄，约40m。隧洞围岩属稳定性差的Ⅲ类围岩。1+650～1+762洞身段：位于多松多向斜核部，隧洞围岩为三叠系中统浅变质砂岩偶夹砂质板岩，由于层间挤压作用强烈，岩层扭曲、褶曲发育，产状变化较大，受裂隙、层面的组合切割的影响，该洞段岩体破碎。岩体裂隙发育，规则裂隙多于3组，不规则裂隙也较发育，多张开，夹泥，并有延伸较长的裂隙，岩体呈碎裂镶嵌结构。向斜南翼岩层产状NW285°NE∠55°,向斜北翼岩层产状NW300°SW∠48°,与岩层走向夹洮河多松多一级（多松多）水电站引水隧洞回填及固结灌浆施工组织设计-3-角约85～95°左右。隧洞围岩属不稳定的Ⅳ类围岩，局部有滴、渗水现象。1+762～3+740洞身段：洞线斜切多松多～巴务山梁和毛日里那沟、巴务沟，洞线方向NE25°。隧洞埋深30～230m，毛日里那沟最浅，约为30m。隧洞围岩为三叠系中统浅变质砂岩偶夹砂质板岩，2+124～2+464段位浅变质砂岩与砂质板岩互层，3+016～3+707段位浅变质砂岩夹砂质板岩。砂质板岩单层厚1～3cm，浅变质砂岩单层厚30～80cm。砂岩层与板岩层的厚度比例一般为10:1～8:1不等，互层为7:3～6:4。砂质板岩干密度2.69g/cm3，单轴饱和抗压强度15～22MPa，为较软岩，变质砂岩干密度2.73g/cm3，单轴饱和抗压强度39～82MPa，为中硬～坚硬岩。岩体完整性较好，局部岩层扭曲、层间褶曲发育，产状变化较大。岩体中裂隙较发育，发育1～2组规则裂隙，延伸长度小于10m，多闭合，无充填，岩体呈层状结构。岩层产状NW285～310°SW∠40～55°，与岩层走向夹角约85～95°左右，大部分洞段轴线与岩层走向近乎垂直。洞顶岩层厚度一般为20～280m，在毛日里那沟最薄，约20m。洞身围岩中一般无地下水，局部段沿裂隙有滴、渗水现象。属Ⅲ类围岩。3+740～3+750隧洞出口段：隧洞出口围岩洮河右岸陡崖处，坡高80～100m，天然坡脚30～45°，表部为3～10m厚的坡积碎石土，下伏三叠系中统浅变质砂岩夹砂质板岩，强风化层厚3～5m。据平洞勘探及勘察资料，从边坡坡脚岩质坡面起，0～8m段发育有一倾倒蠕动变形体，岩体向外倾倒，层序未乱，但岩体松动，裂隙发育，卸荷裂隙产状为NW275～285°NE∠53～76°，分布频率9～10条/m，呈弧形状，裂隙微张，无充填物，裂缝宽一般2～16mm，岩层倾角蠕变为25～35°，该洞段岩体为倾倒蠕动变形段。受层理板理和卸荷裂隙切割，岩体破碎，岩洮河多松多一级（多松多）水电站引水隧洞回填及固结灌浆施工组织设计-4-体完整程度属较破碎～完整性差，呈碎裂结构。洞线方向71.6°，岩层产状NW310°SW∠54°，洞线与岩层走向夹角51°.洞身沿节理裂隙有微弱的渗水，但水量小，水质好，对砼无浸蚀性。该段属极不稳定Ⅴ类围岩。1.3灌浆设计范围及工程量1.3.1引水洞回填灌浆主要设计在0+031.45～3+716.52总长度3685.07m的洞身段，总孔数3072个，总造孔1798.35m，其中混凝土1491.15m,入岩深度307.20m，灌浆总工程量26508.14m2。1.3.2引水洞固结灌浆主要设计在2+168.95～2+189.95总长度21.00m的洞身段，总孔数88个，总造孔506.00m，其中混凝土66.00m,入岩深度440.00m。1.4施工条件1.4.1交通运输电站距碌曲县城约60Km,交通比较便利。1.4.2施工用水施工用水就近抽取符合混凝土拌和要求的水。1.4.3施工用电施工用电就近从甲方提供的电网接引。1.4.4施工材料施工用水泥及一切材料从项目经理部现场材料库领取。2、编制依据及原则2.1编制依据⑴《设计联系函》（编号：2011-02）；⑵《引水隧洞支护衬砌及钢筋图》（3-1～3）；洮河多松多一级（多松多）水电站引水隧洞回填及固结灌浆施工组织设计-5-⑶《进水口闸后渐变段钢筋图》；⑷《引水隧洞纵断面设计图》；⑸《洮河多松多一级（多松多）水电站工程引水隧洞工程施工合同》（合同编号：HNLQ-2009-SDJJ005）；⑹本工程施工采用的现行国家及行业标准、规程和规范；⑺国内外已建类似工程的有关资料和经验；⑻我局承建类似工程的施工经验；⑼本工程所具有的特殊性。2.2编制原则⑴满足甲方对工程工期、质量要求及安全生产、文明施工要求的原则。⑵满足工程生产需要，设施从简。⑶满足施工工艺、施工技术先进，科学经济的原则。3.施工总体目标⑴安全目标：杜绝重大伤亡事故。⑵质量目标：确保工程施工达到一次性交验合格率100%，优良率达85%以上。⑶工期目标：满足甲方对施工工期的要求。⑷文明施工目标：创文明施工标准化工地。4、工艺流程4.1回填灌浆施工工艺流程：测量布孔钻机就位、固定洮河多松多一级（多松多）水电站引水隧洞回填及固结灌浆施工组织设计-6-4.2固结灌浆施工工艺流程：5、施工总体布置5.1供风系统用2台衢州空压机厂有限公司制造的W-3/5型空压机就近供风，避免了供风管路过长所造成的各种意外情况的产生，同时，该空压机体积小、移动方便，为工程顺利施工创造了前提条件。钻孔灌浆孔口砂浆抹平制浆测量布孔钻机就位、固定钻孔（一次成孔）洗孔、灌前压水灌浆封孔孔口砂浆抹平制浆同步进行抬动检测安装抬动装置洮河多松多一级（多松多）水电站引水隧洞回填及固结灌浆施工组织设计-7-5.2供水系统在引水洞进水口、支洞口以及出水口先后各设立一个4m3的水箱，利用15KW扬程150m的离心式水泵通过2吋塑料管为水箱供水，一则用于手风钻造孔时灭尘，减少空气污染，二则用于灌浆时制浆用水。5.3供电系统从引水洞进水口、支洞口以及出水口附近的变压器为引水隧洞回填及固结灌浆的施工提供电源。5.4水泥集中制浆站在引水洞进水口、支洞口以及出水口先后各设置水泥集中制浆站一个，水泥集中制浆站内设置1台ZJ-400C型高速水泥制浆机，各搭建6×15×1.0m的水泥平台（储存水泥约200t）一个，沿引水洞洞壁铺设灌浆供浆管路，以供应各机组用浆。5.5排污系统在引水洞进水口、支洞口以及出水口处的水泥集中制浆站附近先后各设置排污站一个，站内设置沉淀池和排污泵。灌浆过程中所产生的污水用排污泵直接从沉淀池排至废水沟。5.6生活营地、灌浆微机房、修配车间及仓库在引水洞进水口、支洞口以及出水口甲方指定的位置设立生活营地，搭设帐篷，用做生活和办公营地及修配车间和仓库。在现场设立移动灌浆微机房，房内配备计算机和灌浆自动记录系统，进行灌浆数据采集与处理。移动灌浆微机房便与随着灌浆位置的移动而移动，大大减少了数据传输线路的距离，因而大大较少了数据传输线路的故障，而且移动灌浆微机房能近距离地与现场施工人员及时沟通，从而提高了工作效率。洮河多松多一级（多松多）水电站引水隧洞回填及固结灌浆施工组织设计-8-6、灌浆材料及设备6.1灌浆材料①水泥：灌浆使用水泥为安多牌P.C32.5复合硅酸盐水泥，水泥应保持新鲜，受潮结块者不得使用。普通硅酸盐水泥细度要求：通过80μm方孔筛的余量不应大于5%。每批水泥均应附有出厂合格证，到货水泥储放在专用的仓库或储灰罐中，防止因储存不当引起水泥变质。袋装水泥的储运时间不应超过3个月。②水：灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水要求，并满足《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89）标准第3.0.4条的规定。拌合水泥浆液中的水温度应低于40℃，且高于5℃。③在特殊条件下，根据需要可在水泥浆液中加入下列掺合料和外加剂，其种类和掺量应通过室内浆液试验和现场灌浆试验确定。a、砂：应采用质地坚硬的天然砂或人工砂，最大粒径0.5mm左右，细度模数小于2.0，SO3含量不宜大于1%（投入量以重量计，下同），含泥量不宜大于3%，有机物含量不宜大于3%。b、水玻璃：模数宜为2.4～3.0，浓度宜为30～45波美度。6.2灌浆设备6.2.1灌浆泵采用黑旋风泵厂出产的3SNS高压灌浆泵，该灌浆泵的技术性能与灌注的浆液的类型、浓度应相适应，并有足够的排浆量，能满足灌浆最大注入率的要求，能在浆液最浓时正常工作。特别在基岩裂隙发育地段及断层部位等吃浆量大的部位，能保证连续供给搅拌好的浆液。该泵额定工作压力完全满足“大于最大灌浆压力的1.5倍”的要求，而且在稳压包的作用下，压力波动范围也完全满足“小于灌浆压力的20%”的要求。洮河多松多一级（多松多）水电站引水隧洞回填及固结灌浆施工组织设计-9-6.2.2灌浆管采用由两层钢丝制成的“钢丝增强液压橡胶软管”，该高压管最大耐压可达22.0MPa，完全满足“能承受1.5倍的最大灌浆工作压力”的要求，而且该灌浆管内径2.0mm，能保证足够的排浆量和浆液流动畅通。灌浆泵和灌浆孔回浆管上安设的压力表，使用压力宜在压力表最大标值的1/4～3/4，压力表指针的摆幅不得大于灌浆压力的20%，压力表在使用前应严格检查其准确性，其允许误差不应大于5%。6.2.3高速制浆机采用ZJ-400C