发电洞灌浆施工方案

第八章灌浆施工8.1工程概况8.1.1概述布仑口—公格尔水电站工程工程位于新疆克尔柯孜自治州阿克陶县境内的盖孜河上，坝址枢纽区距喀什市153km、距阿图什市192km、距阿克陶县城100km，电站位于坝址枢纽区下游约19km。布仑口－公格尔水电站工程是一项具有灌溉、发电、防洪和改善生态等综合利用效益的大（2）型水电站工程，水库正常蓄水位3290.00m，总库容6.44亿m3，正常蓄水位下库容5.267亿m3，死水位3280.00m，最大坝高35m。其电站装机容量200MW，保证出力69.8MW，多年平均有效发电量6.73亿kW·h。本标段范围建筑物有发电引水上平洞（发15+768至发17+371）、调压井、压力管道段（不含压力钢管制作及安装）及电站厂房的土建工程，以及为完成本标段主体工程施工配套的临时工程的施工等。基础处理，包括发电洞接触灌浆、回填灌浆、固结灌浆及发电洞出口洞脸锚索加固；调压井固结灌浆；主厂房基础处理灌浆；9#、10#、11#支洞的回填灌浆、固结灌浆和接缝灌浆。8.1.2主要工程量表1-1地基处理工程主要工程量表砂砾石灌浆m34600厂房基础临时支护和主、副厂房基础灌浆锚索束22随机支护（洞脸）回填灌浆（顶拱120°）m215245固结灌浆进尺m36094接触灌浆m2680接缝灌浆m230638.2施工布置发电洞的灌浆计划采取分区段进行,在同一区段内施工原则为自洞的低端向高端推进灌浆,先接触再回填最后固结的先后顺序施工。在同一区段内同一灌浆单元，按环间分序、环内加密的方法施工,环间分为两个次序，地质不良地段分三个次序,环内同序孔则自低向高施工,即洞底部向洞顶部施工。发电洞上平洞灌浆自11#支洞与发电洞交叉处分为上下游两段进行灌浆，上游段衬砌约250m距离后开始施工,下游砼衬砌到转弯段(与钢衬接合处)后开始施工。压力管道段分三个区进行施工，压0+000～压0+227.617段为一区段，自压0+227.617向压0+000进行灌浆；压0+430.896～压0+227.617段为一区段，自压0+430.896向压0+227.617进行灌浆；压0+928.088～压0+430.896段和明管支管岔管段为一区段，自明管段向0+430.896进行灌浆。调压井的灌浆则在衬砌砼的施工完成后再开始固结灌浆，利用吊篮进行施工。厂房基础灌浆：在厂房基础面砼盖重强度达到设计强度70%后即开始灌浆。支洞灌浆：9#、10#和11#支洞封堵前，先将固结灌浆施工完成。支洞封堵时将回填灌浆管和接缝灌浆管路预埋好，封堵完成后再开始回填灌浆，当回填灌浆完成3～7天后再开始接缝灌浆。8.2.1风、水、电系统8.2.1.1钻孔供风：发电洞（含调压井）灌浆在各钻孔处各布置1台6.1m3移动式电动空压机，随钻孔断面的推进而移动,调压井固结灌浆则在调压井顶部配备1台12m3移动式柴油空压机，厂房基础灌浆则在灌浆附近配2台21m3移动式电动空压机和1台21m3移动式柴油空压机进行供风。8.2.1.2施工用水：在河道里抽水至各制浆站的蓄水箱再分别引至各用水处。8.2.1.3施工用电：发电洞（含调压井）各灌浆处自就近支洞处的供电系统接电引至制浆站的总配电箱再分别引至各灌浆用电处。厂房基础灌浆则在厂房附近的供电系统接电引至制浆站的总配电箱再分别引至各灌浆用电处。8.2.2水泥：灌浆用水泥根据施工图纸或设计要求选用水泥品种。8.2.3水泥制浆、供浆系统因发电洞较长，制浆站只有设在灌浆段附近，用槽钢焊制6个可移动的水泥平台，发电洞灌浆(含调压井)计划设立6个制浆站，各制浆站配备YJ-340制浆机2台、3SNS注浆泵2台,NW-II型自动记录仪1台。厂房基础灌浆则设一个制浆站统一制浆和灌浆，制浆站配备YJ-340制浆机6台、3SNS注浆泵6台,NW-II型自动记录仪3台（一拖二）。各支洞接缝灌浆分别设置1个供浆站,各制浆站配备YJ-340制浆机1台、3SNS注浆泵1台,NW-II型自动记录仪1台。8.2.4钻灌排架及台车布置发电洞上平洞和下平洞的灌浆的施工，拟采用φ40mm钢管搭设城门型钻灌施工台架，斜井段则用槽钢焊制钻灌施工台架，用卷扬机牵引；调压井灌浆则采取吊篮进行钻灌。8.3灌浆试验8.3.1概述现场生产性灌浆试验包括帷幕灌浆、回填灌浆、固结灌浆。现场灌浆试验，通过对不同水灰比进行灌浆试验，检查灌浆效果，确定灌浆参数，指导灌浆施工，灌浆试验的参数按技术规范及监理工程师的批示执行。8.3.2灌浆材料灌浆所用的水泥、外加剂和水均满足招标文件要求和规范规定，灌浆试验所使用的设备与实际施工时准备使用的设备相同，使试验成果有可比性。8.3.3现场生产性灌浆试验生产性灌浆试验的试验孔应严格按照业主提供的灌浆工程施工图纸要求或监理工程师指示布孔，孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数按灌浆设计的技术要求、监理工程师的要求和相关施工技术要求严格进行选择。在生产性试验区，严格按批准的生产性试验大纲拟定的施工程序和方法进行施工，检查灌浆效果，整理分析各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗浆量等试验资料，并将试验成果和试验记录提交监理工程师,监理工程师批准后用于指导灌浆施工。8.4钢衬接触灌浆8.4.1施工程序在钢衬和砼施工完成后,且砼强度达到设计强度70%后接触灌浆即开始施工,分区段进行。灌浆分两个次序，施工时自较低的一端开始，向较高的一端推进。同一区段内的同一次序孔全部或部分钻孔完成后进行灌浆。施工工艺流程见下图。测量放样造孔冲洗灌浆封孔检查孔抹平验收接触灌浆工艺流程图钢衬接触灌浆分序序数和分序方法根据钢衬外砼浇筑情况和工程要求确定，报送监理工程师审批。8.4.2施工方法8.4.2.1钻孔:在隧洞钢衬全断面进行，采用磁座电钻进行钻孔，孔径不小于设计要求，回填灌浆孔径设计为50mm，为了避免重复在钢衬上开孔，因此接触灌浆孔径也为50mm，每孔测记钢衬与混凝土之间的间隙尺寸。8.4.2.2清孔：灌浆前用风检查缝隙串通情况,吹除空隙内的污物和积水,风压小于灌浆压力。8.4.2.3灌浆8.4.2.3.1灌浆压力：待相应混凝土衬砌达到70%设计强度时，按划分的灌浆区段分序加密进行。灌浆压力以设计规定值为准(一般不大于0.1MPa)。8.4.2.3.2灌浆施工:接触灌浆采用YJ-340制浆机、3SNS注浆泵、NW-II型自动记录仪配套使用，纯压式灌浆法施工。水灰比为：1:1、0.8:1和0.6(或0.5):1三个比级。灌浆自低处孔开始,并在灌浆过程中敲击震动钢衬,待高处孔排出浓浆后依次将其孔口阀门关闭。结束标准为：在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，并继续灌注5min，即可结束。8.4.2.4封孔:待浆液凝固后割除管头，回填、固结灌浆完成后，采用水泥砂浆进行封补并将表面压抹平整至钢衬外壁,再用丝堵加焊或焊补法封孔，焊后用砂轮磨平。8.4.3质量检查灌浆结束7天后,采用锤击法进行灌浆质量检查，脱空范围和程度应满足设计要求。8.5回填灌浆8.5.1施工程序回填灌浆分区段进行。分区端必须封堵严密，灌浆分两个次序，施工时自较低的一端开始，向较高的一端推进。同一区段内的同一次序孔全部或部分钻孔完成后进行灌浆。施工工艺流程见下图。测量放样造孔冲洗灌浆封孔检查孔抹平验收回填灌浆工艺流程图回填灌浆分序序数和分序方法根据地质情况和工程要求确定，报送监理工程师审批。8.5.2施工方法8.5.2.1钻孔:在隧洞衬砌顶拱120°范围，采用YT-28气腿钻孔，孔径φ50㎜（设计要求），孔深入基岩10cm。8.5.2.2灌浆:8.5.2.2.1灌浆压力:待相应混凝土衬砌达到70%设计强度时，按划分的灌浆区段分序加密进行。灌浆压力以设计规定值为准。8.5.2.2.2灌浆施工:回填灌浆采用YJ-340制浆机、3SNS注浆泵、NW-II型自动记录仪配套使用，纯压式灌浆法施工。水灰比为：Ⅰ序孔0.6（或0.5）:1，Ⅱ序孔1:1和0.6（或0.5）:1，空隙大的部位灌砂浆。结束标准为：在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，并继续灌注5min，即可结束。8.5.2.3封孔:采用扎管法。待浆液凝固后，割除管头，因还要固结灌浆，故暂不封孔，固结灌浆时重新扫开。8.5.3质量检查灌浆结束7天后进行钻孔压浆检查。钻孔采用YT-28气腿钻钻孔，压浆采用3SNS注浆泵纯压式压浆法，浆液配比为2:1。检查孔数量为灌浆孔总数的5%，单孔合格标准为在规定压力下，初始10min内注入量≤10L。灌浆孔灌浆和检查孔钻孔注浆结束后，排出钻孔内积水和污物，露出衬砌混凝土表面的埋管割除。重新扫开进行固结灌浆。8.6固结灌浆8.6.1施工程序固结灌浆采取全孔一次钻进，终孔后全孔一次灌浆法。单孔段灌浆施工工艺程序为:测量放样造孔冲洗灌浆封孔质量检查抹平验收压水试验固结灌浆施工工艺流程图8.6.2施工方法8.6.2.1单元和孔段划分固结灌浆施工时，按分序加密的原则划分灌浆单元，按环间分序、环内加密的方法施工,环间分为两个次序，地质不良地段分三个次序。8.6.2.2钻孔采用YT-28汽腿钻钻机造孔，孔径φ38mm，孔深入基岩设计要求米数。8.6.2.3冲洗各孔段钻孔完成后，进行钻孔冲洗。冲洗采用孔口敞开式孔底导水法，即采用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗，冲洗冲至回水澄清后结束。裂隙采用压水法脉动式冲洗，且单孔不少于30min，串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段，继续进行冲洗，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。冲洗水压采用80%的灌浆压力，冲洗风采用50%的灌浆压力。8.6.2.4压水试验压水试验采用“单点法”。压水试验在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行，压力为灌浆压力的80%，压水20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。检查孔压水试验采用“单点法”，压力为灌浆压力的80％。8.6.2.5灌浆灌浆压力以设计要求为准（一般0.3～0.5Mpa）。固结灌浆原则上一泵灌一孔。当相互串浆时，采取群孔并联灌注，但并联孔数不宜多于2个，控制灌浆压力。灌浆时自洞的低端向高端的第一序环的第一序孔灌浆，环内同序孔同样先低后高，待第一孔序灌浆结束后，再进行第二序孔。8.6.2.6浆液变换当某一级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。8.6.2.7结束与封孔固结灌浆在规定压力下，当灌入率不大于0.4L/min，继续灌注30min，灌浆即结束。当长期达不到结束标准时，报请监理工程师共同研究处理措施。固结灌封孔采用“压力灌浆封孔法”。8.6.2.8质量检查固结灌浆质量压水检查在该部位灌浆结束后7天后进行，检查孔的数量不少于灌浆孔总数的5%，孔段合格率在80%以上，不合格孔段的透水率小于设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格。否则，按监理工程师的指示或批准的措施进行处理。8.7厂房砂砾石地基灌浆8.7.1砂砾石地基灌浆的一般要求（1）做好灌浆试验灌浆试验对于砂砾石地层的灌浆十分重要，进行灌浆之前，仔细调查分析地质情况，选择灌浆方法和浆液材料，拟定灌浆参数，之后选择有代表性的地点进行必要的现场试验，根据试验的成果最后确定施工方案及灌浆参数。（2）设置盖重和制定表层处理措施砂砾石地层一般比较松散，灌浆时往往发生冒浆、串浆现象，压力不易提升。因此预先在砂砾石表面建造一层盖重（混凝土或粘性土铺盖）是十分必要的。表层处理也可采用开挖置换或进行加密孔灌浆，灌浆时应增加浆液中水泥含量，采用自上而下灌浆法。（3）施工次序砂砾石灌浆的施工次序应遵照分排分序逐渐加密的原则进行：先灌注下游排，再灌注上游排，后灌注中间排孔。同一排孔中分2～3个次序灌注，先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔、Ⅲ序孔。相邻两个不同次序孔的灌浆原则上应待先序孔灌完后，后序孔方可开始施工，但当采用自上而下灌浆法时，后序孔可在滞后先序孔10m的条件下随后施工。8.7.2灌浆方法砂砾石地层灌浆的方法很多，我国常用的有循环钻灌法、预埋花管法、套管灌