松塔水电站坝基处理帷幕灌浆施工技术
摘要 结合实际工程,笔者详细介绍了帷幕灌浆施工工艺以及施工步骤,强调施工过程中质量的控制,同时对帷幕灌浆施工中特殊情况的处理进行了说明。
关键词 坝基;渗漏;帷幕灌浆
1 工程概况
松塔水电站位于山西省寿阳县潇河主流松塔河上,大坝坝址控制流域面积1174km2。根据本工程地质资料和设计钻孔压水试验情况,坝基风化带和裂隙发育带透水率在3.8~66.7LU之间,因此在粘土截水槽底部设帷幕灌浆,帷幕灌浆轴线在大坝主河槽及右岸大坝断面范围砼坝体粘土截水槽轴线布置,灌浆孔深入基岩中等透水层下限5m,即孔深约50m,孔距2.0m;除桩号FS0+289.4~0+364.4段为双排孔外,其他部位均为单排,孔距、排距均为2.0m。
帷幕灌浆设计灌浆压力为2.5MPa,扩散半径1.45m,采用自上而下分段灌浆,压水试验采用五点法,水泥标号不小于42.5,岩体帷幕灌浆处理后的透水率不大于5LU,灌浆分三序孔进行。大坝帷幕灌浆共计土层造孔2 605.5m,岩层造孔18 147m,帷幕灌浆20 346.5m;高压旋喷土层造孔2738.5m,砂砾石高喷灌浆1 189m。
2 帷幕灌浆施工工艺和施工步骤
2.1 施工工艺
帷幕灌浆的施工工艺流程为:钻孔定位→钻孔→洗孔→裂隙冲洗→压水试验→制浆→灌浆→封孔→检查。
2.2 帷幕灌浆主要施步骤
2.2.1钻孔定位
根据设计图纸单排孔帷幕灌浆在帷幕灌浆轴线上以及双排孔帷幕灌浆偏离帷幕灌浆轴线上下游各1m进行测量定位并统一编号。所有帷幕灌浆孔均为三序孔进行施工,其中FS0+000.0~FS0+079.6段,FS0+079.6~FS0+289.4段,FS0+364.4~FS0+856.1段为单排孔,灌浆孔距2m,扩散半径1.45m。FS0+289.4~FS0+364.4段为双排孔,灌浆孔距、排距2m,扩散半径1.45m。
2.2.2钻孔
钻孔施工先后顺序为:抬动观测孔→先导孔→I序灌浆孔→Ⅱ序灌浆孔→Ⅲ序灌浆孔→质量检查孔。保证措施如下:
1)钻机安放:钻机安放必须牢固平稳,底座要用长方木铺设,水平仪找平;钻孔前埋设孔口管,钻孔方向应按施工图纸要求确定,钻孔时必须保证孔向准确。
2)孔序:帷幕灌浆共分三序,严格的按照分序逐渐加密的原则进行施工。
3)孔位:灌浆孔的开孔孔位与设计位置的偏差不得大于10cm,因故变更孔位时,应征得设计同意。
4)孔深:帷幕灌浆孔的孔深必须满足设计及图纸要求,均钻进至图纸所标明的帷幕灌浆底线。
5)孔斜:钻孔前必须对钻杆进行垂直度检查,保证钻杆顺直,钻进过程中钻机操作必须轻压慢钻,确保钻孔垂直。当钻至一定深度时,改用长钻具钻进。灌浆孔的垂直度采用合格的测斜仪进行检查,如发现孔斜超过规定值时,应及时纠正,或采取其它经监理工程师批准的补救措施,纠正无效时,则按监理工程师的指示报废孔后,重新钻孔。对于深度大于60m的帷幕灌浆孔,其孔斜应根据施工图纸要求或监理人的指示执行。
2.2.3钻孔保护
对所有钻孔妥善保护,直到验收合格为止。
2.2.4洗孔
灌浆孔(段)均应进行冲洗。施工中根据监理人指示采用风水联合冲洗或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,直到回水澄清后结束。
2.2.5裂隙冲洗
裂隙冲洗在洗孔完成后进行。冲洗水压采用80%的灌浆压力,压力超过1MPa时,采用1MPa;冲洗风压采用50%灌浆压力,压力超过0.5MPa,则采用0.5MPa。裂隙冲洗应冲至回水澄清后10min结束,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,应继续进行冲洗,孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。
当邻近有正在灌浆的灌浆孔或邻近灌浆孔结束不足24h时,不得进行裂隙冲洗。
帷幕灌浆孔(段)冲洗后,该孔(段)应立即进行下一道施工工序,因故中断时间间隔超过24h的则在灌浆前重新进行冲洗。
2.2.6灌浆
施工中均用满足灌浆要求的灌浆泵灌注,施工中灌浆孔严格的按照分序逐渐加密的原则进行,即先灌Ⅰ序孔,再灌Ⅱ序孔,最后灌Ⅲ序孔。由双排孔组成的帷幕
灌浆,先灌下游排,后灌上游排。
1)灌浆压力和灌浆方法按试验完成后确定的施工参数,根据设计要求采用
2.5MPa灌浆压力。
2)帷幕灌浆孔采用孔口封闭自上而下分段灌浆法进行。如采用卡塞灌浆法进行,灌浆塞应塞在已灌段段底以上0.5m处,以防漏灌。灌浆段长度采用5~6 m,特殊情况下可适当缩减或加长,但不得大于10m。
孔口无涌水的孔段或孔口封闭灌浆法施工,灌浆结束可不待凝。但在断层、破碎带等地质条件复杂地区则宜待凝,待凝时间根据现场地质条件和工程要求确定。
3)浆液水灰比和帷幕灌浆浆液变换标准
(1)灌浆原则上采用湿磨细水泥浆液。当灌浆段压水试验漏水量大于40L/min,或当湿磨细水泥浆液连续10min注入率大于30L/min时,可先灌注原状水泥浆液,待原状水泥浆液注入率小于10L/min时,再改用湿磨细水泥浆液灌注,湿磨细水泥浆液水灰比采用3:1、2:1、1:1、0.6:1等4个比级,开灌水灰比采用3:1,原状水泥浆液采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1等7个比级,开灌水灰比采用5:1。
(2)当灌浆压力保持不变,注入率持续减少时,或当注入率不变而压力持续升高时,不得改变水灰比。
松塔水电站坝基处理帷幕灌浆施工技术
摘要 结合实际工程,笔者详细介绍了帷幕灌浆施工工艺以及施工步骤,强调施工过程中质量的控制,同时对帷幕灌浆施工中特殊情况的处理进行了说明。
关键词 坝基;渗漏;帷幕灌浆
1 工程概况
松塔水电站位于山西省寿阳县潇河主流松塔河上,大坝坝址控制流域面积1174km2。根据本工程地质资料和设计钻孔压水试验情况,坝基风化带和裂隙发育带透水率在3.8~66.7LU之间,因此在粘土截水槽底部设帷幕灌浆,帷幕灌浆轴线在大坝主河槽及右岸大坝断面范围砼坝体粘土截水槽轴线布置,灌浆孔深入基岩中等透水层下限5m,即孔深约50m,孔距2.0m;除桩号FS0+289.4~0+364.4段为双排孔外,其他部位均为单排,孔距、排距均为2.0m。
帷幕灌浆设计灌浆压力为2.5MPa,扩散半径1.45m,采用自上而下分段灌浆,压水试验采用五点法,水泥标号不小于42.5,岩体帷幕灌浆处理后的透水率不大于5LU,灌浆分三序孔进行。大坝帷幕灌浆共计土层造孔2 605.5m,岩层造孔18 147m,帷幕灌浆20 346.5m;高压旋喷土层造孔2738.5m,砂砾石高喷灌浆1 189m。
2 帷幕灌浆施工工艺和施工步骤
2.1 施工工艺
帷幕灌浆的施工工艺流程为:钻孔定位→钻孔→洗孔→裂隙冲洗→压水试验→制浆→灌浆→封孔→检查。
2.2 帷幕灌浆主要施步骤
2.2.1钻孔定位
根据设计图纸单排孔帷幕灌浆在帷幕灌浆轴线上以及双排孔帷幕灌浆偏离帷幕灌浆轴线上下游各1m进行测量定位并统一编号。所有帷幕灌浆孔均为三序孔进行施工,其中FS0+000.0~FS0+079.6段,FS0+079.6~FS0+289.4段,FS0+364.4~FS0+856.1段为单排孔,灌浆孔距2m,扩散半径1.45m。FS0+289.4~FS0+364.4段为双排孔,灌浆孔距、排距2m,扩散半径1.45m。
2.2.2钻孔
钻孔施工先后顺序为:抬动观测孔→先导孔→I序灌浆孔→Ⅱ序灌浆孔→Ⅲ序灌浆孔→质量检查孔。保证措施如下:
1)钻机安放:钻机安放必须牢固平稳,底座要用长方木铺设,水平仪找平;钻孔前埋设孔口管,钻孔方向应按施工图纸要求确定,钻孔时必须保证孔向准确。
2)孔序:帷幕灌浆共分三序,严格的按照分序逐渐加密的原则进行施工。
3)孔位:灌浆孔的开孔孔位与设计位置的偏差不得大于10cm,因故变更孔位时,应征得设计同意。
4)孔深:帷幕灌浆孔的孔深必须满足设计及图纸要求,均钻进至图纸所标明的帷幕灌浆底线。
5)孔斜:钻孔前必须对钻杆进行垂直度检查,保证钻杆顺直,钻进过程中钻机操作必须轻压慢钻,确保钻孔垂直。当钻至一定深度时,改用长钻具钻进。灌浆孔的垂直度采用合格的测斜仪进行检查,如发现孔斜超过规定值时,应及时纠正,或采取其它经监理工程师批准的补救措施,纠正无效时,则按监理工程师的指示报废孔后,重新钻孔。对于深度大于60m的帷幕灌浆孔,其孔斜应根据施工图纸要求或监理人的指示执行。
2.2.3钻孔保护
对所有钻孔妥善保护,直到验收合格为止。
2.2.4洗孔
灌浆孔(段)均应进行冲洗。施工中根据监理人指示采用风水联合冲洗或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,直到回水澄清后结束。
2.2.5裂隙冲洗
裂隙冲洗在洗孔完成后进行。冲洗水压采用80%的灌浆压力,压力超过1MPa时,采用1MPa;冲洗风压采用50%灌浆压力,压力超过0.5MPa,则采用0.5MPa。裂隙冲洗应冲至回水澄清后10min结束,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,应继续进行冲洗,孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。
当邻近有正在灌浆的灌浆孔或邻近灌浆孔结束不足24h时,不得进行裂隙冲洗。
帷幕灌浆孔(段)冲洗后,该孔(段)应立即进行下一道施工工序,因故中断时间间隔超过24h的则在灌浆前重新进行冲洗。
2.2.6灌浆
施工中均用满足灌浆要求的灌浆泵灌注,施工中灌浆孔严格的按照分序逐渐加密的原则进行,即先灌Ⅰ序孔,再灌Ⅱ序孔,最后灌Ⅲ序孔。由双排孔组成的帷幕
灌浆,先灌下游排,后灌上游排。
1)灌浆压力和灌浆方法按试验完成后确定的施工参数,根据设计要求采用
2.5MPa灌浆压力。
2)帷幕灌浆孔采用孔口封闭自上而下分段灌浆法进行。如采用卡塞灌浆法进行,灌浆塞应塞在已灌段段底以上0.5m处,以防漏灌。灌浆段长度采用5~6 m,特殊情况下可适当缩减或加长,但不得大于10m。
孔口无涌水的孔段或孔口封闭灌浆法施工,灌浆结束可不待凝。但在断层、破碎带等地质条件复杂地区则宜待凝,待凝时间根据现场地质条件和工程要求确定。
3)浆液水灰比和帷幕灌浆浆液变换标准
(1)灌浆原则上采用湿磨细水泥浆液。当灌浆段压水试验漏水量大于40L/min,或当湿磨细水泥浆液连续10min注入率大于30L/min时,可先灌注原状水泥浆液,待原状水泥浆液注入率小于10L/min时,再改用湿磨细水泥浆液灌注,湿磨细水泥浆液水灰比采用3:1、2:1、1:1、0.6:1等4个比级,开灌水灰比采用3:1,原状水泥浆液采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1等7个比级,开灌水灰比采用5:1。
(2)当灌浆压力保持不变,注入率持续减少时,或当注入率不变而压力持续升高时,不得改变水灰比。