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江口水电站引水洞阻水帷幕灌浆

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/1/21 18:18:07   

 关键词:  水电站 水电 口水电站

2004-11-1616:55:22   作者:刘涛 吴建军  新闻来自:中国水电七局基础处理分局

  摘要:介绍江口水电站引水隧洞阻水帷幕灌浆的施工难点、钻灌设备的选择及栓塞承压试验、主要施工技术措施、灌浆结束标准及封孔、特殊情况处理、灌浆质量检查。蓄水后,三条引水洞幕后无一处有渗漏水现象,达到设计要求。

  关键词:江口水电站;引水隧洞;阻水帷幕;灌浆

  1、工程概况

  江口水电站引水隧洞、地下厂房位于左岸山体中,蓄水后承压水头大且引水洞短,为防止渗流场改变造成渗漏,影响引水发电系统安全运行。设计于引水洞设置A、B、C三排阻水帷幕,沿引水洞洞径环向布置,相邻孔夹角为18度。与大坝左岸▽232灌浆平洞帷幕灌浆相接,形成一道完整的阻水帷幕。

  2、工程地质情况

  引水洞阻水帷幕灌浆段围岩为灰岩夹页岩、白云岩夹灰岩,岩石呈微风化~新鲜状态,岩质较坚硬~坚硬,岩层走向与洞轴线呈40~80度斜交。段内夹层发育,节理较发育,岩体较完整。

  3、阻水帷幕施工主要难点

  (1)阻水帷幕灌浆孔沿洞径环向布置,相邻孔夹角为18度。进行仰孔帷幕施工,且灌浆压力大达5MPa,孔深达10m。

  (2)钻孔精度受测斜仪性能限制,无法准确测斜。

  (3)灌浆使用的循环式栓塞必须与孔壁挤压紧密,才能承受5MPa的灌浆压力。灌浆过程中要保证浆液充分流动,使洞壁岩石中裂隙得到充填、胶结密实,浆液扩散半径大,防止灌浆栓塞被水泥凝住。这是灌浆成幕的关键。

  4、钻灌设备的选择及栓塞承压试验

  4.1钻灌设备的选择

  引水洞洞径为5m,施工场地狭窄。在现场用架子管搭设一施工平台,平台高度与钻机机高之和为2.5m,与引水洞中心高度保持一致,便于灌浆孔孔位、方位角的校对。在施工中用地质罗盘仪进行角度校正,且固定钻架,防止偏移。仰孔钻孔采用YGZ-90型圆盘钻机施工,该钻机体积小,适用于中硬或坚硬岩层造孔,冲击部分采用无阀配气,能较好地利用压缩空气的膨胀做功,冲击功与钎杆转速可根据岩层条件分别调节。俯孔钻孔采用XY-2PB地质钻机。低压灌浆采用SGB-10泥浆泵注浆,高压灌浆采用往复式单作用三柱塞3SNS注浆泵注浆。灌浆采LHGY-2000型自动记录仪。

  4.2栓塞承压试验

  在仰孔帷幕灌浆中,灌浆最大压力为5MPa,根据灌浆孔成孔口径,选用膨胀性能好的胶球加工成与灌浆孔孔径匹配的胶球,栓塞内外管采用厚壁无缝钢管加工而成。经试验得出,栓塞胶球在8个时(单个胶球长度为60mm),能满足灌浆要求。

  5、主要施工技术措施

  帷幕灌浆采用小口径孔口封闭灌浆,按照分序加密原则施工。终孔孔径不小于Ф56mm。由于工期紧迫,业主及设计要求3条引水洞同时施工,每条引水洞先钻灌A、C排,后钻灌B排,每排分两序施工:单数孔为I序,双数孔为II序。

  5.1工艺流程

  灌浆孔定位→钻机就位→钻砼及第一段→测孔→孔壁冲洗→裂隙冲洗→压水试验→制浆→灌浆→(镶铸孔口管)→(待凝)→分段施工→封孔→质量检查

  5.2灌浆方式

  灌浆过程中,根据施工中的具体情况。采用了2种灌浆方式:(1)在仰孔灌浆中,采用孔口卡塞进行循环式灌浆。射浆管采用Ф20mmPVC塑料管,使灌浆段浆液充分流动,保证洞壁岩石中裂隙得到充填、胶结密实,灌浆结束后,将PVC管埋于孔内与栓塞脱离,使栓塞不被凝住。(2)在俯孔深孔灌浆中,采用孔口封闭灌浆。第一段采用Ф91mm金刚石钻头钻进,深度为进入基岩3m,卡塞灌浆后镶铸Ф65mm孔口管并待凝等强。孔口管必须镶铸牢固,不允许孔口管四周有漏、冒浆现象。

  5.3灌浆段长划分及灌浆压力

  第一段段长3m,灌浆压力为1.5MPa;第二段段长3m,灌浆压力为3MPa;余下各段段长5m,灌浆压力为5MPa;最大段长不超过8m。对于两条相邻引水洞之间孔深为9.00m的帷幕灌浆,其各段次灌浆压力均为1.5MPa。

  5.4浆液变换

  灌浆浆液配比:3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1。开灌水灰比为3∶1。

  Ⅰ当压力保持不变,注入率持续减少或注入率不变,压力持续升高,不得改变浆液浓度。

  Ⅱ当某一比级浆液注入量已达300L以上或灌注时间已达1h,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,应改浓一级。

  Ⅲ当注入率大于30L/min时,可根据具体情况越级变浓。

  6、灌浆结束标准及封孔

  6.1灌浆结束标准

  在规定的压力下,当注入率不大于0.4L/min时继续灌注60min,即可结束。

  6.2封孔

  封孔采用“置换和压力灌浆封孔法”,在仰孔封孔中,将Ф20mm塑料管置于孔内作为射浆管,外用自制加工的循环式铁打塞卡住孔口,用浓浆灌注结束后闭浆,取得了良好的效果。

  7、特殊情况处理

  在灌浆过程中,部份灌浆孔发生串浆,将串浆孔塞住,待灌浆孔灌浆结束后,对串浆孔再行扫孔、冲洗,再进行灌浆;部份灌浆孔段出现涌水,灌浆前对涌水压力和涌水量进行测记,采用高的灌浆压力、浓浆结束、闭浆、待凝等处理措施,取得了好的效果。

  8、灌浆质量检查

  灌浆结束14天后,布置15个检查孔,对灌浆帷幕进行分段压水试验检查。压水试验段共46段,其中透水率值:q=0.12Lu为1段,q=0.06Lu为1段,q=0.03Lu为1段,q=0.00Lu为43段。取芯检查孔共6个,检查浆液结石充填胶结情况,用金钢石钻具钻取岩芯,采取率平均达到90。蓄水后,三条引水洞幕后无一处有渗漏水现象。说明灌浆效果良好,达到了设计要求。

  9、结束语

  在仰孔帷幕灌浆中,并采用塑料管作射浆管,根据灌浆压力加工配制循环灌浆塞,进行仰孔灌浆和封孔,是仰孔灌浆的有效手段,较好地解决了其他施工工艺存在的不足,为仰孔灌浆拓宽了视野,提供了施工经验。 

来源:中国水电网
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