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[摘 要]基础固结灌浆属于隐蔽工程,其质量好坏直接影响基础的稳固程度,对工程的质量具有举足轻重的作用。本文简述黄登大坝固结灌浆设计、施工技术要求及质量控制情况,为同类型工程固结灌浆施工技术与质量管理方法提供宝贵经验。
[关键词]大坝基础;固结灌浆;施工技术;质量控制
中图分类号:TV543 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)03-0134-01
一、大坝工程概况及固结灌浆设计
1.工程概况
黄登水电站位于云南省兰坪县境内,是澜沧江上游曲孜卡至苗尾河段水电梯级开发方案的第六级水电站,上、下游分别与托巴水电站和大华桥水电站相衔接。枢纽工程由碾压混凝土重力坝、坝身泄洪表孔、左右岸泄洪放空底孔、左岸折线坝身进水口、左岸地下引水发电系统等组成。坝顶高程1625m,最大坝高203m,坝顶长度464m,大坝共分20个坝段,其中1#~7#坝段为右岸非溢流坝段,8#~11#坝段为溢流表孔及泄洪放空底孔坝段,12#、13#坝段为河中非溢流坝段,14#坝段为转折坝段,15#、20#坝段为左岸非溢流坝段,16#~20#坝段为进水口坝段。
2.大坝固结灌浆设计
根据地质条件、地震工况下地基受荷状况及对上部结构布置的适应性,黄登大坝分为A、B、C、D四个区进行高压固结灌浆。其中:
A区为岸坡坝段(1#~4#坝段、15#坝段、进水口坝段)及河中坝段(5#~14#坝段)坝基中部区域。固结灌浆孔孔深5m,排距3.0m,孔距3.0m。
B区为7#~8#坝段及12#~13#坝段坝踵部位,5#~7#坝段、12#~14#坝段坝趾部位。固结灌浆孔孔深8m,排距2.5m,孔距2.5m。
C区为1#~6#坝段、14#~20#坝段坝横0+12.000上游坝基;9#~11#坝段坝横0+42.400上游坝基及8#~11#坝段坝横0+100.000下游坝基。固结灌浆孔孔深10m,排距2.0m,孔距2.0m。
D区为河中7#~13#坝段坝横0+0.000~0+12.000區域。固结灌浆孔孔深25m,排距2.0m,孔距2.0m。
二、主要施工方法与参数要求
灌浆方法:Ⅰ序孔采用自上而下灌浆法,其它次序孔采用综合灌浆法进行灌浆施工。
灌浆程序:灌浆区域抬动观测孔钻孔→抬动设备安装;物探孔钻孔→单孔及跨孔声波测试、孔内数字成像→Ⅰ序孔钻灌→封孔→Ⅱ序孔钻灌→封孔→Ⅲ序孔(二序排)钻灌→封孔→Ⅳ序孔(二序排)钻灌→封孔→4d后检查孔分段压水试验→检查孔作单孔及跨孔声波测试→14d物探孔扫孔后单孔及跨孔声波测试;孔内数字成像→28d后作部分弹模测试→(若不合格补灌)全部合格→封孔→灌浆结束→清理场地、验收移交。
主要施工参数见表1。
固结灌浆的浆液浓度由稀到浓逐级变换。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。当某一级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,则改浓一级水灰比浆液灌注。当注入率大于30L/min时,根据具体情况可越级变浓。各灌浆段的结束条件为:灌浆段在最大设计压力下,当注入率不大于1L/min,继续灌注30min,可结束灌浆。
三、质量控制措施
1.事前控制
施工组织设计是保证工程施工经济合理、有计划、有秩序进行的重要措施和先决条件。要求各专业人员认真阅读和熟悉图纸,了解设计意图,做好施工图纸的审查工作,以便提前发现设计图纸可能存在不便施工或难以保证质量之处,提出改进意见。
2.过程控制
1) 造孔控制
现场严格执行“三检制”,由三检验收通过后报验监理,经监理工程师检查、验收,绝大部分灌浆孔一次性验收通过,少部分孔深误差超出设计要求的20cm。监理工程师要求施工人员进行续钻,二次验收通过率100%。监理工程师对射浆管下设深度进行抽查,有效地保证了灌浆质量。
2) 灌浆条件控制
在各灌浆孔开灌前,对开灌条件进行检查(包括灌浆段长,灌浆仪器,灌浆材料储备,技术、记录人员到位情况等),具备开灌条件后报请监理工程师批准,并签写准灌证,施工人员凭证开灌。
3) 灌浆参数控制
每班均对正在灌浆的浆液进行抽查,抽查方法为用比重计或比重称对搅拌桶内的浆液比重进行检查;灌浆压力采取压力表及灌浆自动记录仪双重控制,现场抽查压力表值与灌浆自动记录仪显示的压力值的大小关系;灌浆流量采取钢板尺对浆槽浆液在一定时间下降的高度计算处实际流量值与自动记录仪显示流量数据进行比对。
四、特殊情况处理
若遇注入率大、灌浆难以正常结束的孔段时,应暂停灌浆作业,对灌浆影响范围内的地下洞井、岸坡、结构分缝、冷却水管等进行彻底检查,如有串通,应采取封堵等相应措施后再恢复灌浆,灌浆时可采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌 浆法灌注。该段经处理后应待凝24h,再重新扫孔、补灌。其灌浆资料应及时报送监理人、设计等,以便根据灌浆情况及该部位的地质条件,分析、研究是否需进行补充钻灌处理。
五、灌浆成果统计分析
灌浆综合成果显示:Ⅰ序孔平均透水率46.91Lu,Ⅱ序孔平均透水率22.35Lu,Ⅲ序孔平均透水率13.37Lu,Ⅳ序孔平均透水率6.61Lu;Ⅰ序孔平均单位注入量397.16Kg/m,Ⅱ序孔平均单位注入量210.73g/m,Ⅲ序孔平均单位注入量105.99Kg/m,Ⅳ序孔单位注入量34.18Kg/m;单位注入量和透水率均按孔序呈递减趋势,且递减趋势较明显,符合灌浆规律。
六、质量检测成果与评价
压水试验检查合格标准:压水试验孔段压水试验透水率小于3Lu为合格。孔段合格率应在85%以上,不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的1.5倍,且不集中,灌浆质量可认为合格。
大坝固结灌浆共布置了349个质量检查孔,压水试验1122段。透水率小于3Lu孔段占1121段,合格率为99.9%,最小值为0Lu,最大值为3.6Lu,透水率大于3Lu仅有1段,为18#坝段J5第一段,但不超过设计规定值的1.5倍(4.5Lu),其余孔段透水率均小于设计要求3Lu。
七、结语
黄登水电站大坝固结灌浆与混凝土浇筑交叉施工,过程中施工周期短,施工面转移次数频繁,在各方共同努力下,圆满的完成了大坝所有坝段的固结灌浆施工。在岸坡坝段无盖重灌浆时采取了引管灌浆法,过程中进行多次试验,各工序进行严格把控,关键部位重点检查,取得了良好的灌浆效果,各坝段验收均被评定为优良单元;为同类型工程基础固结灌浆施工提供借鉴。
[关键词]大坝基础;固结灌浆;施工技术;质量控制
中图分类号:TV543 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)03-0134-01
一、大坝工程概况及固结灌浆设计
1.工程概况
黄登水电站位于云南省兰坪县境内,是澜沧江上游曲孜卡至苗尾河段水电梯级开发方案的第六级水电站,上、下游分别与托巴水电站和大华桥水电站相衔接。枢纽工程由碾压混凝土重力坝、坝身泄洪表孔、左右岸泄洪放空底孔、左岸折线坝身进水口、左岸地下引水发电系统等组成。坝顶高程1625m,最大坝高203m,坝顶长度464m,大坝共分20个坝段,其中1#~7#坝段为右岸非溢流坝段,8#~11#坝段为溢流表孔及泄洪放空底孔坝段,12#、13#坝段为河中非溢流坝段,14#坝段为转折坝段,15#、20#坝段为左岸非溢流坝段,16#~20#坝段为进水口坝段。
2.大坝固结灌浆设计
根据地质条件、地震工况下地基受荷状况及对上部结构布置的适应性,黄登大坝分为A、B、C、D四个区进行高压固结灌浆。其中:
A区为岸坡坝段(1#~4#坝段、15#坝段、进水口坝段)及河中坝段(5#~14#坝段)坝基中部区域。固结灌浆孔孔深5m,排距3.0m,孔距3.0m。
B区为7#~8#坝段及12#~13#坝段坝踵部位,5#~7#坝段、12#~14#坝段坝趾部位。固结灌浆孔孔深8m,排距2.5m,孔距2.5m。
C区为1#~6#坝段、14#~20#坝段坝横0+12.000上游坝基;9#~11#坝段坝横0+42.400上游坝基及8#~11#坝段坝横0+100.000下游坝基。固结灌浆孔孔深10m,排距2.0m,孔距2.0m。
D区为河中7#~13#坝段坝横0+0.000~0+12.000區域。固结灌浆孔孔深25m,排距2.0m,孔距2.0m。
二、主要施工方法与参数要求
灌浆方法:Ⅰ序孔采用自上而下灌浆法,其它次序孔采用综合灌浆法进行灌浆施工。
灌浆程序:灌浆区域抬动观测孔钻孔→抬动设备安装;物探孔钻孔→单孔及跨孔声波测试、孔内数字成像→Ⅰ序孔钻灌→封孔→Ⅱ序孔钻灌→封孔→Ⅲ序孔(二序排)钻灌→封孔→Ⅳ序孔(二序排)钻灌→封孔→4d后检查孔分段压水试验→检查孔作单孔及跨孔声波测试→14d物探孔扫孔后单孔及跨孔声波测试;孔内数字成像→28d后作部分弹模测试→(若不合格补灌)全部合格→封孔→灌浆结束→清理场地、验收移交。
主要施工参数见表1。
固结灌浆的浆液浓度由稀到浓逐级变换。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。当某一级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时,则改浓一级水灰比浆液灌注。当注入率大于30L/min时,根据具体情况可越级变浓。各灌浆段的结束条件为:灌浆段在最大设计压力下,当注入率不大于1L/min,继续灌注30min,可结束灌浆。
三、质量控制措施
1.事前控制
施工组织设计是保证工程施工经济合理、有计划、有秩序进行的重要措施和先决条件。要求各专业人员认真阅读和熟悉图纸,了解设计意图,做好施工图纸的审查工作,以便提前发现设计图纸可能存在不便施工或难以保证质量之处,提出改进意见。
2.过程控制
1) 造孔控制
现场严格执行“三检制”,由三检验收通过后报验监理,经监理工程师检查、验收,绝大部分灌浆孔一次性验收通过,少部分孔深误差超出设计要求的20cm。监理工程师要求施工人员进行续钻,二次验收通过率100%。监理工程师对射浆管下设深度进行抽查,有效地保证了灌浆质量。
2) 灌浆条件控制
在各灌浆孔开灌前,对开灌条件进行检查(包括灌浆段长,灌浆仪器,灌浆材料储备,技术、记录人员到位情况等),具备开灌条件后报请监理工程师批准,并签写准灌证,施工人员凭证开灌。
3) 灌浆参数控制
每班均对正在灌浆的浆液进行抽查,抽查方法为用比重计或比重称对搅拌桶内的浆液比重进行检查;灌浆压力采取压力表及灌浆自动记录仪双重控制,现场抽查压力表值与灌浆自动记录仪显示的压力值的大小关系;灌浆流量采取钢板尺对浆槽浆液在一定时间下降的高度计算处实际流量值与自动记录仪显示流量数据进行比对。
四、特殊情况处理
若遇注入率大、灌浆难以正常结束的孔段时,应暂停灌浆作业,对灌浆影响范围内的地下洞井、岸坡、结构分缝、冷却水管等进行彻底检查,如有串通,应采取封堵等相应措施后再恢复灌浆,灌浆时可采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌 浆法灌注。该段经处理后应待凝24h,再重新扫孔、补灌。其灌浆资料应及时报送监理人、设计等,以便根据灌浆情况及该部位的地质条件,分析、研究是否需进行补充钻灌处理。
五、灌浆成果统计分析
灌浆综合成果显示:Ⅰ序孔平均透水率46.91Lu,Ⅱ序孔平均透水率22.35Lu,Ⅲ序孔平均透水率13.37Lu,Ⅳ序孔平均透水率6.61Lu;Ⅰ序孔平均单位注入量397.16Kg/m,Ⅱ序孔平均单位注入量210.73g/m,Ⅲ序孔平均单位注入量105.99Kg/m,Ⅳ序孔单位注入量34.18Kg/m;单位注入量和透水率均按孔序呈递减趋势,且递减趋势较明显,符合灌浆规律。
六、质量检测成果与评价
压水试验检查合格标准:压水试验孔段压水试验透水率小于3Lu为合格。孔段合格率应在85%以上,不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的1.5倍,且不集中,灌浆质量可认为合格。
大坝固结灌浆共布置了349个质量检查孔,压水试验1122段。透水率小于3Lu孔段占1121段,合格率为99.9%,最小值为0Lu,最大值为3.6Lu,透水率大于3Lu仅有1段,为18#坝段J5第一段,但不超过设计规定值的1.5倍(4.5Lu),其余孔段透水率均小于设计要求3Lu。
七、结语
黄登水电站大坝固结灌浆与混凝土浇筑交叉施工,过程中施工周期短,施工面转移次数频繁,在各方共同努力下,圆满的完成了大坝所有坝段的固结灌浆施工。在岸坡坝段无盖重灌浆时采取了引管灌浆法,过程中进行多次试验,各工序进行严格把控,关键部位重点检查,取得了良好的灌浆效果,各坝段验收均被评定为优良单元;为同类型工程基础固结灌浆施工提供借鉴。