水电站防渗墙施工（通用11篇）
水电站防渗墙施工 篇1
摘要：在水电站建设的过程中, 混凝土防渗墙的施工是非常重要的一个环节, 其质量直接会影响到建设的质量及效果, 所以在施工的过程中, 我们应该注意施工的规范性, 同时还要注意各个环节的规范性, 做好质量控制工作, 这样才能更好的保证施工的整体效果。本文主要分析了水电站混凝土防渗墙的施工方法及质量控制措施, 以供参考和借鉴。
关键词：混凝土防渗墙,施工,质量控制
在水利水电工程建设和施工的过程中, 混凝土防渗墙的建设和施工是十分关键的一个环节, 其对闸坝等不同类型的水工建筑物地基能够起到垂直防渗的作用, 其施工的质量和水平会直接影响到工程整体的防渗性能, 所以, 我们在工程建设的过程中一定要严格控制防渗墙的施工质量及施工的水平。
1 工程概况
某水电站首部枢纽工程基础防渗由全封闭式混凝土防渗墙和帷幕灌浆组成, 布置在闸前铺盖及左岸混凝土挡水坝下部, 防渗墙设计厚度0.8m, 底部深入基岩1m以上, 最大槽孔深度36.5m, 轴线总长134.40m, 共划分为20 个槽段, 一期4 个槽段, 二期16 个槽段, 总工程量2759.75m2。 石含量高, 为强透水性。
2 防渗墙的施工分析
2.1 防渗墙施工平台及导向槽的布置。 防渗墙施工平台当中主要有钻机平台、导向槽以及倒浆平台等。 导向槽是防渗墙位置的一个非常重要的标准, 同时其对槽孔的开挖起到了非常关键的作用, 能够指导开挖施工的争产展开, 同时也能起到锁孔的作用, 可以十分有效的避免浆孔的崩塌和废液倒流入槽。 导向槽在应用的过程中主要是利用反铲沿防渗墙轴线的位置挖出上部所覆盖的土层之后进行立模, 同时开展混凝土的浇筑施工。 导向槽的净宽为100cm, 槽部的形态为矩形, 钻机平台侧导向槽当中配置了四根钢筋, 导向墙在工程施工中也有较为严格的技术要求。 首先, 墙顶的高程最大的偏差要保持在±1cm之内。 其次是单幅墙顶高程允许的最大偏差一定要在±0.5cm之内, 再次是墙间的净间距允许的最大;偏差为±0.5cm, 最后一点是内墙的垂直度偏差一定要在0.2%之内。导向槽中心线就是防渗墙的中心线, 其最大的偏差不能超过3cm, 此外, 还要在施工平台上设置充浆沟、排渣沟和集污沟等等。
2.2 泥浆的制备。 泥浆制备的质量和效果会对防渗墙造孔时固壁的效果有着非常重大的影响, 如果在工程建设的过程中, 泥浆控制的效果无法满足施工的质量及要求, 就可能会出现非常严重的塌孔事故, 所以在这样的情况下, 我们要科学的制备水泥砂浆, 在本工程当中所选的粘土都是优质的粘土, 其质量完全符合施工的要求。
2.3 防渗墙造孔
2.3.1 造孔设备。 根据本工程地层漂石、大孤石含量比较高以及渗透性强等特点, 选用了CZ- 30 型冲击钻机造孔, 该设备便于操作和维护, 并已在同类型工程施工中得到很好的应用。
2.3.2 造孔方法。 防渗墙造孔施工的过程中采用的是钻劈法, 在工程建设中首先按照先一期后二期的顺序来处理, 等到相邻的一期造孔施工全面结束之后, 才开始二期槽孔的施工。 同一槽孔在施工的过程中一定要首先完成朱孔钻进, 然后再劈打副孔, 此外, 在主孔没有终孔的时候是不能进行副孔施工的。 奇数孔为主孔, 偶数孔为副孔。 在主孔深度满足了设计的要求之后, 我们才能进行副孔的施工, 最后才能打小墙, 最终构成槽孔。
2.4 混凝土防渗墙质量控制
2.4.1 混凝土防渗墙接头孔采用套打一钻的钻凿套接法施工, 在Ⅰ期槽混凝土浇筑完毕且具有一定强度后 ( ≥24h) , 经现场监理工程师验收后进行。
2.4.2 施工过程中要严格控制孔形, 包括孔位、孔宽、孔深和孔斜等。孔形的检查与验收一般采用测量的办法, 即先确定设计轴线及主、副孔中心位置, 然后根据实际钻孔的中心位置量出其偏差。 采用SET2110全站仪进行现场放样定位;采用“ 重锤法”监控孔斜率;采用专用测绳测量孔深;通过钻头测量孔宽。
2.4.3 基岩鉴定。 两岸边防渗墙深入弱风化基岩面以下1m。 为了掌握地层岩性及防渗墙底线高程, 沿防渗墙轴线布设先导孔, 钻取芯样进行鉴定, 并描绘出地质剖面图, 以指导施工。
2.5 防渗墙清孔。清孔施工中采用抽筒换浆的方法, 在清孔的时候还要向孔中补充适量的新鲜砂浆。 此外, 二期槽接头孔的位置采用的是钢丝刷子, 钻头上下移动完成孔壁的清理, 知道刷子的钻头上不存在杂质, 孔底的淤积量也基本处于稳定状态, 在经过了质量验收之后就可以停止施工。
2.6 混凝土材料的质量控制。在进行混凝土材料配制之前, 施工人员对材料的性能进行了分批的检测, 同时在使用的前5 天上报监理人批准, 在经过了检测之后发现防渗墙混凝土施工配合比的所有指标都能充分的满足设计和标准的要求。 混凝土入孔的时候, 其坍落度为18—22cm, 扩散度为34—40cm, 坍落度不小于15cm的时间在一个小时以上, 混凝土初凝的时间在6 小时以上, 终凝的时间一定要在24 小时以内。
2.7 防渗墙墙体混凝土浇筑施工及质量控制。 防渗墙混凝土统一由拌和系统按施工配合比拌制, 用6m3专用罐车运输, 混凝土的拌和、运输要保证能连续浇筑, 若因故中断, 中断时间不得超过30min。
浇筑混凝土采用泥浆下直升导管法, 混凝土浇筑导管的下设间距必须符合设计及DL/T5199—2004《 水电水利工程混凝土防渗墙施工规范》要求。 在槽孔清孔验收合格后下设浇筑导管, 导管采用法兰盘连接, 管径准220mm, 导管定期进行密闭承压试验检测。Ⅰ期槽孔两端的导管距孔端小于1.5m, Ⅱ期槽孔两端的导管距孔端1.0m, 导管间距不得大于3.5m, 当孔底高差大于0.25m时, 导管中心放置在该导管控制范围内的最低处。 混凝土浇筑前每个导管均下入隔离球塞, 开始浇筑时先在导管内注入适量的水泥砂浆, 并准备好足够数量的混凝土, 以使隔离球塞被挤出后能将导管底端埋入混凝土中一定深度 ( 1~6m) 。
在浇筑混凝土的过程中其质量控制措施是:
槽孔内混凝土面一定要处于上升的状态, 其高差不能超过0.5cm, 每隔30 分钟就要对混凝土面的高程进行测量, 每两个小时要对导管内混凝土的深度进行测量, 同时还要控制好浇筑量。 在浇筑混凝土的过程中, 一定要在孔口的布置盖板, 避免混凝土直接散落在槽孔的内部, 槽孔底部的高低度不一致的时候, 要从较低的位置开始, 对于不符合施工要求的混凝土一定不能用在工程建设当中。 在混凝土浇筑的时候要按照监理人员的指挥开展随机取样工作, 进而检验混凝土的各项性能。
3 结论
随着国民经济的迅速发展, 水利水电工程将越来越多, 混凝土防渗墙的应用将越来越广, 对其技术、质量要求也越来越高。 在混凝土防渗墙施工过程中, 只要加强各工序的施工质量控制, 尤其是加强槽孔造孔、清孔、混凝土浇筑工序的质量控制, 一定能有效保证混凝土防渗墙的施工质量。
参考文献
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[2]于洋.水利工程中防渗施工技术的探讨[J].农业与技术, 2014 (9) .
[3]刘春登.混凝土防渗墙在水利工程中的研究进展[J].中国水能及电气化, 2015 (12) .
水电站防渗墙施工 篇2
1施工方案比选
方案1：薄壁砼防渗墙方案
基本原理是：用薄型液压抓斗分期成槽，然后下设接头管、浇筑混凝土、拔接头管，然后二期重复上述步骤。该措施在河坝项目中经常使用，其抓取地层的水平很高，而且墙的稳定性好。它的优点是品质高，而且易于检测，具有较高的防渗能力。它也存在缺陷。比如项目的开展必须要建设较高水准的平台，而且要建设很多的辅助工程。项目的整体耗时很久，花费的资金也较多。
方案2：高喷灌浆方案
高喷灌浆技术是目前水利工程中应用较广泛的防渗措施之一，是山东省水科院在20世纪80年代的科研成果。施工工艺是利用钻机造孔，然后将喷射装置放入预先钻好的孔内，用高压射流对地层进行切割破碎，同时灌注水泥浆与破碎的土体掺搅混合，在土中形成凝结防渗体，以达到防渗目的。本地层细砾渗透系数500～800m/d，水泥浆在动水条件下极易流失，目前的试验已证实了这一点。除应掺加速凝剂外，在喷射形式上宜采用旋喷桩套接方案。本方案设计墙体指标如下：弹性模量500-10000MPa，抗压强度1-10MPa，渗透系数小于i×10-6cm/s，最小墙厚0.3m，比降不小于50。它的优点是其施工的品质较好，符合项目对于防渗的规定，除此之外，它的速度方面也非常有优势，符合项目的时间要求。最后它对地层的适应能力非常好，不需要建设过多的暂时性的项目。当然这并不表示它不存在缺陷。它的主要问题是防渗的能力比对于别的方案来讲有一定的欠缺。而且花费的资金比较多。
方案3：振动射冲防渗墙+高喷灌浆方案
振动射冲法是最近几年才得以发展使用的一类工艺，它主要被应用到河湖等项目中，起到垂直防渗的作用。之所以使用这种综合措施，主要是考虑到了以下几点。首先项目规划的泄洪闸所在区域地下有抛石等，单独的使用一种方法，无法将存在的.问题处理好。第二，对于那些卵石聚集的区域，振动射冲的效果不是很好，如果使用综合方法的话就能够将两个方法的优点都体现出来。该方案的优点非常多。比如它符合围堰对于防渗的规定。同时射冲的速率非常高，而且总体的防渗水平较好，一体机的使用能够将原本较为复杂的地层施工工作开展的非常顺畅，进而节省了部分时间。除此之外，还能够将之前方案中面对的泥浆浪费问题解决好，节省了大量的水泥，而且能够起到省电的作用。最后，它不需要建设过多的暂时性的项目，也就是说项目的总体工程量减少了。它的缺点较为明显，比其他的方案多了一个工作步骤，它的防渗能力比第一个方案要差，不过要比第二个优秀。通过上文的多方面比对，可以发现第三个方案的可行性非常高，不论是对工期的把握还是对质量的保证都能够做得非常合理。
2振动射冲防渗墙+高喷灌浆综合施工方案
2.1围井试验
根据11月1日的会议要求，原定围井试验方案有变动，在已完成围井的一边的情况下，另外三个边改为上部8.5m为振动射冲防渗墙，下部用旋喷桩套接接墙方案。施工参数如下：孔距暂按1.0m考虑，喷射参数如下：高压浆压力36~38MPa，流量不小于80L/min；压缩空气压力0.7MPa，流量不小于1.2m3/min；提升速度8~10cm/min；桨液水灰比1：1，比重约1.50。
2.2组合施工工法各自的施工范围
依据现有的试验资料，自堰顶高程179.8以下11m范围内可以较为容易的建造振动射冲防渗墙，其下5.5m深度需采用钻喷一体旋喷桩与上部防渗墙连接成整体。两种工法所完成的工程量比例约为3：2。
2.3实施方式
组合施工工法将振动射冲防渗墙和高喷灌浆作为综合施工技术的两道工序，首先进行振动射冲防渗墙施工，在浆液未达到终凝之前完成其下的高喷灌浆施工，高喷灌浆采用钻喷一体不分序施工技术，可将防渗体混合成一个整体，从而提高防渗性能。
2.4工效、工期、设备组合
依据常规经验，振动射冲防渗墙按每天完成200m2，钻喷一体高喷灌浆按每天完成150平方米。围封面积按2.2万平方米考虑，按上述划分比例各自的工程量分别为1.32万平方米和0.88万平方米。单套设备需要的施工时间分别为66天和59天，两套设备需要的施工时间分别为33天和30天，考虑1.5倍的不可预见因素，振动射冲和高喷灌浆各两套设备施工工期分别为50天和45天。
2.5水泥及电力消耗预测
与单纯采用旋喷桩相比，组合方案除了防渗体性能优于旋喷桩外，另一个优势是水泥、电力用量省。在利用高喷回浆的情况下，振动射冲防渗墙水泥用量预计不超过300kg/m2，比采用旋喷桩节省200kg/m2，平均水泥用量约0.38t/m2，节省水泥总量超过吨以上；振动射冲的动力仅及高喷的一半，钻喷一体设备成孔的用电量也有较大下降，综合分析用电量比单纯高喷减少1/3。以旋喷桩用电量20度/m2计算，预计电力消耗减少14万度以上。
3结束语
水电站防渗墙施工 篇3
【关键词】围堰；高喷注浆；喷射参数
0.前言
水利工程主要是为了减灾抗洪以及人民生活用水而建设的，在水利工程的施工中，水电站的建设是其中最为重要的环节，在其中占有非常重要的地位。在水电站建设过程中，施工人员为了保证水电站具有防渗功能，往往会开挖基坑以作围堰，尤其是在众多大中型水电站工程中，围堰的施工具有极其重要的意义，因此施工人员必须要对其认真施工，使其具有防渗作用，保证整个工程的质量以及稳定性。近年来，随着我国越来越多的大型水电站被开发与建设，防渗技术必须要有所提高，才能够满足社会发展以及水电站施工的需要，这也就促使了高喷注浆技术的发展。在水电站施工过程中，有些地区的土壤不能够直接进行施工，这就需要采用高喷注浆的方式来对其进行处理。过去，高喷注浆技术只是运用在一些松散的细砂土层结构中；而如今，施工技术不断发展，机械设备也随之不断完善，高喷注浆技术也得到的相应的发展。在水利工程施工过程中，高喷注浆技术具有施工简便、防渗性能好、易拆除等特点，在水电站工程中运用越来越广泛。
1.高喷注浆机理
高喷注浆技术是工程中一项较为先进的施工技术，在实际工作中，施工人员必须采用先进的设备与技术方法来对工程进行施工，其施工方法一般都是采用置换灌浆，主要措施是：采用相关带有钻头的喷射机将水泥等固化功能较好的材料灌注到泥土当中，此时，土层当中就会形成水泥砂浆柱，再采用搅拌机等机械设备对土层结构进行搅拌，从而使土层结构改变，使其具有强度大、稳定性高、抗渗能力好、承载力高等特点，从而满足工程的施工。在当前的水利工程施工中，高喷注浆技术得到了广泛的使用。
高喷注浆技术的施工也就是通过气流将水泥浆液喷射入泥土当中，使泥土与水泥浆液发生一系列的物理化学反应，有利于施工人员控制该图层结构，便于后期工程的施工，降低了施工的难度，改善了周边恶劣的环境带来的影响。在水利工程施工过程中，工程师一般都会将高喷灌浆技术理论知识以及实践经验有机的结合起来，并进行综合分析，下面主要介绍了该技术的施工机理，主要体现在几个方面：
1.1冲切掺搅作用
在高喷注浆技术的施工中，一般都会将浆液直接喷射到土层结构当中，通过冲力将土层结构切割，使原有的土层结构发生改变。在灌注泥浆的过程中，施工人员需要注意的是：（1）必须要对被切割的土层结构进行严格的处理；（2）使土体的原有结构形式发生变化，使其与水泥浆发生化学反应，从而形成一个高强度的凝结体；（3）在搅拌土体的过程中，一方面需要施工人员对其搅拌均匀，另一方面需要对土体结构进行综合分析，从而达到设计要求。
1.2升扬置换作用
事实上，在采用高喷注浆技术对土体进行冲切的过程中，水泥浆会沿着孔壁射入，从而产生升扬置换作用，这种升扬置换作用主要是对泥浆进行喷射的过程，这样不仅能够对土体结构起到一定的保护作用，还能以气泡的形式将土体孔壁上的泥土升扬到孔口，从而使一部分的土体结构发生升扬置换作用，使被灌入浆液的土层发生结构的变化。
1.3充填挤压作用
射流束末端，能量衰减，虽不能冲切土体，但对土体产生挤压力，同时喷射结束后，静压灌浆作用仍在进行，对周围土体和浆液不断产生挤压作用，促使凝结体与周围土体结合更为紧密。
1.4渗透凝结作用
喷射灌浆过程中除在冲切范围内形成凝结体外，还可以向冲切范围外的土体产生浆液渗透作用，形成渗透凝结层，其厚度与地层的级配及渗透性有关。
2.施工设备
在水利水电工程施工过程中，高喷注浆技术的方法有很多种，其中最为常见的方法也就是单管法、双管法以及三管法。随着我国高科技水平的不断提高，高喷注浆技术也随之不断得到完善，这就使得高喷注浆的三种方法得到了广泛的应用，提高了工程项目的施工质量。
三管法在目前的水利工程施工应用中较为广泛，是结合控制处理方式逐步完善控制措施。所谓新三管法是以水、气、浆为介质喷射的工法，是在原来的三管方法的施工工艺上进行高进和提高形成的一种新型施工方式，这种施工方式的应用为水电工程施工效率的提高奠定了有力的基础。目前的新三管法的工艺特点和应用的管理控制措施是要求利用高压水切割原理来对原始土层和地表进行冲击和处理，然后再使用高压喷浆技术对地表和土壤进行二次切割，在二次切割的过程中能够使得土壤成分形成有效合理的均匀状液体，这些液体的存在为混凝土技术的提高应用奠定了基础，不仅增大了喷射半径，同时也提高了凝结体解释速度以及强度。
2.1钻孔设备高喷注浆中主要采用三种类型的钻机：地质回转钻机、改进型工程钻机、套管跟进钻机
由于国产回转钻机来源广，操作简单，在处理深度不大，地质条件不特别复杂的工程中回转钻机被广泛采用。根据我们的经验，钻机应不小于300型，并针对地质情况采用合金钻头、钢粒钻头、金刚石钻头。
2.2高压水泵
高压水泵是产生高压水射流的装置。高压水射流切割掺搅地层，要求水喷嘴有较高的出口流速，因此这就要求选择压力尽可能高的高压泵。目前多采用3D2/S型高压柱塞泵，其额定排出压力为50或70Mpa，流量75L炖min或50L炖min。
3.高喷灌浆施工工艺
在高喷注浆施工中，使用单向喷嘴和双向（90°～180°夹角）喷嘴，分别或组合采用旋喷、定喷和摆喷工艺，可以形成符合设计要求几何尺寸和性状的桩、板、墙及组合形式的高喷凝结体，达到防渗加固的目的。针对某些地层我们也采用了二次喷射的全置换灌浆工艺，即先以水、气、水喷射，将被冲切的土体掺搅、升扬到地面；再以水、气和水泥砂浆同轴喷射，进行第二次置换灌浆。
4.结语
在水利工程中，水电站的建设是其中最为重要的施工环节。随着施工技术的不断发展，高喷注浆技术也得到了相应的发展，在水电站围堰施工中运用越来越广泛，在采用高喷注浆技术施工过程中，需要施工人员科学合理的选择施工设备以及参数，从而提高水利工程的防渗能力和工作效率，使其在市场中具有优势。
【参考文献】
[1]陈明霞.高压喷射灌浆技术在水利工程建设中的应用[J].科技风，2010（19）.
[2]张银来.浅析水利工程施工中高压喷射灌浆技术的应用[J].科技致富向导，2011（14）.
水电站防渗墙施工 篇4
猴子岩水电站位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内, 是大渡河干流水电规划调整推荐22级开发方案的第9个梯级电站。电站采用堤坝式开发, 拦河坝为混凝土面板堆石坝, 最大坝高223.5m。
大坝工程导流方式为隧洞过流、全年断流围堰挡水。由布置在左岸同高程两条导流洞过流, 河床上游土石围堰及下游土石围堰挡水, 大坝工程在全年干基坑内施工。
1.1 上游围堰
上游围堰为基础混凝土防渗墙接土工膜斜墙土石围堰, 高程1709m以下堰体及堰基覆盖层采用全封闭塑性混凝土防渗墙防渗。防渗墙墙厚1.0m, 墙底嵌入基岩1.0m, 最大墙深80.55m。防渗墙下设灌浆帷幕。
堰基河床覆盖层深厚, 具有多层结构, 自下而上分为4层:第 (1) 层, 含漂 (块) 卵 (碎) 砂砾石层 (fgl Q32) , 厚约11~27m;第 (2) 层, 粘质粉土 (l Q33) , 厚约15~22m, 顶板埋深22~37m;第 (3) 层含泥漂 (块) 卵 (碎) 砂砾石层 (pl+al Q41) , 厚约15~37m;第 (4) 层, 孤漂 (块) 卵 (碎) 砂砾石层 (al Q42) , 厚约1~15m, 河床表面孤块石约1~3m。
1.2 下游围堰
下游围堰为基础混凝土防渗墙接土工膜心墙土石围堰, 高程1700m以下堰体及堰基覆盖层采用全封闭塑性混凝土防渗墙防渗。防渗墙最大墙深80.99m。
堰基地质状况与上游围堰的类同。
1.3 防渗墙设计技术指标及施工参数
1.3.1 防渗墙槽孔
槽孔平整垂直, 两端主孔孔斜率不大于3‰, 其它孔的孔斜率不大于5‰, 整个槽孔孔壁平整无梅花孔、探头石和波浪形小墙等:一、二期槽孔套接孔在任一深度的偏差值小于5%墙厚。
清孔换浆结束后, 孔底淤积厚度不大于100mm。清孔后4h内浇筑混凝土。
1.3.2 防渗墙混凝土设计指标 (见表1)
1.3.3 混凝土施工物理特性指标
混凝土入槽孔坍落度18~22cm, 扩散度34~40cm。
1.3.4 防渗墙塑性混凝土配合比 (见表2)
混凝土初凝时间约14h。
1.4 防渗墙墙下灌浆帷幕
防渗墙下布置单排帷幕, 帷幕轴线为防渗墙轴线。帷幕灌浆分三序加密施工, 孔距为1.5m, 接触段灌浆长度2m, 后续段灌浆长度6m, 最大灌浆压力2MPa。帷幕灌浆合格标准为透水率q≤10Lu。
2 防渗墙施工
2.1 施工方案
猴子岩大坝工程于2011年4月份进行上下游分流围堰施工。同年10月份, 上下游分流围堰经拆除部分堰体, 推土机平整场地, 振动碾碾压密实形成防渗墙施工平台。施工平台地基坚实、平坦, 不产生过大或不均匀沉降。
施工平台沿防渗墙轴线布置, 由内至外布置冲击钻机工作平台、导向槽、倒浆平台、排浆沟、运输道路、沉淀池等。钻机工作平台基础为15cm×15cm×500cm枕木铺设24kg/m钢轨, 其间用碎石铺填密实。沿防渗墙轴线挖槽, 修建混凝土导墙, 导墙采用现浇钢筋混凝土结构, 两墙净空间距1.2m。
防渗墙一、二期槽孔长为7m, 三主孔二副孔, 主孔长1m, 副孔长2m。一、二期槽孔为相互套接, 接头孔采用接头管连接或钻凿法连接。上游围堰防渗墙划分为25个单元槽孔, 下游围堰防渗墙划分为18个单元槽孔。
槽孔由CZ-6、CZ-6A、ZZ-9型冲击钻机钻凿成槽施工作业, 泥浆固壁。冲击钻钻机作业产生的钻渣通过沉淀池处理, 由反铲清挖并运至渣场堆存, 经净化后的泥浆回收利用。
防渗墙混凝土采用泥浆下直升导管法浇筑。塑性混凝土由HLS150-1Q3000型拌合楼生产, 采用6~8m3搅拌车运输至槽孔浇注平台, 由溜槽入导管输送至槽孔内。
防渗墙下帷幕灌浆, 选用XY-2、XY-2PC型地质钻机, 3SNS型灌浆机, KXP-1S型测斜仪。
2.2 工程难点
(1) 上下游围堰防渗墙工程在深厚覆盖层中成墙, 河床覆盖第 (4) 、 (3) 层含孤、漂石相对较多, 存在局部架空、强透水地层, 极易出现漏浆、塌孔、孔型不规则、孔内探头石等事故;河床覆盖第 (2) 层粘质粉土 (l Q33) , 承载力低, 遇水软化, 抗变形能力差, 施工中槽孔易变形缩孔, 发生卡钻事故;基础为“V”字型河床, 两岸基岩产状呈陡倾角, 不利于嵌岩施工。
(2) 防渗墙混凝土采取水下法浇筑, 预防发生防渗墙与基岩接触不良、泥浆混入混凝土出现防渗墙断墙、接头管起拔后槽内混凝土坍塌等事故。
2.3 施工措施
(1) 防渗墙成槽施工以平打法施工为主, 先将单元槽孔主孔施工到一定的深度, 再施工副孔及小墙, 交替循环直至单元槽孔终孔。对河床孤、漂石主要采用重型钻具冲凿破碎。
为防止发生漏浆事故, 首先做好预判, 落实施工措施, 保证槽孔内固壁泥浆质量;发生局部漏浆, 采取槽孔内回填适量黏土进行冲击挤密钻进处理;发生较大漏浆时, 采取泥浆内混合锯末、膨胀粉、水泥等堵漏材料处理。塌孔事故处理方案为回填石渣 (粒径适中级配连续的洞挖石渣) 加黏土, 再用冲击钻机夯击、挤密孔壁;若塌孔较严重, 采用回填灌筑低标号混凝土后重新凿孔。
粘质粉土层钻进作业, 防止槽孔收缩卡钻措施是向槽孔内投放石块黏土球。
嵌岩钻进作业, 采用重锤冲砸法施工。对两岸陡倾角基岩嵌岩作业, 需向槽孔内回填块石, 反复重锤冲砸、破碎基岩, 凿出基岩槽口。
(2) 槽孔清孔作业按照技术标准验收, 保证清孔质量。防渗墙混凝土拌和物质量 (坍落度、扩散度) 满足要求, 浇筑过程连续, 槽孔内混凝土均衡上升, 保证埋入混凝土内的导管深度。水下混凝土达到初凝后进行接头管起拔作业, 浇筑过程中采取微动接头管, 防止接头管起拔困难而铸管。
(3) 墙下帷幕灌浆, 采用自上而下分段孔口封闭循环灌浆, 墙下接触段先行单独灌浆并待凝24h, 其它地质条件复杂段灌浆控制灌浆压力与注入率。
3 事故处理分析
3.1 槽孔浇筑串槽
下游围堰防渗墙XF-13#槽孔浇筑过程中, 混凝土面上升到孔深45m处时, 混凝土扩散至XF-11#槽孔内, 而XF-11#槽孔正在进行造孔施工。
(1) 停止XF-11#槽孔的造孔施工, 用粘土回填槽孔至孔深38m。控制XF-13#槽孔混凝土浇筑上升速度, 待混凝土面上升超过槽孔坍塌范围, 再恢复正常浇筑速度。
(2) XF-13#槽孔混凝土终凝后, 再施工XF-11#槽孔。
(3) 由于地质原因, XF-11#槽孔造孔施工过程中, 在孔深45m附近发生槽孔坍塌, 并向右岸方向延展与XF-13#槽孔贯通, 混凝土扩散至槽孔内。
(4) 防渗墙施工过程中, 加强对相邻槽孔施工作业的检查, 发现问题及时处理。
3.2 槽孔混凝土坍塌
上游围堰防渗墙SF-11#槽孔, 实测1#、5#主孔终孔深分别为75.28m、75.59m, 采用接头管法施工。当浇筑至距孔口3.4m时, 槽内混凝土面上升缓慢, 后又历时3h浇筑结束。混凝土终凝后, 对槽孔 (2#~4#孔) 检查实测混凝土面下降0.5~1.6m, 而1#孔深为35m, 5#孔深44m。
(1) 待SF-11#槽孔内混凝土终凝后, 采用钻凿法施工接头孔, 将接头孔内混凝土凿除。
(2) 安排对SF-11#槽孔混凝土检查, 在槽孔内布置墙体检查孔, 钻孔取芯方式检查。经检查, 表层1m范围混凝土有混浆层, 其它混凝土芯样完整无裂缝, 无泥浆、杂物混入, 墙体混凝土质量合格。
(3) 防渗墙混凝土在初凝之前, 受上部荷载作用, 在接头管拔起后流入接头孔内。
(4) 综合考虑混凝土初凝时间、槽内温度低于槽口气温等因素, 接头管起拔时间严格按15h控制。拔出接头管后及时向接头孔内注入泥浆。
3.3 槽孔卡钻
下游围堰防渗墙XF-10#、XF-12#槽孔, 在造孔至孔深49~62m范围时, XF-10#槽孔之2#、5#孔, XF-12#槽孔之1#、4#孔发生卡钻、掉钻施工事故, 钻头位于粉质粘土层中。
(1) 经采取打捞、扩孔器捕获等相应措施, XF-10#槽孔2#孔和XF-12#槽孔1#孔内的钻头及扩孔器被打捞出来, 而XF-10#槽孔5#孔和XF-12#槽孔4#孔内的钻头分别挤入二期XF-11#、XF-13#槽孔处理。
(2) 在施工XF-11#、XF-13#槽孔过程中, 将掉入的钻头挤出防渗墙墙体范围, 埋入墙外的粉质粘土层中。
(3) 进入覆盖第 (2) 层粘质粉土钻进过程中, 未有效对粘质粉土层挤压固结, 上部槽壁因变形回缩, 钻头被卡在槽孔底部。
(4) 控制覆盖第 (2) 层粘质粉土向下钻进速度, 落实粘质粉土层钻进措施。
4 质量检查验收
4.1 槽孔检查验收
孔位中心偏差, 悬吊钻具后钢卷尺测量钢绳位置, 计算中心偏差值。
孔深, 一、二期槽主孔孔深均由基岩鉴定确定, 副孔孔深取相邻两主孔之最大孔深。
孔斜, 采用直径尺寸为设计墙厚的钻具用重锤法测量孔斜。
孔宽, 采用垂吊钻具检测, 并移动钻具检测孔形有无梅花孔、探头石和波浪形小墙等。
槽孔连接, 控制一期槽孔两端主孔 (接头孔) 的位置和孔斜。采用钻凿法施工的接头孔, 定期检测接头孔孔斜, 计算在任一深度搭接墙厚。
4.2 防渗墙质量检查
现场槽口随机抽样检测情况:
混凝土抗压强度试件165组, 抗折强度试件13组, 弹模试件5组 (28d) +2组 (90d) , 混凝土抗渗试件15组。
上下游围堰防渗墙共布置7个检查孔, 分别为墙体检查孔、骑缝检查孔。检查内容, 钻孔取芯准110mm, 每孔做抗压、渗透、弹模试验一组, 每孔做压 (注) 水试验, 目测芯样的完整性。
经检查, 上下游围堰防渗墙质量满足设计要求。
4.3 防渗墙质量无损检测技术
猴子岩水电站大坝基坑上下游围堰防渗墙, 墙体质量及墙下帷幕质量第三方检测采用无损技术检测。
防渗墙体质量无损检测项目:跨缝对穿声波、槽段内对穿声波、跨缝声波CT。
防渗墙墙下帷幕质量无损检测项目:单孔声波、钻孔全景图像。
5 结语
猴子岩水电站上下游围堰防渗墙2011年11月初开工, 至2012年5月底施工完成。2012年7月初开始基坑抽水, 基坑全年渗水流量1400~1800m3/h, 远小于预估基坑抽排水流量。基坑开挖2012年7月15日开工, 于2013年4月19日基坑顺利开挖至设计高程, 开挖最大深度约70m, 围堰防渗墙发挥了设计使用功能。
猴子岩水电站上下游围堰防渗墙修建在深厚覆盖层、分层地质结构地基上, 最大墙深超80m, 嵌岩1m, 采用钻凿法施工是成功的;导管法浇筑水下混凝土, 接头管法墙段连接, 工艺质量保证防渗墙质量, 工程质量满足设计功能要求;无损检测技术, 定量、直观地检测评价防渗墙质量。
摘要：猴子岩水电站大坝基坑上下游围堰防渗墙建在深厚覆盖层地基上, 最大墙深超80m, 嵌岩1m。防渗墙工程采用钻凿法成槽、导管法浇筑水下混凝土, 针对工程地质条件及施工方案采取相应施工措施, 工程质量满足设计功能要求, 施工技术成熟。通过事故处理分析及施工经验总结, 为类似工程提供借鉴。
水电站防渗墙施工 篇5
关键词：混凝土防渗墙；水库主坝；水电站；施工质量；防渗作用
如今，在众多水库主坝中，防渗效果最为显著的即为混凝土防渗墙。这种防渗墙是专门按照大坝结构进行设计建造的，采取相应技术措施在地基当中建成一个具有高耐冲性、高稳定性的防渗墙体，这种墙体实质上是坝体的进一步延伸，而且还是一种可以提供良好防渗能力的重要组成。然而，由于受到外界因素的影响，在防渗墙施工过程中时常会出现一些问题，极大地增加了施工的难度，无法保障其性能与作用的发挥。因此，对当前的防渗墙施工应用进行深入分析是具有重大现实意义的。
1工程概况
某水电站位于波得藏布中下游河段（通多村附近），距离倾多镇12km，波密镇43km。该电站属波得藏布干流四级梯级开发的第三级水电站，坝址以上流域面积为2453km2，年平均流量为132m3/s。水电站碾压式沥青混凝土心墙厚度为0.7m，心墙两侧设3.0m厚的砂砾石过渡带，沥青混凝土心墙与基础混凝土防渗墙采用混凝土底座连接。防渗系统主要采用垂直沥青混凝土坝体防渗墙和混凝土基础防渗墙，并采用在左坝肩进行帷幕灌浆和右坝肩进行混凝土防渗墙进行防渗方式连接。
2防渗墙主坝施工布置
在坝体填筑至设计高程后，根据工程的地质、地形条件，开展导向槽、弃渣平台等工作，并安排钻机进行入场。结合设计方案中的内容，在防渗墙上游布置钻机，在轴线的平行线上布置四条轨道，钻机可以在轨道上进行移动。轨道布置完成后，在槽孔的下游布置倒排系统与弃渣平台。导向槽的深度为1.3m，宽度为0.8m，由混凝土材料浇筑而成。施工电源从周边村庄获取，临时加设变压器，并配备发电机保证施工用电需求。施工用水可直接从水库中抽取，随用随抽。
3防渗墙主坝施工工艺
3.1泥浆系统
泥浆系统是施工的重要组成部分，其主要由制浆厂、储浆站以及管路等构成。用于泥浆配制的黏土材料的指标参数如表1所示，为提高其使用性能，可掺加适量的膨润土。此外，根据实际要求，还需在泥浆混合料中掺加少量减水剂等外加剂，泥浆中各类材料的实际用量、拌和方法与时间等都需通过试验得出。保存在储浆站中的泥浆应持续搅拌，以此确保均匀。
3.2槽孔建造
3.2.1槽孔划分。单孔实际长度控制在7.7m左右，单孔设有7孔，其中主孔4个，副孔3个，工程共施工51个槽孔。一、二期槽孔混凝土套接接头选取钻凿法进行施工。
3.2.2造孔工艺。造孔使用冲击钻机，型号ZZ-5。设计要求运用“钻劈法”实施造孔，一期与二期槽孔的接头孔钻进，一期槽孔完成浇筑1～1.5d后进行造孔，造孔过程中先对主孔施工，然后再施工副孔。主孔钻进中，孔位必须准确无误，实际垂直度应严格控制在限度以内，这是因为主孔的垂直度会对二期槽孔连接造成直接影响，与防渗墙连续性的保持息息相关。在对副孔进行劈打的过程中，由于主孔已经造好，所以存在两个自由面，施工效率较高，副孔的实际深度需根据临近主孔的具体深度确定。主孔与副孔均建造完毕后，会留下一些类似“小墙”的结构，此时应改变钻头指向，对这些结构进行钻劈，直至形成一个完好且厚度均匀的槽孔。
3.2.3确定基岩面。根据设计要求，槽孔需在中风化基岩中嵌入不少于1m的深度。由此可见，确定基岩面十分关键，实际情况中可采取以下方法进行确定：（1）钻进过程中，手持钢绳感觉到较强的地层持续变硬情况；（2）钻进进尺显著降低；（3）使用抽砂筒取出当前地层的细粒进行试验判定；（4）充分利用建造副孔时得到的岩块进行判定。
3.3清孔
本工程采取“抽筒出渣法”进行清淤处理。此方法是指使用抽筒通过搅拌、抽取去除孔中沉渣，然后将孔中不合格的泥浆返排至沉淀池，最后对槽孔进行补浆。清孔与换浆均完毕以后，槽孔应满足以下指标：
3.3.1孔底淤积层的最大厚度不超过10cm。
3.3.2若在实际情况中使用黏土泥浆，则槽孔的泥浆比重不得超出1.2，含水量不超过10%，且黏度需低于30s。本工程上述指标的实测结果为：槽孔泥浆比重1.1，平均黏度为20s，含砂量为5%。
3.3.3二期槽孔的清孔与换浆完毕之前，需对孔壁上附着的泥皮进行清理，直到所用钢丝刷上不再粘有泥屑为止。
3.4混凝土浇筑
3.4.1浇筑前准备工作。混凝土开盘以前，需要对搅拌系统与入仓系统进行全面的检查，确认合格之后再由工程的监理部门签发开盘许可。浇筑前检查的主要内容有：材料质量与现场储存量，材料的参数指标是否与设计方案相符；运输站、搅拌站等的实际生产能力是否满足施工需求；施工现场的水电供应、料台搭建等实际情况以及临时车道能否满足施工需求；导管组合与具体的下放区域能否满足相应的要求等。在所有检查工作均已完成且合格之后，即可按照流程和计划开展混凝土浇筑施工。
3.4.2混凝土浇筑施工。混凝土浇筑是防渗墙成型的重要环节，施工难度相对较大，要求一次成型，具体施工过程中应给予此环节足够的重视。对于混凝土防渗墙而言，其不仅具有良好的防渗能力，还具有很高的强度，其弹性模量也很低，可以很好地适应地基形变等外界情况。由于本工程防渗墙浇筑采取导管法，所以混凝土材料必须具备良好的流动性与和易性。施工过程中，混凝土材料如入孔坍落度必须保持在18～22cm范围内，且扩散度不得超出34～40cm范围。混凝土材料严格按照试验通过的配比实施拌和，其水灰比不得超出0.65，原材料的选取必须和试验中使用的完全相符，禁止随意更换，选用二级配粗骨料，使用河砂作为细骨料。槽孔经验收合格以后，下导管进行浇筑。导管直径为250mm，需布置在墙体的中心线上，每隔3.0m布置一个导管，导管的顶端距离孔底不超过25cm。浇筑时，导管应插入混凝土层适当深度，通常不小于1.0m，本次施工控制在3.0m左右。混凝土层实际上升速度需控制在2m/h以上，技术人员应及时绘制浇筑图纸，为浇筑方量的核对提供依据。槽孔的孔口处应设置盖板，质量不合格的混凝土材料禁止使用。
3.4.3混凝土浇筑施工质量评定。严格按照施工质量等级评价的规范和标准对所有槽孔实施仔细的质量检验与质量评定。经评定，本工程所有单元工程施工质量均可满足合格要求，优良率可以达到95%。混凝土防渗墙被划分成分部项目，根据该单元的评定成果得知，本工程混凝土防渗墙的施工质量合格，被评为优良分部工程，可为后续施工提供良好的基础和保护。
4槽孔施工中卡钻、漏浆等问题的预防与处理办法
4.1卡钻问题的预防与处理办法
对于防渗墙施工而言，卡钻现象时常发生，为有效预防这种问题的发生，在施工过程中可采取以下措施：
4.1.1主孔在冲钻以后必须及时回填，以免造成石块坠落等危险。
4.1.2在对槽孔副孔进行劈打时可同时使用两台钻机，这样具有良好的卡钻预防效果。
4.1.3如果施工中只能使用一台钻机进行副孔劈打施工，则需经常调动变换钻机的位置，两个副孔的实际深度必须控制在相同的水平。
4.1.4在出现卡钻现象时，首先应明确钻头的实际方向与深度，然后使用特定的“工”字形钻头在卡钻位置的旁边实施扩孔，直到被卡钻头提出。
4.2漏浆、塌孔等问题的预防与处理办法
4.2.1主孔施工采取钻进与回填同时进行的方法，由于回填层的结构较为松散，密实度不足，存在一定孔隙，仅使用泥浆是很难对孔壁进行加固的，需要彻底改变孔壁上的土层，封堵发生渗漏的主要通道，才可形成良好的槽孔。此外，钻进施工时还需经常性地向孔中回填混合材料，混合料在钻头持续的冲击之下，会对孔壁的土层进行挤密，黏土等材料也会附着在孔壁上，进而起到封堵渗漏通道的作用和效果。
4.2.2副孔施工采取回填主孔、劈打副孔的方法，在主孔钻进完全穿过结构较为松散的土层以后，需使用黏土等材料对其进行回填，依靠黏土对主孔孔壁进行有效的保护，然后再开始副孔的劈打施工。在副孔施工过程中，应及时向孔中填入黏土、碎石等材料，与主孔的作用机理相同，在劈打等冲击作用下，黏土会与孔壁黏结，对渗漏点起到一定封堵的作用，从而更好地稳定孔壁，实现高效成孔的目标。
5结语
对建成防渗墙进行质量检测，同时观测量水堰等位置的实际渗漏情况得知，该水库主坝防渗墙可以有效发挥防渗作用，方案可行，满足水库对于防渗性的需求，可以为相似的水库工程建设提供成功的经验。
参考文献：
[1]沈悦，陈宏．混凝土水库主坝防渗墙施工技术的研究[J]．中国新技术新产品，2013，（6）．
[2]陈秋镘．水库主坝防渗墙施工技术之我见[J]．科技创业家，2013，（17）．
水电站防渗墙施工 篇6
某大坝设计防渗方案原为：基础为槽板式混凝土防渗墙，坝体为粘土心心墙，先施工防渗墙及墙下帷幕，再施工粘土心墙及坝体填筑。由于工期原因，业主方、设计对土坝进行方案优化，优化后的防渗方案为：取消上下游两条围堰及相应防渗墙，坝基与坝体均为高压旋喷防渗墙，坝体采用水力吹填粉细砂。防渗墙入岩0.5m，墙厚60cm，墙下设单排帷幕灌浆进行基岩防渗，左侧伸入山体100m，右侧与过渡坝段帷幕相连，从而形成一个相对封闭的垂直防渗体系。帷幕轴线总长2038.5m，平均帷幕深度33m，最深38m，其中墙体钻孔平均深22m，设计防渗标准为压水透水率不大于0.05L/(min•m•m)。
2 帷幕灌浆施工内容
根据坝体填筑及高喷防渗墙完成情况，帷幕灌浆在5～7月进行。帷幕灌浆承担安全渡汛。因此该工程中帷幕灌浆必须在大汛来临之前完成，总施工时间为3个月，帷幕灌浆有效工期为42d设计帷幕灌浆钻孔工程量为43524m，基岩灌浆17350m。
2.1帷幕灌浆试验
为确定帷幕灌浆压力等技术参数，了解基岩的渗透性和可灌性，选具有普遍代表性且地质条件偏差、高喷墙体较先完成部位进行了C标土坝帷幕灌浆试验。试验共选2组20个帷幕灌浆孔，钻孔量660.0m，灌浆量255.30m。通过试验确定灌浆压力、灌浆段长等参数，见表1。并通过试论证帷幕灌浆深度的确定办法：当先导孔压水透水率连续2段大于0.05L/(min•m•m)时该单元的帷幕灌浆孔加深1段。由于高喷防渗墙孔距为1.6m，结合灌浆试验成果确定帷幕灌浆孔距为1.6m，即帷幕灌浆孔正好在高喷灌浆孔中心位置。
表1帷幕灌浆参数
段次段长（m）先导孔压水压力（MPa）压水压力(MPa)灌浆压力（MPa）
120.1，0.2，0.3，0.2，0.10.30.3
250.1，0.2，0.3，0.3，0.10.30.4
350.2，0.3，0.4，0.3，0.40.40.5
450.2，0.3，0.4，0.3，0.20.40.5
注：①分段原则遇特殊情况可适当缩短或加长，但最大段长不宜大于8m；②其余部分为第四段。
2.2帷幕灌浆施工
2.2.1依据
《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94）；《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL25-1992）；《水利水电建设工程验收规程》（SL223-1999）。
2.2.2工艺流程
图1帷幕灌浆工艺流程图
2.2.3钻孔
采用SGZ-IIIA型地质钻机、金刚石复合片钻头钻进，灌浆孔钻孔直径Φ60mm，先导孔和检查孔孔径为Φ75mm。先导孔在每个单元在中间位置的Ⅰ序孔中选取，进行取芯、五点法压水、正常灌浆并封孔。先导孔在钻孔过程中，详细记录钻孔情况，遇特殊情况，及时反映并提交监理工程师，并与设计地质及时沟通。
将钻机稳固水平，保证钻机在钻进过程中不发生移动。确保孔口段的孔向正确。在钻进过程中，正确控制压力，在墙体内钻孔时可采用无压钻进，根据岩性及构造情况及时调整钻进参数。在钻进过程中，使用符合标准的钻杆钻具，尽量减少短钻杆使用。对孔斜情况及时校正。当钻孔达到设计深度后，使用测斜仪进行测斜，作为验收和质量评定的依据。
2.2.4钻孔冲洗
钻孔结束后，在灌浆之前进行钻孔冲洗。采用压力水进行冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80%，冲洗至回水澄清10min后结束。
2.2.5压水试验与灌浆
先导孔、检查孔采用“五点法”进行压水试验，压水压力为灌浆压力的80%，在规定压力下，每1min测读一次压入流量，当连续4次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%或小于1.0L/min时，可结束压水试验。取终值作为压水试验成果计算值。
基本帷幕孔均进行简易压水，压水压力为灌浆压力的80%，该值若大于1.0MPa时，采用1.0MPa。在规定压力下，每5min测读一次压入流量，当连续4次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%或小于1.0L/min时，可结束压水试验。取终值作为压水试验成果计算值。压水试验成果(Lu)值按下式计算：
帷幕灌浆拟采用阻塞式自上而下分段孔内循环灌浆。灌浆压力、分段、压水压力见下表，均采用灌浆试验已确定的参数。
2.2.6浆液水灰比和浆液变换标准
灌浆水灰比采用5∶1，3∶1，2∶1，1∶1，0.8∶1，0.6∶1，0.5∶1共7个水灰比级，开灌水灰比为5∶1。
灌浆浆液由稀到浓逐级变换，变换原则如下：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液注入量已达300L以上时，或灌注时间已达1h时，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，应换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，应根据施工具体情况，可越级变浓。
2.2.7灌浆结束标准
在规定的压力下，当注入率不大于1.0L/min，继续灌注60min，灌浆即可结束。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。
2.2.8特殊情况处理措施
灌浆渗漏串浆处理：在灌浆过程中如发现冒浆及漏浆现象，将根据其渗透
量大小、位置，采取表面封堵，濃浆低压、限流、间歇灌浆等措施，待渗漏部位达到一定强度后再逐渐升压灌浆，直至符合要求。若遇钻孔串浆，则可采取封闭一孔，灌注一孔或两孔同时灌浆，或待一孔灌浆结束等凝达到一定强度后再钻灌另一孔。
单位注入率特别大的孔（段）处理原则：若遇单位注入率特别大的孔（段）时，首先分析原因，再采取适当措施，包括浓浆、低压、限流、间歇、掺速凝剂
等方法或请示监理工程师研究实施。
2.2.9封孔
封孔采用“置换和全孔灌浆封孔法”，灌浆结束后先用0.5∶1浓浆置换孔内稀浆（终孔段采用0.5∶1浆液灌浆结束的的孔不用置换）后，在最大灌浆压力继续灌浆1h。
2.3墙下帷幕灌浆效果分析
帷幕灌浆施工结束后进行帷幕质量检查，根据帷幕灌浆规范及设计要求，帷幕灌浆质量检查方法采用“五点法压水”检查方法。根据灌浆资料，帷幕灌浆共施工135孔，压水421段。从灌浆资料看，C标段帷幕灌浆分I，II，Ⅲ序3个次序施工，统计所有灌浆孔I，II，Ⅲ序灌浆单位水泥注入量分别为48.1，14.8，5.6kg/m，呈明显递减趋势，递减率分别为69.2%、56.2%；各次序孔压水透水率分别为0.2，0.126，0.073L/(min•m•m)，也呈明显递减趋势，递减率分别为37.0%、42.1%。另外从统计资料可知灌浆单位注入量与压水透水率区间段数的变化，均随灌浆次序的增加，大区间段的段数越来越小，到III序孔时，灌浆单位注入率和压水透水率分别为6.5kg/m、0.073L/(min•m•m)，且有46%的段数小于0.05L/(min•m•m)，表明灌浆效果明显，到检查孔压水时各孔段均小于0.05L/(min•m•m)。检查孔有个别孔段在0.04～0.05L/(min•m•m)间，分析为个别部位的地质条件不均性所致。上述分析表明灌后帷幕达到设计防渗要求。帷幕灌浆共施工67个单元，质量评定结果均为优良。
3 帷幕灌浆施工要点及质量控制方法
3.1质量控制要点分析
本工程帷幕灌浆具有以下难点：高压旋喷防渗墙比较薄，设计为60cm，加
之高喷墙体有一定的斜度（施工时采用规范标准控制孔斜，孔斜率小于1%），高喷墙体的深度也大，平均22m左右，要保证钻孔在墙体内，钻孔偏差最大允许为50cm因此帷幕灌浆钻孔孔底偏差控制是一大难点。要满足高喷墙搭接处60cm厚要求，孔距80cm时旋喷单桩直径不小于100cm，按帷幕钻孔在高喷孔中心、孔深20m的钻孔偏差见表2。
表2 钻孔偏差最大允许值
影响因素高喷墙倾斜
（1%）钻孔偏斜孔位偏差钻孔直径合计
最大允许值
（cm)±20±25±10±6±61
注：①表中±号代表两个相反方向；②旋喷单桩半径为50cm
从表2中可知当各种影响因素造成的孔底偏差在一个方向时，在孔深20m处钻孔已经到旋喷单桩外侧，因此严格控制各种技术参数，是保证钻孔不出墙体外侧，保证帷幕灌浆顺利实施的关键所在。
3.2控制方法
钻机就位时采用水平尺校正，保证钻机及立轴垂直；钻机立轴及钻杆严格检查，发现有不合格钻杆立即报废；钻机稳定后底部垫结实，并用螺栓固定；钻孔过程中采用无压钻进，高喷墙体强度有限，耐磨性差，可以实现无压钻进，在孔
深10m后“吊”着钻进，从而控制钻头部位的实际压力；可以采用5m加长导向钻具；用上海地质仪器厂生产的电子测斜仪测量孔斜，发现有偏斜及时纠偏，加强现场控制，加大质检人员对钻孔斜度的抽测力度，做到逐孔逐段测斜，若出现超出孔斜要求的钻孔立即采取纠偏处理；为保证高喷孔位与帷幕孔位偏差，在高喷灌浆施工完后对高喷孔位处作明显标记，高喷与帷幕灌浆孔位均由测量队每隔20m测放一个控制点，在技术人员测放高喷孔位处的帷幕孔时用同一控制点，减小两者偏差；认真分析高喷孔与帷幕孔的测斜情况，若出现同一方向的偏斜时及早纠偏，坚决避免同一方向的偏斜。
4 结论
水电站防渗墙施工 篇7
蜀河水电站位于陕西省安康市汉江干流上, 是汉江上游干流梯级开发规划的第六个梯级, 电站总装机容量为320MW, 安装4台单机容量为80MW的轴流转桨式水轮机组, 年发电量8.59亿kw.h。电站枢纽由拦河坝、河床式电站厂房、开关楼和垂直升船机等建筑物组成, 工程为Ⅱ等大 (2) 型工程, 主要建筑物为2级建筑物。2007年12月底大江截流后, 即对围堰基础进行防渗处理。由于河床上游右侧部分区段, 因覆盖层较厚, 且下部1~3m级配破坏, 防渗体深度大, 为保证防渗体的闭气效果, 上游围堰从纵向导墙至坝左0+080m段采用混凝土防渗墙的形式进行处理。
2 围堰基础混凝土防渗墙施工
2.1 施工工艺流程
围堰堰基防渗墙采用冲击钢绳钻机钻进、泥浆固壁的成孔工艺, 墙体材料为C20普通混凝土。其工艺流程见图1。
2.2 施工准备
2.2.1 测量放线
依据设计图纸要求和监理人提供的测量基准点, 组织专业技术人员用测量仪器进行放点。测量时主要确定防渗墙轴线及工作面高程。测量完毕后, 将槽位中心线及工作面高程测量记录报送监理人审查批准。
2.2.2 导向槽建造
在防渗墙开钻前应先浇筑导向槽, 以防孔口坍塌, 并起导向作用。导向槽高出防渗墙设计墙顶高程1.0m。导向槽两侧的导墙为现浇少筋砼结构, 为直角梯形, 建造高度为1.5m, 上宽0.5m, 下宽1m, 导向槽内宽1m, 采用C15砼。导向墙主要是导正成槽方向、储存泥浆、控制墙顶墙底标高及支撑设备等作用。为保证垂直度, 浇筑砼时应注意使两侧模板平衡受力。导向槽模板采用钢模板, 钢管支撑, 对拉固定, 混凝土浇筑采用溜槽直接入仓。为了尽快施钻, 保证防渗墙施工工期, 导向槽能尽早使用, 在导向槽混凝土中加入早强剂。导向墙砼浇筑完毕后及时进行支撑, 以防止受压变形。导向墙的分缝位置和槽孔的划分结合起来考虑, 横缝应尽量设在槽段中部, 纵向钢筋必须连接起来, 成为一个整体, 接缝要做好止水, 防止向槽外漏浆。导向墙内侧间距比槽宽20cm, 埋置深度1.5m;为防止松散地基土对导墙稳定性的影响, 在导墙浇注完毕坑槽回填前, 在导向墙根部预埋一组φ48mm固结灌浆管, 在回填完成后, 进行预灌浆, 以加强导向墙基础稳定性, 防止导向墙在施工中失稳沉陷。
2.3 造孔成槽
2.3.1 槽孔划分
防渗墙槽孔划分如图2。槽段之间采用接头管连接。防渗墙分二期建造, I期、II期槽长均为5.4m (根据地层情况适当调整) , 其原则是只要不塌孔, 槽孔尽量长一些, 这样有利于减少槽段接缝, 保证施工质量的同时, 也加快了施工进度。
2.3.2 冲击钻施工工艺
a.钻孔。采用CZ-30型冲击钻机钻凿主孔, 根据地层条件副孔采用钢丝绳抓斗抓取与冲击劈打相结合的方法成槽, 全孔钻进结束后, 换方钻头将两边的小墙清扫干净, 清扫小墙时一定要认真细致, 整个槽孔施工后完后, 再用方钻头每隔50cm清扫一遍槽孔。冲击钻机在基岩陡坡段钻进时, 当槽孔钻进到达陡坡基岩面时, 改用小口径冲击器钻设爆破孔进行爆破, 使防渗墙嵌入基岩。槽孔终孔深度应以地质详勘报告为基础, 由监理与施工单位的地质工程师结合槽孔造孔现场取样综合判断后确定。若地质情况与设计图纸出入较大时, 由监理、设计和防渗墙施工单位以及业主等单位的有关人员进行现场鉴定后确定最终深度。原则上按嵌入基岩3.0 m进行控制。b.清孔。槽孔残余小墙全部清理完毕后, 报监理人进行孔位、孔深、槽孔长度及孔斜等全面检查验收, 验收合格后进行清孔换浆。验收方法采用抽筒或气举法定位抽取孔内沉淀, 确保孔内沉淀物不超过设计允许厚度, 槽孔达到设计孔深, 孔形满足要求。清孔换浆结束1h后, 清孔要求达到:槽内泥浆密度不大于1.30g/cm3, 500/700ml漏斗粘度不大于30s, 含砂量不大于10%。泥浆取样位置距孔底0.5m~1.0m。二期槽清孔换浆前, 用钢丝钻头刷洗两端一期槽砼孔壁上的泥皮, 使刷子钻头上基本不带泥屑为合格。
2.4 泥浆制备、回收
防渗墙泥浆材料采用购买成品膨润土, 由两台1.5m3泥浆搅拌机制浆。新制膨润土泥浆性能指标见表1。泥浆配合比见表2。为了保证泥浆的质量, 确保造孔过程中孔壁的稳定, 故在施工中经常检测泥浆的性能指标, 对不合格的泥浆及时弃掉, 及时更换新鲜浆液。为了确保回收浆液的充分利用, 在储浆池附近布置2个15m3泥浆池, 作为回浆储备。浇筑时利用排污泵将槽孔内合格浆液送至回浆池内, 经过沉淀后便可重复利用。定期清理回浆池以保证浆池容量满足回浆要求。
2.5 混凝土运输、浇筑
2.5.1 墙体材料技术指标
材质要求。a.水泥:水泥强度等级不低于32.5MPa, 其细度、安定性和凝结时间等满足要求;b.粗骨料:最大粒径≤20mm, 含泥量≤1%, 饱和面干吸水率≤1.5%;c.细骨料:砂子的细度模数2.68~3.0, 含泥量不大于1%, 饱和面干吸水率不大于1.6%;d.粉煤灰、外加剂及水质等符合相应规范要求。
2.5.2 混凝土设计指标
根据设计要求进行砼室内和现场砼配合比试验, 并将试验成果报送监理工程师审批, 以确定适合于本工程的合理配比。其配合比试验和现场抽样检验的砼性能指标应满足下列要求:混凝土墙体材料的入槽坍落度应为180~220mm, 扩散度为340~400mm, 坍落度保持150mm以上的时间应不小于1h。混凝土的初凝时间应不小于6h, 终凝时间不宜大于24h, 混凝土的密度不宜小于2400kg/m3。混凝土的胶凝材料用量不宜低于350kg/m3, 水胶比小于0.45。
2.5.3 混凝土运输和浇筑
混凝土由2台6m3拌和车从拌和楼运至工作面。混凝土浇筑采用水下直升导管法浇筑。下设两套导管, 导管直径为250mm, 丝扣连结。导管下设完毕后在两导管之间安放储料斗, 混凝土通过溜槽送入储料斗, 然后通过储料斗两边漏槽进入导管内。导管需定期进行密封耐压试验;下入导管后, 将导管提离孔底15~25cm;开浇前采用木球或砂袋隔离。导管埋深不小于1m, 不大于6m, 每30min测量一次砼面高度, 每2h测定一次导管内砼面高度, 使砼面均匀上升, 高差控制在0.5m内;砼终浇高程, 高出设计顶面高程0.2m以上;砼浇筑应连续进行, 因故中断时, 中断时间不宜超过40min;浇筑过程中, 发现特殊异常情况或质量事故时, 报告监理, 并按其指示处理。
2.6 槽段连接
砼防渗墙槽段连接采用“接头管法”, 即在I期槽清孔合格后下设接头管, 待槽内混凝土达到脱管龄期后开始起拔, 形成接头孔, II期槽造孔亦起导向作用。接头管法施工, 应遵守下列规定:a.接头管能承受最大的混凝土压力和起拔力, 管表面应平滑, 其连接方式应可靠、易操作;b.选用有足够起拔能力的吊车或拔管机;c.使用液压拔管机起拔接头管时, 应验算地基及导管的承载能力, 防止槽口坍塌;d.接头管吊放时要准确定位, 偏斜率宜控制在1%以内;e.浇筑过程中应经常微动接头管;f.拔管应在管底端混凝土初凝前进行, 开始拔管的时间通过试验确定;g.接头管拔出的过程中应及时向接头孔内充填泥浆;h.做好混凝土浇筑和起拔记录。
2.7 特殊情况处理
2.7.1导墙严重变形或导墙底部坍塌, 影响成槽施工时, 可采取以下方法处理:a.改善导墙地基条件或槽内固壁泥浆性能;b.在变形破坏部位补贴一段导墙或重新修筑导墙。
2.7.2地层严重漏浆, 应迅速向槽孔内补浆并填入补漏材料, 必要时可回填槽孔。
2.7.3成槽过程中遇到地层中含有较大的漂石、孤石造成成槽困难时, 可采用聚能爆破或小口径钻孔后预爆。
2.7.4混凝土浇筑过程中导管堵塞、拔脱或导管破裂漏浆, 需要重新吊放导管时, 应按下列程序处理:a.将事故导管全部拔出, 重新吊放导管;b.核对混凝土面高程及导管长度, 确认导管的安全插入深度;c.抽尽导管内泥浆, 继续浇筑。
2.7.5采用接头管法施工时, 接头管在混凝土浇筑过程中发生偏斜, 可采取以下方法处理:a.浇筑开始时接头管发生偏斜, 及时提出全部接头管, 检查后重新吊放;b.吊放无法实施或仍产生偏斜, 影响接头质量时, 可改为钻凿法套接。
2.7.6墙段连接采用接头管法施工时, 接头管被混凝土凝铸而不能正常起拔, 可采取以下方法处理:a.混凝土尚未终凝时, 可采用强力起拔与振动相结合的方法, 边振边提;b.在开挖相邻槽孔时, 清除管侧壁土体或混凝土后, 再强力起拔。c.对已被“铸死”的接头管, 可在其上、下游两侧采用高压喷射灌浆或水泥灌浆包裹处理, 同时清理净管下部和内部泥浆, 灌注水泥浆或混凝土。
2.7.7墙段连接未达到设计要求时, 可选择下列方法处理:a.在接缝迎水面采用高压喷射灌浆或水泥灌浆处理;b.在接头处骑缝钻凿一个桩孔, 钻孔直径根据接头孔的孔斜和设计墙厚选择, 成孔后再浇筑混凝土。
2.7.8防渗墙墙体发生断墙或混凝土严重混浆时, 可选择下列方法处理:a.凿除已浇筑的混凝土, 重新进行浇筑;b.在需要处理的墙段迎水侧补贴一段新墙;c.在需要处理的墙段迎水面进行水泥灌浆或高压喷射灌浆处理;d.用地质钻机在墙体内钻孔, 对夹泥层用高压水冲洗, 洗净后采用水泥灌浆或高压喷射灌浆处理。
2.8施工质量控制
施工质量严格按照混凝土防渗墙施工技术要求及水工混凝土施工技术规范SL174-96实施。a.槽孔孔斜率。端孔≤0.2%, 中间孔≤0.3%, 含漂石块球体及基岩面倾斜较大等特殊情况, 孔斜率≤0.4%。b.接头孔套接。一二期槽孔套接孔的两次孔位中心线在任一深度的偏差值应能保证搭接厚度为设计厚度的95%;c.清孔换浆标准。孔深不得小于设计深度;孔内泥浆比重≤1.10g/cm3;马氏漏斗≤30s;含砂量≤4%。d.混凝土性能。混凝土入仓时的坍落度为18~22cm;扩散度为34~40cm, 坍落度保持15cm以上的时间应不小于1小时;e.混凝土的初凝时间应不小于6小时, 终凝时间不宜大于24小时。f.混凝土的拌和、运输应保证浇筑能连续进行。若因中断, 时间不得超过30min。g.一期槽孔两端的导管距孔端小于1.5m, 二期槽两端的导管距孔端应小于1m, 导管间距不得大于3.5m, 当孔底高差大于25cm时, 导管中心应置放在该导管控制范围内的最低处。h.槽孔内混凝土上升速度应不小于4~6m/h, 并连续上升至设计墙顶高程。i.导管埋入混凝土内的深度应保持在1~6m之间, 槽孔内混凝土面上升均匀, 其高差控制在0.5m以内。
结束语
水电站防渗墙施工 篇8
关键词：水利水电工程,混凝土防渗墙,施工技术
0前言
水利水电项目作为一种基础性工程,既可以为人们提供电能和水能,又可以避免洪涝灾害的发生,降低洪涝灾害对人们正常生活的不良影响。但是在以前传统的水利水电项目过程中,存在很严重的渗漏问题,而此问题威胁到了水利项目的稳定性。所以防渗墙作业技术的提升对于提高水利水电项目稳定性有不可忽视的作用。
1防渗墙施工技术的类型划分
当前运用较多的防渗墙技术大致有3种:钻劈法、抓取法和钻抓法。钻劈法在作业过程中需要根据相应的距离对防渗墙加以分区处置,将其划分成长度不等的区块,临近的两个区块可作为一组,从而根据施工流程作业;抓取法可以很好地作用到防渗墙中比较小的粉尘层中,这种方式效率高,可以缩短施工时间;钻抓法可以较好地作用到具有很大密度的土体中,对于深槽地点的防渗墙的防渗成效更加明显,运用把冲击钻和抓斗协调作业的方式施工,能够依据现实情况选择2钻1抓或者是3钻2抓的形式。
2存在的问题
2.1防渗技术不完善,施工不到位
就目前我国的防渗墙施工技术来说,我们都将注意力放在高压喷射技术、防渗墙技术、排水网固技术的优势上,而未曾去重视这些技术的不足。比如,高压喷射技术重点是把黏土和一定比例的水充分搅拌以后灌注,并且泥土类型、作业场所、作业环境等均可以对防渗技术的应用产生一定程度的影响,施工企业通常较少关注这些要素。正是由于这些不足,使施工通常存有误区,致使项目不能顺畅实施。
2.2适用范围广,不注重风险要素
水利水电工程建筑的混凝土防渗墙技术能够运用的范围十分广泛,无论是何种类型的土地都能够应用,不管是硬度很高的花岗岩,还是硬度较低的软土层亦或是漂石层等均能够适用。于是人们在实际的施工过程中便会忽视混凝土防渗墙技术存在的风险隐患,任一施工现场均存有安全风险,更不要说对技术有很大要求的防渗墙技术。假如存在的安全隐患重大,则证明建设企业未曾实际考察过所建项目的地质特征与水文状况。我们应该结合作业现场的现实状况,使用与有关要求相一致的墙体物料,确定恰当的墙体厚度,将作业的安全风险降到最低。
2.3施工品质监管不到位
在实际施工过程中,因为物质利益因素的影响,很多承包商常常在竞标成功之后就把工程直接分包出去,而被分包的单位可能并没有施工资质,也没有达到国家施工标准要求的施工人员。有的承包商在项目建设过程中指派了专人指导,可是仅指派专人对日常工作加以监管,而没有派遣专业人士到场。承包商和实际施工单位都没有认识到专业性指导在作业中的必要性,致使作业品质大幅降低。加之水利水电项目的施工场所较为独特,其大多数施工场所在地面以下亦或房屋的内部,缺少专业人员对其作业的各个细节加以探究与监管,造成许多水利水电项目在不达标的状况下正式运用,给国家和人民的生命财产安全造成很大威胁。
3水利水电工程建筑解决方法
3.1加强维修管护
在水利水电项目的建设过程中,要想取得理想的修理、养护效果,就一定要不断加强对水利水电项目的修理和管护。运用新型材料可以使施工技术不断提高,这也是此领域在将来较长一段时期的发展趋势。
3.2增强对防渗墙的施工品质管控
在防渗墙固定过程中,泥浆的选择特别关键,具有优良物理性质、稳定化学性质的泥浆,可以显著提高防渗墙的防渗性能。对滤水功能要求更高的墙段来说,应该选择具有很强黏性的泥浆,且清除里面的小粒径砂砾,增添一定比例的添加剂,进而保证钻孔壁垒的稳定。
3.3劈裂灌浆防渗施工
运用水力劈裂的原理来进行劈裂灌浆防渗作业,一定要依托外部给以一定压力,在压力足够的情况下,可以在地表劈裂以后把泥浆顺利地填充到防渗墙中,进而完成对防渗墙的固定施工。经过泥浆和墙体的有效融合,可以形成一整面泥质墙,可以较好地提高墙体的密度,发挥稳定墙体的功能。在较短时间内通常不会出现变形问题,体现出施工时间短、所需费用少、利于操作等特征。
3.4采用高压定向喷射技术实施防渗施工
这种方式一般运用到高危警戒水库的基本层防渗处置中,现实运用效果理想。伴随近些年有关技术的提高,作业工艺和效果都有了很大程度的提高。运用全新的钻孔法能够更有效地管控孔斜率,作业成功率高,泥浆也会按照要求喷射,在一定程度上减少了能源耗费。
3.5土木合成材料施工
一个建筑工程的顺利竣工,材料的选择占有非常重要的地位,只有材料合格,才能保证整个建筑工程的合格。土木合成材料具有重量小、密度小等优势,较小的质量更利于作业过程的操控,运用焊接方法就能够顺利施工,在缩短施工时间的同时还利于操控。
3.6健全技术组织管控
一定要建立且健全有关的技术组织管控体系,进而让各种领先技术都可以获得最好的配备和运用,把其最佳的功能发挥出来。经过对各种资源加以科学组合配置达到利益的最优化。
3.7健全防渗技术监管机制
在作业过程中应当注重作业安全,因此,必须要充分发挥监管的功能,现场必须要有专门的人员加以指导,对于作业者的安全理念也应当进行相应培训。对于需要技术信息的位置,在多次量测以后才可以作业,比如对岩芯样品一定要检测其物理与机械参数。做好各个过程的监管,才能够提高施工质量,提升施工安全等级。
3.8防渗材料的应用
复合土工膜是一种有很多种不同物质合成的有机合成材料,它质地轻、延性好,而且造价很低,制作流程简便,在水利水电工程当中得到大量的应用。然而,在具体的应用当中也应该注意一些问题。比如,我们应该控制好接缝,根据具体的施工规定,科学合理地选择土工膜的种类。一定要结合相关技术规范选取接缝方式,而且要采取相关的措施妥善安排好以后的防护工作,防止因为材料的老化而引起土工膜的漏水。
3.9加强防渗技术检测,做到全方位控制
首先,对于最基本的环节造孔施工方面,施工人员需要控制孔斜、孔宽、孔深以及偏差等,遇到类似问题的时候,就需要设计方、企业单位和承包商严格地检查和控制。其次,混凝土防渗墙凿槽施工的时候,施工人员一定要根据实际情况来选择射水法、冲击式反循环钻进法、锯槽法等来进行造槽施工。最后,喷泵灌浆时,要根据混凝土骨料粒径、含水量、泥浆比重等进行必要的测量,严格按照水利水电工程混凝土防渗墙施工的配合比配料,只有全方位的控制,才能提高墙体的质量。
4结语
本论文重点剖析了水利水电项目中的混凝土防渗墙作业技术和品质管控,先论述了防渗墙的3种主要作业技术,然后论述了有关的施工品质管控举措,如加强修理养护,运用泥浆增强对防渗墙的作业品质管控、劈裂灌浆防渗作业、高压定向喷射灌浆防渗施工与土木合成材质施工和健全技术组织管控等。以期为有关水利水电领域的管理者提供参照。
参考文献
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[2]蔡尚.浅析水利水电工程中混凝土防渗墙施工技术要领[J].城市建设理论研究,2014,4(30):68-70.
水电站防渗墙施工 篇9
锦屏一级水电站混凝土双曲拱坝最大坝高305 m, 工程采用堤坝式开发, 主要任务是发电。一级拱坝基础部位的帷幕灌浆平面布置近似平行拱坝轴线, 坝基帷幕孔布置在左右岸两个标段的基础帷幕灌浆平洞及廊道内, 其中右岸标段的帷幕灌浆包括主防渗线路及厂房1 670 m高程以上帷幕灌浆, 其施工均在6层灌浆平洞及基础灌浆廊道内进行, 上层平洞帷幕深入下层帷幕以下10 m。帷幕灌浆最大灌浆深度171.5 m, 分布在河床14~17坝段坝基廊道及1 601 m高程灌浆平洞内, 地质条件复杂, 最大灌浆压力达到6.5 MPa, 其灌浆施工技术难度之大在国内是鲜见的。
2 地质条件
河床坝基建基面弱卸荷、微新的第3层大理岩为Ⅲ1级岩体, 建基面以下20~40 m范围内无卸荷、微新的第3层大理岩为Ⅱ级岩体, 变形模量E0达10 GPa以上, 抗变形能力较强;在距建基面垂直深度约40 m以下为微新的绿片岩, Ⅲ2级岩体, 抗变形能力较低。
河床勘探钻孔岩芯饼化现象和水压致裂法应力测试成果表明, 河床部位特别是靠两岸坡脚部位应力集中程度高, 坝基岩体开挖局部高地应力的释放和调整可能引起坝基岩体的卸荷回弹松弛破坏。
3 项目背景
目前国内基岩防渗帷幕灌浆最大深度131 m, 覆盖层防渗帷幕施工最大深度158 m, 锦屏一级水电站蓄水后水头较高, 解决高水头作用下的防渗效果和坝基防渗帷幕灌浆最大孔深达到171.5 m的钻孔精度控制, 在国内属于前所未有, 国外也罕见。
右岸标段帷幕灌浆设计总工程量为315 850 m, 施工自2008年10月1日开始进行搭接帷幕灌浆, 2009年1月1日开始进行主帷幕灌浆, 至2013年11月30日大坝工程全部帷幕灌浆结束, 施工历时50个月。由于右岸倒悬体跨塌、洞室开挖及衬砌滞后等原因导致右岸帷幕灌浆于2010年3月21日正式开始施工, 总工期滞后约18个月。为了尽早实现蓄水发电目标, 在业主单位要求下进行赶工作业, 帷幕灌浆施工强度较高。
4 防渗帷幕快速施工技术
4.1 深孔帷幕钻孔控制技术
1) 钻孔设备选择。锦屏一级水电站坝基防渗帷幕最大孔深超过171.5 m, 其钻孔精度控制对于171.5 m深的防渗帷幕灌浆孔施工, 在国内属于前所未有, 国外也罕见。因此, 对钻孔机械性能、钻杆制作材料与性能等都有较高的要求。随着钻孔深度增加, 钻机负荷增大, 因此, 需要配置扭矩较大的钻孔设备, 通过深孔帷幕灌浆试验, 确定XY-42型和XY-2型岩芯钻机作为主力机型。通过两种型号钻机钻孔深度和钻孔精度对比检查, 设备性能均能满足要求, 但XY-2型钻机在孔偏控制上较XY-42型岩芯钻机稍差, 必须做好严格的防斜措施。
2) 钻头选择。帷幕灌浆方法一般采用自上而下分段灌浆 (包括孔口封闭法灌浆) , 随钻孔深度增大, 起下钻具、退芯等辅助时间较长、劳动强度较大、施工功效较低, 需要研究一种适合锦屏地质条件的循环钻进不取芯工艺。通过生产性试验, 先导孔等取芯孔钻头选用了Φ73 mm金刚石孕镶钻头, 配置岩芯管取芯钻进。一般灌浆孔选用了三翼复合片钻头和金刚石牙轮钻头 (全断面钻进) , 与钻杆直接进行连接。在右岸坝基Ⅲ1级、Ⅱ级大理岩中采用金刚石牙轮钻头钻进效果较好;在Ⅲ2级岩体 (绿片岩与大理岩互层为主) 可以采用三翼复合片钻头钻进;在右岸f18、f14、f13等断层部位采用三翼复合片钻头或牙轮钻头均可取得较好的钻进效果。
3) 二次破芯全断面钻进、循环排渣、不提钻的钻孔技术应用。鉴于金刚石牙轮钻头钻进功效较高, 在后期一般帷幕灌浆孔中得到了普遍地推广和应用。金刚石牙轮钻头工作原理是在钻孔过程中, 先是前端的金刚石钻头磨削岩体, 将岩体切割成块状、柱状芯样, 后端的牙轮在钻压作用下将切割后的岩体芯样进行压碎, 一部分较细岩粒随钻孔冲洗液从钻头水口排出, 较粗粒在随后钻进过程中通过继续磨削、压碎后再从钻头水口排出, 直到钻孔完成不需要起钻退芯且孔内无完整岩芯, 以达到全断面钻进、循环排渣目的, 增加了纯钻进时间, 钻孔辅助时间相对减少, 降低了钻孔劳动强度的同时提高了施工效率。
4) 深孔孔斜控制技术。本标坝基帷幕及底层平洞帷幕的最大深度171.5 m, 灌浆平洞间帷幕最大深度70 m, 所以孔斜的控制成为施工中尤为重要的环节。故要求在实际施工中, 必须采取切实可行的保证措施以避免不合格孔段的发生。在施工过程中采取的主要措施如下: (1) 帷幕钻孔选用XY-42型和XY-2型液压回转钻作为主力机型, 利用其自重大、稳固的特点, 减少在深孔钻孔过程中的受大扭矩作用设备移位导致钻孔偏斜。 (2) 采取镶铸地锚紧固钻机底盘的措施稳固钻机, 1台钻机在四脚锚固, 锚固点4个, 使钻机在正常运转过程中始终处于平稳状态。 (3) 校验钻机的立轴, 拧紧机头螺栓, 确保开孔角度符合要求。 (4) 采用合适的钻压和钻速, 随着孔深的增大适时减压钻进。 (5) 施工过程中加长钻具钻进, 钻具长2~3 m。 (6) 采用导正器钻进, 在钻杆上增加导向器, 导向器与钻具同等直径。 (7) 在孔深80 m以内采用取芯钻进技术, 综合应用上述如在钻杆上增加导向器、前后地锚等综合控制措施, 实现上部80 m孔斜精度小于1.1 m, 再利用上部钻孔作导向, 实施80 m以下全断面钻进, 保证帷幕终孔孔斜不大于孔距。 (8) 采用高精度的测斜仪测斜, 施工中做到勤测斜。在孔深20 m以内, 按每5 m测1次;20 m以下按每5~10 m测1次, 一旦发现偏斜及时进行纠偏处理。
4.2 不提钻直接冲洗和灌浆技术
一般金刚石钻头钻孔需要在孔段钻孔结束后, 通过岩芯管进行卡芯、起钻后从岩芯管内退出岩芯、下设钻杆作为孔内灌浆管进行灌浆。在灌浆前重新下设钻杆时, 需要分节下设并进行紧固, 防止钻杆接头处漏浆而导致孔底浆液量过小而带来铸管风险。在灌浆作业前需要的工序较多, 特别是在深孔施工时花费的辅助灌浆作业时间较长, 劳动强度较大。
结合对钻头选择、钻杆连接方法选择、灌浆方式选择等, 实现了钻孔后不提钻直接冲洗和灌浆。不提钻直接冲洗和灌浆操作流程:孔段钻孔结束→钻头提离孔底10 cm→钻孔冲洗→钻头提离孔底50 cm内→孔口封闭器安装→灌浆→下放钻头至孔底→清水冲洗→下一段次钻进。
1) 根据金刚石牙轮钻头结构, 后部牙轮与钻头体的空隙较大, 能保证出浆顺畅。在灌浆时将钻头提离距孔底50 cm以内, 在孔口安装封闭器后即可实施灌浆作业。
2) 采用金刚石牙轮钻头钻孔过程中, 钻杆通过轴载和水平扭矩作用已连接较紧密, 在灌浆过程中不会产生浆液沿钻杆接头渗漏。
3) 在灌浆作业完成后, 将钻头下至孔底, 用清水循环冲洗至回水清澈后, 再进行下段次钻孔作业, 实现不提钻连续循环钻灌。
4.3 大段长灌浆施工技术
受锦屏一级高地应力影响, 岩体内裂隙以闭合状或微细裂隙为主, 在最大灌浆压力下难以产生扩缝效应。通过灌浆试验成果及深孔帷幕灌浆实践, 对后序灌浆孔突破规范要求采用了大段长灌浆。
1) 大段长灌浆使用方法。一般情况下, 帷幕灌浆第1段2 m, 第2段3 m, 第3段及以下段长为5 m, 终孔段不得大于8.0 m, 特殊情况下可以适当加长或缩短段长, 但需征得监理工程师同意。通过灌浆试验成果及深孔帷幕灌浆实践, 在后序孔 (Ⅱ、Ⅲ序孔) 施工中在, 当灌前压水透水率小于1.0Lu情况下, 可与下一段次合段灌浆, 即灌浆段长增加到10.0 m。
2) 大段长灌浆原则: (1) 在断层或断层影响带部位, 以原灌浆段长灌注。 (2) 在Ⅰ序灌浆孔中不采用大段长灌浆。 (3) 在孔深15.0 m以上采用分段灌浆。 (4) 在合灌段存在两种不同分段灌浆压力的, 仍然按分段灌浆法施工。
大段长灌浆不仅仅减少了一段灌注时间, 还减少了灌浆前待浆、浆液配制等辅助时间, 施工效率得到进一步提高。
4.4 多层平洞同时施工技术
1) 一般高坝施工, 防渗帷幕在平洞内为多层布置, 先施工主帷幕, 主帷幕完成后施工下层平洞侧墙浅孔帷幕对上层主帷幕进行搭接, 共同形成完整的防渗体系, 见图1。
2) 工程建设各节点工期有合理的规划, 蓄水从低高程向高高程蓄水, 施工组织尽量避免设备窝工, 结合各层平洞工程量、工程节点工期要求等一般从下层平洞向上层逐层施工, 以满足蓄水节点要求。
3) 多层平洞采用自上层向下层施工时, 上部多层平洞防渗帷幕形成后截断了山体水, 在下层平洞施工时将会承受较大的来自山体的水压力, 导致灌浆施工难度加大, 甚至会引起设计参数调整。
4) 在对工程进度和节点工期不产生影响的情况下, 工程中也有过几层平洞帷幕灌浆同时施工的做法, 但搭接帷幕与主帷幕在布置上孔距较近或形成交叉, 同时施工易发生串孔, 发生施工干扰。
5) 锦屏一级右岸帷幕灌浆因总工期滞后, 为满足节点工期要求, 可行性方案是采用多层平洞同时施工法, 主要是导流洞蓄水节点前需要完成下面三层平洞的防渗帷幕。下部三层平洞从部位均分两轮施工, 即是对应桩号的帷幕灌浆施工时, 主帷幕和搭接帷幕错开时间段, 避免了施工干扰, 加快了总体施工进度。帷幕灌浆技术方案协调见图2。
5 工程质量
锦屏一级大坝右岸帷幕灌浆自2010年3月21日开始施工, 至2014年5月31日全部完成, 共完成防渗帷幕钻孔360607.3 m, 灌浆360 607.3 m。灌后质量检查以钻孔取芯、压水检查为主。共施工检查孔50 827.3 m, 压水试验50 827.3 m, 合格率99.8%, 工程质量满足设计要求。
6 结语
锦屏一级水电站大坝右岸防渗帷幕快速施工技术, 主要是优先解决170 m级深孔帷幕灌浆施工技术难题, 保证成孔率的基础上满足施工进度要求。通过技术创新, 采用了不提钻直接冲洗和灌浆技术;结合锦屏一级特殊高地应力条件, 突破行业技术规范采用了大段长灌浆施工技术;打破常规施工方法, 多层平洞帷幕灌浆从逐层施工调整为多层平洞同时施工的技术突破, 从技术上实现了大坝右岸防渗帷幕快速施工, 并满足了工程质量和进度要求。项目研究取得的技术成果, 对我国深孔防渗灌浆技术发展起到推动作用, 同时创造了较好的社会效益和经济效益, 对西部开发类似工程提供借鉴和参考经验。
摘要：锦屏一级水电站最大坝高305 m, 设计防渗要求较高。大坝右岸地质条件复杂, 防渗帷幕灌浆最大深度达到171.5 m, 最大灌浆压力达到6.5 MPa, 其灌浆施工技术难度之大在国内是鲜见的。介绍该工程防渗帷幕灌浆快速施工技术应用, 对我国深孔防渗帷幕灌浆技术发展起到推动作用, 类似工程可借鉴参考使用。
水电站防渗墙施工 篇10
电站枢纽主要由挡水泄洪建筑物 (泄洪冲沙闸) 、电站厂房、溢流坝、左右两岸副坝以及生活管理区、辅助性生产设施等组成, 坝顶总长490.0m。根据工程总进度及地形条件以及建筑结构型式, 导流选择二期导流, 导流方式为一期缩窄河床导流, 二期导流采用已建成的泄冲闸进行导流。
一、围堰型式的选择
根据工程实际与工期要求, 以及当地施工材料的采集情况, 本着充分利用当地材料和就地取材的原则, 以降低施工成本为目的, 经多方案比较, 认为土石围堰构造简单、施工方便、易于拆除、施工成本较低, 比较适合本工程, 而且最关键是能利用河滩地上的开挖料作为堰体的填筑料, 可以减少施工费用。但围堰坐落在软基上, 应着重考虑其防渗措施, 以保证围堰的施工安全。
二、防渗体的选择
堰体填筑料主要为砂砾石, 该工程坝址砂砾石渗透系数较大, 特别是堰体与河床接合处将存在大的渗透现象, 加之堰体碾压不是很规范, 防渗处理将直接影响到堰体的稳定及施工安全。由此在施工中选取了如下几种防渗体进行比较。
㈠粘土心墙此种防渗形式对薄覆盖层、浅基础的堰体有利, 防渗效果可靠、施工工艺简单、施工进度快, 但该区域无粘土料源, 并且覆盖层较厚, 不太适用于本工程施工。
㈡粘土铺盖 (斜墙) 因粘土铺盖 (斜墙) 所占面积较大, 且导流槽已在原河床的宽度上缩窄了一半, 若河水上涨, 流速增大将被冲刷流失, 加之坡面防护起来也比较困难, 所以不太适合。
㈢高喷灌浆防渗高喷灌浆施工对厚层砂砾石覆盖层基础防渗比较适合, 但施工周期比较长、施工成本高, 对这种工期较短、施工进度较紧的工程就不太适合 (总工期16个月, 其中有4个月的冰冻期) 。
㈣悬挂式砂壤土心墙根据试验提供资料, 拟定使用的心墙料砂壤土自然状态下干容重可达到1.45t/m3。遇水液化, 渗透稳定性差, 具有明显的高原湿陷土特征。本区域砂壤土较多, 而且经试验其干容重在碾压后可达到1.65t/m3。
经过多个方案的比较, 同时根据设计提供的堰体基础地质条件资料, 砂砾石河床表层3m~4m为强透水层, 其下为弱透水层, 且当地又无粘土防渗料源。因此, 采用悬挂式砂壤土心墙作为鹿儿台电站围堰的防渗体, 伸入堰体基础3m~4m, 切断强透水层, 同时利用两侧墙砂砾料作为反滤层材料, 以保证砂壤土心墙质量。
三、防渗体填筑施工
㈠填筑程序心墙填筑分两个阶段进行。第一阶段进行水下部位的填筑;第二阶段进行水上部位的填筑。
水下填筑工艺:测量放线→堰体砂砾石找平→开槽→土料进占→面层压实。
水上填筑工艺:测量放线→凿毛→铺料→平料→洒水→碾压。
㈡填筑方法第一阶段心墙填筑是悬挂式砂壤土心墙填筑的关键, 必须严格按施工工艺进行, 以保证其连续性、墙体厚度均匀、填筑体相对密实以及槽壁两侧结合完好。
第一, 测量放线。根据围堰平面布置位置, 测围堰轴线位置。
第二, 堰体砂砾石找平。根据围堰轴线位置, 按进点法填筑砂砾石料, 并高出水面30cm~50cm, 为心墙开槽做好工作平台。
第三, 开槽。在已填平的工作平台上, 沿围堰轴线, 采用反铲挖掘机退挖成槽, 成槽时根据心墙墙体参数随时监控槽底高程及槽底宽度, 保证其达到设计值。为了保持水下砂砾石临时边坡稳定, 成槽宜先于土料点进点端面2m~3m, 不宜超前太多, 否则边坡崩塌, 不能保证成槽质量。槽底高程伸入弱透水层下50cm, 槽底宽取其设计水位时相对水头的1/4~1/5。鹿儿台电站围堰成槽深度达4m~5m, 槽底宽2m~3m。
第四, 土料进占。沿成槽方向, 汽车运输土料至填筑端口, 推土机推料入槽, 进占前移, 填筑顶面比槽中水位高30cm~50cm。随着砂壤土上端迅速液化以及后面土料迅速进占挤压, 使槽体两侧接缝充分饱满, 砂壤土的遇水液化性充分解决了心墙与槽体接缝的填筑质量。同时, 由于后续土料的快速跟进, 加之推土机、汽车载重碾压, 使后续墙体土料未饱和前已达到相对密实状态。土料就随着成槽相对迅速进占, 并与成槽端面保持一定距离。
第五, 层面压实。槽体填筑完成后, 根据围堰轴线长短, 槽体填筑一段时间后用16T压路机或平碾静压6遍~8遍, 随后进行上部堰体填筑。
水上部分填筑方法与常规粘土心墙石碴坝填筑施工工艺相同。
四、堰体防护
由于鹿儿台电站地形条件及施工布置的特殊性, 一期围堰施工后河床缩窄较多, 竟达70%, 已超过一般规定的允许范围。相应五年一遇洪水标准时缩窄河床水流流速达6.1m/s, 十年一遇洪水标准时缩窄河床水流流速达11.2m/s, 对缩窄河床及堰体边坡防护提出了较高要求, 一般防护手段难以解决河床冲刷及堰体边坡防护稳定问题。
㈠防护形式选择鹿儿台堰体及缩窄河床过水明渠存在着以下特殊性:堰体填筑为砂砾石料, 最大粒径20cm, 防冲能力较差;缩窄河床底为砂砾石, 最大粒径也在20cm左右, 只能承受相应3m/s左右的不冲流速, 在设计洪水标准情况下, 对河床将产生严重的冲刷掏空, 可能导致堰体失稳, 易发生事故;由于缩窄河床过流, 先期无法对过水河床进行预处理, 即实施减糙、防冲处理措施;过水断面狭窄, 不宜采用抛石或混凝土六面体等传统护底稳坡抗冲保护措施, 同时高速水流下, 抛体抗冲稳定也是较为复杂的问题。根据以上情况, 经仔细研究比较, 最终采取了柔性钢筋石笼护坡形式, 保证了堰体稳定及施工安全。
㈡柔性钢筋石笼规格鹿儿台电站围堰防护柔性钢筋石笼直径60cm~80cm, 长度根据堰体坡面长度而定, 同时考虑堰体坡脚河床冲刷预留下沉长度, 预留下沉长度一般根据下游围堰以下50cm~60cm处河床底高程为基准高程加50cm~100cm推算相应堰体段下沉预留量。鹿儿台电站钢筋石笼长一般在12m~18m, 钢筋石笼为圆形, 钢筋选用φ8mm~φ12mm一级钢筋制作, 网格间排距根据装填石料块径而定, 一般为15cm~30cm左右。柔性钢筋石笼具有横向柔软、纵向相对刚性的性能, 有很好的贴坡适应性及纵向抗挤压能力。
㈢柔性钢筋石笼防护施工防护施工可根据围堰填筑情况分段施工 (因其钢筋石笼有相对无限可延续性) , 也可在堰体填筑成型坡面平整后一次性施工, 主要视其围堰堰体高度及坡面长度而定。鹿儿台电站采用围堰填筑完成后一次性防护施工。其施工工艺为:钢筋笼制作→坡面处理→钢筋笼就位→装填石料→沿坡触底下压→封口→笼间连接。
第一, 钢筋笼制作。根据设计尺寸, 制作钢筋笼, 可以分段制作, 现场连接, 以便运输及施工方便。
第二, 坡面处理。在钢筋笼就位前, 将堰体坡面平整, 使之顺滑, 防护面尽量平顺, 以减少水流冲刷。
第三, 钢筋笼就位。钢筋笼应力求垂直水流方向, 与堰体水平面方向垂直, 上口应用拉绳固定, 在装石料前笼底高出水面30cm~50cm, 避免空笼入水后水流冲斜石笼。
第四, 装填块石。钢筋笼就位后即装填块石, 随着石料的逐渐装填慢放拉绳, 使石笼慢慢平稳下放。
第五, 笼间连接。将钢筋石笼用钢筋逐个连接成为整体, 增强抗冲能力及稳定性。
五、结束语
水电站防渗墙施工 篇11
关键词：生产试验,物探检查,指导,防渗帷幕,施工
1 概述
立洲水电站系木里河干流上第六个梯级电站, 为双曲碾压混凝土拱坝, 最大坝高138.0m, 正常蓄水位2088.0m, 总库容1.869亿m3, 装机总容量355MW。坝址区发育4条主要断层, 分别为F10、f2、f4、f5, 其中F10规模较大;发育fj1~fj4层间剪切带和长大裂隙L1、L2和L285, 近EW向I、IV组最发育;卸荷裂隙有LP1-x1、LP4-x1、LP4-x2、LP4-x3。灌浆廊道高程为EL.1970.0m、EL.2020.0m和EL.2092.0m, 帷幕和搭接帷幕总长98958m。
2 选取典型试验区
根据防渗地质剖面图分析, 主要通过F10断层, 上盘为二叠系卡翁沟组 (PK) 底层, 下盘为卡翁沟组 (PK) 或依吉组 (D1yj) 地层, 岩芯为灰岩、炭硅质板岩、极薄层灰岩等。经设计研究在左岸2020m高程廊道内选取三个试验区, Ⅰ区选在F10断层影响带附近, 桩号0+055.0m~0+069.25m, 拟采用双排孔灌浆, 获取双排帷幕强渗漏区的灌浆参数;Ⅱ区选在卡翁沟组 (PK) 灰色厚层灰岩和豹皮灰岩较完整岩层带, 桩号0+135.0m~0+148.0m, 拟采用单排孔灌浆, 获得单排孔防渗区灌浆参数;Ⅲ区选在卡翁沟组 (PK) 灰色厚层灰岩和豹皮灰岩较完整岩层带, 桩号0+205.0m~0+219.25m, 拟采用双排孔灌浆, 获得双排孔防渗区灌浆参数。
3 试验区施工
3.1 施工原则
(1) 试验区帷幕按分序加密的原则进行, 同一排内分三序孔施工。
(2) 采用孔口封闭法灌浆, 同一排相邻的两个次序之间, 以及后序排的第一次序与前序排的最后次序之间, 在岩石钻孔灌浆的高差不得小于15m, 不得超序施工。
3.2 施工顺序与工艺流程
(1) 施工顺序:抬动观测孔→帷幕先导孔→下游排钻灌 (分两序) →上游排钻灌 (分两序) →检查孔 (双排孔) 或抬动观测孔→帷幕先导孔→帷幕钻灌 (分三序) →检查孔 (单排孔) 。
(2) 工艺流程:测量放样→灌浆开孔→首段钻灌→灌注铸管 (待凝72h) →分段钻孔→冲洗和压水→分段灌浆→终孔验收封孔。
3.3 浆液配合比设计
灌前进行水泥净浆、水泥浆+外加剂、水泥浆+粉煤灰和水泥浆+粉煤灰+外加剂四种不同水灰比浆液的密度、强度、弹性模量和渗透性, 沉降稳定性、流动性及凝结时间等进行配比测试。纯水泥浆液四个比级分为2:1、1:1、0.8:1和0.5:1, 掺粉煤灰两个比级分为0.7:1和0.5:1, 参量按水泥重量的30%、70%、100%、150%试配, 外加剂按特性选取合适的掺量。根据试配成果进行技术经济分析, 选择适合本工程各种地质岩层帷幕灌浆的配合比。
3.4 灌浆生产性试验
(1) 灌浆孔 (含取芯) 、超前勘探孔、检查孔、抬动观测孔等的钻孔均采用XY-2型钻机。
(2) 各区须待抬动观测仪安装完成, 灌前测试后, 方可进行洗缝、压水、灌浆作业, 过程中记录变形观测值, 保证其在允许范围内。
(3) 灌浆前压水试验按灌浆孔数的5%进行, 先导孔和检查孔压水采用单点法。
(4) 试验设计灌浆压力最大达到4MPa, 采用3SNS高压灌浆泵、耐蚀阀门、钢丝编织胶管、孔口封闭器和大量程压力表等设备和机具进行配浆和输灌。
(5) 配备比重秤、温度计和高精度测斜仪等仪器, 用来控制钻孔斜度和浆液浓度。全过程采用HT-IV自动记录仪记录, 确保记录真实可靠, 具有指导作用。
4 试验区物探检查
采用声波CT法, 结合单孔声波法、全孔壁数字成像法进行灌前、灌后物探, 评价灌浆效果。
4.1 声波CT
声波CT是根据弹性波的射线几何运动学原理, 将其从发射点到接收点的旅行时间表达成探测区域介质速度参数的线积分, 再通过沿线积分路径进行反投影来重建介质速度参数的分布图像。灌前检测3408检波点·炮, 灌前检测3384检波点·炮。
4.2 单孔声波
单孔声波探头在钻孔中每间隔20cm测试一次声波速度, 得到一条沿钻孔方向从孔口到孔底随深度变化的波速曲线。纵波速度能反映孔壁附近的岩体质量。采样点数2048点, 共检测562m。
4.3 全孔壁数字成像
全孔壁数字成像是依靠光学原理能直接观测到钻孔的内部, 通过接收由孔内探头摄录的图像信息, 处理系统以图像所包含的方位信息将其依N-E-S-W-N方位顺序展开, 展开的数字化图像拼接起来形成全孔壁柱状剖面图和岩芯柱状图, 详见图1, 具有直观性、真实性等优点。每5m进行深度校正, 共检测269.1m。
5 试验区灌浆效果
(1) 三个试验区灌前压水透水率均≤3.0Lu, 最低频率分别为55.4%、88.2%和23.2%, 说明区域内均有对应百分比以上岩体含有细微裂隙或天然防渗性良好, 说明这部分裂隙可灌性较差。经过先序孔灌浆, 后序孔的灌前透水率逐序减小, 达到一定灌浆效果。透水率累计频率随孔序的加密成逐渐提高的趋势明显, 表明灌浆孔距、分序合理, 灌浆效果良好。对应各序孔平均单位注入量均有递减趋势, 符合灌浆递减规律, 具体详见表1。
(2) 声波CT测试成果表明三个灌浆试验区前后声波CT剖面波速分布均有变化, 总体上趋势低于4.6km/s的区域面积减小或消失, 平均波速提高率介于5.4~9.3%之间, 波速分布范围相对高波速集中。灌后波速分布较灌前提高明显且更加均匀, 具体详见结果见表2。
(3) 单孔声波测试成果表明试验Ⅰ区各先导孔平均波速值小于试验Ⅱ、Ⅲ区各先导孔波速平均值, 标准差却相对较大;试验Ⅱ、Ⅲ区相对高波速分布比例大于试验Ⅰ区相对高波速比例;各灌浆实验区内两个先导孔单孔声波波速分布特征相似。
(4) 全孔壁数字成像检测成果表明各先导孔局部孔壁较破碎, 裂隙较发育, 灌浆后裂隙中可见局部充填~充填之间, 说明灌浆取得了较好的效果。
6 试验区指导意义
(1) 生产试验验证了设计灌浆参数基本能满足设计施工要求, Ⅱ区为单排设计, 说明此区地质条件较好, 且先导孔钻孔取芯情况来看基岩较为完整, 细微裂隙较发育。从压水试验及灌浆单位注入量情况来分析, 普遍的吸浆量均不大, 平均单位注入量为51.7kg/m。部分细微裂缝无法得到有效的充填, 为确保灌浆效果, 严格确保帷幕的可灌性, 并且从整体灌浆质量方面考虑, 开灌水灰比调整为2:1或3:1进行。
(2) 灌浆压力在第4段 (9~14m) 就达到最大压力4MPa, 抬动变形孔深度入基岩20m。过程中三个试验区均未产生抬动变形, 对于孔深超过24m (第6段) 以后, 灌浆过程中可不再进行抬动观测, 减少部分工作量。
(3) 灌浆水泥浆液配比采用以下四级配比:2:1、1:1、0.8:1和0.5:1, 其中前3个比级的纯水泥浆马氏粘度均在30.6~36.8s之间, 流动性较好, 能满足帷幕灌浆粘度指标。0.5:1配比浆液马氏粘度较大, 流动性较差, 掺量1.2%减水剂后, 马氏粘度能达到44.8s, 能达到设计施工要求。
(4) 针对帷幕灌浆孔压水透水率较大, 吸浆量较大的孔段, 采用水泥掺加粉煤灰进行灌浆, 比级为0.7:1掺30%粉煤灰的浆液马氏粘度为42.1s, 比级为0.5:1掺30%粉煤灰的浆液马氏粘度为42.4s, 都能满足设计施工要求。减少水泥用量, 直接减少了工程投资。
(5) 从三个试验区的灌浆成果资料和检查孔压水成果分析, 设计设定的灌浆分段长度、压力和孔间排距合理, 满足防渗标准要求。
(6) 物探测试成果佐证了灌浆设备、施工工艺程序和技术参数合理, 灌浆质量可靠。
参考文献
[1]曾宪强, 毋光荣, 郭玉松.水利水电工程物探技术应用与研究[M].河南:黄河水利出版社, 2010.