第36卷第4期 2 0 1 7年8月 四川I 水力发电 Vol_36.No.4 Siehuan Water Power Aug.,2 0 1 7 锦屏一级水电站大坝右岸f14断层置换区 固结灌浆施工技术 曾建红 (中国葛洲坝集团第二工程有限公司,四川成都610091) 摘要:介绍了锦屏一级水电站大坝右岸坝肩f14断层置换区固结灌浆采用的加引管有盖重加强固结灌浆技术。 文献标识码:B 文章编号:1001-2184(2017)04-0025-03 关键词:固结灌浆;引管有盖重;锦屏一级水电站;施工技术 中图分类号:TV7;TV52;TV543 1概述 图例 锦屏一级水电站右岸坝肩f14断层置换区采 用断层加密固结加引管有盖重加强固结灌浆施工 技术。坝体混凝土浇筑前,在上部f14断层置换 区回填混凝土盖重高不少于4.6 m的情况下进行 了f14断层置换区I序孔、Ⅱ序孑L、Ⅲ序孔的固结 灌浆,并要求在坝体混凝土浇筑前,结合坝基接触 灌浆,在固结灌浆孑L间重新钻孑L,人岩深度为0— 5 m(不含预埋管长度),采取引管至坝后贴角(须 待其上部坝体浇筑高度大于30 m且当相应坝段 的横缝接缝灌浆结束3 d后),开始对0—5 111段 进行引管有盖重加强固结灌浆。 2灌浆材料 图1 固结灌浆典型孔位布置图 / / o I序孔 Ⅱ序孔 ●Ⅲ序孔 ④引管灌浆孔 凝土上钻孔,顺水流方向为避开冷却水管,孔底偏 差不应超过20 em。 固结灌浆采用P.042.5普通硅酸盐水泥。 在其使用前需进行材质检查,其应满足相关国家 (3)灌浆孔钻孔主要采用地质钻机和 KSZ100型潜孔钻,开孔钻进时,钻具方向与设计 孔向必须一致。 规范要求,拌浆水温度不高于40 qC。 3钻孔布置 3.1 钻孔布置 (4)钻孔结束后,直接采用风水联合冲洗钻 孔,要求返水清净。钻孑L冲洗结束后、灌浆前采取 孔口堵塞进行钻孔保护。 3.4 裂隙冲洗 f14断层置换区固结灌浆孔按方格形布孔。 引管有盖重加强固结灌浆孔位布置在元盖重固结 灌浆孔之间,矩形布置,具体布置形式见图1。 3.2施工程序 (1)灌浆前,对固结灌浆孔采用大流量水再 次进行钻孔冲洗,返水应清净。 r (2)一般地质条件下,采用压力水进行裂隙冲 f14断层置换区固结灌浆施工程序为: 抬动观测钻孔一抬动观测装置安装 物探测 试钻孔及灌浆前测试_+固结灌浆孔分序钻灌。 3.3灌浆孑乙钻孑L 洗,冲洗水压为80%灌浆压力,压力超过1 MPa时, 采用1 MPa;采用风冲洗时,冲洗风压为灌浆压力 的50%;压力超过0.5 MPa时,采用0.5 MPa。 (1)孔位放样。施工部位控制点由专业测量 人员放样,实际偏差不大于10 cm。 (3)裂隙冲洗应冲洗至回水澄清后10 min结 束,且总的冲洗时间要求为:单孔不少于30 min, 串通孔不少于2 h,孔内残存的沉积物厚度不得超 过20 cm。 (2)固结灌浆钻孔允许孔斜不超过1%;在混 收稿日期:2017-04-10 曾建红:锦屏一级水电站大坝右岸f14断层置换区固结灌浆施工技术 2017年第4期 (4)当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结 束不足24 h时,不得进行裂隙冲洗。 (5)灌浆孔(段)裂隙冲洗后,立即连续进行 灌浆作业;因故中断时间间隔超过24 h者,在灌 浆前重新进行裂隙冲洗。 3.5压水试验 (1)采用自下而上分段灌浆法时,各灌浆孑L 可在灌浆前对全孑L进行一次裂隙冲洗。各灌浆孔 灌浆前,可在孔底段进行一次简易压水。 (2)采用孑L口封闭法和自上而下分段灌浆法 进行灌浆时,各孔段均进行简易压水。简易压水 试验应在裂隙冲洗后进行。压力为该段灌浆压力 的80%且不大于1 MPa,压水时间为20 min,每5 min测读一次压人流量,取最后的流量值作为计 算流量,其成果以透水率q表示。 3.6灌浆方法和方式 3.6.1灌浆分序 f14断层置换区固结灌浆分Ⅲ序施工。引管有 盖重加强固结灌浆采用一次性灌浆,分两序施工。 3.6.2灌浆方式与方法 (1)固结灌浆分序。 由于f14断层处于Ⅳ一V级岩体中,钻灌时, I序孔采用自上而下分段灌浆法。 (2)引管有盖重加强固结灌浆。 I、Ⅱ序孔均采用循环式灌浆。 3.6.3卡塞位置 (1)灌浆塞采用机械塞或水压(或气压)膨胀 塞,孔浆管距灌浆段底不大于50 em。 (2)采用自上而下分段灌浆时,将灌浆塞卡 在距灌浆段顶以上0.5 m处;当该部位卡不住时, 可将灌浆塞向上移、但不能下移。当在正常分段 卡塞位置因地层破碎卡不住时,可适当延长灌浆 长度,但不能超过10 m,否则应进行扫孔复灌。 3.7灌浆压力 (1)灌浆过程中,应根据抬动监测情况及时 调整灌浆压力,以不发生抬动为原则,混凝土面抬 动允许值不大于100 txm,基岩抬动变形允许值不 大于200 Ixm。 (2)串通孔(组)或多孔并联灌浆时,分别控 制灌浆压力,同时加强抬动监测,防止混凝土发生 抬动破坏。 3.8浆液配比及变换 囝Sichuan Water Power 固结灌浆水灰比为2:1、1:1、0.7:1和0.5:1 (重量比)四个比级,开灌采用2:1浆液。浆液变 换为由稀到浓逐级变换并按以下原则进行。 (1)当灌浆压力保持不变、注入率持续减少 时,或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时, 不得改变水灰比; (2)当某一比级浆液注入量已达300 L以上, 或灌注时间已达30 min,而灌浆压力和注入率均 无显著改变时,应改浓一级水灰比浆液灌注; (3)当注入率大于30 L/min时,根据施工时 的具体情况,可越级变浓; (4)灌浆过程中,灌浆压力或注入率突然改变 较大时,应立即查明原因,采取相应的处理措施。 3.9灌浆结束标准 (1)采用自上而下分段灌浆时,灌浆段在最 大设计压力下注入率不大于1 L/rain,继续灌注 60 min后结束灌浆。 (2)采用自下而上分段灌浆时,灌浆段在最 大设计压力下其注入率不大于1 L/min,继续灌 注30 min后结束灌浆。 3.10封孔 全孔灌浆封孔法:即全孔灌浆结束后,首先向 灌浆孔内下人导管,然后用灌浆泵向导管内注入 0.5:1的水泥浆液,将孑L内的稀浆置换成浓浆,待 孔口返出的浆液与进浆浓度相同时,再取出孔内 导管并将钻孔补满,然后在孔口卡塞继续用0.5 :1的水泥浆液纯压式灌浆封孔,时间为30 min, 封孔灌浆压力为孔口段灌浆压力。 3.11抬动变形观测 在进行裂隙冲洗、压水试验及灌浆施工过程 中,均进行抬动变形观测,基岩抬动变形允许值为 200 m,混凝土抬动变形允许值为100 I.zm。 (1)抬动变形采用千分表观测。观测过程 中,确保其灵敏性和准确性。在观i贝4过程中,应严 格防止碰撞观测设备,保证其能在正常的工作状 态下进行观测,确保测试精度。 (2)灌浆及压水过程中,每隔10 min测记一次 千分表读数;变形值上升较快时,应加密观测,间隔 时间不大于2~3 min。当变形值接近变形允许值 或变形值上升速度较快时,应及时告知各工序操作 人员采取降低压力措施,防止发生抬动破坏。 (3)对于有盖重灌浆,其灌浆压力与抬动变 第36卷总第193期 四川水力发电 2017年8月 形的协调关系为:基岩抬动值<100 m(混凝土 抬动值<50 m)时,灌浆压力的升压过程按灌浆 待漏、冒浆部位排出浓浆后,采取嵌缝、地表 封堵的方式进行处理,再采用降压、加浓浆液、限 流、限量、间歇灌注等措施进行处理。当采用上述 措施处理后、在规定的压力下不再漏冒浆时,则按 压力与注入率的协制;100 Ixm≤基岩抬动值 <200 Ixm(50 m≤混凝土抬动值<100 m)时, 灌浆升压过程严格控制注入率小于10 L/min;如 果抬动值不再上升,则逐级升压,否则停止升压; 基岩抬动值I>200 m(混凝土抬动值≥100 m) 规定要求正常灌浆结束;若在规定的压力下仍漏、 冒浆,则需进行待凝,时间暂定为8 h。漏冒浆采 取待凝后应进行扫孔复灌。 时,停止灌浆,待凝8 h后扫孔复灌。 3.12针对钻孔涌水采取的处理措施 根据揭露的地质条件,河床坝段地层含水丰 富,对固结灌浆将产生较大的影响。对于孔口有 涌水的灌浆孔段,灌浆前应测记涌水压力和涌水 量,根据涌水情况,选用以下措施进行综合处理: (1)缩短段长,提高灌浆压力; (2)孔口有涌水灌浆时,采用纯压式灌浆,直 接灌注0.5:1的水泥浆液。灌浆过程中,当注入 量较大时,可加入水玻璃速凝剂,掺人量为水泥量 的2%~3%。 (3)涌水孔段灌浆结束标准为:当注入率不 大于1 L/min,继续灌注60 min。 3.13断层破碎带的处理 钻孔穿过断层破碎带发生塌孔、掉块或集中 渗漏时,立即停钻,并根据情况采取缩短段长的措 施;对于地层破碎以及涌水量大的部位,造成卡塞 困难,此时应根据具体情况采取以下措施进行处 理:如果灌浆孑L段以上部位的岩石完整,则灌浆塞 位于上部岩石完整的部位;如果全孔段岩石均较 破碎、难以卡塞,则采取孔口封闭灌浆法,采用孑L 内循环法灌注。 3.14特殊情况的处理 3.14.1灌浆中断的处理 (1)灌浆工作须保持连续进行。若因故中断 应尽快恢复灌浆。当中断时间大于30 min时应 进行冲孔,冲孔无效则需扫孑L。 (2)恢复灌浆时应使用中断前的开灌水灰比 浆液灌注,如注入率与中断前相近,则改用中断前 水灰比的浆液灌注;如恢复灌浆后,注入率较中断 前减少较多,则用中断前开灌水灰比的浆液正常 灌浆结束;如恢复灌浆后,注人率较中断前减少很 多,且在短时间内停止吸浆时,应采取其它的补救 措施。 3.14.2冒浆的处理 3.14.3孔间串浆的处理 (1)串通孔具备灌浆条件时。 串通孔具备灌浆条件时,采用一泵灌一孑L的 方式同时灌注,严禁串联灌浆。 (2)串通孔不具备灌浆条件时。 串通孑L正在钻进时应立即停钻。将阻塞器阻 塞于被串孔串浆部位上方1~2 m处,对灌浆孔继 续进行灌浆。灌浆结束后,立即将串通孔内的阻 塞器取出,待凝扫孔后进行灌浆。 3.14.4回浆变浓的处理 灌浆过程中,若回浆变浓,即20—30 min内 回浆比重超过一个比级且注入率为1—2 L/min, 此时应更换原比级的新鲜浆液,若不发生回浆变 浓或回浆变浓不明显,则正常结束灌浆;若继续发 生回浆比重超过一个比级的现象,则判为吸水不 吸浆,可换用相同水灰比的新浆灌注;若效果不明 显,则继续灌注30 min,即可结束灌注,不再进行 复灌,但总灌注时间仍要求不小于60 min。 3.15注入量大的处理措施 对灌浆影响范围内的地下洞井、岸坡等进行 彻底检查,如有串通,应采取堵漏措施。 应从严格控制注入率和灌浆压力着手,采用 低压、稳定浆液、限流灌注的措施。如开灌时不起 压宜采用自流灌注,不应盲目升压,待注入率减小 后,再分多级升压;如注入率过大,宜停灌、待凝、 再扫孔、恢复灌浆。 4结语 t"14断层置换区通过方案优化,采用加密固结 灌浆加引管有盖重加强固结灌浆技术,快速有效 地完成了施工任务,未发生安全事故,同时又不影 响大坝混凝土的浇筑,节省了工期,类似工程可参 考施工。 作者简介: 曾建红(1987一),男,甘肃武威人,助理工程师,从事水电工程施工 技术与管理工作. (责任编辑:李燕辉) Sichuan Water Power囫