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水利枢纽坝基防渗工程工程简况1水利枢纽工程是集防洪、防凌、减淤、灌溉、供水、发电为一体的综合性XX水利工程大坝为壤土斜心墙堆石坝,轴线长度最大坝高水库库容1667m,154m,为
126.5亿n,水电站为坝旁引水式地下厂房,6台发电机组,总装机180万kW,年发电量亿51kW ho大坝基础的河床覆盖层深厚,最深处达余米覆盖层自上而下大致分为四80层表砂层、上部砂砾石层、底砂层和底部砂砾石层河床基岩为二迭系的粘土P12岩和三迭系的、砂岩,断裂构造发育,穿越帷幕轴线的断层主要有右岸、、Til T12Fl F
233、等,左岸、、和等F231F23F236F238F240F28根据黄河多泥砂的特点以及对土石坝基防渗处理的特点,确定防渗工程设XX计思想为以垂直防渗为主水平防渗为辅坝基覆盖层采用混凝土防渗墙,墙下及两岸岩体采用帷幕灌浆深覆盖层防渗墙施工是工程重大技术难题之一在防渗墙施工中,我局首XX次开发了缓凝型混凝土,解决了大深度、高标号混凝土防渗墙施工技术难题,填补了国内的技术空白在灌浆工程施工中,成功地引进并开发了灌浆法,开发了GIN国内最先进的系列灌浆自动记录仪,气、液压灌浆塞等先进的工艺和器GMS2000械混凝土防渗墙施工2混凝土防渗墙设计厚度
1.2m,墙体混凝土设计标号为R(x)=33Mpa(保证率)变形模量抗渗标号不小于混凝土塌落度扩散度85%,E=30000Mpa,B8,18〜22cm,墙顶设计高程为和高程以上的墙体内要求下设钢筋34〜38cm126m138m,126m笼,墙段接头采用钻凿接头孔法(即套打一钻法)要求槽孔孔斜率不大于4%,0接头孔孔斜率不大于2%右岸防渗墙轴线长最大深度成墙面积浇筑混凝土
259.6m,
81.90m,
10540.630,主坝防渗墙剖面如图所示
21526.9m31防渗墙共分个槽段施工,槽孔长度防渗墙采用和型
436.6〜
6.7m CZ30CZ22冲击钻机和液压抓斗造孔,施工高峰期冲击钻机造主孔工效达造副孔
1.8m2,工效达抓斗工效达钻凿混凝土工效达3m48m
2.3m22,2,防渗墙混凝土由型混凝土搅拌机拌和,采用自动称量系统称量骨料,人JS500工加水泥和掺和料,该搅拌站的生产能力为53m3/h o搅拌好的混凝土由搅拌车运输并灌入导管造孔泥浆由台泥浆搅拌机制浆,备有个储浆池,总储量为该制102m63900m3,浆站日制浆能力为548m3工程初期使用了普通型混凝土,但由于其早期强度高(R5为
30.7Mpa、为R23)使得接头孔的造孔非常困难为此,专门研制了缓凝型混凝土这种混
44.7Mpa,凝土早期强度低,后期强度高,完全满足早期混凝土接头的钻凿,保证了工程的顺利进行缓凝型混凝土的应用是该项工程的关键技术为了监测混凝土质量,在混凝土浇筑过程中进行机口取样,以求得、的抗压强度,部分样品还求得、28d90d7d、和的抗压强度、抗渗指标及弹性模量14d60d360d对机口取样混凝的抗压强度试验结果进行数理统计分析得到的平均±90d R90值为标准离差为离差系数强度保证率合格率
38.7Mpa,
3.8MPa,Cv=
0.098,P=
93.5%,抗渗标号均大于弹性模量在左右混凝土质量完全满足设100%,B12,E30000MPa计要求连接墙段的个接头孔孔斜率均满足设计要求,混凝土浇筑速度为
432.5〜符合规范要求经检测,防渗墙质量良好
5.22m/h,帷幕灌浆施工3帷幕灌浆孔为双排孔布置,孔距为左岸山坡和右岸滩地断层影响带采用2m,3排布置,最破碎的部位增至排灌浆帷幕防渗标准为右岸防渗墙和近三分55Lu之二的帷幕灌浆工程量由我局完成大坝的防渗帷幕线总长帷幕底线从河床部位向两岸逐渐抬高左岸岩2900m,体较陡,灌浆帷幕分三层实施,即坝基表面为第一层灌浆洞为第二层灌桨,4#,3#洞为第三层右岸坡度较缓,绝大部分在坝基表面直接进行,部分地段分两层实施,即坝基表面为第一层,甘、灌浆洞为第二层分层实施的帷幕,各层间设衔接灌浆2#帷幕使之相接另外,在左岸洞群穿越帷幕轴线的部位,设置了环形灌浆帷幕与主帷幕相接,使整个防渗帷幕成封闭状态施工设备
3.1帷幕灌浆工程会聚了国内外多种钻灌设备,有国产的、xx SGZ—I SGZ-IIL、型回转钻机,有国外的钻机和钻机;XY—Z XY—I AtlasA—52cB DIAMEC—262有国产的和灌浆泵,也有国外的计量泵;有国产的、BW2/40GBW100/100ZJ—200高速搅拌机,也有国外自动化程度较高的集中制浆系统ZJ-00钻孔、冲洗及压水试验
3.2绝大部分的灌浆孔采用回转钻机造孔,仅一部分(主要是环形帷幕灌浆孔)采用冲击钻机造孔回转钻机造孔直径大多为
①和
①开孔直径大多为
①冲5676,91击钻机造孔孔径为
①多数用金刚石钻头,先导孔和检查孔主要采用
①双管85110钻具取芯钻进钻孔孔向的测量采用型深井照相测斜仪,精度为DUZ-D
0.5%对每个灌浆段均进行孔壁冲洗和裂隙冲洗为了解原地层的透水性及灌后幕体的防渗性能,对先导孔和检查孔的各段采用三级压力(即、)五个阶段
0.
30.
6.
1.0压水法压水试验采用自动记录仪记录压力、流量、时间等参数灌浆方法
3.3枢纽帷幕灌浆所采用的灌浆方法归纳起来主要有三种孔口封闭灌浆法、自xx下而上分段灌浆法、灌浆法GIN灌浆压力
3.4按照标书技术规范要求,国际标部分灌浆压力最大为在右岸坝基帷
3.5MPa幕灌浆施工过程中,因出现岩体变形现象,将压力降低为最大不超过在左
1.9MPa0岸施工时也以此为限左右岸各孔段采用的最大灌浆压力如表在施工中,3—1出现串冒浆、耗浆量较大等现象时,采取限压限量措施尤其是在左岸区施工中,I最大灌浆压力曾一度限制为、尽管如此,在右岸断层,和左岸l.OMPa
0.5MPa Fi0断层部位岩体抬升高度曾超过F2381m灌浆浆液
3.5帷幕灌浆几乎全部采用了稳定性浆液选用的稳定性浆液具有下列性能水xx灰比
0.6〜
0.75,密度
1.6—
1.67kg/m3,析水率(2h)5%,马氏漏斗粘度28s〜35s,结石强度(28d)15MPa,凝聚力4N/m2制备稳定性浆液选用普通硅酸盐水泥、优质钠膨润土和高效塑化剂(有525#缓凝型减水剂、引气型高效减水剂和减水剂)RC—M UNFSIKAR4制浆工艺流程为先在搅拌机内加入定量的水,再加入膨润土浆和水泥,搅拌后加入减水剂,再搅拌3min1min在施工中,应用的灌浆塞有进口的液压式灌浆塞,和国产(由基础局科研所研制)的液压和气压灌浆塞膨胀体有胶囊式,它靠囊内充气体或液体膨胀,也有胶球式,它靠机械挤压使胶球变形,增大直径机械挤压方法有螺杆式和活塞式灌浆结束条件
3.6按照规范要求,灌浆结束标准执行拒浆标准,即灌浆过程中,当灌浆压力和注入率达到规定值后结束在施工中,根据实际情况,对结束标准进行了适时调整、修改各部位帷幕灌浆执行的结束条件如表3-4表各部位帷幕灌浆结束条件3-4部位结束条件左右岸坝基
(1)注入量MOOL/m,P=Pmax时,注入率lL/min,延续30min后结束;
(2)注入量200L/m,PPmin时,延续30min后结束;
(3)注入量间歇恢复灌浆直至;最大灌量超过段,请200L/m,PPmin,15min,a.B b.lOn/示监理工程师左岸山脊先期
(1)当注入量达到1000L之前,若灌浆压力达到设计值,流量小于
0.4L/min,延续30min结束
(2)当注入量达到1000L5000L之间,若灌浆压力达到设计值,不论流量为多少,延续30min结束
(3)当注入量达到之间,若灌浆压力达到设计值,不论流量为多少,延续结束;5000L〜10000L30min若灌浆压力未达到设计值,则由现场工程师确定处理方法后期
(1)当注入量达到3000L之前,若灌浆压力达到设计值,流量小于IL/min,延续30min结束
(2)当注入量达到若灌浆压力达到设计值,不论流量为多少,延续结束3000L,30min
(3)当注入量达到3000L以后,若压力达到该段压力的60%,灌注5000L后停止灌浆,待凝8h,或者达到设计压力,延续30min,可开始下一段钻孔;
(4)当注入量达到以后,若压力仍未达到该段压力的则改用水泥砂浆灌注、、3000L60%,2#3#灌浆洞在规定压力下,注入率不大于时,继续灌注不少于且在设4#IL/min90min,计压力下的灌浆时间不少于或按工程师指令执行洞法灌浆()120min,2#GIN1达到GIN值,且流量小于2L/min时,持续lOmin可以结束
(2)达到GIN值,但流量较大时,应调整压力,使之沿曲线下滑,直至流量小于时,再持续GIN2L/minlOmin可结束灌浆过程中压力不得小于最低压力值
(3)达到最大压力值,流量小于1L/min时,持续30min结束
(4)流量较大,但压力达不到最低压力时,应按规定及时采取措施,包括限流、限量及间歇等,间歇时间洞法6—12h4#GIN灌浆
(1)当灌浆达到最大限制压力Pmax或达到GIN,每5m段长注入率小于IL/min时,延续30min;
(2)当灌浆达到最大灌入量限值Vmax,且小于设计GIN时,采用间歇灌浆,间歇30min后复灌,直至达到
(1),或当累计注入量达到2000L/m时•,灌浆也可结束环形帷幕灌浆在规定压力下,当吸浆率时,持续后结束
0.4L/min30min灌浆自动记录及灌浆过程监控
3.7帷幕灌浆过程及数据的记录全部为自动记录仪记录,这就避免了人为因素xx对记录的准确性的影响选用的灌浆自动记录仪多数为中国水利水电基础工程局与天津大学和西安交大等单位共同研制的、、型智能记录仪和、J31A J31B J31c J31D型多路灌浆监控系统部分灌浆选用了长委科学院研制的和GMS2000GJY—II型记录装置GJY—HI灌浆效果评价
3.8各灌浆区段、各序孔的单位注入量情况见表由各次序孔的水泥单耗可以3-5看出,随着灌浆次序的增加,水泥单耗逐序减小各灌浆区段压水试验检查结果如表压水试验结果表明试验段透水率的合3-6o格率在以上,其中的达表明灌浆效果是好的对检查孔的不合格94%V3hi
92.8%,孔段,均进行了补灌或在其附近增加序孔,进行了加密补强灌浆,并直至检查IV合格从灌浆成果及检查孔检查结果看,各区域的灌浆效果良好,灌浆帷幕均能满足设计防渗要求年月,水利枢纽蓄水安全鉴定委员会对帷幕灌浆的质量评价19999xx如下”从整体看,帷幕灌浆设计合理,施工工艺符合技术要求各地段、、I IIIII序孔单位水泥注入量随灌浆次序的增加而有较明显降低,符合一般规律灌浆质量满足设计要求,具备下闸蓄水条件”由于水库蓄水后两岸均出现较大渗漏,有关各方于年月中旬在召开199912xx了防渗系统专家咨询会,会议决定对防渗帷幕进行补强灌浆会议对防渗补强方案提出了以下指导性意见
(1)原设计的一排帷幕改为二排左岸3#、4#灌浆洞中对原一排帷幕区再增加一排帷幕,对、、断层影响带再增加两排帷幕F240F236F238增加帷幕的深度以达到90m高程或达TJ岩层为宜
(2)右岸2#灌浆洞内对单排帷幕进行加排加深补强处理建议进一步研究对、断层带带状透水区用F231F233帷幕封闭的必要性、可行性和实施方案具体方案为左岸部分,大坝左端以北的地面帷幕灌浆尚未实施,由原设计的一排孔,改为两排孔在灌浆洞左端以南,帷幕底高程由加深到高程4#130m90m,以封堵】透水岩层;灌浆洞以北至断层间,帷幕底高程抬高到TF4#F28125m〜135m,以封堵主要透水岩层断层以北为粘土岩层,帷幕仍为一排孔,以封堵岩体TA F28上部风化壳,幕底高程不变,仍为由于帷幕与隧洞交叉的部位无法补灌,
240.0m估计这些部位仍存在“盲区”右岸部分,在上游坝脚处的高程平台上对
215.00m断层间宽范围实施封堵灌浆封堵灌浆为单排孔,孔距孔深F231〜F233120m2m,达高程,幕底深入到相对不透水岩层中;在灌浆洞内,对断层以
90.00m P212#F1右的透水岩层进行补强灌浆,孔深和原设计孔深相同P22灌浆洞内的帷幕灌浆由一排孔改为两排孔,幕底达粘土岩层内,高程为1#P2”
220.0m经补强灌浆后,排水洞渗水量减少位于左坝肩帷幕下游侧的、1,20%〜30%,P.8⑻两支渗压计的渗压水头下降达之多,在库水位以下时,地下厂房上P17nl230m游边墙和拱顶的渗水量显著减少。