[摘要]本文通過結(jié)合某水電站施工實(shí)例,針對該水電站中泄洪洞存在問題以及不良地質(zhì)現(xiàn)象,提出采取灌漿加固技術(shù),同時就不良地質(zhì)情況采取相應(yīng)的加固處理措施,為同類工程提供有價(jià)值參考。
[關(guān)鍵詞]水電站;水利工程;除險(xiǎn)加固;泄洪洞
1.工程概況
某水電站本標(biāo)段鉆孔和灌漿工程主要包括導(dǎo)流兼深孔泄洪洞包括導(dǎo)流兼深孔泄洪洞進(jìn)口閘井、洞身段、出口閘井、出口明渠、施工支洞封堵的固結(jié)灌漿、回填灌漿、接觸灌漿及接縫灌漿。其中本標(biāo)范圍內(nèi)的接觸灌漿是指導(dǎo)流兼深孔泄洪洞施工支洞封堵混凝土堵頭與圍巖縫面進(jìn)行的灌漿以及發(fā)電洞壓力鋼管外壁與混凝土接觸灌漿,導(dǎo)流兼深孔泄洪洞采取接觸灌漿加固處理共計(jì)319m3,現(xiàn)結(jié)合該工程針對泄洪洞以及不良地質(zhì)問題采取除險(xiǎn)加固措施。
2.混凝土堵頭接觸灌漿
灌漿前先對漿液采取試驗(yàn),主要試驗(yàn)項(xiàng)目為測定漿液配制程序及拌制時間;漿液密度或比重測定;漿液流動性或流變參數(shù);漿液的沉淀穩(wěn)定性;漿液的凝結(jié)時間,包括初凝或終凝時間;漿液結(jié)石的容重、強(qiáng)度、彈性模量和滲透性。
當(dāng)堵頭接觸灌漿在固結(jié)灌漿結(jié)束7d后方可對襯砌混凝土進(jìn)行接觸灌漿以填充襯砌與巖石間的空隙。對于洞周混凝土襯砌部位的灌漿,按先回填灌漿后固結(jié)灌漿的順序進(jìn)行;對于設(shè)置混凝土堵頭部位的灌漿,在先期洞周混凝土襯砌的回填灌漿、固結(jié)灌漿后,再對堵頭混凝土進(jìn)行接觸灌漿施工。
在素混凝土襯砌中的接觸灌漿孔,可采用直接鉆孔的方法,在鋼筋混凝土襯砌中的接觸灌漿孔應(yīng)采用在預(yù)埋管中鉆孔的方法。也可與洞周固結(jié)灌漿孔結(jié)合,但固結(jié)灌漿孔在接觸段的灌漿長度不得大于2m。若在混凝土襯砌后存在較大的孔洞,根據(jù)監(jiān)理人指示增設(shè)進(jìn)漿管并伸到底部,在洞頂部位設(shè)置排氣孔。灌漿一次連續(xù)完成,以免擾動已初凝的漿液。灌漿從低孔向高孔進(jìn)行。在低位孔無回漿說明已灌到高位孔底或吸漿率證明低位孔已灌好時方可進(jìn)行高位孔的灌漿。有漿液從排氣孔溢出時將其蓋住,在溢出的漿液凝固后立即進(jìn)行壓力灌漿。接觸灌漿的壓力和漿液水灰比按施工圖紙的要求或監(jiān)理人的指示確定。灌漿在規(guī)定的壓力下,灌漿孔停止吸漿,并繼續(xù)灌注10min即可結(jié)束。
3.不良地段除險(xiǎn)加固處理
3.1超前固結(jié)灌漿施工
對本工程存在的不良工程地質(zhì)段中開挖洞室,采取超前鉆探探明前方地質(zhì)情況,做好地質(zhì)預(yù)報(bào)。對富水洞段進(jìn)行超前固結(jié)灌漿,對超前灌漿的范圍,孔位布置、灌漿壓力、水灰比及工藝要求等做出專門設(shè)計(jì),報(bào)請監(jiān)理人批準(zhǔn)超前固結(jié)灌漿施工方案實(shí)施。
3.2地下水封堵灌漿施工
在對本工程不良地質(zhì)段鉆孔和灌漿時,對于鉆孔中遇到難以鉆進(jìn)或漏漿嚴(yán)重的情況及時告知監(jiān)理人,共同研究處理措施。有地下水活動時,突發(fā)涌水情況,按照超前勘探、超前灌漿的程序進(jìn)行施工,對于突發(fā)涌水量較大情況,按照業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理共同研究的專項(xiàng)地下水封堵灌漿技術(shù)措施進(jìn)行施工。
3.3不良地段加固施工實(shí)踐
。1)鉆孔技術(shù)措施。鉆孔過程中,遇巖層、巖性變化,發(fā)生掉鉆、坍孔、回水變色、失水、漏水等異常情況則作好詳細(xì)記錄,并及時報(bào)告監(jiān)理人。鉆孔穿過斷裂構(gòu)造發(fā)育帶,發(fā)生塌孔、掉塊或集中滲漏時,立即停鉆,查明原因,一般情況下,可采取壓縮段長進(jìn)行灌漿處理后再進(jìn)行下一段的鉆灌作業(yè)。
。2)灌漿技術(shù)。對于加固不良地段采取灌漿施工時,當(dāng)出現(xiàn)以下特殊情況應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施。1)冒漿:灌漿過程中如地表或混凝土接縫發(fā)生冒(漏)漿現(xiàn)象時,根據(jù)冒(漏)漿量的大小,可采用下述方法處理:如冒漿量較小,可不作專門處理,按正常灌漿方式灌注至達(dá)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn);如冒漿量較大,一般可采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌注等方法處理,必要時應(yīng)采取嵌縫、地表封堵方法處理。2)串通:鉆灌過程中如發(fā)現(xiàn)灌漿孔相互串通時,查明串通量和串通孔數(shù)、范圍,研究采用多孔同時灌漿法灌注,但孔數(shù)不宜超過2孔,以防止產(chǎn)生抬動。3)涌水:對孔口有涌水的孔段,灌前測計(jì)涌水壓力和涌水量,根據(jù)涌水和壓力情況,可按相應(yīng)變濃漿液濃度和增加壓力等措施綜合處理。一般的處理方法為,對發(fā)生涌水孔(段)的灌漿孔段閉漿待凝48小時;灌漿壓力計(jì)入涌水壓力,灌漿結(jié)束后屏漿,當(dāng)涌水壓力小于0.2Mpa時,屏漿1.0小時,若大于0.2Mpa時,屏漿2小時;必要時添加速凝劑。鉆孔時采取縮短段長,針對涌水部位進(jìn)行專門灌漿處理,處理完成后再向下施工,如終孔段發(fā)現(xiàn)涌水,則該孔需加深處理,直至穿過涌水層。4)中斷:灌漿工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,因故中斷盡快恢復(fù)灌漿,恢復(fù)灌漿時使用開灌水灰比的漿液灌注,如注入率與中斷前相近可改用中斷前水灰比的漿液灌注,如恢復(fù)灌漿后,注入率較中斷前減少很多,且在短時間內(nèi)停止吸漿,報(bào)告監(jiān)理等有關(guān)單位研究相應(yīng)的處理措施。5)大漏量:如遇注入率大、灌漿難以正常結(jié)束的孔段時,暫停灌漿作業(yè),對灌漿影響范圍內(nèi)的地下洞井、陡直立坡、結(jié)構(gòu)分縫、冷卻水管等進(jìn)行徹底檢查,如有串通,采取措施處理后再恢復(fù)灌漿,灌漿時可采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿法灌注,必要時亦可摻加適量速凝劑灌注,該段經(jīng)處理后應(yīng)待凝24h,再重新掃孔、補(bǔ)灌。其灌漿資料應(yīng)及早報(bào)送監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位,以便根據(jù)灌漿情況及該部位的地質(zhì)條件,分析、研究是否需進(jìn)行補(bǔ)充鉆灌處理。
3.4不良地質(zhì)地段加固處理措施
。1)對于斷層破碎帶地段,根據(jù)了解的情況,采取增設(shè)封閉孔,即在灌漿范圍外一定距離的斷層、破碎帶地段上先鉆設(shè)封閉灌漿孔,采用低壓、濃漿等方法進(jìn)行封閉性灌漿,然后,再按正常方法進(jìn)行灌漿孔的灌漿。
。2)對斷層及破碎帶等大漏量段灌漿,一般采用低壓、限流、間歇灌漿等方法處理,即先逐級降低灌漿壓力,觀察吸漿率的變化直至吸漿率降至10L/min以下,如壓力降為0Mpa,吸漿率仍然很大,則采用限流法,控制吸漿率在5-10L/min,保持管路通暢即可,持續(xù)灌注,必要時待凝、間歇,以減小漿液在大漏量通道處的流速,促使?jié){液盡快沉積、凝固,堵塞外漏通道,達(dá)到正常灌漿的目的。
。3)對斷層及破碎帶等大漏量段灌漿,也可采用較低的壓力灌注較濃的混合漿液,如水泥砂漿、水泥化學(xué)漿等,待吸漿率有顯著減少時,再改灌常規(guī)漿液,逐級提高壓力直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。再視情況布置加密灌漿孔、采用抬高0.5-1Mpa壓力灌漿,以期達(dá)到灌漿的設(shè)計(jì)壓力標(biāo)準(zhǔn)。
。4)對于特大漏量段灌漿,經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)可以在灌漿漿液中摻加一些早強(qiáng)外加劑或摻合材料,如在水泥漿中加水玻璃,或摻砂量較高的水泥砂漿等;加入外加劑時,可采用孔內(nèi)混合的雙液灌漿法,在斷層大漏量部位混合漿液。待大的洞隙灌滿后,再灌注常規(guī)的漿液。
4.結(jié)論
文章通過結(jié)合某水電站施工現(xiàn)場實(shí)踐,針對不良地段以及泄洪洞問題,提出采取灌漿等加固處理技術(shù),詳細(xì)地總結(jié)相應(yīng)的加固處理實(shí)施防范,值得為同類工程提供參考。
參考文獻(xiàn)
[1] 李志.大型水電站的除險(xiǎn)加固施工實(shí)施[J].四川水力發(fā)電,2006,(02).
[2] 陳廣平.貴州光照水電站大壩土建工程除險(xiǎn)加固施工[J].價(jià)值工程,2007,(06).
[關(guān)鍵詞]水電站;水利工程;除險(xiǎn)加固;泄洪洞
1.工程概況
某水電站本標(biāo)段鉆孔和灌漿工程主要包括導(dǎo)流兼深孔泄洪洞包括導(dǎo)流兼深孔泄洪洞進(jìn)口閘井、洞身段、出口閘井、出口明渠、施工支洞封堵的固結(jié)灌漿、回填灌漿、接觸灌漿及接縫灌漿。其中本標(biāo)范圍內(nèi)的接觸灌漿是指導(dǎo)流兼深孔泄洪洞施工支洞封堵混凝土堵頭與圍巖縫面進(jìn)行的灌漿以及發(fā)電洞壓力鋼管外壁與混凝土接觸灌漿,導(dǎo)流兼深孔泄洪洞采取接觸灌漿加固處理共計(jì)319m3,現(xiàn)結(jié)合該工程針對泄洪洞以及不良地質(zhì)問題采取除險(xiǎn)加固措施。
2.混凝土堵頭接觸灌漿
灌漿前先對漿液采取試驗(yàn),主要試驗(yàn)項(xiàng)目為測定漿液配制程序及拌制時間;漿液密度或比重測定;漿液流動性或流變參數(shù);漿液的沉淀穩(wěn)定性;漿液的凝結(jié)時間,包括初凝或終凝時間;漿液結(jié)石的容重、強(qiáng)度、彈性模量和滲透性。
當(dāng)堵頭接觸灌漿在固結(jié)灌漿結(jié)束7d后方可對襯砌混凝土進(jìn)行接觸灌漿以填充襯砌與巖石間的空隙。對于洞周混凝土襯砌部位的灌漿,按先回填灌漿后固結(jié)灌漿的順序進(jìn)行;對于設(shè)置混凝土堵頭部位的灌漿,在先期洞周混凝土襯砌的回填灌漿、固結(jié)灌漿后,再對堵頭混凝土進(jìn)行接觸灌漿施工。
在素混凝土襯砌中的接觸灌漿孔,可采用直接鉆孔的方法,在鋼筋混凝土襯砌中的接觸灌漿孔應(yīng)采用在預(yù)埋管中鉆孔的方法。也可與洞周固結(jié)灌漿孔結(jié)合,但固結(jié)灌漿孔在接觸段的灌漿長度不得大于2m。若在混凝土襯砌后存在較大的孔洞,根據(jù)監(jiān)理人指示增設(shè)進(jìn)漿管并伸到底部,在洞頂部位設(shè)置排氣孔。灌漿一次連續(xù)完成,以免擾動已初凝的漿液。灌漿從低孔向高孔進(jìn)行。在低位孔無回漿說明已灌到高位孔底或吸漿率證明低位孔已灌好時方可進(jìn)行高位孔的灌漿。有漿液從排氣孔溢出時將其蓋住,在溢出的漿液凝固后立即進(jìn)行壓力灌漿。接觸灌漿的壓力和漿液水灰比按施工圖紙的要求或監(jiān)理人的指示確定。灌漿在規(guī)定的壓力下,灌漿孔停止吸漿,并繼續(xù)灌注10min即可結(jié)束。
3.不良地段除險(xiǎn)加固處理
3.1超前固結(jié)灌漿施工
對本工程存在的不良工程地質(zhì)段中開挖洞室,采取超前鉆探探明前方地質(zhì)情況,做好地質(zhì)預(yù)報(bào)。對富水洞段進(jìn)行超前固結(jié)灌漿,對超前灌漿的范圍,孔位布置、灌漿壓力、水灰比及工藝要求等做出專門設(shè)計(jì),報(bào)請監(jiān)理人批準(zhǔn)超前固結(jié)灌漿施工方案實(shí)施。
3.2地下水封堵灌漿施工
在對本工程不良地質(zhì)段鉆孔和灌漿時,對于鉆孔中遇到難以鉆進(jìn)或漏漿嚴(yán)重的情況及時告知監(jiān)理人,共同研究處理措施。有地下水活動時,突發(fā)涌水情況,按照超前勘探、超前灌漿的程序進(jìn)行施工,對于突發(fā)涌水量較大情況,按照業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理共同研究的專項(xiàng)地下水封堵灌漿技術(shù)措施進(jìn)行施工。
3.3不良地段加固施工實(shí)踐
。1)鉆孔技術(shù)措施。鉆孔過程中,遇巖層、巖性變化,發(fā)生掉鉆、坍孔、回水變色、失水、漏水等異常情況則作好詳細(xì)記錄,并及時報(bào)告監(jiān)理人。鉆孔穿過斷裂構(gòu)造發(fā)育帶,發(fā)生塌孔、掉塊或集中滲漏時,立即停鉆,查明原因,一般情況下,可采取壓縮段長進(jìn)行灌漿處理后再進(jìn)行下一段的鉆灌作業(yè)。
。2)灌漿技術(shù)。對于加固不良地段采取灌漿施工時,當(dāng)出現(xiàn)以下特殊情況應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施。1)冒漿:灌漿過程中如地表或混凝土接縫發(fā)生冒(漏)漿現(xiàn)象時,根據(jù)冒(漏)漿量的大小,可采用下述方法處理:如冒漿量較小,可不作專門處理,按正常灌漿方式灌注至達(dá)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn);如冒漿量較大,一般可采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌注等方法處理,必要時應(yīng)采取嵌縫、地表封堵方法處理。2)串通:鉆灌過程中如發(fā)現(xiàn)灌漿孔相互串通時,查明串通量和串通孔數(shù)、范圍,研究采用多孔同時灌漿法灌注,但孔數(shù)不宜超過2孔,以防止產(chǎn)生抬動。3)涌水:對孔口有涌水的孔段,灌前測計(jì)涌水壓力和涌水量,根據(jù)涌水和壓力情況,可按相應(yīng)變濃漿液濃度和增加壓力等措施綜合處理。一般的處理方法為,對發(fā)生涌水孔(段)的灌漿孔段閉漿待凝48小時;灌漿壓力計(jì)入涌水壓力,灌漿結(jié)束后屏漿,當(dāng)涌水壓力小于0.2Mpa時,屏漿1.0小時,若大于0.2Mpa時,屏漿2小時;必要時添加速凝劑。鉆孔時采取縮短段長,針對涌水部位進(jìn)行專門灌漿處理,處理完成后再向下施工,如終孔段發(fā)現(xiàn)涌水,則該孔需加深處理,直至穿過涌水層。4)中斷:灌漿工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,因故中斷盡快恢復(fù)灌漿,恢復(fù)灌漿時使用開灌水灰比的漿液灌注,如注入率與中斷前相近可改用中斷前水灰比的漿液灌注,如恢復(fù)灌漿后,注入率較中斷前減少很多,且在短時間內(nèi)停止吸漿,報(bào)告監(jiān)理等有關(guān)單位研究相應(yīng)的處理措施。5)大漏量:如遇注入率大、灌漿難以正常結(jié)束的孔段時,暫停灌漿作業(yè),對灌漿影響范圍內(nèi)的地下洞井、陡直立坡、結(jié)構(gòu)分縫、冷卻水管等進(jìn)行徹底檢查,如有串通,采取措施處理后再恢復(fù)灌漿,灌漿時可采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿法灌注,必要時亦可摻加適量速凝劑灌注,該段經(jīng)處理后應(yīng)待凝24h,再重新掃孔、補(bǔ)灌。其灌漿資料應(yīng)及早報(bào)送監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位,以便根據(jù)灌漿情況及該部位的地質(zhì)條件,分析、研究是否需進(jìn)行補(bǔ)充鉆灌處理。
3.4不良地質(zhì)地段加固處理措施
。1)對于斷層破碎帶地段,根據(jù)了解的情況,采取增設(shè)封閉孔,即在灌漿范圍外一定距離的斷層、破碎帶地段上先鉆設(shè)封閉灌漿孔,采用低壓、濃漿等方法進(jìn)行封閉性灌漿,然后,再按正常方法進(jìn)行灌漿孔的灌漿。
。2)對斷層及破碎帶等大漏量段灌漿,一般采用低壓、限流、間歇灌漿等方法處理,即先逐級降低灌漿壓力,觀察吸漿率的變化直至吸漿率降至10L/min以下,如壓力降為0Mpa,吸漿率仍然很大,則采用限流法,控制吸漿率在5-10L/min,保持管路通暢即可,持續(xù)灌注,必要時待凝、間歇,以減小漿液在大漏量通道處的流速,促使?jié){液盡快沉積、凝固,堵塞外漏通道,達(dá)到正常灌漿的目的。
。3)對斷層及破碎帶等大漏量段灌漿,也可采用較低的壓力灌注較濃的混合漿液,如水泥砂漿、水泥化學(xué)漿等,待吸漿率有顯著減少時,再改灌常規(guī)漿液,逐級提高壓力直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。再視情況布置加密灌漿孔、采用抬高0.5-1Mpa壓力灌漿,以期達(dá)到灌漿的設(shè)計(jì)壓力標(biāo)準(zhǔn)。
。4)對于特大漏量段灌漿,經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)可以在灌漿漿液中摻加一些早強(qiáng)外加劑或摻合材料,如在水泥漿中加水玻璃,或摻砂量較高的水泥砂漿等;加入外加劑時,可采用孔內(nèi)混合的雙液灌漿法,在斷層大漏量部位混合漿液。待大的洞隙灌滿后,再灌注常規(guī)的漿液。
4.結(jié)論
文章通過結(jié)合某水電站施工現(xiàn)場實(shí)踐,針對不良地段以及泄洪洞問題,提出采取灌漿等加固處理技術(shù),詳細(xì)地總結(jié)相應(yīng)的加固處理實(shí)施防范,值得為同類工程提供參考。
參考文獻(xiàn)
[1] 李志.大型水電站的除險(xiǎn)加固施工實(shí)施[J].四川水力發(fā)電,2006,(02).
[2] 陳廣平.貴州光照水電站大壩土建工程除險(xiǎn)加固施工[J].價(jià)值工程,2007,(06).