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某水库大坝基础灌浆施工技术

2023-03-08易友

河南水利与南水北调 2023年7期
关键词:兴义市制浆帷幕

易友

(兴义市水务局,贵州 兴义 562400)

1 工程概况

1.1 纳达水库工程简介

兴义市纳达水库是一座以乡镇供水、农业灌溉为主,兼顾农村饮水等的综合性水利枢纽工程。水库总库容1 076.80万m3,有效库容722.20万m3,最大坝高81.20 m。水库工程规模为中型,工程等别为III 等。纳达水库设计保证率下可供水量为1 227.70万m3。

纳达水库工程由水源工程和供水灌溉工程两部分组成。水源工程主要建筑物包括沥青心墙混合土石坝、左岸溢洪道、右岸输水隧洞等组成。坝顶高程1 041.20 m,最大坝高81.20 m,坝顶总长250 m;溢洪道为开敞式,设2 孔8 m×5 m(宽×高)表孔,堰顶高程1 032 m,溢洪道平面总长291.70 m;输水隧洞总长691.75 m,进口底高程1 005 m,隧洞出口底板高程为1 004.50 m,洞身段采用城门洞形,尺寸为2 m×2 m。供水灌溉工程输水线路包括总干管、左干管和右干管。

1.2 主要建筑物

①挡水建筑物。防浪墙顶高程1 042.20 m,坝顶宽10 m,坝顶长250 m。沥青心墙顶宽0.60 m,底部宽1.20 m。心墙下部设混凝土基座和垫座。②泄水建筑物。溢洪道紧靠大坝左坝肩布置,溢洪道轴线平面走向为NE82.42°转SE129.39°,转弯半径90 m,转弯角46.97°。溢洪道由进水渠段、控制段、泄槽段、挑流鼻坎段和出水渠段组成,总长约325.52 m。③输水隧洞。④供水灌溉工程。

1.3 对外交通及施工场地条件

工程位于贵州省兴义市,兴义市地处滇、桂、黔三省(区)结合部,是黔西南布依族苗族自治州州府所在地。兴义市距离六盘水市约272 km、六枝特区256 km、贵阳320 km。大型设备可通过铁路运输至兴义火车站,再经公路运至工地。水路方面,现状该河道窄小,没有航运,仅有下游供水要求。

纳达水库位于贵州省兴义市仓更镇仓更村,距离兴义市市区约55 km,坝址下游约800 m 有沥青路面的县道通至兴义市。坝址上、下游滩地出露,部分滩地可利用作为施工场地。

2 大坝基础灌浆施工技术条件

2.1 大坝基础灌浆概述

大坝基础灌浆是大坝止水、排水系统主要施工项目内容之一。主要工程量:大坝固结钻孔2 822 m、固结灌浆2 822 m、帷幕灌浆钻孔8 499 m、帷幕灌浆7 485 m。大坝基础灌浆施工时段:历时一年零8个月共计20个月。

2.2 灌浆材料选择

①水泥。根据施工图纸或监理工程师指示,选用灌浆用的水泥品种。此工程大坝帷幕灌浆、固结灌浆拟选用P.O42.5水泥。水泥的细度为通过80 μm方孔筛的筛余量不大于5%。水泥质量符合相关的技术规范要求。②水温小于等于40 ℃。③砂、粉煤灰和水玻璃等掺合料符合相关技术规范的规定,试验确定掺入量。④速凝剂、减水剂或其他外加剂最优掺入量由室内、现场灌浆试验确定。

2.3 灌浆主要设备和生产性试验

①灌浆主要设备配置。XY-2 型地质钻机6 台,ZJ-400 型高速制浆机4 台,1 m3贮浆桶4 台,SGB-6-10 型灌浆泵4 台,BW250/50 型输浆泵4 台,200 L×2 双层搅拌桶4 台。②灌浆生产性试验。为保证在坝基础灌浆施工的质量,大面积施工前根据不同地质条件选择有代表性的地段作灌浆生产性试验,以验证设计孔排、排距、灌浆压力等参数。

2.4 制浆系统的布置

浆液供应采用集中供浆和分散供浆相结合的方式。大坝灌浆以集中制浆站供浆为主,在灌浆工程量分散的部位,在现场就近采用移动式灌浆站灌浆。①集中制浆系统。在大坝左、右岸适当空地上各布置一个集中制浆站,并根据实际施工情况进行调整,各制浆站内配1~2台ZJ-400型高速搅拌机制浆,1~2 台1 m3贮浆桶储浆,1~2 台BW250/50 型输浆泵输浆。制浆站采用轻型钢结构,面积为120 m2,制浆站内采用φ 48 mm架子管搭设水泥平台结构。制浆站拌制水灰比为0.50∶1的标准浆液,然后通过输浆泵送至各中继站,中继站布置一台1 m3储浆桶和1 台BW250/50 输浆泵,中继站至各灌浆部位铺设Φ50 mm 输浆管路,并在各灌浆部位安装出浆阀门,各个灌浆施工机组用浆从输浆管出浆阀取用。制浆站与中继站及中继站与灌浆机组之间采用电话或指示信号联系。②移动式灌浆站。移动式灌浆站在灌浆现场就近布置,每个灌浆站设1 台ZJ400 高速搅拌机、1 台2×200 L 双桶搅拌桶和1 台BW100/100型灌浆泵。

3 固结灌浆施工技术

3.1 固结灌浆施工主要方法

①分序分段及灌浆方式。岩石情况较好的地段,拟一次成孔,分两序两段,采取自下而上方式灌浆。其余部位均分两序两段,采取自上而下方式钻孔灌浆。根据设计孔深分段,段长为6 m 左右。②成孔方法。采用XY-2 地质钻机钻孔,钻头选用Φ75 mm,成孔直径Φ80 mm。③灌浆压力。灌浆压力按施工图或监理工程师指示并经试验确定;以压水试验压力为基础,每0.05 MPa 逐级升压至设计压力,每级压力纯灌时间大于等于15 min;或以压力和流量的积为一常数,然后除灌浆时段的吸浆量得到的商值,即为灌浆时段的施加压力,随着吸浆量的减少,而逐级升至设计压力。④灌浆水灰比及浆液变换。注入量已达到300 L 以上或灌浆时间已达到30 min,可换浓一级水灰比浆液灌注;注入率大于30 L/min 时越级变浓。⑤灌浆结束标准。规定压力下注入率小于等于1 L/min 持续灌注30 min,结束灌浆。⑥灌浆封孔。用水灰比0.50∶1 的浓浆封孔,采用“全孔灌浆封孔法”;浆液凝固后及时清除孔内浮浆和污水,用干硬性水泥砂浆回填密实;单元工程灌浆结束后,抬动观测孔、物探测试孔等的封孔方法及要求同固结灌浆孔。⑦灌浆记录。记录员培训考核合格。钻孔冲洗、压水和灌浆全过程记录,自动记录仪监控压水和灌浆,并与人工记录对比。

3.2 特殊情况处理

①冒浆处理。②断层带处理。③串浆处理。④孔口涌水处理。⑤灌浆中断的处理。⑥大耗浆段处理。

3.3 抬动观测及检查孔施工

①抬动观测。设置2 个抬动观测孔,安设千分表。抬动变形观测装置的埋设由现场监理工程师现场监理、指导,均符合设计要求;所有试验灌浆孔(段)连续观测、记录。以混凝土变形值来控制和调整灌浆压力,当千分表有明显抬动(抬动值上升过快),即降低压力;当抬动值达到设计变形值时,停止灌浆,在抬动值恢复至设计值60%时,再恢复灌浆。②检查孔施工。各段落、单元工程施工完成3-7 d 后进行检查孔施工,具体位置经监理工程批复确定;固结灌浆检查孔采用单点法压水,数量为工程孔的5%。

4 帷幕钻孔灌浆施工技术

4.1 帷幕钻孔灌浆主要方法

①分序分段及灌浆方式。分三序多段、自上而下方式钻孔灌浆,先施工Ⅰ序孔,再施工Ⅱ序孔,最后施工Ⅲ序孔;直至达到设计要求;第一段以深入基岩0.50 m左右为准,第二段长度为3 m,以下各段长为5 m。②成孔方法。先导孔孔口管段为φ91 mm,以下各段为φ76 mm,帷幕灌浆孔孔口管选用φ75 mm,以下各段钻孔为φ56 mm;抬动观测孔为Φ76 mm,检查孔Φ91 mm;均采用XY-2 型地质钻机进行钻孔;用KXP-1A 型测斜仪孔段测斜,孔口段10 m 内至少检测孔斜一次,以下各段每20 m 检测孔斜一次,其孔底偏差值严格控制在设计规定的允许偏差内;灌浆孔钻孔深度不小于设计施工图深度或监理工程师指示的深度,先导孔深入帷幕设计底线以下10 m;灌浆孔均进行风水联合冲洗活用导管通入大流量水流,从孔底向孔外冲洗;冲洗水压80%灌浆压力,且小于等于1 MPa,冲洗风压50%灌浆压力,压力超过0.50 MPa,采用0.50 MPa。单孔裂隙冲洗用压力水脉动方式,串通孔裂隙冲洗用风、水轮换方式;帷幕灌浆裂隙冲洗要求至回水澄清为止或不大于20 min,对回水达不到澄清要求的孔段,按监理工程师的指示进行处理。③压水试验。除先导孔和检查孔采用“五点法”压水外,其余均采用“单点法”或“简易压水法”。④灌浆压力。首段以不抬动基座为前提,根据灌浆试验确定。其余各段按设计灌浆压力。⑤注入率大于30 L/min时,视具体情况可越级变浓水灰比。⑥灌浆结束标准。自上而下分段灌浆段最大设计压力下,注入率小于等于1 L/min,持续灌注60 min,结束灌浆。⑦灌浆记录同固结灌浆。

4.2 特殊情况处理

①孔段返浆的处理。②孔内返砂的处理。③断层破碎带等地质缺陷段处理。

4.3 抬动观测及检查孔施工

①抬动观测同固结灌浆。②检查孔施工。各段落、单元工程完成14 d后进行检查孔施工,位置经监理工程批复确定;帷幕灌浆检查孔用单点法或五点法压水,工程孔的10%。

5 结语

综上可知,了解水库工程概况,从大坝基础灌浆材料选择、制浆系统布置、灌浆主要设备和生产性试验等方面综合确定水库大坝基础灌浆施工技术条件,科学实施大坝基础固结灌浆、帷幕钻孔灌浆工艺,确保水库大坝基础灌浆施工质量。

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