阿海電站導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡固結(jié)灌漿錨筋樁施工

1、精品文檔阿海電站導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡預(yù)固結(jié)灌漿錨筋樁施工作者:水電十四局勘察設(shè)計(jì)研究院 劉勇斌【摘要】 阿海電站導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡地質(zhì)條件復(fù)雜，為提高圍巖的整體穩(wěn)定性，為確保導(dǎo)洞洞進(jìn)口開(kāi)挖平安施工，對(duì)進(jìn)口段邊坡采取了預(yù)固結(jié)灌漿、懸吊錨筋樁、錨索、長(zhǎng)錨桿鎖口等加固措施，文中對(duì)預(yù)固結(jié)灌漿和錨筋樁施工工藝進(jìn)行了介紹?！娟P(guān)鍵詞】 阿海電站 導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡 預(yù)固結(jié)灌漿 懸吊錨筋樁 施工工藝1、 工程地質(zhì)概況1.1 工程概況阿海水電站壩址位于云南省麗江市玉龍縣右岸與寧蒗縣左岸交界的金沙江中游河段，是金沙江中游河段規(guī)劃的第四個(gè)梯級(jí)電站，總裝機(jī)容量200萬(wàn)千瓦。導(dǎo)流系統(tǒng)布置在樞紐左岸，及1、2導(dǎo)流洞，洞身混凝土襯砌后斷

2、面為16m×19m寬×高，進(jìn)口高程分別為1406m和1408m。工程施工導(dǎo)流采用圍堰一次斷流，1#、2#導(dǎo)流隧洞泄流的全年導(dǎo)流方式。截流后第一個(gè)枯水期由1#導(dǎo)流隧洞泄流。1.2 工程地質(zhì)條件1#導(dǎo)流洞進(jìn)口部位地形坡度在高程1460m以下為40°50°，高程1460m1580m為25°30°，高程1580m以上為35°40°，隧洞軸線方向S67°E，岸坡走向S15°E，兩者夾角為52°。高程1460m1475m為左岸壩前堆積體的下游邊緣部位，厚約3m15m，靠上游側(cè)稍厚，組成物質(zhì)下部為沖

3、積成因的卵礫石夾漂石、孤石和砂，上部為冰磧成因的碎塊石夾砂土，密實(shí)，表部具半膠結(jié)。其余地段基巖裸露，巖性為泥盆系班滿(mǎn)到地組下段D1b1灰、深灰色中至厚層狀砂巖夾薄至中厚層狀粉砂質(zhì)板巖、粉砂巖，板巖類(lèi)普遍含碳質(zhì)，夾層厚度一般小于0.3m，底部有兩層厚1.5m2m的復(fù)成分礫巖。其中砂巖為中厚層狀，局部為薄層狀，板巖多為薄層狀或與泥質(zhì)粉砂巖呈互層狀。巖石經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用和受多期構(gòu)造影響頁(yè)巖已板巖化。受擠壓及層間錯(cuò)動(dòng)影響多以片理化，面光滑具擦痕，局部為“磨光鏡面、夾石英條帶、構(gòu)造透鏡體、和構(gòu)造片狀片巖。 圍巖結(jié)構(gòu)為單斜層狀，層面節(jié)理發(fā)育，局部沿層面屢次錯(cuò)動(dòng)，為主要軟弱結(jié)構(gòu)面，與層面近正交的層間節(jié)理受限制

4、，多錯(cuò)列相接。傾向節(jié)理間距為13m左右，節(jié)理多面為銹面或附應(yīng)力礦物，黃鐵礦等。2#導(dǎo)流洞進(jìn)口位于1#導(dǎo)流洞上游側(cè)。進(jìn)口部位地形坡度在高程1470m以下約40°，高程1470m1650m為28°左右，高程1650m以上為35°40°。隧洞軸線方向S67°E，岸坡走向S15°E。地段內(nèi)在高程1481m以下基巖裸露，地質(zhì)條件與1#導(dǎo)流洞進(jìn)口類(lèi)似，高程1481m以上為堆積體分布，厚0m45m不等。2 、預(yù)固結(jié)灌漿施工2.1 物探測(cè)試1固結(jié)灌漿施工前抽取一定數(shù)量固結(jié)孔作為物探測(cè)試孔，孔深與固結(jié)灌漿孔相同，通過(guò)灌漿前后巖石波速的比照檢測(cè)灌漿效果。

5、2所有物探測(cè)試孔均應(yīng)分別進(jìn)行灌前、灌后的物探測(cè)試工作，包括固結(jié)灌漿檢查孔的聲波測(cè)試。3灌漿前應(yīng)對(duì)物探測(cè)試孔加以保護(hù)，以防雜物堵塞測(cè)試孔。4物探測(cè)試孔，在灌后物探測(cè)試工作完成后，應(yīng)按固結(jié)灌漿檢查孔的要求進(jìn)行封孔。2.2 導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡預(yù)固結(jié)灌漿錨筋樁施工程序 施工排架搭設(shè) 固結(jié)孔鉆孔 鉆孔沖洗及裂隙沖洗 預(yù)固結(jié)灌漿、序鉆孔、灌漿 固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查 灌后物探測(cè)試 序固結(jié)孔掃孔 下放錨筋樁 注漿 錨筋樁無(wú)損檢測(cè)。2.3 固結(jié)灌漿工藝流程固結(jié)灌漿施工工藝流程圖如下。固結(jié)灌漿工藝流程圖布孔水泥水其它攪拌過(guò)濾送漿按需要調(diào)整漿液被灌孔段灌漿控制閥造孔洗孔及壓水試驗(yàn)壓力表、自動(dòng)記錄儀每分鐘耗量設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)到達(dá)設(shè)計(jì)

6、結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)此孔段結(jié)束到達(dá)設(shè)計(jì)壓力轉(zhuǎn)入下一孔段2.4 固結(jié)灌漿施工工藝措施 鉆孔采用YG-40、70錨固鉆機(jī)或地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，開(kāi)孔孔徑110或 91，根據(jù)開(kāi)孔成孔條件，便于灌漿可埋設(shè)108或 89無(wú)縫管作孔口管，孔口管埋設(shè)深度為入巖不少于1.0m，預(yù)固結(jié)灌漿孔間排距2m×1.5m，錨筋樁孔間排距4m×1.5m。鉆孔先施工序孔，待序孔灌漿結(jié)束前方能進(jìn)行序孔的鉆孔施工。鉆孔過(guò)程中對(duì)各種情況進(jìn)行記錄，如塌孔、卡鉆、掉鉆、不返水等。鉆孔遇有塌孔、掉塊難以鉆進(jìn)時(shí)，可先進(jìn)行灌漿處理，而后繼續(xù)鉆進(jìn)。如發(fā)現(xiàn)集中漏水，應(yīng)查明漏水部位、漏水量和漏水原因，經(jīng)處理后再鉆進(jìn)。 鉆孔裂隙沖洗及壓水鉆孔后根據(jù)

7、成孔條件進(jìn)行鉆孔沖洗，假設(shè)成孔好，采取風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)造孔的，到達(dá)鉆進(jìn)深度后，先用風(fēng)吹凈孔內(nèi)的粉渣后，采取壓力水進(jìn)行敞開(kāi)式鉆孔裂隙沖洗，沖洗至回水清凈；采取地質(zhì)鉆機(jī)的直接利用鉆桿進(jìn)行沖洗至回水清凈即可。鉆孔塌孔、掉塊等成孔較難或鉆孔不返水的孔段不沖洗直接進(jìn)行灌漿施工。鑒于地質(zhì)為泥質(zhì)巖類(lèi)板巖化，在輝綠巖兩側(cè)變質(zhì)作用較強(qiáng)烈，緊靠輝綠巖局部砂巖角巖化。巖體破碎、節(jié)理、裂隙結(jié)構(gòu)面發(fā)育，且與水易軟化，壓水的意義不大，不進(jìn)行灌前壓水。 灌漿1灌漿方式灌漿擬采取孔口封閉、純壓式灌漿，最終根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中巖層的不同的地質(zhì)條件選擇適宜的灌漿方式進(jìn)行灌漿施工。一序孔采取自上而下分段灌漿；二序孔采取自下而上、自上而下或綜

8、合法進(jìn)行灌漿。強(qiáng)風(fēng)化堆積體部位的灌漿無(wú)法成孔采取花管或套管跟進(jìn)灌漿。2灌漿分段根據(jù)鉆孔成孔條件進(jìn)行分段，孔口段段長(zhǎng)易短，初頂段定為3.05.0m，灌漿段最大段長(zhǎng)不宜超過(guò)10m。 3灌漿壓力初步擬定灌漿壓力：一序孔0.50.8 Mpa；二序孔0.81.0 Mpa。最終壓力根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工確定。4漿液配比及變換原那么灌漿漿液水灰比采用1:1、0.8:1、0.6:1或0.5三個(gè)比級(jí)，灌漿起始水灰比為1:1。固結(jié)灌漿液濃度應(yīng)由稀變濃，逐級(jí)變換，漿液變換按以下執(zhí)行：當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比；當(dāng)某一比級(jí)漿液的注入量已達(dá)300L以上或灌注時(shí)間已達(dá)1h而

9、灌漿壓力和注入率均無(wú)改變或改變不顯著時(shí)，應(yīng)改濃一級(jí)。當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，可根據(jù)具體情況越級(jí)變濃。已使用最大濃度的漿液灌注時(shí)，灌漿段灌灰量已達(dá)10T，吸漿量還很大，采用加砂、速凝劑、低壓慢灌、間歇灌漿等方法處理，仍達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)告工程師，按其要求處理。5灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)灌漿在規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率不大于1Lmin繼續(xù)灌注30min，灌漿即可結(jié)束。6封孔灌漿孔采用“置換和壓力灌漿封孔法進(jìn)行封孔，每一個(gè)孔灌漿結(jié)束后，均采用0.6:1的濃漿置換孔內(nèi)清漿,全孔復(fù)灌一次，封孔壓力與孔口段灌漿壓力相同, 當(dāng)注入率為0時(shí)，延續(xù)灌注10min即可結(jié)束，孔口空余局部用人工拌制水泥砂漿封滿(mǎn)。 7質(zhì)量檢查

10、固結(jié)灌漿壓水試驗(yàn)檢查在該部位灌漿結(jié)束3天后進(jìn)行。灌漿結(jié)束后，將灌漿記錄和有關(guān)資料提交給監(jiān)理人，以便擬定檢查孔的孔位。檢查孔的數(shù)量不少于灌漿孔總數(shù)的5，孔段合格率應(yīng)在80以上，不合格孔段的透水率值不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定值的150，且不集中，灌漿質(zhì)量可認(rèn)為合格。否那么，按監(jiān)理人批準(zhǔn)的措施進(jìn)行處理。檢查孔施工要求：壓水壓力為0.3Mpa，合格段透水率值不應(yīng)大于5.0lu。檢查孔壓水采用單點(diǎn)法壓水，檢查孔壓水合格后按要求進(jìn)行封孔。8特殊情況處理被串孔正在鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，條件可能下，被串孔與施灌孔同時(shí)灌注，否那么用灌漿塞塞緊。灌漿結(jié)束后應(yīng)立即將被串孔掃孔洗凈，待后再灌。灌漿過(guò)程中，假設(shè)因故中斷，應(yīng)盡早恢

11、復(fù)灌漿，中斷超過(guò)30min時(shí)，應(yīng)進(jìn)行鉆孔沖洗，假設(shè)沖洗無(wú)效，應(yīng)掃孔復(fù)灌，復(fù)灌時(shí)漿液濃度從起灌水灰比開(kāi)始灌漿。假設(shè)灌漿時(shí)周?chē)霈F(xiàn)漏漿情況，采用低壓慢灌、間歇灌漿、封堵冒漿處等方法。灌漿時(shí)已使用最大濃度漿液灌注，吸漿量仍然很大，假設(shè)每段耗灰量到達(dá)10T時(shí)，可采用低壓慢灌、間歇灌漿或加砂等方法。水灰砂比一般為0.6：1：0.40.6。耗灰量較大的灌段，灌后必須進(jìn)行待凝，以免造成待凝過(guò)短，水泥結(jié)石強(qiáng)度過(guò)低，無(wú)法承受較大的灌漿壓力而被沖開(kāi)，耗灰量又猛增的現(xiàn)象，假設(shè)待凝時(shí)間8h仍出現(xiàn)上述現(xiàn)象，待凝時(shí)間可增至12h。灌漿出現(xiàn)耗漿量較大的孔段，及時(shí)向監(jiān)理工程師反映，研究處理方案，處理結(jié)果及時(shí)報(bào)監(jiān)理工程師確認(rèn)。

12、3 、灌漿成果分析灌漿成果的分析和評(píng)價(jià)主要包括灌漿成果、檢查孔壓水、物探檢測(cè)等三個(gè)方面的分析及評(píng)價(jià)。3.1 灌漿成果分析 固結(jié)累計(jì)完成20412.78m，水泥耗量2922.42t，最大單耗484.0kg/m，最小單耗17.7kg/m，平均單耗143.16kg/m，序孔灌漿進(jìn)尺12596.88m，灌灰量2228.55t，單位耗灰量為176.91Kg/m，序孔灌漿進(jìn)尺7851.9m，灌灰量693.86t，單位耗灰量88.78Kg/m。預(yù)固結(jié)灌漿成果統(tǒng)計(jì)表工程部位工程量m耗灰量t單耗Kg/m分序工程量m耗灰量t單耗Kg/m1導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡9097.31040.53114.375990.5802.40

13、 133.95 3106.8238.13 76.65 2導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡11315.481881.88166.316606.381426.15 215.87 4709.1455.73 96.78 合計(jì)20412.782922.42143.1612596.882228.55 176.91 7815.9693.86 88.78 根據(jù)灌漿綜合統(tǒng)計(jì)表累計(jì)分析序孔和序孔單耗灰區(qū)間分部情況，繪制單耗灰累計(jì)曲線圖，固結(jié)灌漿單耗灰頻率曲線見(jiàn)下列圖：1、2導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡預(yù)固結(jié)灌漿單耗灰頻率曲線通過(guò)單位耗灰量頻率曲線圖，綜合分析預(yù)固結(jié)灌漿單位注入量區(qū)間分部情況，可以看出預(yù)固結(jié)灌漿單位注入量區(qū)間分部符合灌漿的一般規(guī)律

14、。在頻率曲線相對(duì)較小的0100 Kg/m區(qū)間中，序孔累計(jì)頻率為18.5，序孔累計(jì)頻率為70.4，序孔較序孔累計(jì)頻率增加了51.9；在吸漿量相對(duì)較大的100Kg/m500Kg/m區(qū)間中，序孔累計(jì)頻率為81.4，序孔累計(jì)頻率為29.6，序孔較序孔累計(jì)頻率減少了51.8。序孔平均單耗為I序孔平均單耗的51.8%，、次序孔的平均單耗呈遞減趨勢(shì)，且減幅較大，說(shuō)明灌漿分序的合理性，且灌漿效果顯著。3.2 檢查孔壓水情況檢查孔壓水成果表工程部位段數(shù)最大值最小值平均值1導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡283.5840.191.672導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡763.0720.191.62 灌漿后對(duì)預(yù)固結(jié)灌漿進(jìn)行了質(zhì)量檢查，檢查孔采用單點(diǎn)壓

15、水試驗(yàn)進(jìn)行，共進(jìn)行了段壓水試驗(yàn)，最大值3.584Lu，最小值0.19Lu，全部符合設(shè)計(jì)要求q5.0Lu的防滲標(biāo)準(zhǔn)，3.3 物探測(cè)試分析物探測(cè)試采用單孔聲波測(cè)試，測(cè)量方式為點(diǎn)測(cè)，點(diǎn)距0.2m，井下裝置采用一發(fā)雙收系，間距0.2m。主要檢測(cè)設(shè)備：武漢巖海公司生產(chǎn)的RS-STOIC聲波檢測(cè)儀，聲波換能器主頻30HZ左右。1#導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡物探檢測(cè)結(jié)果顯示，灌前波速主要集中在1.85.0km/s,平均波速為3.57 km/s；灌后波速主要集中在3.05.0km/s,平均波速為3.78 km/s。說(shuō)明在Vp低值部位灌漿效果較好。2#導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡布置物探檢測(cè)檢測(cè)孔14個(gè)，其中灌前孔10個(gè)，灌后孔4個(gè)，從

16、檢測(cè)結(jié)果可以看出，灌前物探孔波速主要集中在1.85.0km/s，灌后檢查孔波速主要集中在3.05.0km/s，說(shuō)明在Vp低值部位灌漿效果較好。4、 懸吊錨筋樁施工 根據(jù)1、2導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡地質(zhì)情況，層狀結(jié)構(gòu)比擬明顯，為保證圍巖的整體穩(wěn)定性，確保導(dǎo)流洞進(jìn)口開(kāi)挖平安施工，采用懸吊錨筋樁328進(jìn)行處理，孔深18m42m，孔深應(yīng)控制在超過(guò)洞內(nèi)開(kāi)挖線50cm左右，其下端部應(yīng)與洞內(nèi)鋼支撐進(jìn)行焊接，工程量為16350.1m。4.1 錨筋樁施工技術(shù)要求1下放錨筋樁之前應(yīng)進(jìn)行孔深測(cè)量，孔深缺乏的應(yīng)進(jìn)行掃孔，超深局部用小石塊填至設(shè)計(jì)孔深，孔深嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)孔深±30cm之內(nèi)；2錨筋樁下料長(zhǎng)度控制在距孔口

17、50cm以?xún)?nèi)，最長(zhǎng)不能超過(guò)1m；3錨筋樁在下放過(guò)程中，鋼筋螺紋連接必須到位，且外露不能超過(guò)兩絲。4錨筋樁孔在注漿之前，必須將孔口保護(hù)好，直至最后一次注漿。并通知質(zhì)檢和監(jiān)理進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)旁站。5注漿必須飽滿(mǎn)，每個(gè)錨筋樁孔必須重復(fù)注漿34次。4.2 錨筋樁造孔懸吊錨筋樁孔造孔時(shí)鉆機(jī)要調(diào)平，并定時(shí)對(duì)鉆機(jī)檢驗(yàn)，確?？紫虼怪?。另外，考慮到懸吊錨筋樁孔鉆孔過(guò)程中孔斜誤差以及注漿密實(shí)度，為了便于錨筋樁的安裝，錨筋樁孔徑應(yīng)大于錨筋束直徑的1.2倍。安裝328錨筋樁，連接套筒壁厚3mm，錨筋束直徑為73mm，經(jīng)計(jì)算，錨筋樁孔徑選擇91mm較為合理。錨筋樁孔徑計(jì)算示意圖如下。4.3 懸吊錨筋樁加工、安裝錨筋樁連接采用套

18、接，在施工前可根據(jù)孔深要求，對(duì)錨筋樁的長(zhǎng)短、所加工的方式以及連接頭進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，便于加工。同一孔內(nèi)錨筋樁連接位置要相互錯(cuò)開(kāi)，不得在同一斷面上，相鄰兩個(gè)接頭之間的距離不得小于50cm。錨筋樁的安裝采用5t手動(dòng)葫蘆進(jìn)行起吊，人工配合安裝的方式進(jìn)行。4.4 注漿錨筋樁注漿使用濃漿水泥:水，大于1:0.45進(jìn)行，錨筋樁安裝完成之后應(yīng)立即進(jìn)行注漿，且在水泥漿凝固之前，不得敲擊、碰撞和拉拔。4.5 懸吊錨筋樁無(wú)損檢測(cè)成果懸吊錨筋樁質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容包括錨筋樁的長(zhǎng)度是否到達(dá)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度及注漿密實(shí)度到達(dá)多少，方法采用聲波應(yīng)力波反射法，根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求，應(yīng)按錨筋樁施工總量的1020進(jìn)行檢測(cè)，密實(shí)度合格標(biāo)準(zhǔn)為80以上。阿

19、海水電站1#、導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡懸吊錨筋樁檢測(cè)綜合成果表工程部位錨桿編號(hào)類(lèi)型露筋長(zhǎng)度(m)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度(m)測(cè)試長(zhǎng)度(m)密實(shí)度(%)缺陷位置(m)長(zhǎng)度合格判定密實(shí)度合格判定綜合判定1導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡5.5-13*28懸吊錨筋樁0.829.3 29.2 93.8 1.63.4合格合格合格5.5-21.333.1 33.0 95.2 2.94.5合格合格合格5.5-30.6823.5 23.4 92.7 8.310合格合格合格5.5-40.521.5 21.4 92.5 1.43合格合格合格5.5-51.2521.4 21.4 93.5 12.4合格合格合格5.5-80.7521.3 21.3 96.2

20、1.62.4合格合格合格5.5-90.620.9 20.9 90.9 3.85.7合格合格合格5.5-101.423.3 23.2 92.2 2.84.6合格合格合格5.5-110.624.0 24.0 96.7 3.284.08合格合格合格5.5-120.625.6 25.5 95.7 1.32.4合格合格合格阿海水電站2#導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡懸吊錨筋樁檢測(cè)綜合成果表工程部位錨桿編號(hào)類(lèi)型露筋長(zhǎng)度(m)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度(m)測(cè)試長(zhǎng)度(m)密實(shí)度(%)缺陷位置(m)長(zhǎng)度合格判定密實(shí)度合格判定綜合判定2導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡1450-13*28懸吊錨筋樁0.6136.0 35.9 92.5 5.58.2合格合格合格14

21、50-20.939.0 38.7 97.2 6.98合格合格合格1450-30.8527.3 27.0 92.2 8.310.4合格合格合格1450-40.129.0 28.9 97.6 1.72.4合格合格合格1450-50.534.0 33.8 91.7 6.89.6合格合格合格1450-60.531.0 31.0 100.0 合格合格合格1450-70.231.0 30.9 95.8 1.93.2合格合格合格1450-80.428.0 27.9 91.4 7.49.8合格合格合格1450-90.824.8 24.7 89.5 2.34.9合格合格合格1450-100.623.3 23.2 77.6 3.26.610.212合格不合格不合格1450-111.217.4 17.0 84.7 4.16.7合格合格合格綜合以上數(shù)據(jù)分析，1、2導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡懸吊錨