長河壩水電站大壩右岸蓋板高陡坡固結(jié)灌漿施工

王海波，王玉山

(中國水電基礎(chǔ)局有限公司三公司，四川成都 610231)

長河壩水電站大壩右岸蓋板高陡坡固結(jié)灌漿施工

王海波，王玉山

(中國水電基礎(chǔ)局有限公司三公司，四川成都 610231)

長河壩水電站大壩為礫石土粘土心墻堆石壩，最大壩高240 m，大壩左右蓋板基巖固結(jié)灌漿旨在提高心墻地基基礎(chǔ)承載力，對于240 m級高壩結(jié)構(gòu)安全具有極高的重要性。右岸蓋板固結(jié)灌漿施工工作面位于大壩兩壩肩陡峭的基巖上，傾角平均在60°以上，具有排架搭設(shè)難度大、工期緊、截漿截污要求高、交叉作業(yè)安全防護(hù)難度大等特點(diǎn)。如何保質(zhì)保量地完成本項(xiàng)目是保證大壩能夠持續(xù)高強(qiáng)度填筑的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，介紹了灌漿施工采取的措施。

長河壩水電站；大壩；蓋板；高陡坡；排架；固結(jié)灌漿

1 概述

1．1 工程概況

長河壩水電站系大渡河干流水電規(guī)劃“三庫22級”中的第10級電站，上接猴子巖電站，下游為黃金坪電站。工程場址位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，地處大渡河上游金湯河口以下約4～7 km的大渡河干流河段，電站采用水庫大壩、首部式地下引水發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)，電站總裝機(jī)容量2 600 MW。樞紐主要建筑物由礫石土心墻堆石壩、引水發(fā)電系統(tǒng)、3條泄洪洞和1條放空洞等建筑物組成。攔河大壩最大壩高240 m，水庫正常蓄水位高程1 690 m，正常蓄水位以下庫容為10．15億m3，總庫容為10．75億m3。

大壩基礎(chǔ)基巖固結(jié)灌漿布置在礫石土心墻堆石壩左、右岸心墻基礎(chǔ)范圍內(nèi)，心墻基礎(chǔ)0．5 m厚混凝土板兼作固結(jié)灌漿蓋重。心墻基巖地基固結(jié)灌漿孔按間排距2．5 m梅花形布置，左岸固結(jié)灌漿深度為15 m，右岸固結(jié)灌漿深度為8 m，深度為垂直于心墻蓋板并距心墻蓋板底面的深度。

1．2 施工難點(diǎn)及特點(diǎn)

(1)高陡坡施工，排架搭設(shè)難度大；

(2)上接混凝土蓋板澆筑工作面，交叉作業(yè)施工干擾大，安全防護(hù)要求高；

(3)下接粘土心墻填筑工作面，文明施工標(biāo)準(zhǔn)高；

(4)灌漿質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)高；

(5)高排架施工鉆機(jī)搬遷頻繁且難度大，鉆孔工效低。

2 高邊坡施工的排架搭設(shè)

2．1 排架形式的選擇

由于設(shè)計(jì)坡度較陡，直接在邊坡上進(jìn)行鉆孔難度較大，因此，需要架設(shè)腳手架排架作為承載鉆機(jī)、材料、設(shè)備以及人力平臺之用。但在壩肩開挖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中各高程均未設(shè)置馬道，從而給腳手架搭設(shè)帶來了一定困難，因此，腳手架搭設(shè)只能在開挖形成的邊坡上直接搭設(shè)。由于扣件式鋼管排架是為適應(yīng)高邊坡施工的需要做到簡單輕便、裝拆容易、多次周轉(zhuǎn)、節(jié)約材料、方便操作、牢固穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)荷載下使用不變形、不傾晃，能滿足正常的施工操作、人員行走、材料堆放的要求，因此，腳手架排架選擇扣件式鋼管排架。高排架外觀見圖1。

圖1 高排架外觀圖

為確保高排架安全穩(wěn)定，項(xiàng)目部特別制定了高排架搭設(shè)施工專項(xiàng)方案，對排架搭設(shè)進(jìn)行了詳細(xì)的荷載驗(yàn)算，以指導(dǎo)排架施工。

2．2 截漿、截污槽鋪設(shè)

為了防止灌漿過程中的廢漿、廢水等對心墻填土的影響，在施工部位下側(cè)，用2 mm厚薄鐵皮卷成U型溜槽，貼墻側(cè)用膨脹螺絲把薄鐵皮釘于混凝土蓋板上，混凝土蓋板與“U”型槽接觸部位采用水泥砂漿封填，利用“U”型槽將灌漿產(chǎn)生的廢水、廢漿等排放到設(shè)置在心墻區(qū)以外的沉淀池中，然后集中用排污泵將沉淀后的廢水抽到指定位置，沉淀池中經(jīng)過沉淀后的廢渣用反鏟挖裝自卸汽車后運(yùn)至指定棄渣場。截污槽外觀見圖2。

圖2 截污槽示意圖

3 主要施工方案

3．1 鉆孔設(shè)備

由于固結(jié)灌漿在高排架上施工，鉆孔設(shè)備選用體積小、重量輕的100B潛孔鉆機(jī)，配φ70沖擊器、φ75釬頭、φ50鉆桿、φ75金剛石鉆頭鉆進(jìn)成孔。

3．2 測放孔位

嚴(yán)格按照孔位布置圖布置孔位，孔位偏差應(yīng)不大于10 cm。固結(jié)灌漿孔鉆孔角度為垂直于混凝土蓋板。

3．3 抬動變形觀測

抬動觀測孔垂直于混凝土蓋板布置，在灌漿前按照施工圖紙或監(jiān)理工程師指示的位置安設(shè)抬動觀測裝置，抬動觀測孔使用沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，孔徑為75 mm，抬動觀測孔孔深比灌漿孔深5 m，鉆孔完成后安設(shè)抬動觀測裝置。

3．4 孔深及灌漿分段

終孔孔深:若蓋板混凝土厚度小于3 m，終孔孔深按8．5 m控制；若蓋板混凝土厚度大于3 m，終孔孔深按入巖8 m控制。灌漿分段段長為2 m、6 m。

3．5 鉆孔沖洗

所有先導(dǎo)孔、灌漿孔和灌后檢查孔均在鉆孔結(jié)束后采用水沖法沖洗鉆孔。其方法是在鉆孔完成后，下入鉆具(或僅下入鉆桿)，開大水流，使孔內(nèi)鉆渣隨循環(huán)水流懸浮帶出孔外，直至回水清凈、肉眼觀察無巖粉、孔底沉積小于20 cm為止。

3．6 灌漿工藝

按分序加密的原則進(jìn)行。固結(jié)灌漿排間不分序，排內(nèi)分Ⅰ、Ⅱ序孔施工。

單元內(nèi)首先進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ序孔的接觸段鉆灌，接觸段灌漿結(jié)束后，再按排內(nèi)分序原則進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ序孔接觸段以下段的鉆灌。對于Ⅰ序孔兼做灌前聲波孔的采用自上而下分段鉆孔、壓水，孔深達(dá)到設(shè)計(jì)深度后進(jìn)行灌前物探測試，之后采用自下而上分段進(jìn)行灌注。

3．7 裂隙沖洗

各灌漿孔在灌漿前采用壓力水進(jìn)行裂隙沖洗，沖洗壓力可為灌漿壓力的80%，并不大于1 MPa，沖洗時(shí)間至回水清凈時(shí)止或不大于20 min。

3．8 灌前聲波測試及簡易壓水

(1)壓水試驗(yàn)方法的選擇。

在Ⅰ序孔中選擇不少于灌漿孔數(shù)5%的灌漿孔進(jìn)行聲波測試，聲波測試應(yīng)分別采用單孔和跨孔測試方法，跨孔測試數(shù)量為每個(gè)灌漿單元不小于一組。在各序孔中選擇不少于灌漿孔數(shù)5%的灌漿孔進(jìn)行簡易壓水試驗(yàn)，簡易壓水試驗(yàn)可結(jié)合裂隙沖洗同時(shí)進(jìn)行。

(2)簡易壓水。

壓水壓力為灌漿壓力的80%，并不大于1 MPa．壓水20min，每5 min測讀一次壓入流量，取最后的流量值作為計(jì)算流量。其成果以透水率表示，按下式計(jì)算:

式中 q為透水率，Lu；Q為壓入流量，L/min；P為作用在試段內(nèi)的全壓力，MPa；L為試驗(yàn)段長度，m。

3．9 灌漿壓力

第一段灌漿壓力控制在0．3 MPa，第二段灌漿壓力控制在0．7 MPa。

3．10 漿液比級及變換

(1)漿液比級。

采用2∶1、1∶1、0．8∶1、0．5∶1四個(gè)重量比級，開灌水灰比為2∶1。

(2)漿液變換。

合理的漿液變換有利于提高灌漿質(zhì)量。過早的使用濃漿易將細(xì)小裂縫進(jìn)口堵塞，進(jìn)而影響灌漿效果；灌注稀漿過多易延長灌注時(shí)間，漿液過度擴(kuò)散，進(jìn)而造成材料的浪費(fèi)，而且稀漿形成的水泥結(jié)石耐久性差。

3．11 回漿變濃

灌漿過程中如遇回漿變濃，則采用下列措施進(jìn)行處理:

(1)適當(dāng)加大灌漿壓力。

(2)換用相同水灰比的新漿灌注，若效果不明顯，則連續(xù)灌注30 min后結(jié)束。

3．12 回漿量控制

灌漿過程應(yīng)控制好泵量以及灌漿壓力，且保持回漿量為15 L/min，防止灌漿管被水泥凝住，造成灌漿中斷。

3．13 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

(1)一般情況下，在最大設(shè)計(jì)壓力下，注入率不大于1 L/min后，繼續(xù)灌注30 min即可結(jié)束灌漿。

(2)若灌注過程中出現(xiàn)抬動情況，可視具體情況報(bào)監(jiān)理工程師后采用較低壓力結(jié)束。

3．14 封 孔

所有灌漿孔、檢查孔、抬動孔均采用“全孔灌漿封孔法”封孔；采用自下而上分段灌漿法時(shí)，孔口段灌漿結(jié)束后，直接在孔口段進(jìn)行封孔灌漿。封孔壓力為該孔最大灌漿壓力，灌漿持續(xù)時(shí)間不小于30 min。

所有鉆孔使用灌漿泵壓漿封孔后產(chǎn)生的上部脫空段采用人工回填水泥砂漿(水∶水泥∶砂=0．5∶1∶1)封填密實(shí)。

3．15 質(zhì)量檢查

(1)檢查孔數(shù)量。

每個(gè)灌漿單元單孔聲波檢測抽樣孔數(shù)量不小于灌漿孔總數(shù)的5%，跨孔聲波檢測抽樣孔數(shù)每個(gè)灌漿單元應(yīng)不小于一組。每個(gè)灌漿單元抽樣壓水試驗(yàn)檢查孔數(shù)量不小于灌漿孔總數(shù)的2%，且每個(gè)灌漿單元內(nèi)至少應(yīng)有一個(gè)壓水試驗(yàn)檢查孔。

(2)合格標(biāo)準(zhǔn)。

壓水試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn):巖體透水率q≤5 Lu。孔段合格率不少于90%，不合格孔段透水率值不超過設(shè)計(jì)規(guī)定值的150%且不集中。

聲波測試合格標(biāo)準(zhǔn)為:要求灌后巖體聲波平均縱波速度大于4 200 m/s，或比灌前提高不低于5%。

4 質(zhì)量檢查情況

檢查孔壓水試驗(yàn):檢查孔壓水試驗(yàn)透水率在0．13～3．87之間，滿足灌后檢查孔壓水透水率不大于5 Lu的設(shè)計(jì)要求。

取芯情況:從灌后檢查孔取芯情況看，多處可見水泥結(jié)石，表明漿液充填良好。

單孔聲波及跨孔聲波情況:單孔聲波平均速度灌前為4 188 m/s、灌后為4 622 m/s，提高率為10．36%；跨孔聲波平均波速灌前為4 156 m/s，灌后為4 738 m/s，提高率為14%。

5 結(jié)語

長河壩水電站右岸蓋板高邊坡固結(jié)灌漿施工中嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”，質(zhì)量檢查成果表明施工質(zhì)量優(yōu)良；安全、文明施工、進(jìn)度均處于可控狀態(tài)。近年來，高邊坡基礎(chǔ)處理項(xiàng)目逐漸增多，長河壩水電站右岸蓋板高邊坡固結(jié)灌漿施工規(guī)模較大，且具有多項(xiàng)施工難點(diǎn)，具有一定的代表性，所取得的經(jīng)驗(yàn)可為其他類似高邊坡基礎(chǔ)處理項(xiàng)目提供參考。

TV7;TV543;TV223．4

B

1001-2184(2015)05-0083-03

王海波(1979-)，男，山東濱州人，副經(jīng)理，工程師，從事基礎(chǔ)處理施工技術(shù)與管理工作；

(責(zé)任編輯:李燕輝)

2015-05-08

王玉山(1980-)，男，內(nèi)蒙古四子王旗人，項(xiàng)目總工程師，工程師，從事基礎(chǔ)處理施工技術(shù)與管理工作．