某水電站引水隧洞灌漿施工技術(shù)

楊紫慧

(中國葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

某水電站引水隧洞灌漿施工技術(shù)

楊紫慧

(中國葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

老撾HOUAY LAMPHAN GNAI水電站引水系統(tǒng)，高差大，隧洞內(nèi)壓力大，灌漿施工質(zhì)量要求嚴(yán)格，并且在進(jìn)度計(jì)劃的關(guān)鍵線路上，對施工的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行過程控制，以滿足施工進(jìn)度與安全生產(chǎn)的要求。

隧洞 灌漿 施工技術(shù) 水電站

1 工程概況

老撾HOUAY LAMPHAN GNAI水電站是位于老撾南部Bolaven高原Houay Lamphan Gnai河流上的一座引水式電站。低壓引水隧洞上平段為馬蹄形斷面，鋼筋混凝土全斷面襯砌，全長2618.33m，洞徑為2.40m；高壓引水隧洞下平段為馬蹄形斷面，鋼筋混凝土全斷面襯砌，全長1620.35m，洞徑為3.20m。

2 施工布置

2.1 施工用電

利用洞內(nèi)現(xiàn)有線路進(jìn)行供電。施工用電主要為鉆孔、灌漿、工作面的照明、抽排水等。線路布置采用三相四線低壓供電，分別敷設(shè)380V動(dòng)力線和220V照明線，洞內(nèi)主要采用節(jié)能燈照明。

2.2 施工供水

(1)上平洞供水：上平洞進(jìn)出口部位均建有水池，根據(jù)洞內(nèi)灌漿工作面的距離，可就近選擇從進(jìn)出口兩側(cè)較近的水池取水，敷設(shè)供水管線至工作面。

(2)下平洞供水：下平洞出口及豎井部位均建有水池，根據(jù)洞內(nèi)灌漿工作面的距離，可就近選擇從出口或豎井較近的水池取水，敷設(shè)供水管線至工作面。

2.3 施工排水

(1)上平洞排水：上平洞鉆孔灌漿施工過程中的廢水可通過已澆筑完成的混凝土底板面自流至上平段出口，廢棄漿液做好回收利用，禁止隨意排放。

(2)下平洞排水：考慮到壓力鋼管焊接工作不間斷施工，而且工作面必須保持干燥。下平洞鉆孔灌漿施工過程中的廢水，可在鋼管下部施做截水埂等有效措施，并應(yīng)將水抽排至洞外，廢棄漿液做好回收利用，禁止隨意排放。

2.4 制漿站布置

(1)上平洞：上平洞灌漿制漿站可根據(jù)工作面距離進(jìn)出口遠(yuǎn)近，選擇布置在進(jìn)出口兩端，通過輸漿管將漿液輸送到洞內(nèi)工作面。

(2)下平洞：下平洞灌漿制漿站可布置在豎井一側(cè)的空地上，通過輸漿管將漿液輸送到洞內(nèi)工作面。

2.5 材料堆放

制漿站旁堆放水泥需要搭設(shè)水泥棚，采用鋼管架搭設(shè)制漿平臺(tái)，平臺(tái)距地0.5m～1.0m，以防水泥受潮結(jié)塊。

本工程主要施工材料水泥采用普通硅酸鹽P.O.52.5水泥。

3 施工方法

3.1 回填灌漿施工

3.1.1 施工程序

回填灌漿按施工圖紙劃分灌漿區(qū)段，分序加密進(jìn)行?；靥罟酀{孔分兩序施工，先施工Ⅰ序孔后施工Ⅱ序孔?；靥罟酀{孔孔位布置為3(2)交錯(cuò)梅花形布置。

3.1.2 主要施工方法

(1)鉆孔

回填灌漿鉆孔在襯砌混凝土達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。采用KHYD75型煤礦用巖石電鉆進(jìn)行鉆孔施工。鉆孔深入巖石10cm，并測記混凝土厚度和空腔尺寸。

(2)回填灌漿施工

各灌漿區(qū)可單獨(dú)進(jìn)行灌漿，每一區(qū)段的端部在混凝土澆筑后封堵嚴(yán)密，同一區(qū)內(nèi)同次序的孔全部鉆出后才能進(jìn)行灌漿?；靥罟酀{Ⅰ次序串漿不必重灌，等孔內(nèi)串出最濃一級的漿液時(shí)可封堵。Ⅱ序孔串漿封堵，必須掃孔重灌。

回填灌漿壓力擬采用0.3MPa灌漿壓力。采用孔口阻塞純壓式灌漿法施工。

回填灌漿水灰比：一次序采用0.6(或0.5)∶1的水泥漿，二次序采用1∶1和0.6(或)0.5∶1水泥漿。各部位回填灌漿的漿液結(jié)石強(qiáng)度必須滿足設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)要求?？障洞蟮牟课还嘧⑺嗌皾{，摻砂量不大于水泥重量的200%。遇有圍巖塌陷、溶洞、超挖較大等特殊情況，制訂特殊灌漿措施，報(bào)總承包部審批。

回填灌漿因故中斷時(shí)，應(yīng)及早恢復(fù)灌漿，中斷時(shí)間大于30min，則應(yīng)清洗至原孔深后恢復(fù)灌漿，若仍不吸漿，則應(yīng)就近鉆孔重新進(jìn)行灌漿。

3.1.3 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及封孔

在規(guī)定壓力下，灌漿孔停止吸漿，繼續(xù)灌注5min～10min即可結(jié)束灌漿。灌漿結(jié)束后，應(yīng)先關(guān)閉孔口閘閥，再停泵，待孔內(nèi)漿液初凝后才拆除孔口閘閥。

混凝土襯砌部位所有的灌漿孔和檢查孔在灌漿作業(yè)結(jié)束后，清除孔內(nèi)污物，采用濃漿將全孔封堵密實(shí)并用M20砂漿抹平。鋼襯段封孔按照設(shè)計(jì)要求施工。

3.1.4 特殊情況處理

空腔較大位置或塌方段預(yù)埋灌漿管，增設(shè)附加進(jìn)漿管，并伸到底部，每個(gè)灌漿區(qū)埋設(shè)2～4根灌漿管，并在洞頂設(shè)置排氣孔。

灌漿過程中如發(fā)現(xiàn)漏漿，根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、加濃漿液、降低壓力、間歇灌漿等方法處理。

3.1.5 質(zhì)量檢查

回填灌漿質(zhì)量檢查在該部位灌漿結(jié)束7d后進(jìn)行。灌漿結(jié)束后，將灌漿記錄和有關(guān)資料提交總承包部，以便確定檢查孔孔位。檢查孔應(yīng)布置在頂拱中心線脫空較大、串漿孔集中及灌漿情況異常的部位，孔深應(yīng)穿透襯砌深入圍巖10cm。

檢查孔的數(shù)量占灌漿孔總數(shù)的5%左右，位置由總承包部根據(jù)灌漿情況現(xiàn)場確定。

檢查孔鉆孔注漿結(jié)束后，采用水泥砂漿將鉆孔封填密實(shí)，并將孔口壓抹平整。

3.2 固結(jié)灌漿施工

3.2.1 施工程序

(1)固結(jié)灌漿按分序加密的原則進(jìn)行施工，洞室固結(jié)灌漿按環(huán)間分序、環(huán)內(nèi)加密的原則進(jìn)行施工，分為兩個(gè)次序進(jìn)行灌漿，跳孔施工。固結(jié)灌漿孔沿洞周長方向等間距布置，每環(huán)12孔，梅花型布置，排距均為2m；

(2)圍巖固結(jié)灌漿施工在混凝土襯砌部位進(jìn)行時(shí)，襯砌混凝土應(yīng)達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，鉆孔灌漿方可以進(jìn)行。在混凝土襯砌回填灌漿結(jié)束7d后，固結(jié)鉆孔灌漿方可以進(jìn)行；

(3)固結(jié)灌漿的施工按照盡量縮短混凝土間歇時(shí)間，盡量少打混凝土進(jìn)尺的原則組織施工。

3.2.2 主要施工方法

(1)固結(jié)灌漿鉆孔

在鋼筋混凝土中的固結(jié)灌漿孔，在鋼筋混凝土澆筑時(shí)按施工圖要求預(yù)埋鋼管。灌漿預(yù)埋管末端超過混凝土的設(shè)計(jì)厚度。所有預(yù)埋孔口固定好方位，灌漿孔位與設(shè)計(jì)孔位偏差不大于設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定。

固結(jié)灌漿鉆孔采用KHYD754型煤礦用巖石電鉆，孔深和孔向滿足施工圖紙要求。

固結(jié)灌漿孔鉆孔按灌漿程序，分序分段進(jìn)行鉆孔，鉆孔入巖1.8m。

灌漿孔的開孔孔位符合施工圖要求，因故變更孔位須征得總承包項(xiàng)目部同意，并記錄實(shí)際孔位。

(2)洗孔

沖洗水壓力采用80%的灌漿壓力，如灌漿壓力超過1MPa時(shí)，采用1MPa壓力沖洗。對于破碎帶、斷層夾泥的固結(jié)孔，可采用脈沖法或風(fēng)水聯(lián)合沖洗。

裂隙沖洗要沖至回水澄清后10min結(jié)束，孔內(nèi)殘存的沉積物厚度小于20cm，才可進(jìn)行灌漿工作。

(3)壓水試驗(yàn)

為便于分析判斷灌漿效果，在固結(jié)灌漿孔巖石裂隙沖洗結(jié)束后，進(jìn)行簡易壓水試驗(yàn)。

簡易壓水試驗(yàn)應(yīng)在裂隙沖洗后進(jìn)行。壓力為灌漿壓力的80%且不大于1MPa；壓水20min，每5min測一次壓水流量，取最后的穩(wěn)定流量作為計(jì)算流量，其成果用透水率表示。

(4)灌漿方法

洞室圍巖固結(jié)灌漿應(yīng)按施工圖紙要求，按環(huán)間分序、環(huán)內(nèi)加密的原則進(jìn)行劃分灌漿單元，同一環(huán)內(nèi)的灌漿孔可并聯(lián)灌漿，孔數(shù)不宜多于3個(gè)，孔位宜保持對稱。遇有地質(zhì)條件特殊不良地段，可增為三序，施工方案經(jīng)總承包部批準(zhǔn)后實(shí)施。

固結(jié)灌漿孔采用全孔一次灌漿法，一次鉆孔至設(shè)計(jì)深度，一次灌漿。

固結(jié)灌漿按環(huán)間分序，環(huán)內(nèi)加密的原則進(jìn)行，環(huán)間宜分為兩個(gè)次序進(jìn)行灌漿。各孔位統(tǒng)一分類編號(hào)。

漿液攪拌采用高速攪拌機(jī)，集中制漿。漿液灌注采用SNS灌漿泵。固結(jié)灌漿栓塞采用橡膠塞。采用人工進(jìn)行灌漿施工記錄。

固結(jié)灌漿原則上一泵灌注一孔，相互串漿時(shí)，采用群孔并聯(lián)灌注?？刹捎枚嗫茁?lián)灌，但并聯(lián)孔不宜多于3個(gè)，且并聯(lián)孔盡量對稱。

固結(jié)灌漿壓力：采用循環(huán)灌漿的方式施灌，灌漿壓力1.2MPa。

固結(jié)灌漿水灰比：

①水灰比采用3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1和0.6(或)0.5∶1五個(gè)比級的水泥漿液；

②在施灌過程中監(jiān)測漿液比重，以判斷配比的準(zhǔn)確和漿液變濃的程度。

3.2.3 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及封孔

按照規(guī)定：在設(shè)計(jì)規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率不大于0.4L/min，繼續(xù)灌注30min，灌漿即可結(jié)束。

封孔：固結(jié)灌漿工作完成后必須及時(shí)封孔，封孔前排除孔內(nèi)稀漿，將孔內(nèi)污物沖洗干凈，采用“全孔灌漿封孔法”封孔，時(shí)間不少于30min，孔口壓抹齊平。封孔材料強(qiáng)度不應(yīng)小于M20。

3.2.4 特殊情況的處理

灌漿中每個(gè)灌漿孔的灌漿工作必須連續(xù)進(jìn)行。若因故中斷，必須盡早恢復(fù)灌漿，中斷超過30min時(shí)，進(jìn)行沖洗，如沖洗無效時(shí)，掃孔重灌，重灌時(shí)從開始灌漿時(shí)的水灰比開始。

如果發(fā)生孔段串漿，在條件許可時(shí)將其并聯(lián)灌漿，但并聯(lián)孔數(shù)不宜多于3個(gè)；如不具備并灌條件，則可將串漿孔用阻塞器封閉，再進(jìn)行灌漿。

3.2.5 固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查

采用單點(diǎn)法壓水檢查。

固結(jié)灌漿壓水試驗(yàn)檢查在該部位灌漿結(jié)束3d～7d后進(jìn)行，灌漿結(jié)束后，按要求在指定的時(shí)間內(nèi)將灌漿記錄和有關(guān)資料提交給總承包部，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%。孔段合格率在85%以上，不合格孔段的透水率值不超過設(shè)計(jì)規(guī)定值，且不集中，灌漿質(zhì)量可認(rèn)為合格。否則，按總承包部的指示或批準(zhǔn)的措施進(jìn)行處理。

4 資源配置

主要機(jī)械設(shè)備配置如下：

20m3/min空壓機(jī)2臺(tái)，2.2kW潛水泵2臺(tái)，JJS200漿液攪拌機(jī)2臺(tái)，KHYD754巖石電鉆6臺(tái)，CGB6-10灌漿泵2臺(tái)。

5 質(zhì)量、安全、環(huán)?？刂拼胧?/h2>

(1)灌漿工程開工前，對灌漿施工設(shè)備、材料、人員等的配備情況進(jìn)行檢查，對灌漿記錄人員進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)，合格后方能上崗；

(2)詳細(xì)了解設(shè)計(jì)意圖，準(zhǔn)確全面地掌握地層情況和各種施工條件，灌漿工程開工前，提出施工措施，繪出布孔圖；

(3)根據(jù)現(xiàn)場條件，盡可能采用新技術(shù)、新工藝、新方法和新設(shè)備；

(4)認(rèn)真實(shí)行工序管理的三環(huán)節(jié)控制，即事先指導(dǎo)、中間檢查、成品檢審，使全過程的質(zhì)量完全處于受控狀態(tài)；

(5)制定切實(shí)可行的安全與文明施工管理細(xì)則，責(zé)任落實(shí)到人；

(6)每周進(jìn)行安全生產(chǎn)與文明施工總結(jié)，提高全體員工的安全生產(chǎn)與文明施工意識(shí)；

(7)進(jìn)入施工現(xiàn)場必須勞保著裝，并穿反光服，特殊工作如鉆孔、制漿、水泥搬運(yùn)等必須佩帶防塵設(shè)施，做好勞動(dòng)防護(hù)；

(8)必須設(shè)置棄漿池或桶，防止?jié){液四處流淌影響環(huán)境，注意洞內(nèi)外聯(lián)絡(luò)暢通，確保儲(chǔ)漿桶內(nèi)漿液不溢出，并且做好回漿利用；

(9)做好環(huán)境保護(hù)工作，防止廢水、廢油流入河道。生活垃圾運(yùn)至指定地點(diǎn)處理；

(10)作好工完場清，保證現(xiàn)場已完部位清潔。

6 結(jié)語

引水隧洞的灌漿施工，作為重要的隱蔽工程，其質(zhì)量控制尤為重要。施工質(zhì)量的過程控制是質(zhì)量達(dá)標(biāo)的重要手段之一，只有加強(qiáng)施工過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的過程控制，才能滿足施工質(zhì)量、進(jìn)度、安全的要求。

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TV732.3∶TV543.5

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2095-1809(2017)03-0035-03

楊紫慧(1989-)，女，黑龍江鶴崗人，大學(xué)本科，助理工程師，主要從事技術(shù)管理工作。