某水电站引水隧洞灌浆施工技术

2017-04-08杨紫慧

四川水利 2017年3期

关键词：孔位封孔浆液

杨紫慧

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

某水电站引水隧洞灌浆施工技术

杨紫慧

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

老挝HOUAY LAMPHAN GNAI水电站引水系统，高差大，隧洞内压力大，灌浆施工质量要求严格，并且在进度计划的关键线路上，对施工的各个环节进行过程控制，以满足施工进度与安全生产的要求。

隧洞灌浆施工技术水电站

1 工程概况

老挝HOUAY LAMPHAN GNAI水电站是位于老挝南部Bolaven高原Houay Lamphan Gnai河流上的一座引水式电站。低压引水隧洞上平段为马蹄形断面，钢筋混凝土全断面衬砌，全长2618.33m，洞径为2.40m；高压引水隧洞下平段为马蹄形断面，钢筋混凝土全断面衬砌，全长1620.35m，洞径为3.20m。

2 施工布置

2.1 施工用电

利用洞内现有线路进行供电。施工用电主要为钻孔、灌浆、工作面的照明、抽排水等。线路布置采用三相四线低压供电，分别敷设380V动力线和220V照明线，洞内主要采用节能灯照明。

2.2 施工供水

(1)上平洞供水：上平洞进出口部位均建有水池，根据洞内灌浆工作面的距离，可就近选择从进出口两侧较近的水池取水，敷设供水管线至工作面。

(2)下平洞供水：下平洞出口及竖井部位均建有水池，根据洞内灌浆工作面的距离，可就近选择从出口或竖井较近的水池取水，敷设供水管线至工作面。

2.3 施工排水

(1)上平洞排水：上平洞钻孔灌浆施工过程中的废水可通过已浇筑完成的混凝土底板面自流至上平段出口，废弃浆液做好回收利用，禁止随意排放。

(2)下平洞排水：考虑到压力钢管焊接工作不间断施工，而且工作面必须保持干燥。下平洞钻孔灌浆施工过程中的废水，可在钢管下部施做截水埂等有效措施，并应将水抽排至洞外，废弃浆液做好回收利用，禁止随意排放。

2.4 制浆站布置

(1)上平洞：上平洞灌浆制浆站可根据工作面距离进出口远近，选择布置在进出口两端，通过输浆管将浆液输送到洞内工作面。

(2)下平洞：下平洞灌浆制浆站可布置在竖井一侧的空地上，通过输浆管将浆液输送到洞内工作面。

2.5 材料堆放

制浆站旁堆放水泥需要搭设水泥棚，采用钢管架搭设制浆平台，平台距地0.5m～1.0m，以防水泥受潮结块。

本工程主要施工材料水泥采用普通硅酸盐P.O.52.5水泥。

3 施工方法

3.1 回填灌浆施工

3.1.1 施工程序

回填灌浆按施工图纸划分灌浆区段，分序加密进行。回填灌浆孔分两序施工，先施工Ⅰ序孔后施工Ⅱ序孔。回填灌浆孔孔位布置为3(2)交错梅花形布置。

3.1.2 主要施工方法

(1)钻孔

回填灌浆钻孔在衬砌混凝土达到70%设计强度后进行。采用KHYD75型煤矿用岩石电钻进行钻孔施工。钻孔深入岩石10cm，并测记混凝土厚度和空腔尺寸。

(2)回填灌浆施工

各灌浆区可单独进行灌浆，每一区段的端部在混凝土浇筑后封堵严密，同一区内同次序的孔全部钻出后才能进行灌浆。回填灌浆Ⅰ次序串浆不必重灌，等孔内串出最浓一级的浆液时可封堵。Ⅱ序孔串浆封堵，必须扫孔重灌。

回填灌浆压力拟采用0.3MPa灌浆压力。采用孔口阻塞纯压式灌浆法施工。

回填灌浆水灰比：一次序采用0.6(或0.5)∶1的水泥浆，二次序采用1∶1和0.6(或)0.5∶1水泥浆。各部位回填灌浆的浆液结石强度必须满足设计标号要求。空隙大的部位灌注水泥砂浆，掺砂量不大于水泥重量的200%。遇有围岩塌陷、溶洞、超挖较大等特殊情况，制订特殊灌浆措施，报总承包部审批。

回填灌浆因故中断时，应及早恢复灌浆，中断时间大于30min，则应清洗至原孔深后恢复灌浆，若仍不吸浆，则应就近钻孔重新进行灌浆。

3.1.3 灌浆结束标准及封孔

在规定压力下，灌浆孔停止吸浆，继续灌注5min～10min即可结束灌浆。灌浆结束后，应先关闭孔口闸阀，再停泵，待孔内浆液初凝后才拆除孔口闸阀。

混凝土衬砌部位所有的灌浆孔和检查孔在灌浆作业结束后，清除孔内污物，采用浓浆将全孔封堵密实并用M20砂浆抹平。钢衬段封孔按照设计要求施工。

3.1.4 特殊情况处理

空腔较大位置或塌方段预埋灌浆管，增设附加进浆管，并伸到底部，每个灌浆区埋设2～4根灌浆管，并在洞顶设置排气孔。

灌浆过程中如发现漏浆，根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、加浓浆液、降低压力、间歇灌浆等方法处理。

3.1.5 质量检查

回填灌浆质量检查在该部位灌浆结束7d后进行。灌浆结束后，将灌浆记录和有关资料提交总承包部，以便确定检查孔孔位。检查孔应布置在顶拱中心线脱空较大、串浆孔集中及灌浆情况异常的部位，孔深应穿透衬砌深入围岩10cm。

检查孔的数量占灌浆孔总数的5%左右，位置由总承包部根据灌浆情况现场确定。

检查孔钻孔注浆结束后，采用水泥砂浆将钻孔封填密实，并将孔口压抹平整。

3.2 固结灌浆施工

3.2.1 施工程序

(1)固结灌浆按分序加密的原则进行施工，洞室固结灌浆按环间分序、环内加密的原则进行施工，分为两个次序进行灌浆，跳孔施工。固结灌浆孔沿洞周长方向等间距布置，每环12孔，梅花型布置，排距均为2m；

(2)围岩固结灌浆施工在混凝土衬砌部位进行时，衬砌混凝土应达到70%设计强度后，钻孔灌浆方可以进行。在混凝土衬砌回填灌浆结束7d后，固结钻孔灌浆方可以进行；

(3)固结灌浆的施工按照尽量缩短混凝土间歇时间，尽量少打混凝土进尺的原则组织施工。

3.2.2 主要施工方法

(1)固结灌浆钻孔

在钢筋混凝土中的固结灌浆孔，在钢筋混凝土浇筑时按施工图要求预埋钢管。灌浆预埋管末端超过混凝土的设计厚度。所有预埋孔口固定好方位，灌浆孔位与设计孔位偏差不大于设计图纸的规定。

固结灌浆钻孔采用KHYD754型煤矿用岩石电钻，孔深和孔向满足施工图纸要求。

固结灌浆孔钻孔按灌浆程序，分序分段进行钻孔，钻孔入岩1.8m。

灌浆孔的开孔孔位符合施工图要求，因故变更孔位须征得总承包项目部同意，并记录实际孔位。

(2)洗孔

冲洗水压力采用80%的灌浆压力，如灌浆压力超过1MPa时，采用1MPa压力冲洗。对于破碎带、断层夹泥的固结孔，可采用脉冲法或风水联合冲洗。

裂隙冲洗要冲至回水澄清后10min结束，孔内残存的沉积物厚度小于20cm，才可进行灌浆工作。

(3)压水试验

为便于分析判断灌浆效果，在固结灌浆孔岩石裂隙冲洗结束后，进行简易压水试验。

简易压水试验应在裂隙冲洗后进行。压力为灌浆压力的80%且不大于1MPa；压水20min，每5min测一次压水流量，取最后的稳定流量作为计算流量，其成果用透水率表示。

(4)灌浆方法

洞室围岩固结灌浆应按施工图纸要求，按环间分序、环内加密的原则进行划分灌浆单元，同一环内的灌浆孔可并联灌浆，孔数不宜多于3个，孔位宜保持对称。遇有地质条件特殊不良地段，可增为三序，施工方案经总承包部批准后实施。

固结灌浆孔采用全孔一次灌浆法，一次钻孔至设计深度，一次灌浆。

固结灌浆按环间分序，环内加密的原则进行，环间宜分为两个次序进行灌浆。各孔位统一分类编号。

浆液搅拌采用高速搅拌机，集中制浆。浆液灌注采用SNS灌浆泵。固结灌浆栓塞采用橡胶塞。采用人工进行灌浆施工记录。

固结灌浆原则上一泵灌注一孔，相互串浆时，采用群孔并联灌注。可采用多孔联灌，但并联孔不宜多于3个，且并联孔尽量对称。

固结灌浆压力：采用循环灌浆的方式施灌，灌浆压力1.2MPa。

固结灌浆水灰比：

①水灰比采用3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1和0.6(或)0.5∶1五个比级的水泥浆液；

②在施灌过程中监测浆液比重，以判断配比的准确和浆液变浓的程度。

3.2.3 灌浆结束标准及封孔

按照规定：在设计规定压力下，当注入率不大于0.4L/min，继续灌注30min，灌浆即可结束。

封孔：固结灌浆工作完成后必须及时封孔，封孔前排除孔内稀浆，将孔内污物冲洗干净，采用“全孔灌浆封孔法”封孔，时间不少于30min，孔口压抹齐平。封孔材料强度不应小于M20。

3.2.4 特殊情况的处理

灌浆中每个灌浆孔的灌浆工作必须连续进行。若因故中断，必须尽早恢复灌浆，中断超过30min时，进行冲洗，如冲洗无效时，扫孔重灌，重灌时从开始灌浆时的水灰比开始。

如果发生孔段串浆，在条件许可时将其并联灌浆，但并联孔数不宜多于3个；如不具备并灌条件，则可将串浆孔用阻塞器封闭，再进行灌浆。

3.2.5 固结灌浆质量检查

采用单点法压水检查。

固结灌浆压水试验检查在该部位灌浆结束3d～7d后进行，灌浆结束后，按要求在指定的时间内将灌浆记录和有关资料提交给总承包部，以便拟定检查孔的孔位。检查孔的数量不少于灌浆孔总数的5%。孔段合格率在85%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值，且不集中，灌浆质量可认为合格。否则，按总承包部的指示或批准的措施进行处理。