刘树森
(中国水利水电第六工程局有限公司,辽宁丹东 118200)
三参数大循环灌浆技术在溪洛渡水电站左岸导流洞的应用
刘树森
(中国水利水电第六工程局有限公司,辽宁丹东 118200)
溪洛渡水电站左岸导流洞G2型固结灌浆施工采用三参数、大循环灌浆施工技术,提高了计量准确性及减少了施工过程中的堵管事件发生,有效地确保了灌浆质量。
三参数 大循环 流量 压力 密度
金沙江溪洛渡水电站水利枢纽由砼双曲拱坝、泄洪建筑物、引水发电建筑物及导流洞建筑物组成。导流洞总长5003.173m,其中在进出口洞段的G2型固结灌浆采用三参数、大循环灌浆方法施工。
左岸导流洞沿线地层岩性均为P2β4~β2P6层含斑玄武岩、致密状玄武岩、斑状玄武岩及各岩流层上部的角砾(集块)熔岩,多呈块状~次块状结构,地应力量值中等,围岩稳定性较好。工程区内无断层分布,主要结构面为层间、层内错动带和节理裂隙。层内错动带较发育,主要随机分布在各层中下部玄武岩内,特别是P2β6层中部和P2β5层中下部,呈集中成带分布。
G2型固结灌浆中采用了三参数、大循环灌浆的施工方法。大循环灌浆能正确地记录进浆量,采用两个流量计可解决流量计量问题。同时克服了小循环灌浆的一切弊端。三参数指的是灌浆压力、灌浆流量及浆液密度。三参数、大循环灌浆方式通过采用水灰比传感器,实现了对灌浆浆液密度实施高精度动态在线检测,有效提高了计量准确度和减少了堵管事故的发生。
灌浆平台:导流洞内共有6台钢筋台车和3台灌浆台车将作为灌浆平台,每条导流洞共计3台灌浆台车(利用原钢筋台车),施工时合理规划灌浆平台任务区段以保证导流洞灌浆施工。
制浆系统:针对洞内G2型固结灌浆布置及工程量情况,采用可移动式制浆站。制浆站采用工字钢加工成可移动式平台,将水泥、高速搅拌机放在平台上,灌浆泵及搅拌桶也可放置在该平台上或放在灌浆台车上。移动式制浆站随台车行走而行走。
风、水、电系统布置:钻孔与灌浆用风、水、电均由导流洞内已有的风、水、电系统就近供给。
临时沉淀池:在每个施工面设置临时沉淀池,弃浆污水排入沉淀池沉淀后排入导流洞右侧底板设置的排水沟内(每条导流洞在右则由进口到出口沿线设置),沉淀池定期进行清理。
左岸三条导流洞中共有G2型固结灌浆施工工作面6个,施工中安排6个班组同时进行施工。
G2型固结灌浆施工程序。洞内固结灌浆在该部位回填灌浆施工结束后7d后进行。固结灌浆按环间分序、环内加密的原则施工,同序孔中先施工最低处孔,然后向两边交替对称向上进行施工,最后灌注最高处孔。
灌浆材料。固结灌浆采用42.5级普通硅酸盐水泥。灌浆用水(包括钻孔、洗孔、压水及制浆用水)采用洞内系统生产用水,满足拌制水工混凝土的用水要求。经监理人批准,可在水泥浆液中掺入质量符合灌浆要求的速凝剂、减水剂、稳定剂等外加剂,其掺入量通过试验确定。
钻孔、冲洗及压水试验。钻孔采用直接在衬砌预埋管中钻孔的方法,钻孔的孔位、孔径、孔向、孔深等参数应满足设计要求。钻孔冲洗:灌浆前采用压力水进行钻孔冲洗和裂隙冲洗,冲净孔内岩粉、杂质,直到回水清净后10min后为止,冲洗压力为灌浆压力的80%,若该值大于1.0Mpa时,采用1.0Mpa。冲洗时应用阻塞器将孔口堵塞,具备条件时直接采用机械式孔口封闭器,安装后即可进行洗孔、压水、灌浆。压水试验:在裂隙冲洗后选择不少于总孔数的5%数量的钻孔进行“单点法”压水试验,压水试验压力为不大于该段灌浆压力的80%,并不大于1MPa;压水试验稳定标准:在稳定压力下,每5min测读一次压入流量。连续四次读数中最大值与最小值之小于最终值的10%,或最大值与最小值之差小于1L/min时,本段试验即可结束。
灌浆施工。G2型固结灌浆采用自上而下、孔口封闭、孔内循环式灌浆法。灌浆施工采用单孔灌注,三参数、大循环系统。浆液变换原则包括灌浆浆液由稀到浓逐级变换,当灌浆压力保持不变,注入率持续减少时,或当注入率保持不变而压力持续升高时,不得改变水灰比;开灌后,孔内吸浆量达到300L以上,或灌注时间已达30min,且压力和注入率无显著改变时,可变浓一级水灰比;当注入率大于30L/min时,视现场具体情况可越级变浓。特殊情况处理:钻孔中出现塌孔、严重掉块等难以成孔现象时,采取缩短灌浆段长、浓浆注浆待凝12~24小时后扫孔复灌等措施;灌浆过程中发现有冒浆、漏浆时,根据具体情况采取表面封堵、嵌缝、低压限流、浓浆、间歇、待凝等措施进行处理;当相邻孔出现串浆时,如串浆孔具备灌浆条件,可以同时进行灌浆,采用一泵灌一孔。如设备满足不了采用将串浆孔内串浆部位以上用灌浆塞塞住,待灌浆孔灌浆结束后,再对串浆孔进行扫孔、冲洗、灌浆的施工方法。灌浆工作必须连续进行,在施工中若因故中断,应及早恢复灌浆。中断时间超过30min,应立即冲洗,如冲洗无效,应在重新灌浆前进行扫孔。恢复灌浆后,如吸浆量较中断前减少很多,且在极短时间内停止吸浆,则视该段不合格。对于大量耗浆孔段的处理:首先采用减小灌浆段长度,降低灌浆压力,减少并限制其注入率,待该段耗浆量超过3t/m,仍不见压力回升,而且无漏浆的现象,则应停止灌浆,待凝24h后复灌。复灌时注入率逐渐减少,则灌浆至正常结束。复灌时注入率仍很大,灌浆难以结束时,则采用掺中细砂、水玻璃、水泥浆液和水玻璃双液法等方法,待耗浆量超过0.5~1t/m后,再待凝后恢复灌至正常结束。复灌时注入率较待凝前相差悬殊,且耗浆量很小,则应对该段扫孔后再灌浆,如扫孔后注入率仍很小,此孔灌浆即告结束。灌浆结束标准:在规定压力下,当注入率不大于1.0L/min,继续灌注30min,即可结束灌浆。封孔:所有的灌浆孔和检查孔在灌浆作业结束后,清除孔内积水和污物,采用“全孔灌浆封孔法”或“导管注浆封孔法”封孔,用0.5:1浓浆将空口填封密实。质量检查:压水试验检查在该部位灌浆结束3~7d后进行,检查孔数量不少于灌浆孔总数的5%。
大循环灌浆提高了循环灌浆流量检测的准确度,确保了灌浆质量,能够有效的控制灌浆过程中的浆液密度,减少堵管情况的发生。
刘树森(1963.08.11—),男,辽宁省丹东市人,本科,水利工程师,研究方向:水利水电工程施工技术与管理等。