三參數(shù)大循環(huán)灌漿技術(shù)在溪洛渡水電站左岸導(dǎo)流洞的應(yīng)用

劉樹(shù)森

(中國(guó)水利水電第六工程局有限公司,遼寧丹東 118200)

三參數(shù)大循環(huán)灌漿技術(shù)在溪洛渡水電站左岸導(dǎo)流洞的應(yīng)用

劉樹(shù)森

(中國(guó)水利水電第六工程局有限公司,遼寧丹東 118200)

溪洛渡水電站左岸導(dǎo)流洞G2型固結(jié)灌漿施工采用三參數(shù)、大循環(huán)灌漿施工技術(shù),提高了計(jì)量準(zhǔn)確性及減少了施工過(guò)程中的堵管事件發(fā)生,有效地確保了灌漿質(zhì)量。

三參數(shù) 大循環(huán) 流量 壓力 密度

1 概況

金沙江溪洛渡水電站水利樞紐由砼雙曲拱壩、泄洪建筑物、引水發(fā)電建筑物及導(dǎo)流洞建筑物組成。導(dǎo)流洞總長(zhǎng)5003．173m，其中在進(jìn)出口洞段的G2型固結(jié)灌漿采用三參數(shù)、大循環(huán)灌漿方法施工。

2 地質(zhì)狀況

左岸導(dǎo)流洞沿線地層巖性均為P2β4～β2P6層含斑玄武巖、致密狀玄武巖、斑狀玄武巖及各巖流層上部的角礫(集塊)熔巖，多呈塊狀～次塊狀結(jié)構(gòu)，地應(yīng)力量值中等，圍巖穩(wěn)定性較好。工程區(qū)內(nèi)無(wú)斷層分布，主要結(jié)構(gòu)面為層間、層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶和節(jié)理裂隙。層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶較發(fā)育，主要隨機(jī)分布在各層中下部玄武巖內(nèi)，特別是P2β6層中部和P2β5層中下部，呈集中成帶分布。

3 灌注漿液方式選擇

G2型固結(jié)灌漿中采用了三參數(shù)、大循環(huán)灌漿的施工方法。大循環(huán)灌漿能正確地記錄進(jìn)漿量，采用兩個(gè)流量計(jì)可解決流量計(jì)量問(wèn)題。同時(shí)克服了小循環(huán)灌漿的一切弊端。三參數(shù)指的是灌漿壓力、灌漿流量及漿液密度。三參數(shù)、大循環(huán)灌漿方式通過(guò)采用水灰比傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)灌漿漿液密度實(shí)施高精度動(dòng)態(tài)在線檢測(cè)，有效提高了計(jì)量準(zhǔn)確度和減少了堵管事故的發(fā)生。

4 施工布置

灌漿平臺(tái):導(dǎo)流洞內(nèi)共有6臺(tái)鋼筋臺(tái)車(chē)和3臺(tái)灌漿臺(tái)車(chē)將作為灌漿平臺(tái)，每條導(dǎo)流洞共計(jì)3臺(tái)灌漿臺(tái)車(chē)(利用原鋼筋臺(tái)車(chē))，施工時(shí)合理規(guī)劃灌漿平臺(tái)任務(wù)區(qū)段以保證導(dǎo)流洞灌漿施工。

制漿系統(tǒng):針對(duì)洞內(nèi)G2型固結(jié)灌漿布置及工程量情況，采用可移動(dòng)式制漿站。制漿站采用工字鋼加工成可移動(dòng)式平臺(tái)，將水泥、高速攪拌機(jī)放在平臺(tái)上，灌漿泵及攪拌桶也可放置在該平臺(tái)上或放在灌漿臺(tái)車(chē)上。移動(dòng)式制漿站隨臺(tái)車(chē)行走而行走。

風(fēng)、水、電系統(tǒng)布置:鉆孔與灌漿用風(fēng)、水、電均由導(dǎo)流洞內(nèi)已有的風(fēng)、水、電系統(tǒng)就近供給。

臨時(shí)沉淀池:在每個(gè)施工面設(shè)置臨時(shí)沉淀池，棄漿污水排入沉淀池沉淀后排入導(dǎo)流洞右側(cè)底板設(shè)置的排水溝內(nèi)(每條導(dǎo)流洞在右則由進(jìn)口到出口沿線設(shè)置)，沉淀池定期進(jìn)行清理。

5 施工機(jī)械設(shè)備配置

左岸三條導(dǎo)流洞中共有G2型固結(jié)灌漿施工工作面6個(gè)，施工中安排6個(gè)班組同時(shí)進(jìn)行施工。

6 固結(jié)灌漿施工

G2型固結(jié)灌漿施工程序。洞內(nèi)固結(jié)灌漿在該部位回填灌漿施工結(jié)束后7d后進(jìn)行。固結(jié)灌漿按環(huán)間分序、環(huán)內(nèi)加密的原則施工，同序孔中先施工最低處孔，然后向兩邊交替對(duì)稱向上進(jìn)行施工，最后灌注最高處孔。

灌漿材料。固結(jié)灌漿采用42．5級(jí)普通硅酸鹽水泥。灌漿用水(包括鉆孔、洗孔、壓水及制漿用水)采用洞內(nèi)系統(tǒng)生產(chǎn)用水，滿足拌制水工混凝土的用水要求。經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)，可在水泥漿液中摻入質(zhì)量符合灌漿要求的速凝劑、減水劑、穩(wěn)定劑等外加劑，其摻入量通過(guò)試驗(yàn)確定。

鉆孔、沖洗及壓水試驗(yàn)。鉆孔采用直接在襯砌預(yù)埋管中鉆孔的方法，鉆孔的孔位、孔徑、孔向、孔深等參數(shù)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。鉆孔沖洗:灌漿前采用壓力水進(jìn)行鉆孔沖洗和裂隙沖洗，沖凈孔內(nèi)巖粉、雜質(zhì)，直到回水清凈后10min后為止，沖洗壓力為灌漿壓力的80%，若該值大于1．0Mpa時(shí)，采用1．0Mpa。沖洗時(shí)應(yīng)用阻塞器將孔口堵塞，具備條件時(shí)直接采用機(jī)械式孔口封閉器，安裝后即可進(jìn)行洗孔、壓水、灌漿。壓水試驗(yàn):在裂隙沖洗后選擇不少于總孔數(shù)的5%數(shù)量的鉆孔進(jìn)行“單點(diǎn)法”壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)壓力為不大于該段灌漿壓力的80%，并不大于1MPa；壓水試驗(yàn)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn):在穩(wěn)定壓力下，每5min測(cè)讀一次壓入流量。連續(xù)四次讀數(shù)中最大值與最小值之小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1L/min時(shí)，本段試驗(yàn)即可結(jié)束。

灌漿施工。G2型固結(jié)灌漿采用自上而下、孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)式灌漿法。灌漿施工采用單孔灌注，三參數(shù)、大循環(huán)系統(tǒng)。漿液變換原則包括灌漿漿液由稀到濃逐級(jí)變換，當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或當(dāng)注入率保持不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比；開(kāi)灌后，孔內(nèi)吸漿量達(dá)到300L以上，或灌注時(shí)間已達(dá)30min，且壓力和注入率無(wú)顯著改變時(shí)，可變濃一級(jí)水灰比；當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，視現(xiàn)場(chǎng)具體情況可越級(jí)變濃。特殊情況處理:鉆孔中出現(xiàn)塌孔、嚴(yán)重掉塊等難以成孔現(xiàn)象時(shí)，采取縮短灌漿段長(zhǎng)、濃漿注漿待凝12～24小時(shí)后掃孔復(fù)灌等措施；灌漿過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有冒漿、漏漿時(shí)，根據(jù)具體情況采取表面封堵、嵌縫、低壓限流、濃漿、間歇、待凝等措施進(jìn)行處理；當(dāng)相鄰孔出現(xiàn)串漿時(shí)，如串漿孔具備灌漿條件，可以同時(shí)進(jìn)行灌漿，采用一泵灌一孔。如設(shè)備滿足不了采用將串漿孔內(nèi)串漿部位以上用灌漿塞塞住，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，再對(duì)串漿孔進(jìn)行掃孔、沖洗、灌漿的施工方法。灌漿工作必須連續(xù)進(jìn)行，在施工中若因故中斷，應(yīng)及早恢復(fù)灌漿。中斷時(shí)間超過(guò)30min，應(yīng)立即沖洗，如沖洗無(wú)效，應(yīng)在重新灌漿前進(jìn)行掃孔。恢復(fù)灌漿后，如吸漿量較中斷前減少很多，且在極短時(shí)間內(nèi)停止吸漿，則視該段不合格。對(duì)于大量耗漿孔段的處理:首先采用減小灌漿段長(zhǎng)度，降低灌漿壓力，減少并限制其注入率，待該段耗漿量超過(guò)3t/m，仍不見(jiàn)壓力回升，而且無(wú)漏漿的現(xiàn)象，則應(yīng)停止灌漿，待凝24h后復(fù)灌。復(fù)灌時(shí)注入率逐漸減少，則灌漿至正常結(jié)束。復(fù)灌時(shí)注入率仍很大，灌漿難以結(jié)束時(shí)，則采用摻中細(xì)砂、水玻璃、水泥漿液和水玻璃雙液法等方法，待耗漿量超過(guò)0．5～1t/m后，再待凝后恢復(fù)灌至正常結(jié)束。復(fù)灌時(shí)注入率較待凝前相差懸殊，且耗漿量很小，則應(yīng)對(duì)該段掃孔后再灌漿，如掃孔后注入率仍很小，此孔灌漿即告結(jié)束。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):在規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率不大于1．0L/min，繼續(xù)灌注30min，即可結(jié)束灌漿。封孔: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)積水和污物，采用“全孔灌漿封孔法”或“導(dǎo)管注漿封孔法”封孔，用0．5:1濃漿將空口填封密實(shí)。質(zhì)量檢查:壓水試驗(yàn)檢查在該部位灌漿結(jié)束3～7d后進(jìn)行，檢查孔數(shù)量不少于灌漿孔總數(shù)的5%。

7 結(jié)語(yǔ)

大循環(huán)灌漿提高了循環(huán)灌漿流量檢測(cè)的準(zhǔn)確度，確保了灌漿質(zhì)量，能夠有效的控制灌漿過(guò)程中的漿液密度，減少堵管情況的發(fā)生。

劉樹(shù)森(1963.08.11—),男,遼寧省丹東市人,本科,水利工程師,研究方向:水利水電工程施工技術(shù)與管理等。