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技术文章 |
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固结灌浆在江西洪屏抽水蓄能电站上水库工程施工中的应用
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| 2016-8-12 点击次数：[1523] |
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1· 工程概况
江西洪屏抽水蓄能电站位于江西省靖安县境内，下库坝址距县城约40km， 为周调节抽水蓄能电站。电站装机容量为1200MW（4×300MW）， 安装4 台单机容量为300MW 的混流可逆式水泵水轮发电机组。本工程属大（1）型一等工程，主要永久性建筑物按1 级建筑物设计，次要永久性建筑物按3 级建筑物设计。枢纽主要包括上水库、输水系统、地下厂房系统、地面开关站及下水库等工程项目。
2· 主要工程量
本项目固结灌浆工程量共计341 33m，具体分布详见表1：
3· 固结灌浆施工工艺
3．1 固结灌浆工艺流程（见图1）
3．2 施工工艺
3．2．1 钻孔
固结灌浆孔采用YTP－28 气腿钻和YQ100D 钻机造孔。
抬动观测孔、质量检查孔和物探测试孔的钻孔均采用回转钻机（型号：XY－2PC 型），金刚石钻头钻进。
3．2．2 钻孔冲洗
灌浆孔钻孔的冲洗，主要采用风水联合冲洗的方法，或者用导管将大流量水流从孔底向孔口进行冲洗。
钻孔冲洗压力：钻孔冲洗的水压一般为灌浆压力值的80％；当压力超过1MPa 时， 冲洗压力采用1MPa。冲洗风的压力一般为灌浆压力值的50％； 当压力超过0．5MPa时，冲洗风的压力采用0．5MPa。
3．2．3 裂隙冲洗
裂隙冲洗的方法：应根据不同的地质条件，通过现场灌浆试验等方法进行确定。
裂隙冲洗时间：当回水澄清后10min 方可结束， 且单孔不少于20min，串通孔不少于2h。当回水达不到澄清要求时， 应继续进行冲洗，直至澄清，且孔内残留沉积物的厚度不应超过20cm。
注意事项：
（1） 当附近有正在进行灌浆的孔，或者附近灌浆孔的钻孔结束时间不足24h，不应进行裂隙冲洗。
（2） 当某灌浆孔进行裂隙冲洗后，该孔（段）应立刻进行灌浆操作， 若因故不能立即进行灌浆作业，且中断时间超过24h，则应在灌浆之前，重新进行裂隙冲洗作业。
3．2．4 压水试验
裂隙冲洗完毕后即可进行压水试验，以了解所灌区域的透水性能指标。压水试验应该在裂隙冲洗后进行，试验压力为灌浆压力值的80％，压水时间为20min，每隔5min读取一次压水流量值，其最终成果以“透水率”指标表示。
检查孔的压水试验应采取“自上而下” 分段卡塞的方法进行，并按具体施工方案的要求，采用“五点法”或者“单点法”进行。
3．2．5 灌浆
固结灌浆按分序加密的原则进行施工， 灌浆时按照先边排、后中间的顺序进行灌浆；同排灌浆孔按先灌Ⅰ序孔、后灌Ⅱ序孔的顺序进行加密施工；同序孔则按先灌低高程孔，后灌高高程孔的顺序进行施工。
当基岩段小于6m 时， 采用全孔一次灌注；当基岩段大于6m 时，则可选用“自上而下，分段灌浆，孔内循环”的方式进行灌注。对于注入量较小的地段， 在监理人批准后，灌浆孔可并联灌浆，但并联孔数不得多于3 个。
3．2．6 灌浆压力
灌浆压力应尽快达到设计值，具体数值根据施工方案或现场监理的指示确定，一般采用分级升压的方式进行，即将压力逐级升高至设计压力。具体操作时，一般是以压水试验时的压力值为基础，以每0．05Mpa 为一级逐级进行升压，直至设计压力值。
3．2．7 灌浆水灰比及变浆标准
水灰比的取值由试验确定，灌浆时，浆液的浓度由稀到浓逐级变换。当灌浆压力不变，注入率持续减少时，不得改变水灰比；当注入率不变， 而灌浆压力持续升高时，亦不得改变水灰比。
当某一级浆液的灌注时间已达1h，或者注入量已达300L 以上，而注入率和灌浆压力都没有明显的改变时，就应当更换浓度更高一级的浆液进行灌注。
3．2．8 灌浆结束
在规定的压力下，当灌浆注入率不大于1．0L ／ min，且持续灌注达30min，灌浆作业即可结束。若长时间达不到结束标准， 则应报请监理，经共同研究后，制定解决方案。
3．2．9 封孔
固结灌浆孔的封孔，一般采用“全孔灌浆封孔法”或“导管注浆封孔法”。
固结灌浆结束后，抬动观测孔和物探测试孔等也要进行封孔处理，封孔的方法和要求与固结灌浆孔的封孔方法相同。
3．2．10 特殊情况的处理
在灌浆过程中如果地表发生冒浆或漏浆等现象，可根据冒浆或漏浆量的大小，采用不同的方法进行处理：
①当冒浆或漏浆量较小时，可按正常灌浆方式进行灌注，直至达到结束标准，而不作专门处理，；
②当冒浆或漏浆量较大时，可采用浓浆灌注、低压灌注、间歇灌注、限流灌注及限量灌注等方法进行处理，必要时还可考虑用嵌缝或地表封堵等方法进行处理。
当灌浆孔穿过断裂构造比较发育的地段，岩体发生掉块、塌孔或集中渗漏等情况时，应当立即停止钻孔并查明原因。通常情况下，可以采取先压缩段长、待该段进行灌浆处理后，再进行下一段钻灌作业的方法。
对于灌浆孔孔口出现涌水的孔段，在灌浆前应先对涌水压力和涌水量进行测算， 并根据具体情况，参照相关规范，采取相应措施，进行综合处理。
3．3 固结灌浆质量检查
（1）固结灌浆质量检查一般情况下采用钻孔压水试验的方法进行检查，必要时按监理人要求采用测量灌前、灌后岩体波速，并结合灌浆孔钻孔数据、检查孔取芯数据、压水试验数据和灌浆试验数据等，进行综合分析及评定。
（2）单点压水试验检查孔的数量应严格按规范执行，其数量不应少于灌浆孔总数的5％， 且当检查结束后，应立即对检查孔进行灌浆和封孔。
（3）压水试验应在灌浆结束后7 天进行。岩体波速检查应在灌浆结束后14 天进行。
（4）在固结灌浆压水试验检查中，压水试验透水率小于设计要求即为合格。
4 ·结语
从本工程的施工过程来看，固结灌浆提高了岩石的整体性和均质性、改善了地基的物理力学性能，提高了岩石的抗压强度与弹性模量，减少了岩石的变形与不均匀沉陷，有效提高了工作效率和工程质量。 |
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