富地营子水库大坝基础帷幕灌浆冬季施工.docx

富地营子水库大坝基础帷幕灌浆冬季施工

　　摘要　　富地营子水库位于黑龙江省黑河市境内的公别拉河上游河段。水库大坝坝基座落于海西期花岗岩体上。坝基基础节理发育，并分布有数条较大的断破碎带，岩石透水性强。基础帷幕灌浆主帷幕采用单排、直线悬挂式布置，基础孔距 m。施工顺序采用分序钻灌逐渐加密的原则，灌浆采用孔口封闭，自上而下分段循环灌浆的方法施工。岩石完整性较差的地段，进行特殊的处理。

关键词帷幕灌浆 施工 冬季 岩石 渗漏
1、概述 富地营子水库坝址距西沟水库尾约9km是公别拉河上的西沟水库上游的一个阶梯水库。工程所在区域地处高纬度，属寒冬带气候，冬季漫长寒冷，从 10月末至次年4月下旬为封冻期，封冻天数达 160天左右，最大冻深，最大冻土厚度可达，设计库容为965×105m3,拦河坝为沥青混凝土心墙堆石坝，属三级建筑物。大坝长度1305m, 最大坝高, 帷幕灌浆总工程量为。2、坝基工程地质特性 左岸主要岩性为花岗岩；河床及右岸为辉石橄榄岩与辉石安山岩。较大断层破碎带有：分布于左岸溢洪道闸基附近的F1,F3断层，其中，F1断层破碎带宽10m左右，主要由1～3cm的碎块，糜棱岩夹灰绿色碎石组成。该断层破碎带风化较深。F3断层，宽11 m，分布于左岸坝头。由鳞片壮碎屑夹碎块和断层泥组成。 河床右岸坝基断层破碎带分布较多，较大的断层有F4、，F5，F2等。其中，F4断层分布于右岸坝肩引水洞附近，破碎带宽度达 10m左右，主要由长状构造岩和碎裂岩组成。F5断层宽2～3 m，由片状碎裂岩夹碎屑组成。F2断层破碎带宽13～15m，为坝址区最大的断层破碎带。由灰白色断层泥、麋棱岩和碎块岩组成。3、帷幕灌浆的设计帷幕灌浆形成、孔距和孔深、钻灌顺序及灌浆方法监理工程师与地质工程师确定。、帷幕灌浆段长度与灌浆压力 表1 单位：MPa
灌浆类型灌浆段123帷幕灌浆Ⅰ序孔Ⅱ序孔Ⅲ序孔固结灌浆
　　4、帷幕灌浆的施工、冬季帷幕灌浆保温措施 河床段是冬季施工应做好防寒保温工作，在灌浆工作面搭设保温大棚，棚内生火保温，提高灌区内的温度。棚内保温1） 第一段：消除浮冰段段长30米，用五彩布将仓号分隔成2个15米，每15米段先架设5个保温柴炉将清除段保温，保温棚内温度在0℃以上，将砼表面的浮冰、草袋、塑料布掀除干净，为施工作好准备。2） 第二段：施工段段长30米，采用10个柴炉取暖，保证棚内温度在5℃以上，灌浆设备周围加设4个保温煤炉 。3） 第三段：养护段对已完成灌浆工程的最后几个孔口进行养护保温，灌浆口用塑料布及草袋分层覆盖，外设保温煤炉 ，养护2天。、机械保养1）、钻机：除在棚内保温外，当钻机停钻、检修时，另设两个1000W碘钨灯，对钻机机油底壳、操作手柄分别直射加温，保证机械正常使用。2）、灌浆机械：将煤炉集中在灌浆机械周围，以保证其周围温度，灌浆结束后对灌浆泵拆除放水。、材料加热1）、水泥：提前将525#水泥运入仓号中，靠近灌浆设备及火炉附近。2）、水：采用水箱内设6个2000W电棒加热，使其温度一直控制在10～40℃之间，保证灌浆用水温度。、钻机 采用DK—300型油压钻机，φ59～φ75mm 金钢石钻头造孔，钻孔必须保证铅直，其孔位偏差、主帷幕孔不超过10厘米，加强帷幕孔及固结孔不超过15厘米。钻孔的终孔应符合设计要求，孔内残留岩石和沉淀物不应超过20厘米。 孔壁冲洗及简易压水试验。灌浆灌浆材料、制浆方法 因帷幕灌浆采用分段分序的施工特点，故采用分散制浆法，由各灌浆机组配备一套400L的制浆设备，灌浆时各机组自行制浆。水泥浆制备后尽快使用，四小时后的剩余浆，废弃。、灌浆方法 采用孔口封闭自上而下循环灌浆方法进行灌注，以6分焊管为射浆管，射浆管下至距孔底处，此法可以使各段重复灌浆，对提高灌浆质量有利。、灌浆压力的控制 灌浆开始后，在保证有回浆的前提下，尽快升至设计灌浆压力。其整个过程均在设计压力下完成，灌浆过程均有专人看守压力表，并有专人掌握制浆情况。、浆液浓度的选用与变换 按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》，本工程灌浆浓度为6个比级，即水灰比为5：1、3：1、2:1、1：1、：1、：1。变换灌浆浓度的原则是，各段的初始灌浆浓度均为5：1。当灌浆压力保持不变而灌入量均匀减少时，或灌入量不变而灌浆压力均匀生高时不得改变浆液浓度，当某一级浆液浓度、浆液灌入量累计达400L，但浆液压力和浆入量均无改变或改变不显着时，则应提高一级浆液浓度；当出现灌浆中断或提高一级浓度后灌浆量突减，则注意降低一级浆液浓度。、灌浆结束封孔、灌浆中事故处理5、施工中遇到的问题、地质构造的不良综合对帷幕效果的影响监理工程师同意采用综合灌浆。、吸水不吸浆、裂隙承压水对灌浆质量的影响 在灌浆中发现河床段，普通存在裂隙承压水，经几次简易测试水头左右。 由于裂隙承压水的顶托，灌入的水泥浆易被推出，所以灌浆后的封孔就尤为重要。、地下水的温度对灌浆质量的影响 这次河床段的灌浆工作正是严冬的情况下施工的，气温在-10℃～-25℃之间，实测的地下水温1～℃，为此水泥浆液在地层中凝固的时间较长，由于裂隙压力的流动，甚至可能会造成水泥浆的失败。这可能是由于水温及地下水流动所造成的。、吸浆量特别大 灌浆时无压力耗浆量特别大，施工时采用：1的浓浆进行间隙灌浆，同时注入1～3%的速凝剂进行速凝，反复数次。6、帷幕灌浆质量与效果评价 检查帷幕灌浆质量与效果的标准，根《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》和《富地营子水库沥青混凝土心墙堆石坝与溢洪道基础帷幕灌浆施工技术要求》规定，经帷幕灌浆后，坝基帷幕检查孔岩石在压力为作用下，当压力试验透水率≤10Lu,即视为合格；另外可以从序次单位耗灰量随序次增加而递减的规律来衡量。、灌浆前后坝基岩石透水率比较 帷幕灌浆前据Ⅰ序孔的200多段压水试验成果表明沥青混凝土心墙堆石体基础强风化岩石的透水率普遍偏大，＞10Lu以上者达90多段，其中主要沿强风化岩顶部与心墙基础混凝土盖板结合部位分布，即沿接触带渗漏，其透水率多为15Lu～20Lu，最大达。其余坝基强风岩石透水率为～15Lu，最大达。河床地段一般为～20Lu, 最大达39 Lu。右岸一般10 Lu ～25 Lu，最大达100 Lu。 经帷幕灌浆后，据近70个检查孔170余段压水试验结果，≥10 Lu者，仅占10%左右，为保证工程质量，进行补充灌浆，补充灌浆后，压水试验检查全部合格。、各序次孔单位耗灰量及耗灰比 对各段单位耗灰量按序次统计结果表明，岩石比较完整地段，各序次孔单位耗灰比下降不显着；岩石完整性较差的地段，各序次孔的单位耗灰量及耗灰比下降比较明显。7、结论大坝基础灌浆在冬季施工，因受水温、气温、施工条件各方面的影响，施工质量虽然得到了保证，但是、经济上费用较大，为此应尽量避免在冬季进行施工。通过沥青混凝土心墙堆石坝帷幕灌浆施工后，可以看出大坝基础防渗已形成。 经业主、监理单位评定合格率为100%、优良率大于95%。本工程帷幕灌浆的施工质量得到了黑龙江水利部组成的专家的充分肯定。