东山水利枢纽工程围堰之高压喷射灌浆

1、东山水利枢纽工程围堰之高压喷射灌浆内容摘要:东山水利枢纽工程围堰采用高压喷射灌浆防渗墙防渗;由于地质条件复杂、钻孔深度较大,在施工过程中碰到塌孔、串浆等问题,经处理后,通过检查,其防渗效果良好,能满足设计各项要求,对施工能起到预期的效果。对一、二期围堰进行因地制宜地选择喷射形式也取得了良好的效益。 关键词:高压喷射灌浆 砂卵石地基 围堰防渗 因地制宜 成本控制 1、工程概况 东山水利枢纽工程位于广东省丰顺县境内的韩江干流上,坝址以上集水面积27503平方。韩江干流域三河坝潮州规划有四个梯级,东山水利枢纽属于第二梯级。东山水利枢纽工程为低水头闸坝式径流电站,该工程的主要任务是完成韩江干流的水利梯

2、级衔接,不承担下游的防洪任务。其中电站年平均发电量为3.0158亿kW.h。年利用小时为4021h。东山水利枢纽工程的工程项目主要包括右岸电站,19孔水闸,左岸船闸,左右岸连接土坝及左右岸岸坡护坡。其中左岸电站工程共6台单机容量1.25万kW的机组,总装机容量为61.25万kW。右岸船闸设计级别为300t级。 根据水工建筑物的布置形式、河床宽度及导流设计流量,本工程采用河床内分期导流方式,采用先围船闸后围厂房的分期导流方案,即一期围左岸连接土坝、船闸及相连的15孔拦河水闸,二期围右岸连接土坝、厂房及余下的4孔拦河水闸。 2、河床地质条件 河床分布冲积砂层,厚度15m26m,上部为含卵石砾砂,河

3、床的砂层按颗粒分为含砾粗砂和含卵粗砂。 1、含砾粗砂:含细砾及少量2cm的卵石,干净。分布在河床冲积层上部,靠左岸顶面较高,且厚度较大,顶面高层次14.1m18.0m,底层高程6.2m15.4m,厚度0.5m10.2m。 2、含卵石砾粗砂:分选性差,不同位置卵石含量差较大,一般含量在10m60m之间。 高程8m10m以上和靠河流两岸含卵石10%30%,直径一般2cm10cm,往下部粒径渐粗,下部较多大于10cm的卵石,大部分卵石磨圆度好,半圆状,卵石岩性主要为石英、砂岩、花岗岩和二长斑岩等。一般来说上部较干净,含泥质较少,下半部含泥增多,但各处不均,局部夹粉土,厚度8.0m20.0m。 河床中

4、部卵石含量明显增多,高程8m10m以下,含卵石增多变大,含量50%60%,甚至大于60%,直径2cm10cm,常见大于12cm卵石。在高程-1m12m多见漂石。 3、高喷防渗墙形式的选择 高压喷射灌浆有定喷、摆喷及旋喷等结构形式,在保证施工质量的前提下,都有良好的处理效果。根据一期围堰内的船闸和水闸基础较高,开挖后围堰内外产生的水头差较小,在考虑成本控制的情况下采用摆喷;而二期围堰内厂房基础较低,内外水头差较大,所以选择了旋、摆结合的形式。 4、高喷防渗桩施工 围堰防渗墙具体参数如下: 1、防渗墙底部插入相对不透水层深度不小于1000mm; 2、防渗墙设计参数: (1)渗透系数Ki10-5cm

5、/s; (2)摆喷板墙厚度200mm; 3、高喷防渗墙施工前,先进行现场围井试验,以选取最佳施工参数。高喷防渗墙施工技术参数按下表参考: 摆喷: 5、高喷防渗桩施工 1、施工工艺 高喷防渗桩的施工采用如下工艺;布设孔位,验线引孔钻机造引孔高喷台车就位、调平下三重管至孔底,制备水泥浆摆转、喷射、提升成桩浆液回收提喷射管出地表清洗注浆管孔口回填注浆。 2、高喷防渗桩施工质量保证措施 为保证摆喷桩的施工质量,根据施工条件、设计要求和相关规范,拟采取如下质量保证措施,达到施工质量目标; (1)、钻孔前要放线定位并复核孔位,误差不得大于10cm (2)、钻孔时做作好钻孔深度记录,以便核对注浆管深度和钻孔

6、深度是否相符。 (3)、引孔钻机造引孔时,保证机台平整,用水平尺测量平整度,开孔前必须调整立轴垂直度,用水平尺测量垂直度,检查钻具是否平直,必须使用平直的钻具,孔斜率1%, (4)、岩芯取样时应特别注意漂石与风化岩的区别,以免钻到漂石时误认为已经钻到不透水层。 (5)、高喷施工分、序隔孔施工,防止相邻高喷孔施工时串浆。相邻的高喷桩施工的时间间隔不少于24小时。 (6)、严格按设计水灰比制浆,浆液水灰比采用1:1比重1.5,施工现场配备比重计,每天测量浆液比重。实行定量加灰制,严格控制水泥用量。 (7)、安放注浆管前,先在地表进行射水实验,待水、气、浆压正常后,才能下注浆管施工。 (8)、喷浆过

7、程应边连续均匀,若出现孔内故障,提钻出地表排除故障后,复喷接桩时,应加深0.5米重复喷射接桩,防止出现断桩。 (9)、高喷孔喷射成桩结束后,应采用含水泥浆较多的返浆回灌孔口,防止因浆液凝固后体积收缩、桩顶面下降,以保证桩顶标高满足设计要求。 (10)、水泥浆必须搅拌均匀,超过4h的水泥浆不得使用。 3、施工中遇到的问题及处理方法 (1)破碎带:对纵向围堰处的破碎带进行加深处理,以期增大渗径、减小渗透面积。 (2).塌孔:在进行高喷灌浆的过程中,经常会出现塌孔现象,严重的会出现埋掉喷杆的情况,这种情况一般出现在序孔。出现前的预防:a、格控制护壁泥浆的质量和用法、用量;b、对钻好的孔应及时喷浆,不应停置太久。 (3).串浆:防止相邻高喷孔施工时串浆,相邻的高喷桩施工的时间间隔应不少于24小时,如果出现多处串浆的情况,可将二序孔改为三序孔;灌浆过程中若发生串浆,应填堵被串孔,待灌浆孔高喷灌浆结束,应尽快进行被串孔的扫孔、灌浆或继续钻进。 6、结语 高压喷射灌浆技术在近年来越来越广泛地运用到地基加固、边坡支护及水工建筑物的防渗等方面,技术也越来越完善,与此同时,在技术完善的保障下就要考虑成本问题,根据不同的高压喷射形式所需水泥量的不同和渗透量的不同找出最佳结合点,从而使在对工程保质保量的前提下达到成本最低。东山水利枢纽工程围