源口水库除险加固工程帷幕灌浆论文

PAGE论全州县源口水库除险加固工程帷幕灌浆方案及效果编写：广西桂林沣汇源建筑工程公司目录一、工程概况………………1二、施工……………………1(一)设计变更和修改…………………21、在非溢流坝段打斜孔2、孔位、孔数、孔深的变更3、隔水墙向上游延长帷幕线增加灌浆钻孔(二)钻孔(三)冲孔(四)压水试验(五)灌浆1、坝基帷幕灌浆2、坝体充填灌浆3、特殊情况的处理三、关于拱坝右坝肩漏水原因和堵漏施工四、质量评定附图1、全州县源口水库除险加固工程灌浆钻孔平面位置图2、全州县源口水库除险加固工程大坝主排钻孔灌浆综合成果图3、全州县源口水库除险加固工程大坝副排钻孔灌浆综合成果图4、全州县源口水库除险加固工程大坝隔水墙钻孔灌浆综合成果图附表1、质量三检表2、质量评定表3、灌浆成果一览表4、孔深校正报告单5、灌浆记录表6、测斜记录表7、压水试验成果表PAGE10论全州县源口水库帷幕灌浆方案及效果工程概况源口水库枢纽工程全州县永岁乡境内湘江支流洮水河上，距全州县城23KM，坝址以上集雨面积52.3km2，有效库容1030万m3,计划灌溉面积36017亩，属中型水库。老坝体为埋石砼拱坝，坝长160米，最大坝高48米，多年运行发现坝体渗漏严重，因此对旧坝进行坝体充填灌浆及帷幕灌浆。全州县源口水库加固续建工程灌浆施工分两期进行，第一期为坝体充填灌浆和基础帷幕灌浆，这两种性质不同和要求有别的灌浆，实际上由同一钻孔在不同时间完成的，具体程序为：钻坝体孔钻坝体孔深入基岩2m(或略小于2m)后进行接触段灌浆(按帷幕要求)深入基岩2m(或略小于2m)后进行接触段灌浆(按帷幕要求)钻基岩孔，按帷幕要求，自上而下逐段钻灌，直至终孔钻基岩孔，按帷幕要求，自上而下逐段钻灌，直至终孔自下而上，按段长要求，进行坝体充填灌浆自下而上，按段长要求，进行坝体充填灌浆第一期工程于2006年9月18日进场，于2006年12月4日完工，历时78天，尔后布置检查孔9个，于年底前灌浆队伍撤出工地，完成工作量见表1。第一期钻孔灌浆工作量统计表表1项目孔数钻灌进尺注入水泥备注基础帷幕灌浆82个938.51m80000kg含检查孔9个坝体充填灌浆104个3370.52m207764kg含检查孔9个合计186个4309.03m287764kg第二期为隔水墙基础帷幕灌浆和大坝右岸的堵漏灌浆，施工队伍于2007年8月1日进场，于9月28日全完工，历时59天，完成工作量见表2。第二期钻孔、灌浆工作量统计表表2项目孔数(个)钻孔进尺(m)灌浆长度(m)回填长度(m)累计注入水泥(kg)备注隔水墙基础帷幕32992.85630.95361.9098900含2个检查孔大坝右岸堵漏8109.95109.9511325合计401102.8110225一、二期施工累计孔深5411.83m，注入水泥397989kg，灌浆队伍按照设计要求，根据实际情况，精心组织，统筹安排，严格管理，克服困难，保质保量，按工期圆满完成了任务。各类工程完成工作量见表3.4.5.6二施工(一)设计变更的修改在施工中，我们按设计图纸组织施工，同时把施工中发现的问题和解决问题的设想及时反馈给业主、监理、设计方，请求设计方修改和变更。在本工程中，有如下几方面的问题进行变更和修改：1、在非溢流坝段打斜孔进场放样发现，非溢流坝段的孔位紧贴225.5m高程以上的拦水墙根，无法摆下钻机，这拦水墙按设计是要拆除的，但在蓄水期前是不能拆除的，要想按设计打直孔，唯一的办法就是搭架子(造钻机平台)，而拦水墙高4.5m搭这么高的架子，显然不可取。如果是把帷幕轴线向库区方向前移带来的问题是钻机将打到坝体前面的C20砼层中，起不到或很难起到对大坝充填灌浆的目的。(图1)坝体充填灌浆及帷幕灌浆剖面图(图1)为了在大坝挡水墙不拆除的情况下，既使钻机能按下，又能对大坝进行有效充填灌浆，我们提出了打斜孔。我们经过作图和计算。确定钻孔倾角88°(也就是通常说的斜2°)打斜孔就要考虑方位，根据大坝呈弧形展布的特征，各个孔的方位都不同。我们根据钻孔平面布置图与换算，钻孔的方位、倾角见表7，上述意见2006年9月21日在全州水电局举行的四方(业主、监理、设计、施工)会议上得到批准。2、孔位、孔数、孔深的变更进场以后，我们先施工了7个先导孔和部分一序孔，做压水试验35段，得出如下认识：1)坝体严重漏水、打钻时几乎孔孔不返水，大部分在大坝两侧都出现射流和渗水。2)坝基基岩多为完整的坚硬的砾岩，石英砂岩、含砾砂岩、砂岩、透水率都小。3)基岩耗灰率小，平均35kg/m，但接触段较大，平均200kg/m，坝体上部耗灰率最大，可以达到300～400kg/m。4)孔中揭露出的接触面位置与设计相差较大。又根据隔水墙放样结果得知：右岸隔水墙轴线与坝体相交于68#孔，左岸隔水墙轴线与坝体相交于15#孔。鉴于上述情况，我们提出了以下修改建议：1)孔深控制原则：钻孔深入透水率≤5Lu的岩层5～8m，即应终孔，不必受原设计限制。2)孔位、孔数做适当调整，调整原则：钻灌工程总量尽量控制在原设计范围内，追求最佳灌浆效果，着力解决坝体渗漏和提高两坝肩基岩风化层及破碎带的防渗能力。调整的具体方案：①取消1#～12#和7#～78#共20个钻灌孔，非溢流坝增设一排加强孔，左边18个，右边14个孔，溢流坝段增加5个孔，共37个孔，②所有孔深控制在30m以内。坝体不足25m深的孔，最多伸入基岩3～5m就终孔。在非溢流坝段的钻孔均为倾角88°的斜孔，孔距2m，排距0.8m，其余为直孔。我们的建议在2006年10月18日工地四方联合会上得到批准，具体细节在2006年11月3日的报告中得到监理、业主同意照办的回复。3、隔水墙向上游延长帷幕线，增加灌浆钻孔。隔水墙帷幕灌浆在右岸遇到构造破碎带，增加两个孔，左、右岸各向上游方向延长帷幕线4m左右，各增加2个孔。总增孔数为6个。在右岸施工一序孔时，97#孔漏水耗灰率175kg/m，95#孔严重漏水，在孔深21～25m这一段，岩石非常破碎，钻进时掉块，卡钻时有发生，起钻要打吊锤，下钻要扫孔，耗灰率达192kg/m，，93#孔也出现类似95#孔的情况，耗灰率192kg/m，查阅地质资料，确有F2、F3两条断层通过，我们提议：打2个加密孔布置在93～97#孔之间，调整孔距，由原来2m改为1.33m。在隔水墙上游端头与山体相接部位，由于开挖放炮加上岩石层面和节理面风化严重，使砼体下伏岩石具有规则的网状裂隙存在，当水位达到一定高程后，它们将是危险的渗漏通道，因此我们提议：延长帷幕线，增加灌浆钻孔。孔距不一定是2m，其布置孔原则应是在砼和岩层的接触面上每隔2～3m设计一个孔，如果钻机摆设场地有困难，采用打斜孔的办法来解决，这些提议得到监理、业主同意(于2007年8月30日的批复)。(二)钻孔1、孔位按设计要求，偏差均＜10cm。2、为保证钻孔方位、倾角达到规范要求，开孔前采取水平尺检验，调整机架座水平度，用地质罗盘校立轴钻杆，使其倾角达到设计要求，开孔后每10m，用测斜仪测一次倾角、方位，如果超差，则采取纠偏措施。(三)冲孔在基岩中，严格按规范要求，在每段灌浆之前进行冲孔。(四)压水试验基岩部分的压水试验是自上而下的分段进行，先导孔、检查孔的压水试验是严格按照规范进行，其余孔是进行简易压水试验。2006年做压水试验32个孔122段，其中先导孔3个10段Ⅰ序孔6个18段，Ⅱ序孔5个13段，检查孔2个4段。(五)灌浆1、坝基帷幕灌浆(1)灌浆材料：425#普通硅酸盐水泥。(2)灌浆方法：自上而下分段灌注，段长一般6～8m。(3)灌浆方式：循环式，射浆管距孔底小于50cm。(4)灌浆压力：0.4～0.7Mpa，视孔深而定。(5)灌浆水灰比：5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1(或0.5：1)六个比级。(6)结束标准：在该段最大设计压力下，注入率≤1L/min后，续灌60min才结束灌浆。2、坝体充填灌浆(1)灌浆材料：425#普通硅酸盐水泥。(2)灌浆方法：自下而上分段灌注。(3)灌浆压力：上部(孔深20mm以内)为0.2Mpa，下部孔深(20mm以下)为0.3～0.4Mpa。(4)灌浆水灰比：Ⅰ、Ⅱ序孔1：1开灌，Ⅲ序孔2：1开灌，逐渐变浓。(5)结束标准：在设计压力下，灌浆孔停止吸浆，续灌5～10分钟后结束灌浆。3、特殊情况的处理。本灌浆工程出现的最大问题是浆液向坝体外侧严重泄漏，查其途径是条形砌石的砌缝所致。为此，我们进行大量的表面封堵，粗略统计用了100多个工日，采用的办法是扎棉絮、烂布条填水泥砂浆。操作很困难，也很危险，大坝前沿是采用坐吊蓝下去封堵的，外坡是系安全带下去封堵的。表面封堵起到很大的作用，但是不能解决所有泄漏问题，在灌浆过程中，我们又采用边加沙边送浆，灌灌停停、掺水玻璃较长时间的待凝等办法。加沙堵漏的孔，为了避免架桥，漏堵住后，再下钻具扫孔，然后下栓塞加压灌浆，至达到结束标准。掺水玻璃我们也进行了试验：求出不同长的管路，最佳浆液浓度和掺量，既要使混合液尽早凝固，又要保证管路顺畅不被堵塞，而且达到一定浆量后，就停灌待凝，这样反复多次才能达到目的。三、关于拱坝右坝肩漏水原因和堵漏施工。在2007年水库蓄水期间，当库水位达到215m高程时，发现右岸坝肩有A、B、C三个较大的漏水点(见图2)，A、B在未灌浆区下方，C在已灌浆区下方，相距15～18m，漏水量随库水位升高而增加，随库水位下降而减少，当库水位降到215m高程以下，渗漏消失。2007年8月右隔水墙基础帷幕灌浆施工，开钻二天后的8月10日施工人员、业主代表、监理又发现一个奇特的现象，大坝右坝肩有三处渗水点，其位置与蓄水期间出现的A、B、C三个漏水点相重合，久旱无雨，骄阳似火的季节，被烈日晒得烫手的坝体外坡怎么会出现如此现象呢？这水从何而来？库水位已降到208m高程坝上无任何施工作业，只有我们在隔水墙上打钻。进一步观察发现，打钻返出的水流到隔水墙后面低洼中，然后低洼坑中的水流到A、B、C三个渗漏水点。这只能说明A、B、C三个漏水点是联通的。而蓄水期库水位达到215高程时，库内的水是经过什么通道到达A、B、C三个点呢？我们认定主要是两条：(一)F2、F3两条断层破裂带，因为A、B两处下伏基础是F2、F3通过的地方，F2、F3伸入库内，当库水位到达215m高程后，库内的水经F2、F3渗漏，从A、B点冒出，同时也经过大坝外坡砌体中的渗漏通道流向C处。(二)右隔水墙和拱坝的交接缝，215m高程以上勾缝欠佳，原来的预埋灌浆管又没有起作用，库内的水位交接缝处通过未灌浆区坝体空隙到达A、B、C三处。也有人认为，由于60#、61#、62#孔灌浆时，有不少浆漏进放水涵洞，这地方没灌好，留有渗漏空隙。根据上述推断，我们在交接缝处布置2个孔，在60#、61#、62#孔附近布置2个孔，在F2、F3附近布置4个孔，孔深13m左右，6个钻孔为斜孔，倾角80°(目的是靠近漏水点)两个钻孔为直孔。详见图2我们写了《关于拱坝漏钻灌孔施工方案的报告》，好久没得到文字批复，临近灌浆队伍撤离时，业主、监理口头答复，先打几个孔看看。钻孔的情况是：堵-1孔钻到8m左右，孔内就开始漏水，A、B处渗水，堵-3孔钻到9m左右，孔内开始漏水，C处明显渗水；堵-2、堵-4、堵-5、堵-6孔钻孔时，孔内漏水不明显，大坝外坡只有零星的湿润，堵-7、堵-8孔在钻到3m左右就开始漏水，到7-8m时孔内全部漏水，A、B、C各处都渗水。灌浆情况：灌堵-1、堵-3孔时，A、B、C漏水点大量漏浆，采用扎棉絮、嵌木条等进行表面封堵。同时用停停灌灌减压限流，加水玻璃待凝等手段进行灌注，直至不漏浆为止，尔后下栓塞，加压灌注。灌堵-7、堵-8孔时，吸浆量很大。坝体前沿条形砌石处漏浆，同样采用表面封堵，加水玻璃浓浆灌注，直至不漏浆为止，然后加压灌注。经过堵漏施工，我们找到了A、B、C三处漏水通道，也堵住了漏水通道。四、质量评定灌浆施工始终坚持“质量第一”，成立了以项目经理项目总工为首的质量管理小组，把质量第一的思想贯穿到钻孔、灌浆的全过程，把质量管理办法落实到每道工序，每个环节中去，对于不合规范、规程的施工予以坚决的制止，不合要求的坚决返工。因此，我们的工程质量是达标的。(一)从数理统计结果显示：从1序孔→2序孔→3序孔→检查孔，坝体、接触段基岩透水率依次减小，单位耗灰量也依次降低，详见图3、4、5、6、7、8。(二)检查孔检查结果表明，质量是合格的。以监理为首组成的检查验收小组，对第一期工程布置9个检查孔，对第二期工程布置2个检查孔，检查方法是，坝体做注水试验(按设计要求)基岩做压水试验(按规范要求)检查结果见表8、表9。从表8可见，基础帷幕压水试验结果q≤3Lu～5Lu，根据有关规范坝高在100m～50m之间时，坝