土谷塘航电枢纽电站厂房围堰高喷试验报告20131010

湘江土谷塘航电枢纽工程围堰高压旋喷试验报告工程概述湘江土谷塘航电枢纽工程大坝上下游围堰及厂房纵向围堰基础防渗采用高压旋喷防渗墙，成墙厚度不小于0.8m，墙顶高程为53.5m，施工时围堰高出河流常规水位，以保证墙体内浆柱压力，确保防渗质量。其中分为上坝线上游围堰、下坝线上游游围堰和下坝线下游围堰，以及厂房纵向围堰，施工轴线长度根据现场实际需要填筑。地层情况上游围堰河床高程45.9〜47.2m，河床砂卵砾石厚1.5〜5.0m。下伏基岩为第三系霞流市组茶山坳段(E1)紫红色薄层状粉砂质泥岩、厚〜中厚层状泥质粉砂岩、青灰2+3x色钙质砂岩局部夹泥灰岩、细砂岩等，基岩出露高程42.7〜45.5m。下游围堰河床高程45.8〜47.3m，河床砂卵砾石厚1.0〜3.0m。下伏基岩为第三系霞流市组茶山坳段(E1)紫红色薄层状粉砂质泥岩、厚〜中厚层状泥质粉砂岩、青灰2+3x色钙质砂岩局部夹泥灰岩、细砂岩等，基岩出露高程43.2〜45.1m。纵向围堰河床地面高程45.6〜47.0m,河床砂卵砾石厚0.7〜4.25m。下伏基岩为第三系霞流市组茶山坳段紫红色薄层状粉砂质泥岩、厚〜中厚层状泥质粉砂岩、青灰色钙质砂岩局部夹泥灰岩、细砂岩等，基岩出露高程44.3〜45.4m。施工依据《土谷塘航电枢纽工程大坝及厂房围堰设计技术文件》。《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》(DL/T5200-2004)。《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2001)《湘江土谷塘航电枢纽工程围堰高压旋喷生产性试验灌浆施工方案》。试验目的及选址高压喷射灌浆试验在围堰正式施工前，在施工轴线具有代表性的上游段选取一段作为高喷灌浆试验段，试验目的是通过高喷灌浆试验，检验在设计技术参数条件下高喷防渗墙的施工效果，验证确定合理的技术参数、孔距、施工方法以及机具设备组合、劳动力配置等，为规模性施工提供依据，指导下一步大规模高喷灌浆施工。经过现场察勘及对比分析，以及有利施工原则，试验段选在厂房上游侧围堰岸坡段。生产性试验为二管法高压旋喷。二管法高压旋喷试验孔距0.8m试验段(T1区)轴线长度9.6m，孔距0.8m,布设12孔；二管法高压旋喷试验孔距0.7m试验段(T1区)轴线长度8.4m，孔距0.7m，布设12孔；二管法高压旋喷试验共布设24孔。高压旋喷生产性试验灌浆施工布置高喷平台填筑及导流根据机具特征，高喷平台顶宽原则要求不小于8m,平台填筑料可利用原河道砂卵石及粘土粉细砂，由装载机运至填筑部位，然后用挖机或装载机对铺料进行平整、碾压，形成高喷施工平台，围堰填筑施工顺序根据工程总体施工布置施工。施工用水、电(1)施工用水采用离心泵或潜水泵抽水，直接从河道取水，沿施工轴线铺设供水管道至各施工部位。施工用电由于电网未通，采用柴油发电机供电至施工部位总电源箱，再从总电源箱分配至各施工电器控制柜。制浆系统水泥制供浆站：采取根据地形，结合有利于施工、方便联络的因地制宜原则在上游围堰较宽阔地带进行搭建，供浆站水泥平台上搭建简易工棚，并在水泥平台四周挖排水沟防雨，水泥平台上铺油毛毡防潮。水泥根据实际用量情况分批进料，并按进场先后次序使用，水泥浆液拌制采用强制制浆机。(2)固壁泥浆站：沿高喷施工轴线外侧挖设泥浆池，采用NJ-600型高速制浆机拌制固壁泥浆，HB80/10泥浆泵输送固壁泥浆。机具布置高喷台车、钻机沿施工轴线有序布置，出于度汛安全考虑，高压浆泵、空压机、水泥存储平台布置于河道左岸侧上游围堰较宽阔地带位置较高处，其它各辅助施工机械根据施工现场情况因地制宜布置。试验孔布设试验区孔位布置定为单排高压旋喷灌浆孔。具体孔位布设见附图。试验项目与内容灌浆孔孔距适宜性。灌浆压力与单位耗灰量的关系。水泥材料的可灌性比较机械设备的适用性。钻、灌工效及材料耗用情况。试验完成工程量高压旋喷生产性试验灌浆工程量为24孔，分2个区。T1区12孔,完成钻孔进尺125.8m,高压旋喷灌浆面积79.99m2；T2区12孔，完成钻孔进尺126.2m，高压旋喷灌浆面积74.66m2。主要施工机械设备（1） 钻孔机械：XY-3型地质钻机（2） 高压浆泵：GNB-100型高压泥浆泵。（3）空气压缩机：SAV3m3空气压缩机。（4） 高喷台车：GP1800-2型高喷液压台车。（5） 浆液搅拌机：NJ-600高速制浆机。（6） 中转、排污设备：NL50型立式污水泵。（7） 供水设备：W-15-30潜水泵、3K9离心式水泵。灌浆材料（1） 采用新鲜无结块的P.042.5级普通硅酸盐水泥（衡南南方水泥厂生产），其通过4900孔/cm2筛筛余量不大于5%。（2） 拌制水泥浆液用水符合DL/T5144中混凝土拌和用水的要求。（3） 在同一灌浆段中,不同厂家,不同品种的水泥不得混用。（4） 水泥经拌制成浆液后，其存储时间应不超过4h,否则，作弃浆处理。试验主要施工技术要求（1） 钻孔孔位与设计孔位偏差不大于5cm。（2） 高压喷射灌浆钻孔孔径为110mm。（3） 高喷钻孔为铅直孔，钻孔偏斜率不大于孔深的1%。（4） 高喷防渗墙采用二管法（气、浆），高压旋喷桩套接成墙法。（5） 高喷防渗墙采用单排布孔，孔距0.8m及0.7m，排间分两序施工，先I序，后II序。（6） 高压旋喷灌浆试验T1区施工技术参数（见表10-1）。表10-1 高压旋喷施工技术参数表

高压喷射灌浆方法二管法压缩空气压力(MPa)0.6〜0.8风量(m3/min)0.8〜1.2浆液进浆密度（g/cm3）1.4〜1.5压力(MPa)32〜35流量(L/min)70〜80浆嘴直径（血）及个数$1.9(2个)孔口返浆密度（g/cm2）$1.30提升速度（cm/min）8〜12旋转角度（度）360旋转速度（r/min）8〜12孔距（m）0.8（7）高压旋喷灌浆试验T2区施工技术参数（见表10-2）。表10-1 高压旋喷施工技术参数表高压喷射灌浆方法二管法压缩空气压力(MPa)0.6〜0.8风量(m3/min)0.8〜1.2浆液进浆密度（g/cm3）1.4〜1.5压力(MPa)32〜35流量(L/min)70〜80浆嘴直径（血）及个数$1.9(2个)孔口返浆密度（g/cm2）$1.30提升速度（cm/min）8〜12旋转角度（度）360旋转速度（r/min）8〜12孔距（m）0.7高压喷射灌浆施工高压旋喷灌浆孔施工原则为:单排孔排间分为两个次序施工。施工工艺流程放样、定位f钻机就位f钻孔f钻孔验收f高喷台车就位f地面试喷f下喷射管f孔底静喷f孔口返浆f旋转、提升f终喷f提出喷射管f静压回灌f管路冲洗f高喷台车移位放样根据施工技术要求及施工图纸,沿防渗墙轴线一次性进行高喷孔位放样,利用木桩作标记,并在轴线上下游适当位置引桩位控制点,以便随时校核。钻孔统一编号。钻孔钻孔定位：高喷钻孔为铅直孔，钻孔孔位与设计放样孔位偏差不大于5cm。(2)钻机定位：钻机应作到周正、稳固、水平，并用水平尺校正，钻机立轴对准孔位中心点。孔深和孔斜：钻孔深度为深入基岩不少于0.5m,I序孔取样确定孔深。(4)钻孔方法：选用地质钻机造孔，泥浆固壁工艺成孔。1序孔取样确定孔深，钻孔至基岩不少于0.5m后取芯判断，再实际测量孔深，确保钻孔入岩深度，11序孔以相邻I序孔孔深确定孔深，钻孔孔底偏差不超过孔深的1%。(6)终孔后，应及时对孔口进行保护，防止污物流入孔内，并应立即组织高压喷射灌浆施工。高喷台车就位、检查高喷台车移位至高喷孔位后，对台车提升装置、制动、管道、电路、旋转装置等进行检查，管道应畅通无阻，连接情况正常，气、浆喷嘴符合要求，各接头处密封良好。11.6下喷射管喷射管下孔前，喷管应对准钻孔中心，先送水，送气，把各种压力加至喷射要求的压力和流量进行地面试喷，确保各项指标正常后，方可向孔内下入喷射管，为防止气、浆嘴堵塞，可用胶布对喷头进行包裹，下管过程中，应适当控制下管速度，当遇阻力时，采取转动、边送浆边下管的措施，直至喷射管下至设计孔深。水泥浆液拌制水泥浆液的拌制采用重量比的方式进行配制，严格按设计水灰比控制，结块或受潮水泥严禁使用，浆液拌制好后，必须经过至少二道过滤，并对浆液比重进行检测合格后，方可进入供浆泵储浆桶。制浆量应根据钻孔深度、提升速度、注浆时间，实际耗浆量拌制，防止浆液浪费。浆液从制备至送入孔内时间不得超过4h,浆温控制在5〜400C之间。高压喷射灌浆喷管下至设计孔深后，打开旋转装置，按由低至高顺序依次送入符合要求的气、浆，在孔底静喷至孔口返浆并达到设计返浆密度后，按设计的施工技术参数，自下而上边喷射、边旋转、边提升，直到设计高程。停送浆、气，提出喷射管。喷射灌浆开始后，现场值班技术员、记录员应经常检测高喷的流量、气量、压力、提升速度、旋转速度、浆液比重等各项技术指标，发现问题，立即处理，并详细做好施工记录。施工过程中，根据地层及孔口返浆情况，适当调整提升速度，浆液比重，压力等技术参数，以保证成桩的均匀性和连续性。当正常喷射至桩顶以下1.0m时，应适当放慢提升速度，并在桩顶静喷20〜30秒。(5)施工过程中如实、详细填写高喷施工记录，包括高压喷射灌浆的各项施工参数、浆液材料用量、异常情况处理等。11.9静压回灌喷射结束后,应向孔内进行静压充填注浆,直至孔口浆液不再下沉为止，防止孔口出现“凹穴”、“空洞”现象。11.10管路清洗高压喷射灌浆结束后,用清水对灌浆泵及灌浆管路进行冲洗,以防堵塞,直到管路口出清水为止,必要时,灌浆泵应拆开清洗。11.11特殊性况处理高喷灌浆全孔自下而上应连续作业。在施工过程中，一旦供气、供浆发生中断，立即将喷管下沉至停喷点以下0.5m处，待恢复供应时再喷射提升，当中断时间较长时，应对高压灌浆泵及输浆管道进行妥善清洗。高喷灌浆过程中因故中断恢复施工后,对搭接段必须进行复喷，复喷长度不小于0.5m。高喷灌浆过程中，出现压力突降或骤增，孔口回浆浓度或回浆量异常等情况时，立即查明原因，及时处理。高喷灌浆过程中发生孔间串浆时，对正在施工的钻孔，应停止钻进，对已成的钻孔，应进行孔口封堵，待施工孔高喷灌浆结束后，再对串浆孔钻进、扫孔。高喷灌浆过程中，如出现孔口不返浆或返浆量很小时，应停止提升，采取降压、增大注浆量、从孔口向孔内填砂或粘土浆等措施进行堵漏处理，必要时，也可在水泥浆液中掺入速凝剂，待孔口返浆正常后，再按正常的施工参数提升、喷射施工。针对高喷灌浆施工特点,实行三级质量检查制度,即班组初检、施工队质检员复检、项目部质检员终检，经“三检”检查合格后，提请值班监理工程师验收，合格后方可进入下一道工序施工。施工中发生异常情况，应及时通知现场质检或值班监理工程师，以采取应对措施。现场主要工序质量控制措施如下：钻孔质量控制（1）钻孔放样采用全站仪施测，沿各区段防渗墙轴线一次性进行放样,利用木桩作标记，并在轴线上下游适当位置引桩位控制点,以便随时校核。（2）钻机开钻前回转立轴必须用水平尺或罗盘进行校验，钻机本身必须周正、稳固。（3）钻孔至入岩后，应通知现场质检员确认，确保入岩不少于0.5m深度才可终孔。（4）钻孔成孔后，须经“三检”验收合格，并填写钻孔单孔验收合格证，经通知现场监理工程师验收后，进入下一工序施工。高压喷射灌浆质量控制（1）喷射管下入钻孔实际孔深，经检查各项施工条件均具备后，填写高压喷射灌浆单孔验收合格证，“三检”及现场值班监理工程师验收合格，方可进行高压喷射灌浆作业。（2）现场施工水泥浆液质量检测，重点控制浆液比重及搅拌时间，施工过程中，各质检人员、记录员对浆液比重进行检测，发现不符合要求及时调整，现场监理工程师随机抽检，浆液必须满足技术要求。（3）压力控制：压力表读数应稳定，发现不稳定现象，应立即查明原因，及时处理。（4）设备、仪表控制：高压喷射灌浆的连续性直接影响施工质量，灌浆应连续进行，要求对各项设备、仪表进行维护、保养，以满足高压力，长时间的作业需求。（5）提速控制：高喷灌浆提升速度直接关系到高喷成墙效果，提速控制可采用无级调速电机控制，并在高喷台车桅杆架上做醒目标识，随时校核，确保高喷提速的准确性和均匀性。（6）施工记录控制：施工原始资料的记录必须清晰、真实、准确、完整的记录高喷灌浆施工过程，记录标准、规范。（7）施工过程中,高喷台车孔口必须设专人监控孔口返浆情况和测记返浆比重,孔口未返浆不得提升,采取加大注浆量和向孔内回填砂等处理措施,直到时孔口返浆正常且返浆密度达设计要求后,方可继续提升。（8）作业过程中发现异常情况，应立即采取应对措施，保证作业连续性，并及时通知现场质检和值班监理工程师。13安全环保文明施工13.1施工安全认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，严格执行安全施工生产的规程、规范和安全规章制度，落实各级安全生产责任制及第一责任人制度，坚持“安全为了生产，生产必须安全”的原则，注重施工人员的劳动保护，确保人员、设备及工程安全，重大人身伤亡事故为零，重大交通事故为零，重大火灾事故为零，杜绝重大工伤事故和重大机械设备事故。环保及文明施工以“均衡生产、文明施工、科学管理”为指导思想，在合同实施的同时，同步实施相应的环保措施。施工过程中最大限度地保护生态环境，不发生环境破坏、污染环境事故，施工场地干净整洁，材料摆放有序，管线横平坚直，为避免高喷废浆流入江中污染环境，在施工现场围堰内部挖设沉浆池，令废浆、废水集中排放，严禁污水乱流，废浆在沉浆池内会自行凝固化为无害的固体以后随着围堰一起拆除，不会对环境造成任何污染；工业垃圾、生活垃圾应集中堆放，及时清理；劳保着装，衣着整齐，说话文明用语。14高压旋喷灌浆试验14．1高压旋喷灌浆试验选址及技术参数监于高喷灌浆试验效果检查结果及高压喷射灌浆的实际施工情况，结合厂房围堰深入河床，河床底部为中小砂卵石层，且厂房施工周期长，围堰须经受两年的洪水考验的特点，决定对伸入江面的河床段围堰高喷防渗墙采用高压旋喷桩成墙法，选择上游围堰岸坡段作为高压旋喷生产性试验段。高压旋喷试验技术参数见下表（12-1）：表14-1高压旋喷（试验）技术参数表高压喷射灌浆方法二管法压缩空气压力(MPa)0.6〜0.8风量(m3/min)0.8〜1.2浆液进浆密度（g/cm3）1.4〜1.5压力(MPa)32〜36流量(L/min)70〜100浆嘴直径（血）及个数$1.9(2个)孔口返浆密度（g/cm2）$1.3提升速度（cm/min）8〜12旋转角度（度）360旋转速度（r/min）8〜12孔距（m）0.7〜0.814．2高压旋喷灌浆效果检查高压旋喷试验段施工完5天后，采用反铲开挖桩头（开挖深度2.5m），人工剥离对高压旋喷墙体进行了高喷效果检查，揭露出的高喷桩T1区呈圆柱状，桩头直径0