锦屏电站隧道施工堵水浆液试验

锦屏电站隧道施工堵水浆液试验分析TestingAnalysisofTheJinpingHydropowerStationTunnelBuildupWaterandSoilTechnology1工程概述锦屏水电站，总装机800～840万kW，包含一级和二级两个梯级电站，是我国继三峡、溪洛渡之后的第三个总装机容量最大的水电站。锦屏一级水电站位于四川省凉山州盐源县与木里县交界处，混凝土双曲拱坝，坝高305m，为世界同类坝型中第一高坝。锦屏水电站枢纽工程辅助洞，根据施工前期对长探洞钻探了解到的地质资料情况分析，及对施工时的三个出水带封堵后的实测水压显示，水压力最大值分别达到10.22MPa和10.12MPa，预测辅助洞的外水压力为9MPa及以上（如图1）。根据设计提供的辅助资料分析，并结合长探洞及施工过程中的“涌水”参数（见表1），对出现的透水涌泥点，总结出了辅助洞在无封堵和一次性封堵两种情况下，不同透水涌泥量的频次预测情况，如表2。图1锦屏水电站枢纽工程辅助洞西端透水涌泥情况实录图表1对涌出“泥浆水”500mL的部分参数检测结果省泥浆分析象P变H辨值枕质量厌密度摇含土量查7.7剩547.胀4g灭1.09布g/cm色3染65.5益g的含土分析躁密度挽含泥量露含砂量食塑性指数怜2.71桌g/cm谣3灾96.6悼%君3.4%缸6.3表2锦屏水电站枢纽工程辅助洞西端预测透水涌泥情况统计蒜封堵方式悉透水涌泥辽量转(芒L/s)拥透水涌泥须点数液量贝(贩个调)粒无封堵仔0.姐5抓～梁20浩113桶2抄0斗～扬100赚18众10夜0哄～赠1000暮10愚＞仁1000珠1升一次性封若堵（封堵籍长度竞按什30贯m畜计）唱0.沫5巷～戚20敌94渡2陪0睛～雁100吼11绪10须0宗～沉1000舰9史＞还1000紫1从表2及实际检测情况可以看出，该辅助洞系高压、富水、多点型导流洞隧道工程施工，施工的重点是如何确保对透水涌泥的封堵质量，其技术难度是可想而知的。正如著名水电专家、两院院士、中国工程院副院长潘家铮所说，“锦屏一级工程的规模、技术难度和施工技术都是世界级的”。对此，我们选定的方案是采用帷幕深孔注浆堵水施工技术进行止水施工，为确保封堵用浆液质量，对浆液的配制做了大量的研究与试验工作，并对其流动性、物理力学性能和凝结时间等进行了系统地研究和试验，为确保隧洞的安全施工提供了技术保障。辅助洞实际透水涌泥情况非常复杂，主要体现为透水涌泥压力变化很大，对浆液性能要求很高。根据实际施工情况，我们先后对纯水泥浆、“纯水泥浆+早强减水剂”、“纯水泥浆+缓凝剂”和“水泥+水玻璃”双液浆等四种注浆液进行了方案的设计与试验。2试验用原材料及设备2.1原材料水泥：东森P.O32.5水泥，通过0.08mm方孔筛筛余量不大于5%；SW早强高效减水剂：本文简称“早强剂”，未予说明时减水率按18%，掺量按2.0%计算（以胶凝料质量百分比计）；SW缓凝剂：本文简称“缓凝剂”，未予说明时减水率按2%，掺量按0.05%计算（以胶凝料质量百分比计）；水玻璃：模数为2.4～3.0,浓度为(30～45)波美度（Be）。2.2主要仪器设备技术性能（见表3～4）表3ZJB/BP-30型变频高压注浆泵技术参数刚额定工作腐压力笛30MP暗a怒柱塞直径窑45mm蒸吸决/份排入管直拉径穴50mm雪/25m催m抛柱塞行程六100m册m题额定功率娱55KW叙额定注浆烛量匠108L叫/min超表周4NJ锤-120龄0抱泥浆搅拌说机技术参必数汁最大容量结1450跌L遭有效容量徒1200航L黑螺旋浆转物速孙750r叉/min踩额定功率伪11KW交/146末0r/m骗in绢3喷对浆液的流钢动性能试栋验绞考虑到隧炒洞的实际扎涌水情况谣及浆液的活可泵性，妈我们对不仿同配合比珍的注浆料名流动性进旷行了试验轧。当涌水俊量大，要赠求快速注兔浆时，则现选用较浓撇浆即流动吗度小的浆组液；当涌杀水量小，纳可慢速注瞎浆时，则眼选用流动闲度较大的唯浆液。经煌实验表明沾，浆液流凡动度烈以缠1帖0盛～沉2名0各秒为佳，辨一般岛以搜1免4霉～乱1罢8醉秒为最适距宜，这时般的浆液泵串送情况良反好，泌水有率小，沉魔淀稳定性氧良好。试成验的具体珠配合比和数流动性统怪计，见挎表吨5穿。螺表已5严观几种不同异配合比注扬浆液的流彻动性能统厉计表韵W激/C涝0.4贪0.5革0.6铁0.7凡0.8逼0.9匠1荒流动拣度古(团s)锁20蕉19栗18壶17晚15践13公11传W卡/C脊0.4亚0.5辅0.6掌0.7依0.8窗0.9萝1竹掺早强我剂淹2.0%落流动薄度躲(遭s)籍19扣17席16前14斥11夕10承8架W煮/C妖0.4模0.5嚷0.6世0.7钳0.8爬0.9光1然掺缓凝生剂西0.05返%润流动堆度差(每s)杠19兆18印17忽16腹14慕12育11执注：水玻施璃自身流生动性变化初不大，配嚷制的双液土浆混合后雨凝结时间恢快，难测曲其流动度彩。恳4防配浆液的沉嘱淀稳定性蓄试验蓄浆液的沉研淀稳定性摄是指浆液仔沉淀后体填积的收缩亦变化情况校，此处以屠收缩率、之凝固后材粗料用量、摧每吨水泥顾能配成的暖注浆量等餐综合参数拴来表示。自试验结果偏表明单液夕浆召5碗h持左右就能杂收缩稳定粱、凝固成浑型。下表明为员“炒水泥单液层浆捷+趣外加束剂币”斤配合键比师5罩h培后测得的为沉淀稳定鄙性数据，毯见线表盼6兴～药7批。瓦表子6除预“玩水泥单液鞋浆污+悔缓凝刘剂冰”汽浆液沉淀父收缩后的吼数据统计发表统W/C唇收缩爷率温%未配合比计暴算材料用肠量本kg/m柄3遣实测收缩夜后材料用盐量酬kg/m馆3民实测凝固凯后材料用史量裁kg/m往3施每吨水泥团注浆喝量逼m躲3哑水泥挂水辩水泥社水蜘水泥蔑水止0.4罩1.7凉1370群548虏1370伪531漠1393子540石0.71蜻8瓣0.5壮4.3无1204丛602狗1204醉559泛1256葛583府0.79摸6么0.6不9落1084支650秧1084绳560据1182兼610刃0.84矛6仙0.7器14牙968吗678票968擦538膀1103看613走0.90叛7愚0.8扒20政882手706痰882造506董1058勾607亲0.94臣5回0.9观26括810首729慎810小469饥1021笔591辱0.97牢9趴1吧30滤749塞749懒749乡449吐974暖584沾1.02庙7梨表锻7裹重“再水泥单液甚浆亿+合早强帮剂帝”范浆液沉淀蒸收缩后的检数据统计绞表元W/C症收缩岗率喊%在配合比计兽算材料用格量慧kg/m阀3顿实测收缩亮后材料用衰量缴kg/m土3旷实测凝固盾后材料用洪量催kg/m碌3端每吨水泥阶注浆武量稠m菜3望水泥健水全水泥浓水忆水泥愚水牵0.4塞2.5浸1370盘548修1370肾523蔬1404链536蝴0.71丈2建0.5昂6.7响1204怀602贿1204窜535痕1285陈571甩0.77水8卸0.6资13翁1084晨650闻1084蛇520眠1225抹588溪0.81源6葛0.7仓19控968但678洲968目488磨1152晴581弯0.86犯8漆0.8欲24侮882沃706肠882送466焰1094缝578慈0.91抬4催0.9想30皇810靠729贪810鲁429饮1053飘558好0.95雁1宿37留749辟749汁749例0.37产9展1026志519类0.97宿5天注斜:籍水泥注浆兴量更（这m赚3厦）棉=藏水泥质量语（悉k去g笑）抱/纸水泥石中城水泥用量教（近kg/m府3把）五5苦婶浆液的凝鞭结时间试咱验炉对于高压清涌水，要菌求浆液封妈孔快，凝腐结早才能努起到有效意的封堵目兆的。而适兄宜配合比所的浙“洋水硬泥灰+爱水玻播璃蛇”眯双液浆就出能够满足鞭早凝快固氏的特点。院表稿8慧～财1旷0悲是有关浆蔽液凝结时幅间的数据穴统计汇总萄表。馋表寒8减即“遮单液先浆等+均外加俱剂怪”具凝结时间叙统计表禁W/C绸凝结时间乓（亲mi寿n慢）路早强剂，耀掺终量刺(师%)慕缓凝剂，门掺士量繁(菌%)误0脚2暗0.06崇0.08赔0.1厅0.4烈初凝纯378绳251附444储472庙687讨终凝煌472摆316铃664迁747喉931贝0.5撞初凝浸931辨308幅456倍522掉797瘦终凝疯494纤371截750双831阅1048谨0.6代初凝彻441然325缩532斩554仆967衔终凝湾530妻380煤788隐932摸1153骡0.7淘初凝束464洽330贞558妥585洋1048汗终凝摩557巧406体941顽952赚1217钉0.8尤初凝雹496盆370胁632府650袭1125宽终凝蔽618妨440富985左991璃1341作0.9皮初凝旦515妇400晃680隆737抗1207蕉终凝预662熄463戚1032戴1102幻1380财表勾9纹罚“习水饿泥丰+纸水玻璃（凭体积比掌）薯”搬双液浆凝鼓结时间统轧计尸表灾(占水玻璃浓助度杠35Be佳)旅C/S送W/C柳凝结时间专(漫s)巾1:1丰1:0.何8么1:0.丛6披1:0.摸5泉1:0.踪4农1:0.巴3匹0.4垮初凝享28厘27杜29千31录68讨248搭终凝耐52俘48欧50蹄55恐132仔665创0.5闻初凝幸30寄31各33戏40镜163冶422湿终凝等62愈63后65立68花535睡1154旁0.6私初凝华56随59益65贷71陈1390音2471尊终凝高93汇125虎125危101绑95逃61摘0.7今初凝亭58需62掩61铺80胶1687情1536愁终凝燥100火139乓144绘172烟2615雨5220遍0.8拐初凝置62痰61艇65县81并3061赤5040鲜终凝轿189碎244亏345竿419矛102本7620编0.9赌初凝船92招73滤75裙99烧——决——扁终凝扒282么271胜452状599越——逐——丧1添初凝睛105钩78掌78椅178盼——床——商终凝位382猜315善575样864拦——答——污表离10劳涉“漆水甜泥姨+稍水玻璃（赔体积比钩）买”显双液浆凝而结时间统拜计叫表桶(脊水玻璃浓窃度吗30Be抢)赌C/S夸W/C狼凝结时间至(筒s)吩1:1杨1:0.绍8促1:0.悼6邪1:0.讽5馋1:0.林4庸1:0.智3辟0.4荐初凝松38我42扩36过41巾81拥——沃终凝质59美60霜58示59创172之——书0.5搬初凝猎57身54路52跳63厘173途——矿终凝群97胖85考91糠114晃619畜——死0.6荒初凝魄60首56禽56爬84听1521术——萝终凝陷122朽112纱105前127绸2071悉——挪0.7爷初凝恭72哪63臣65闷93罢1881绝——敲终凝墓189挺186脾251攀310到2950透——千0.8卫初凝假87竞82连75厉114尺3277洋——顷终凝衰247等277棉304升432辱6780情——顽0.9旗初凝槐101倾112栋130述126突3561叙——竖终凝呼421洞447遥551壤680谁8640彼——娇1利初凝停310东280袜384民653根4620愁——阀终凝消851兔780恋900杠1051缎9120拢——活6垦傻注浆料强笑度试验察注浆料凝姜固后的强形度是反应彼注浆液能贼否有效止据水的重要护指标之一钻，经对浆根料凝固后捧强度试验螺统计，结按果如匠表齐11阴～鸡1长2骄。制表梳11忍屠水泥单液耕浆抗压强糠度响(MPa涉)舍统计表侮W/C珠龄期佩早强稻剂盆,究掺羊量薄%忘缓凝吧剂狡,耐掺言量触%啄0闭2劝0.06碗0.08糊0.1目0.4勇3d刊16.7僵20.8赚15.2脊——辩——匀28d或46.5膛47.5正47.1眯——纷——涨0.5年3d蒸15.8毅19.9歌——等——货——睡28d轿44.2罪44.2阔——遗——她——晓0.6杯3d蚊14.4筝18.4竖13.4抬——搭——伴28d堤40.8颈41.1春38.4哨——仓——祖0.7纹3d柄13.2俯16.4泳——然——捎——先28d鼓38处37.5建——粘——佛——串0.8牲3d甩12.1峡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