引水系统灌浆分部工程施工报告.docx
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引水系统灌浆分部工程施工报告
穆阳溪芹山水电站MYX-QS/C4引水系统灌浆分部工程施工报告
一、工程概况
芹山水电站是穆阳溪梯级开发的第一级电站,坝址以上流域面积为453km2,位于周宁县境内,距周宁县城30km,对外交通以公路为主。
芹山电站工程由堆石面板坝、岸边溢洪道、引水系统、发电厂房和升压开关站组成,厂房装设两台机组,总装机容量为2×35MW。
流域内受台风雨的影响较大,年内降水的89.4%来自3-9月份,坝址气候属中亚热带季风海洋性山地气候,多年平均气温为16℃,工程所处地地层岩性主要为流纹质晶屑凝灰岩,岩石较完整,裂隙不够发育,工程地质条件良好。
闽江工程局芹山电站项目经理部承建的MYX-QS/C4合同灌浆工程主要包括回填灌浆、固结灌浆、帷幕灌浆和接触灌浆。
施工依据SL62-94《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》和合同文件组织施工,灌浆施工遵循先回填、固结、帷幕最后接触灌浆的顺序进行,但压力钢管段固结灌浆在砼衬砌前已施灌。
二、回填灌浆
回填灌浆包括进水口矩形平洞(引0-5.5~引0-60.5)段、引水洞混凝土衬砌段(引0+000~引0-019、引0+138~引0+195、引0+455~引0+470、引0+522~引0+538、引0+577~引0+640、引0+743~引0782.792),高压管道(引0+796.792~引0+805.797、引0+805.792~引0+830.635、引0+868.009~引0+104.55)以及1#支洞和2#支洞堵头。
灌浆孔每排布设三孔,引水洞回填边侧孔夹角为900和1200相间分布,高压管道回填边侧孔夹角为1200。
进水口矩形段和引水洞回填灌浆孔排距3m,高压钢管段排距为2m。
进水口矩形段以及引0+000~引0+019、引0+138~引0+195高压管道顶孔,1#、2#施工支洞堵头采取预埋灌浆管,其余部位利用手风钻造孔,钻孔深入基岩5~10cm。
芹山电站引水系统回填灌浆工程完成具体情况见表1。
(一)钻灌设备的选择
引水系统混凝土衬砌厚度为0.4~0.8m,设计灌浆压力为0.3~0.4Mpa,因此,钻孔设备选用01-30型手风钻,灌浆设备选用单缸灰浆泵和三缸双作用灌浆泵。
(二)灌浆施工
1.钻孔
回填灌浆孔是在混凝土衬砌后且混凝土强度达到50%以上开始钻设,孔径为45mm,对孔位进行测量放样,孔口位置与设计位置偏差不大於10cm,孔向与设计孔向基本一致,符合规范和设计要求。
2.灌浆
(1)灌浆材料
灌浆材料为武夷牌425#普通硅酸盐水泥和优质天然砂。
(2)灌浆方法
灌浆采用填压试灌浆法,分二次序施工,先两侧后中间自较低
回填灌浆完成情况一览表表1
工程部位
孔数
回填面积
(m2)
耗用水泥
(t)
耗用砂
(t)
单位面积耗用水泥
(kg/m)
施工日期
备注
进水口矩形段
54
405.4
158.51
63.4
391
99.4.15-99.6.15
引
水隧
洞
引0+000.000~引0+019.000
6
128.98
42.2
16.88
327.2
99.5.24-99.6.1
引0+138.000~引0+195.000
12
388
88.95
35.58
229.3
99.6.3-99.6.12
引0+455.000~引0+470.000
15
102.1
12.011
2.4
117.6
99.7.10-99.7.14
引0+522.000~引0+538.000
15
108.91
15.782
144.9
99.7.20-99.7.21
引0+577.000~引0+640.000
65
445.27
114.703
257.6
99.8.30-99.9.18
1#支0+0~0+5.8
引0+743.000~引0+782.792
39
270.84
49.598
183.1
99.7.28-99.8.1
高压管道
引0+796.792~引0+830.635
51
218.99
29.125
9.52
133
99.6.22-99.8.2
引0+868.009~引0+969.012
159
611.4
127.6
50.46
208.7
99.3.8-99.5.11
引0+969.012~引1+004.050
57
329.84
98
297.1
99.7.31-99.8.14
含2#支洞堵头
引1+004.050~引1+104.550
189
722.29
226.62
84.84
313.8
99.4.20-99.7.8
含2#j机支管
1#支洞堵头
18
78.23
15.15
193.7
99.7.24-99.7.27
1#支5.8~18.25
合计
680
3831.25
978.249
263.08
256.7
部位向较高处推进。
(3)灌浆压力
灌浆压力为0.3~0.4Mpa。
(4)浆液的稠度选择
浆液的稠度视脱空程度进行选择,一般使用的浆液水灰为5:
1、2:
1、1:
1、0.8:
1及0.8:
1:
0.4(水:
水泥:
砂)。
(5)灌浆结束标准
在设计压力下,停止吸浆延续施灌5min便可结束。
3.质量检查
回填灌浆质量检查是在各部位钻设检查孔进行注浆试验(浆液水灰比为2:
1)其中压力钢管段在原灌浆孔内扫孔,作为检查孔,检查工作在灌浆结束7天后进行,检查孔位置由监理工程师根据灌浆情况进行布设,孔数为灌浆孔的5%~10%,质量标准为在初始10min内注入量不大于10L,认为合格,所有回填灌浆段经检查全部合格,具体检查情况见表2
三、固结灌浆
芹山水电站MYX-QS/C4标固结灌浆包括进水口矩形平段、闸门井、引水洞混凝土衬砌段、调压井、高压管道引0+796.792~引0+805.792、引0+891~引0+899、引0+970~引0+982及1#堵头。
进水口矩形平段及引水洞引0+000~引0+009段渐变段共布设21排固结孔,排距3m,矩形段四角各布一个孔,侧墙和顶、底板中心线处各布一孔。
闸门井上下游侧墙各布三孔,左右侧墙各布一孔,引回填灌浆质量检查成果一览表表2
工程部位
孔号
孔深
(m)
10min注入量(L)
试验压力
(Mpa)
质量等级
备注
进水口矩形段
检1#
1.34
1.25
0.4
合格
引0-011.000中心线处
检2#
1.10
1.00
0.4
引0-017.000中心线以左1m处
检3#
1.16
1.75
0.4
引0-044.000中心线以右1m处
引
水
隧
洞
引0+000.000~引0+019.000
检1#
0.8
1.25
0.4
合格
引0+002.000中心线以左0.5m
检2#
1.10
1.25
0.4
引0+009.700中心线处
检3#
0.73
1.25
0.4
引0+015.000中心线以左1.2m处
引0+138.000~引0+195.000
检1#
0.8
3.75
0.4
优良
引0+143.000中心线以左0.3m处
检2#
0.8
5.0
0.4
引0+153.700中心线处
检3#
1.0
5.0
0.4
引0+162.000中心线右0.4m处
检4#
1.1
8.75
0.4
引0+173.000中心线以左0.4m处
检5#
0.8
5.0
0.4
引0+188.000中心线以右0.8m处
引0+455.000~引0+470.000
检1#
1.7
2.5
0.4
优良
引0+458.500中心线以左0.3m处
引0+522.000~引0+538.000
检1#
0.85
1.25
0.4
优良
引0+528.500中心线处
检2#
0.84
5.0
0.4
引0+534.500中心线以左0.8m处
引0+577.000~引0+640.000
检1#
1.2
2.5
0.4
优良
3-1与4-2两孔连线中心处
检2#
1.1
5.0
0.4
13-2与14-2两孔连线中心处
检3#
1.6
5.0
0.4
16-1与18-1两孔连线中心处
检4#
1.6
3.75
0.4
20-2与21-2两孔连线中心处
引0+743.000~引0+782.792
检1#
1.27
1.75
0.4
优良
引0+752.480中心线以左0.8m处
检2#
1.79
1.25
0.4
引0+759.090中心线以右0.4m处
检3#
1.23
1.25
0.4
引0+776.792中心线以左1.0m处
高
压
管
道
引0+796.792~引0+830.635
检1#
1.36
1.25
0.4
优良
引0+799.792中心线以左1.0m处
检2#
2.0
3.75
0.4
钢管第003节顶孔
检3#
1.57
2.5
0.4
钢管第006节顶孔
引0+868.012~引0+969.012
检1#
0.75
2.0
0.4
合格
钢管第057节顶孔
检2#
1.80
0.8
0.4
钢管第061节右侧孔
检3#
0.98
2.0
0.4
钢管第075节顶孔
检4#
0.82
0
0.4
钢管第083节右侧孔
检5#
0.9
0
0.4
钢管第086节左侧孔
检6#
0.98
1.2
0.4
钢管第087节顶孔
检7#
1.10
1.2
0.4
钢管第089节右侧孔
检8#
0.78
2.0
0.4
钢管第090节顶孔
检9#
0.90
0.8
0.4
钢管第093节右侧孔
引0+969.012~引1+004.500
检1#
1.0
8.8
0.4
合格
钢管第098节顶孔
检2#
0.84
4
0.4
钢管第102节顶孔
检3#
2.05
2
0.4
钢管第107节顶孔
检4#
2.2
0.8
0.4
钢管第109节顶孔
引1+004.050~引1+104.550
检1#
0.84
8
0.4
合格
钢管第115节顶孔
检2#
0.60
2.0
0.4
钢管第118节顶孔
检3#
1.10
1.2
0.4
钢管第124节顶孔
检4#
0.78
4.0
0.4
钢管第126节顶孔
检5#
1.08
6.0
0.4
钢管第131节顶孔
检6#
0.78
4.0
0.4
钢管第137节顶孔
检7#
1.05
2.0
0.4
钢管第138节顶孔
检8#
0.65
1.2
0.4
钢管第141节顶孔
检9#
1.38
1.6
0.4
钢管第145节顶孔
检10#
0.79
2.0
0.4
钢管第148节顶孔
检11#
0.79
0.4
0.4
钢管第151节顶孔
检12#
1.52
0
0.4
钢管第154节顶孔
检13#
1.08
0.8
0.4
钢管第157节顶孔
检14#
1.23
0
0.4
钢管第159节顶孔
检15#
0.83
3.2
0.4
钢管第170节顶孔
检16#
1.0
3.2
0.4
钢管第172节顶孔
检17#
1.77
0.8
0.4
钢管第177节顶孔
水洞和高压管道每排布设8孔,排距3m,排与排之间灌浆孔交错分布,调压井共布17排,每排15孔(除第一排和第二排由于开挖时塌方造成固结灌浆孔报废,第1排只有8个孔,第二排只有13个孔)灌浆孔深度除闸门井和调压井为4m外,其余均为3m。
芹山水电站引水系统固结灌浆完成情况具体见表3。
(一)钻灌机械选用
芹山水电站引水系统固结灌浆孔均为浅孔,孔深3~4m,设计灌浆压力为0.4~0.5Mpa,据此选用01-30型手风钻造孔,灌浆机械选用单缸灰浆泵和三缸双作用灌浆泵并各配一台100L立式灰浆搅拌桶,所选用的机械均能满足施工进度的要求。
(二)固结灌浆施工
1.钻孔
进水口矩形平洞段、闸门井、调压井、1#支洞和压力钢管段的固结孔,在开挖的同时,或在混凝土衬砌前进行钻设,其余地段均在混凝土衬砌后且待其强度达50%以后,再行钻孔。
孔径为45mm。
对孔位进行测量放样,孔口位置与设计位置偏差不大于10cm,孔向与设计孔向基本一致,符合规范和设计要求。
2.冲洗及压水试验
固结孔在钻孔结束后,均采用高压水将孔内的沉砂冲洗干净,并测定其深度,灌浆前再用灌浆机进行洗孔,洗孔压力为灌浆压力的80%,直至回水澄清并延续10min。
灌浆孔在冲洗干净后,选择10%具有代表性的钻孔做压水试验,其试验压力为灌浆的80%,压水试
固结灌浆完成情况一览表表3
工程部位
孔数
钻孔深度(m)
预埋钢管(m)
总段长
(m)
总耗灰量
(kg)
单耗
(kg/m)
施工日期
备注
进水口
矩形平洞
144
432
216
432
357.7
0.828
5.6~6.29
预埋钢管
闸门井
183
732
274.5
732
1207.25
1.649
2.10~8.29
预埋钢管
引
水
隧
洞
引0+000.000~引0+019.000
48
175.2
144
289.4
2.01
9.11~9.13
引0+138.000~引0+195.000
152
532
456
917.71
2.013
9.10~9.22
引0+455.000~引0+470.000
40
140
120
77.84
0.649
9.9~9.11
引0+522.000~引0+538.000
40
140
120
170.37
1.42
7.21~9.9
引0+577.000~引0+640.000
162
567
486
848.09
1.745
9.2~9.29
引0+743.000~引0+782.796
104
364
312
604.35
1.937
8.15~8.29
调压井
246
984
615
984
4815.61
4.894
9.1~9.12
预埋钢管
高
压
管道
引0+796.792~引0+805.792
24
84
72
4043.14
56.155
8.8~8.13
引0+890.000~引0+900.000
24
72
72
3137.91
43.582
引0+970.000~引0+982.000
32
96
96
6496.95
67.677
1#支洞
40
120
120
预埋钢管
合计
1199
4318.2
1105.5
4026
22966.32
5.705
注:
合计数未统计1#支洞工程量。
验吸水量的稳定标准为:
在压力稳定后,每10min或5min测读一次压入流量,当流量大于5L/min连续四次读数,其最大值与最小值之差应小于最终值的10%,当流量小于5L/min时,连续四次读数,其最大值与最小值之差应小于最终值的20%,或连续四次读数,其流量均小于0.5L/min,则最终值即为计算流量。
3.灌浆
(1)灌浆材料
灌浆所用的水泥为武夷牌425#普通硅酸盐水泥。
(2)灌浆方法
由于固结灌浆孔的深度为3~4m,故采用全孔一次性灌注,灌浆方法采用孔内循环法。
(3)灌浆压力
灌浆压力为0.3~0.5Mpa。
(4)灌浆分序
由于芹山电站引水系统围岩工程地质条件良好,基岩裂隙不发育,岩层的透水率低,因此引水系统所有固结灌浆均按环间分序,分二序进行施灌。
(5)浆液稠度选择
浆液的稠度遵循由稀到浓的原则逐级变浓,开灌水灰比一般为5:
1,局部地段由于岩层裂隙小,开灌水灰比为8:
1,以后按操作规程规定,以3:
1、2:
1、1:
1、0.8:
1等逐级变浓。
(6)灌浆结束标准
灌浆在规定的压力下当吸浆量小于0.4L/min,持续灌注30分钟。
(7)封孔
灌浆孔在达到灌浆结束标准后,改用0.8:
1或0.6:
1的浓浆采用压力灌浆法进行灌浆封堵,若存在尚未能填满的孔段改用1:
1干硬水泥砂浆填满并将孔口抹平。
4.固结灌浆质量检查
固结灌浆质量检查是在各灌浆段布设检查孔进行压水试验,其检查工作在该部位灌浆完成3~7天后进行,检查孔孔数为灌浆总孔数的5%~10%,检查孔位置由监理工程师根据灌浆地段的工程地质情况和灌浆成果分析确定。
进水口矩形段、闸门井、调压井等三单元,工程地质条件良好,从灌浆资料可以看出,在灌浆前,基岩透水率较小,绝大部分小于3Lu。
与规范和设计值相接近,因此,不布设检查孔,1#支洞堵头由于无法钻孔,也未进行压水检查,所有检查孔均进行压水试验,压水采用单点法,压水压力为0.4Mpa,流量稳定标准与灌浆孔压水试验相同,压水结束后,各检查孔均进行灌浆和封孔。
经对检查孔压水检查,q检均小于3Lu,符合规范和设计要求,具体情况见表4。
(一)固结灌浆成果分析
为了了解固结灌浆效果,除钻设检查孔进行压水试验外,还对固结灌浆原始资料进行综合整理分析,芹山电站引水系统共进行1199孔固结灌浆,灌浆前共进行148孔简易压水试验,固结灌浆成果见
固结灌浆检查成果一览表表4
工程部位
孔号
孔深
(m)
混凝土厚(m)
段长
(m)
压力
(Mpa)
吸水量
(L/min)
透水率
(Lu)
质量等级
备注
引0+000.000~引0+019.000
检1#
3.8
0.8
3.0
0.4
0.25
0.208
优良
1-3与2-3两孔连线中心处
检2#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.25
0.208
3-1与4-1两孔连线中心处
检3#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.075
0.063
5-7与6-7两孔连线中心处
引0+138.000~引0+195.000
检1#
3.5
0.5
3.0
0.3
0.2
0.222
优良
2-5、2-6、3-6三孔中间
检2#
3.5
0.5
3.0
0.3
0.375
0.417
4-7与5-7两孔连线中心处
检3#
3.5
0.5
3.0
0.3
0.25
0.278
6-2、6-3、7-3三孔中间
检4#
3.5
0.5
3.0
0.3
0.625
0.694
8-4、8-5、9-5三孔中间
检5#
3.5
0.5
3.0
0.3
0.25
0.278
10-2、10-3、11-3三孔中间
检6#
3.5
0.5
3.0
0.3
1.25
1.389
15-8、14-8两孔连线中心处
检7#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.5
0.417
15-4、16-4两孔连线中心处
检8#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.625
0.521
18-2、19-2、19-3三孔中间
引0+455.000~引0+470.000
检1#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.25
0.208
优良
1-1、2-1两孔连线中心处
检2#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.25
0.208
3-8、4-8两孔连线中心处
引0+522.000~引0+538.000
检1#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.25
0.208
优良
1-4、2-4两孔连线中心处
检2#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.25
0.208
引0+531处3-6、3-7、4-6三孔中间
引0+577.000~引0+640.000
检1#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.375
0.313
优良
2-1、2-2、3-2三孔中心处
检2#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.125
0.104
6-6、7-6、7-7三孔中心处
检3#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.875
0.729
10-5、10-6、11-6三孔中心处
检4#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.25
0.208
12-1、13-1、13-2三孔中心处
检5#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.55
0.458
13-8、14-7、14-8三孔中心处
检6#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.25
0.208
18-4与19-4两孔连接中心处
检7#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.375
0.313
18-6与19-6两孔连接中心处
检8#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.175
0.146
20-4、21-4、21-5三孔中心处
引0+743.000~引0+782.792
检1#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.75
0.625
优良
5-8与5-1两孔间偏上游1m处
检2#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.125
0.104
13-4与13-5两孔间偏上游1.5m处
引0+796.792~引0+805.792
检1#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.125
0.104
合格
引0+799.792处距2-7、2-8孔各1.5m
检2#
3.5
0.5
3.0
0.4
0.75
0.625
引0+799.492处2-4、2-3、1-4三孔中间
引0+890.000~引0+982.000
检1#
4.0
0
4.0
0.4
2.128
1.33
优良
1-6、2-7两孔连线中心处
检2#
4.0
0
4.0
0.4
1.867
1.167
4-4、3-3两孔连线中心处
检3#
4.0
0
4.0
0.4
3.307
2.067
6-5、7-5两孔连线中心处
固结灌浆各次序孔灌浆成果表表5
工程部位
灌浆次序
孔数
灌浆总长度
(m)
注入水泥总量
(kg)
单位注入量(kg/m)
压水试验
(段数)
透水率区间段数及频率%
基岩透水率平均值
(LU)
备注
<1Lu
1~3Lu
>3Lu
进水口矩形段
Ⅰ
72
216
181.74
0.841
7
1/14.3%
6/85.7
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