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摘要构皮滩渗控左岸EL640灌浆平洞受Fb59、Fb63层间错动及岸坡卸荷影响, K0+274~0+294段在10~45m深处遇砂层,其沿帷幕线发育,以细砂为主,少量粗砂含泥夹层,其中在K0+294桩号附近砂层最厚,最深达58m。后期在高喷完成程仍不能成孔,为此,根据专题会议精神在该段采用1m厚的塑性防渗墙进行处理。
关键词:构皮滩、充砂溶洞、防渗墙、塑性混凝土、补强灌浆
中图分类号:TV223.4+2 文献标识码: A 文章编号:
1、工程介绍
乌江构皮滩水电站位于贵州省余庆县构皮滩口上游1.5km的乌江上,上游距乌江渡水电站137km,下游距河口涪陵455km。工程开发的主要任务是发电,兼顾航运、防洪等综合效益。水库总库容64.51亿m3,电站装机容量3000MW。
受Fb59、Fb63层间错动及岸坡卸荷影响,左岸EL640灌浆平洞内部分地段岩溶系统发育,洞内多为充填泥砂层。根据物探孔及先导孔施工资料所揭示,K0+274~0+294段在10~45m深处遇砂层,其沿帷幕线发育,以细砂为主,少量粗砂含泥夹层,其中在K0+294桩号附近砂层最厚,最深达58m。在帷幕钻进过程塌孔严重,单孔及群孔冲洗均无法达到回水澄清,压水试验透水率几乎无穷大,而采用2:1的水泥浆液灌注数百升后就不吸浆,灌浆结束待凝扫孔仍无法避免塌孔。为此,业主、设计和监理工程师三方代表共同研究决定,先高压喷射灌浆置换加固细砂层再实施帷幕灌浆。从高喷取芯情况来看,取出的芯较破碎,无法成形,特别是在细砂层段钻孔仍然无法成孔。
2、防渗墙设计方案
根据上述施工情况并结合高喷所揭示的砂層分布情况,业主组织召开四方专题会议精神,确定在该段先采用厚1m的塑性防渗墙处理。具体设计方案为:防渗墙平行左岸EL640.5m灌浆平洞轴线桩号K0+274~294范围布置,距上游边墙260cm,墙体厚1m,墙体底部及两侧嵌入完整基岩1m。防渗墙墙体质量标准按:渗透系数≤1×10-5cm/s、允许渗透比降≥15、抗压强度≥1Mpa,弹性模量应在400~1000MPa要求控制;在防渗墙完成施工后在防渗墙两端及左岸EL570灌浆平洞防渗墙相对位置进行低压灌浆处理。
3、防渗墙施工及质量控制
(1) 施工程序
考虑到本工程地层特点和施工条件,为了提高基岩段施工功效,先在防渗墙划定的槽段中心线上利用XY-2B型地质钻机钻改为全孔液压钻孔打一排每1米内五个Ф220mm孔至基岩和沙层结合部位,使其形成一条临空面,完后利用冲击钻钻劈施工,槽孔分两序施工,先施工一期槽、后施工二期槽。
(2) 施工方法
先启动大口径钻孔,在防渗墙轴线上大口径钻孔完成后,利用冲击钻钻劈施工,深度以打穿沙层1m为底线。先施工I序槽,再施工II序槽。I、II序槽孔,均先施工主孔,后施工副孔。
4、防渗墙质量检查
4.1造孔质量检查
(1)槽孔轮廓尺寸检查:钻头的直径决定了槽孔的宽度(即墙的厚度),所以现场检查墙厚度时,主要检查钻头的直径。在二期槽时应重点检查与一期墙段的搭接处的槽宽不得少于1m。
(2)孔斜检查:在施工过程中,将冲击钻下至孔底,拉紧钢绳,根据相似三角形原理,通过测量钢丝绳在孔口处的偏离槽孔口中心的距离来计算孔底的偏距和偏斜率,其斜率应不大于0.4%;一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心不得在任一深度的偏差值不得大于墙厚1/3。构皮滩共21个孔,孔斜偏差为0.357%,最小偏差为0.111%。满足设计及规范要求。
(3)孔深及入岩深度检查:成槽深度按设计要求嵌入基岩1m。成槽过程中,接近基岩面时开始抓取基岩样品,结合前期帷幕高喷灌浆施工揭露的基岩深度,并由监理、业主、设计和承包人组成的验收小组进行岩样鉴定,以确定最终成槽深度。
4.2清孔和施工过程中混凝土质量检查
在完成槽孔清孔换浆结束1h后,通知监理工程师检查验收,及对现场混凝土质量进行性能检测,其满足设计和规范要求。
4.4墙体质量检测
根据设计要求,在防渗墙浇筑28天以后,在防渗墙两端及接头处布置检查孔进行取芯检查,由于该防渗墙为塑性混凝土,强度较低为了避免造孔对墙造成破坏,要求钻孔采用低水头、高转速,合金薄壁钻头施工,并随时对孔斜进行检测,一旦发现有偏离时,立即停止钻孔。构皮滩防渗墙共完成检查孔74m,取芯获得率为64%,并进行注水试验,其防渗效果较好,从芯样来看,密实性较好,但由于强度较低,仅做了搞压强度试验(两组162天,强度分别为3.5MPa、3.4 MPa,1组113天,强度为3.1MPa),其余无法切割成形,相关试验无法进行。
左岸防渗墙检查孔芯样
4.5防渗墙质量评价
从防渗墙施工过程控制以及防渗墙最终质量检查情况来看,无论是孔斜偏差、终孔深度、清查检查以及防渗墙浇筑过程中质量控制,均能满足要求,为此,防渗墙质量是处理可控状态,是满足设计要求的。
5、补强灌浆施工
在完成防渗墙后,设计在防渗墙两段及EL570灌浆布置补强灌浆孔,主要是对防渗墙与帷幕之间的搭接,目前已全部完成。灌浆过程中无任何异常情况
6 、 经验教训
(1)左岸EL640充砂溶洞从灌浆揭示到处理完成,其消耗的时间较长、处理费用较大,这主要原因是前期对该充砂层的认识不够,处理方案不能果断地决定,前期监理工程师结合现场情况曾多次建议业主针对该溶洞进行开挖回填,然后再进行灌浆处理,但由于设计要求的防洪期任务比较紧,业主未能同意,后期时有防洪要求,无法进行开挖处理,灌浆及高喷又不能达到处理效果,才决定采用防渗墙来处理。
(2)防渗墙塑性混凝土在左岸EL640m灌浆平洞内大充砂溶洞处理的成功,这为工程在岩溶地区充砂溶洞防渗处理上提供了一个成功的例子,积累了不少经验,值得推广。
(3)防渗墙施工成功的关键主要在成槽和混凝土浇筑,为此,在槽孔造孔时,一定要做好钻孔孔斜控制和浆泥固壁措施,特别是砂层段时,一定要用性能较好的泥浆,其密度应保证不低于1.2g/cm3,漏斗黏度不小28s,同时,随时要更换新泥浆液;在浇筑时,要保证砼浇筑的连续性,一旦浇成断墙处理相当麻烦,若是混凝土强度较高的防渗墙,在沙层段完全可能成为废墙,为此,混凝土运输强度、拌和楼生产能力及浇筑设备在浇筑是处于正常状态是保证混凝土连续浇筑的先决条件,有条件时可对浇筑设备进行备用。
(4)防渗墙墙体质量检查,对于强度较低(小于10MPa)的塑性混凝土防渗墙,建议一般不采用取芯检查,其岩芯获得率较低,同时取出的芯样无法切割成型做相关试样试验(指抗折、抗渗、弹模等),其孔斜也难控制,容易对墙本身造成破坏,为此,建议对于塑性防渗墙应采取预埋管进行声波或地震透射层析成像CT检查。
作者简介:
1、黄毅男35岁工程师主要从事水电施工监理工作
2、李敬元 男 33岁助理工程师主要从事水电施工监理工作
3、莫勇 男28 岁 助理工程 主要从事水电施工监理工作
关键词:构皮滩、充砂溶洞、防渗墙、塑性混凝土、补强灌浆
中图分类号:TV223.4+2 文献标识码: A 文章编号:
1、工程介绍
乌江构皮滩水电站位于贵州省余庆县构皮滩口上游1.5km的乌江上,上游距乌江渡水电站137km,下游距河口涪陵455km。工程开发的主要任务是发电,兼顾航运、防洪等综合效益。水库总库容64.51亿m3,电站装机容量3000MW。
受Fb59、Fb63层间错动及岸坡卸荷影响,左岸EL640灌浆平洞内部分地段岩溶系统发育,洞内多为充填泥砂层。根据物探孔及先导孔施工资料所揭示,K0+274~0+294段在10~45m深处遇砂层,其沿帷幕线发育,以细砂为主,少量粗砂含泥夹层,其中在K0+294桩号附近砂层最厚,最深达58m。在帷幕钻进过程塌孔严重,单孔及群孔冲洗均无法达到回水澄清,压水试验透水率几乎无穷大,而采用2:1的水泥浆液灌注数百升后就不吸浆,灌浆结束待凝扫孔仍无法避免塌孔。为此,业主、设计和监理工程师三方代表共同研究决定,先高压喷射灌浆置换加固细砂层再实施帷幕灌浆。从高喷取芯情况来看,取出的芯较破碎,无法成形,特别是在细砂层段钻孔仍然无法成孔。
2、防渗墙设计方案
根据上述施工情况并结合高喷所揭示的砂層分布情况,业主组织召开四方专题会议精神,确定在该段先采用厚1m的塑性防渗墙处理。具体设计方案为:防渗墙平行左岸EL640.5m灌浆平洞轴线桩号K0+274~294范围布置,距上游边墙260cm,墙体厚1m,墙体底部及两侧嵌入完整基岩1m。防渗墙墙体质量标准按:渗透系数≤1×10-5cm/s、允许渗透比降≥15、抗压强度≥1Mpa,弹性模量应在400~1000MPa要求控制;在防渗墙完成施工后在防渗墙两端及左岸EL570灌浆平洞防渗墙相对位置进行低压灌浆处理。
3、防渗墙施工及质量控制
(1) 施工程序
考虑到本工程地层特点和施工条件,为了提高基岩段施工功效,先在防渗墙划定的槽段中心线上利用XY-2B型地质钻机钻改为全孔液压钻孔打一排每1米内五个Ф220mm孔至基岩和沙层结合部位,使其形成一条临空面,完后利用冲击钻钻劈施工,槽孔分两序施工,先施工一期槽、后施工二期槽。
(2) 施工方法
先启动大口径钻孔,在防渗墙轴线上大口径钻孔完成后,利用冲击钻钻劈施工,深度以打穿沙层1m为底线。先施工I序槽,再施工II序槽。I、II序槽孔,均先施工主孔,后施工副孔。
4、防渗墙质量检查
4.1造孔质量检查
(1)槽孔轮廓尺寸检查:钻头的直径决定了槽孔的宽度(即墙的厚度),所以现场检查墙厚度时,主要检查钻头的直径。在二期槽时应重点检查与一期墙段的搭接处的槽宽不得少于1m。
(2)孔斜检查:在施工过程中,将冲击钻下至孔底,拉紧钢绳,根据相似三角形原理,通过测量钢丝绳在孔口处的偏离槽孔口中心的距离来计算孔底的偏距和偏斜率,其斜率应不大于0.4%;一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心不得在任一深度的偏差值不得大于墙厚1/3。构皮滩共21个孔,孔斜偏差为0.357%,最小偏差为0.111%。满足设计及规范要求。
(3)孔深及入岩深度检查:成槽深度按设计要求嵌入基岩1m。成槽过程中,接近基岩面时开始抓取基岩样品,结合前期帷幕高喷灌浆施工揭露的基岩深度,并由监理、业主、设计和承包人组成的验收小组进行岩样鉴定,以确定最终成槽深度。
4.2清孔和施工过程中混凝土质量检查
在完成槽孔清孔换浆结束1h后,通知监理工程师检查验收,及对现场混凝土质量进行性能检测,其满足设计和规范要求。
4.4墙体质量检测
根据设计要求,在防渗墙浇筑28天以后,在防渗墙两端及接头处布置检查孔进行取芯检查,由于该防渗墙为塑性混凝土,强度较低为了避免造孔对墙造成破坏,要求钻孔采用低水头、高转速,合金薄壁钻头施工,并随时对孔斜进行检测,一旦发现有偏离时,立即停止钻孔。构皮滩防渗墙共完成检查孔74m,取芯获得率为64%,并进行注水试验,其防渗效果较好,从芯样来看,密实性较好,但由于强度较低,仅做了搞压强度试验(两组162天,强度分别为3.5MPa、3.4 MPa,1组113天,强度为3.1MPa),其余无法切割成形,相关试验无法进行。
左岸防渗墙检查孔芯样
4.5防渗墙质量评价
从防渗墙施工过程控制以及防渗墙最终质量检查情况来看,无论是孔斜偏差、终孔深度、清查检查以及防渗墙浇筑过程中质量控制,均能满足要求,为此,防渗墙质量是处理可控状态,是满足设计要求的。
5、补强灌浆施工
在完成防渗墙后,设计在防渗墙两段及EL570灌浆布置补强灌浆孔,主要是对防渗墙与帷幕之间的搭接,目前已全部完成。灌浆过程中无任何异常情况
6 、 经验教训
(1)左岸EL640充砂溶洞从灌浆揭示到处理完成,其消耗的时间较长、处理费用较大,这主要原因是前期对该充砂层的认识不够,处理方案不能果断地决定,前期监理工程师结合现场情况曾多次建议业主针对该溶洞进行开挖回填,然后再进行灌浆处理,但由于设计要求的防洪期任务比较紧,业主未能同意,后期时有防洪要求,无法进行开挖处理,灌浆及高喷又不能达到处理效果,才决定采用防渗墙来处理。
(2)防渗墙塑性混凝土在左岸EL640m灌浆平洞内大充砂溶洞处理的成功,这为工程在岩溶地区充砂溶洞防渗处理上提供了一个成功的例子,积累了不少经验,值得推广。
(3)防渗墙施工成功的关键主要在成槽和混凝土浇筑,为此,在槽孔造孔时,一定要做好钻孔孔斜控制和浆泥固壁措施,特别是砂层段时,一定要用性能较好的泥浆,其密度应保证不低于1.2g/cm3,漏斗黏度不小28s,同时,随时要更换新泥浆液;在浇筑时,要保证砼浇筑的连续性,一旦浇成断墙处理相当麻烦,若是混凝土强度较高的防渗墙,在沙层段完全可能成为废墙,为此,混凝土运输强度、拌和楼生产能力及浇筑设备在浇筑是处于正常状态是保证混凝土连续浇筑的先决条件,有条件时可对浇筑设备进行备用。
(4)防渗墙墙体质量检查,对于强度较低(小于10MPa)的塑性混凝土防渗墙,建议一般不采用取芯检查,其岩芯获得率较低,同时取出的芯样无法切割成型做相关试样试验(指抗折、抗渗、弹模等),其孔斜也难控制,容易对墙本身造成破坏,为此,建议对于塑性防渗墙应采取预埋管进行声波或地震透射层析成像CT检查。
作者简介:
1、黄毅男35岁工程师主要从事水电施工监理工作
2、李敬元 男 33岁助理工程师主要从事水电施工监理工作
3、莫勇 男28 岁 助理工程 主要从事水电施工监理工作