小湾电站接缝灌浆施工.doc

云南小湾电站接缝灌浆施工概述 李明慧 （葛洲坝基础工程有限公司， 湖北 宜昌 443002）【关键词】 技术要求；接逢灌浆；过程控制；质量检查；小湾电站1、 工程概况小湾水电站以发电为主兼有防洪、灌溉、拦沙及航运等综合利用效益，系澜沧江中下游河段的“龙头水库”。该工程由混凝土双曲拱坝（坝高292m）、坝后水垫塘及二道坝、左岸两条泄洪洞及右岸地下引水发电站组成。大坝建成后将形成151.32亿m3的水库，水电站的装机容量420万kW。小湾电站左岸坝段接缝灌浆施工范围为23#43#坝段间20条横缝（含23#24#坝段的横缝），最高坝段共有27层接缝灌，坝体各坝段横缝灌浆采用“灌浆槽+升浆管”的灌浆方式，升浆管采用塑料拔管成孔。设计施工高程EL.950.5mEL.1245m，总工程量为：171475m2，846个灌区。小湾工程施工导流方案、施工进度及结构要求等，决定了混凝土大坝接缝灌的特殊性，需全年安排接缝灌浆施工，接缝灌浆计划从2006年11月开始，至2011年5月全部完工，历时55个月。2、技术要求2.1灌区两侧坝块混凝土的温度必须达到设计规定值；2.2灌区两侧坝块的混凝土龄期应不少于60d；2.3除顶层外，灌区上部应有不少于6m厚混凝土压重，且压重温度也应达到设计规定的坝体灌浆封拱温度；2.4接缝的张开度不宜小于0.5mm；2.5灌区周边封闭良好，管路和缝面畅通；2.6缝面张开度大于1mm时，采用新鲜无结块的42.5强度等级的滇西中热硅酸盐水泥，其且细度要求通过80m方孔筛且筛余量不大于3%。水灰比采用0.45:1单一水灰比，浆液马什漏斗粘度小于45s，浆液中加高效减水剂。当缝面张开度小于1mm大于0.3mm时，采用广东江门42.5级中热硅酸盐磨细水泥，要求Dmax40um。水灰比采用0.8:1、0.6:1两级，浆液马什漏斗粘度小于40s，浆液中加高效减水剂或厂家自带的助流剂。当缝面张开度小于0.3mm时，采用超冷方法不能满足灌浆要求时，采用改性环氧树脂类化学灌浆。灌浆浆液温度应控制在540之间，超过此标准的浆液须废弃，重新换置新鲜浆液灌注。灌浆浆液使用时间：一般情况下，从开始搅拌到灌入缝内的总时间普通中热水泥不大于3h，磨细水泥不大于2h。2.6压力控制要求：有盖重灌区顶层排气槽压力为0.250.35MPa，灌区进浆管口压力0.550.65MPa。坝顶部位无盖重灌区顶层排气槽压力为0.100.15MPa。灌区通水冲洗、通水平压在灌浆缝起压的同时，邻缝应进行通水平压，平压压力保证顶部压力与灌区灌浆压力一致或一般不超过0.2MPa。在灌浆前，应做好上层灌区的通水冲洗工作，通水一般从进浆管进水，回浆管排出，观察出水颜色，保证上层灌区畅通。2.6增开度：有条件布置千分表的灌区，千分表的布置不少于12支，千分表布置在灌区顶部，派专人进行观测，每510min记录一次，增开度控制在0.5mm以内。2.6同高程的横缝灌浆从22#23#坝段之间横缝开始灌注，从中间向岸坡方向推进。同一坝缝的灌区，应自基础层开始，逐层顺次向上灌注。上层灌区的灌浆应待下层和下层相邻灌区灌好后才能进行。2.7同一坝缝的下一层灌区灌浆结束10天后，上层灌区方可开灌。若上、下灌区均已具备灌浆条件，可采用连续灌浆方式，但上层灌区灌浆应在下层灌区灌浆结束后4h以内进行，否则仍应间隔10d后再进行；同一横缝同一高程具有两个独立灌区时，可采用同时灌浆方式，也可采用连续灌浆方式。当采用连续灌注方式时，第二灌区灌浆应在第一灌区灌浆结束后4h以内进行，否则仍应间隔10d后再进行。同一高程的灌区灌浆结束3d后，其相邻的横缝灌区方可开灌。若相邻的灌区已具备灌浆条件，也可采用逐区连续灌注方式。当采用连续灌浆时，前一灌区灌浆结束后8h以内，必须开始后一个灌区的灌浆，否则仍应间隔3d再进行灌浆。2.8对于同时有接触灌浆和接缝灌浆的坝段，应先进行横缝接缝灌浆，后进行接触灌浆。3、 灌前准备3.1施工布置集中制、供浆系统在左岸EL.1130m高程下游马道上设置一座集中供浆站，水泥平台能够存放200吨水泥。42.5强度等级中热硅酸盐水泥和42.5强度等级中热硅酸盐磨细水泥分开存放。供浆站应设三台2J-400高速制浆机，两个1.2m3储浆桶和两台3sns供浆泵（供浆能力150L/min），沿供浆站铺设供浆管道到EL.1021m马道上，在EL.1021m马道上设中转站，中转站设一个1m2储浆桶和一台3sns转浆泵。沿中转站铺设供浆管道，浆液直接输送到各部位灌浆泵。风、水、电布置 风：采用3m3移动式空压机，供风风压0.4MPa，风量为3m3/min；水：使用系统水，水压0.8MPa，水量为60m3/h。根据各坝块的灌区位置，应在灌区附近的主水管上安装飞机头，在飞机头上引管使用；电：使用系统电，用电功率150Kw，照明使用220v电压。灌浆泵的布置灌浆设备采用杭州SGB-1双缸柱塞式灌浆泵，最大工作压力5MPa，最大排浆量100L/min。小湾拱坝接缝灌区的管口均引在坝后下游壁和坝后平台，为了灌浆和冷却施工，在坝后壁面不同高程灌区设置临时栈桥，灌浆作业在坝后平台和临时栈桥桥面上进行。3.2灌前检查单开式通水检查分别从两进浆管进水，其它管口敞开，测进浆管口进水量，通水压力一般为灌浆压力的80%，先从灌区顶层排气管口测单开出水量，其流量大于25L/min。然后再测回、进管口出水量，其流量宜大于30L/min。排气管口和进回管口单开出水量小于25L/min和小于30L/min的管口要重新进水，测进水率和其他管口的单开出水量。灌区至少应有一套灌浆管路畅通。封闭式通水检查选择通畅的的进浆管口进水，其他管口出水后关闭，待排气管口达到80%的设计压力后，记录各管口关闭压力，测灌区总漏水率，查明灌区密封情况，缝面漏水率应小于15L/min，最后测各管口单开出水率。若发现外漏，应画草图，标明外漏部位、外漏量，并提交资料，及时通知有关单位进行嵌缝处理。缝面冲洗与浸泡在灌区具备灌浆的条件下，灌区在灌浆前应对缝面进行充水浸泡，从进浆管口进水，待各管口出水后扎管，缝面充满水后浸泡大于24h。灌区冲洗采用风、水轮换冲洗，水压一般为灌浆压力的80%，风压一般为灌浆压力的50%，各管道交替更换进风进水或出风出水，直至排气管回清水为止。冲洗结束后，应对缝面再进行充水浸泡。在灌浆前冲洗、浸泡中断不得超过24h，否则重新进行充水浸泡和缝面冲洗。特殊灌区处理对微通或不通的管口，先用细钢筋、钢丝等从管口往管内进行掏挖，看管口是否有木屑、残留水泥块等杂物。对管口微通或不通的灌区，应加强灌区的充水浸泡，再从微通或不通管口进风、进水，风水轮换冲洗，逐级升压，在缝面增开度允许值范围内，尽量加大疏通压力，风压限制在0.2MPa以内，水压不超过0.8MPa。但在对管口疏通时必须将灌区所有的管口敞开，以防一旦疏通后，缝面压力骤增。上述疏通措施无效时，对灌区微通或不通的管道应采用钻孔代替堵塞管道。灌浆前预灌性压水检查灌浆前进行预灌性压水检查，压水压力等于灌浆压力。在预灌性压水前，从灌区进浆管口进风，风压控制在灌浆压力的50%，吹净管道和缝面积水，然后从进浆管口进水，测进水量，各管口出水后依次关闭。待排气管口达到设计压力时，立即测缝面容积，测各管口的关闭压力、总漏水率和各管口单开出水量，以确定灌区是否具备开灌条件，为灌浆提供可靠依据。4、正常情况灌浆当缝面张开度大于0.3mm，进回浆管与排气管相互畅通，单开出水率大于30L/min，总漏水率15L/min，并无明显外漏时，视为正常情况灌浆，其灌浆方法如下：4.1指定畅通性好的进浆管口，用风吹净缝面内积水。4.2由进浆管口灌入浆液，各管口开启放浆，按出浆的先后次序关闭各管口。4.3调节进浆量，逐渐使排气管起压，并间歇性的开启排气管以排出残留的稀浆，其他管口也间歇性的开启放浆以防堵塞。4.4在灌浆过程中，各管口间隔放浆能保证缝面和各管道畅通性，保持浆液在缝内的流动性，增强浆液的沉降稳定性。4.5在灌浆过程中，每间隔1520min灌区各管口放一次浆，使缝内的空气，浆液中析出的在间隔放浆过程中，灌区各管口轮换放浆，管口在放浆时均应检测放浆浆液密度，记录各管口放浆量。4.6灌浆结束标准当排气管出浆比重达到或接近进浆比重（规定值），且排气管管口压力或缝面增开度达到设计规定值、缝面注入率不大于0.4L/min，持续20min，灌将即可结束。但必须先扎灌区回、排浆管口，最后扎进浆管口，然后才可停机，灌区各管口扎管闭浆大于8h后才能拆除灌区孔口管。当排气管出浆不畅，在增开度不超过500m以内，尽量提高灌浆压力，力争排气管出浆比重达到1.6g/cm3。当排气管在灌浆过程中不出浆，经处理无效，应在顺灌结束后，立即从排气管中进行倒灌，倒灌应使用最浓比级浆液，在设计规定的压力下，缝面停止吸浆，持续10min即可结束。5、多区同时灌浆5.1同一高程的灌区，相互串通采用同时灌注方式时，应采用一区一泵灌浆，在灌浆进程中应同步进行，必须保持各灌区的灌浆压力一致，并应协调各灌区浆液的变换，防止灌区浆液产生拉锯现象。5.2当同一横缝的上、下层灌区相互串通，上层灌区具备灌浆条件时，采用一泵一区同时灌浆，先灌下层灌区，待上层灌区管口发现有浆串出时，或下一层灌区排气管出浆值接近规定值时，再开始用另一泵进行上层灌区的灌浆。灌浆过程中，上一层灌区各管口先放浆，下一层灌区各管口后放浆，防止稀浆倒压入下层灌区。灌浆压力以控制上层灌区的灌浆压力为主，调整下层灌区的灌浆压力。下层灌区待上层灌区开始灌注最浓级浆液后结束,上、5.3有三个或三个以上的灌区相互串通时，灌将前必须摸清各灌区情况，根据压水资料制定好切实可行的实施方案，并报送监理工程师审核灌浆实施方案批准后方可实施工。5.4对于冷却至设计灌浆温度后，张开度小于0.3mm的灌区，一般采用以下措施：在经过设计论证允许的情况下，采用坝块超冷，为求改善缝面张开度。若超冷不能满足灌浆需要时，采用改性环氧树脂类化学灌浆。6、特殊情况处理6.1灌浆过程中发现浆液外漏，应先从外部进行堵漏。若无效再采用灌浆措施，如加浓浆液、降低压力等进行处理，但不得采用间歇灌浆法。6.2灌浆过程中发现串浆，当串浆灌区已具备灌浆条件时，应同时灌浆。否则应采用以下措施：若开灌时间不长，应使用清水冲洗灌区和串区，直到灌、串区排气管出水洁净为止，待串区具备灌浆条件后再同时进行灌浆；若灌浆时间已较长且串浆轻微，可在串区通低压水循环，直到灌区灌浆结束，串区循环水洁净为止。6.3灌浆过程中，当进浆管和备用进浆管均发生堵塞时，宜先打开所有管口放浆，然后在缝面增开度限值内，尽量提高进浆压力，疏通进浆管路。若无效可再换用回浆管进浆灌注或采取其他措施。6.4灌浆过程中，因故被迫中断，应立即用清水冲洗管路和灌区，保持灌浆系统通畅。恢复灌浆前，应再做一次压水检查，若发现灌浆管路不通畅或排气管单开出水率明显减少，应采取补救措施。7、质量检查7.1各灌区的接缝灌浆质量，以分析灌浆资料为主，结合钻孔取芯、缝面槽检和压水成果以及孔内电视等测试成果，进行综合评定。评定中最重要的指标是灌浆时坝块砼的温度；灌浆结束时排气管的出浆比重和压力。7.2根据灌浆资料分析，当灌区两侧坝块砼温度达到接缝灌浆温度，两个排气管均排浆且有压力，排浆比重均达到1.5g/cm3以上，其中至少有一个排气管处压力已达到设计压力的50%以上，而其他方面也基本符合有关要求时，该灌区灌浆质量可以认为合格。7.3钻孔取样检查的布孔原则重点放在分析认为灌浆质量差或一般的灌区，确定钻孔取样的灌区钻孔数不少于2个。终孔孔径一般为110mm150mm，经批准需要作力学实验的钻孔芯样直径为219mm。钻孔精度：非骑缝钻孔孔内偏差不大于5cm；骑缝钻孔孔位偏差不大于5mm，角度差不大于1，深度偏差不大于20cm。骑缝钻孔孔位偏差大于规定值时，应立即停钻，修正或重新布孔；非骑缝钻孔主要针对键槽最凸出部位。7.4压水试验、钻孔结束并冲洗干净后，即可进行压水试验。压水压力同灌浆压力，应分级进行，每次压力稳定10min20min，达到灌浆压力后稳定30min。7.5芯样描述：芯样获得率，芯样上有无键槽，应拍照，详细描述键槽上有无水泥结石，结石颜色、厚度、分布情况、有无气泡，以及水泥结石与两侧混凝土的胶结程度等。7.6特殊部位，经有关部门同意，也可采用凿槽检查、孔壁摄像、孔内电视、直管探孔仪等观测沿缝水泥充填情况及缝宽。8、小结小湾工程目前为世界最高的在建混凝土双曲拱坝，施工导流方案、施工进度及结构要求等，决定了混凝土大坝接缝灌浆的特殊性，需全年安排接缝灌浆施工，坝体结构情况所有灌区的灌浆管口按不同灌区高程出露在大坝下游壁面，接缝灌浆工作全部在坝后下游壁面设置的临时栈桥上进行。栈桥宽度有限，灌浆泵、拌合桶安装不便，同时灌浆泵搬运困难，高空灌浆作业，施工难度大，强度高。在混凝土高坝接缝灌浆施工中具有典型性和代表性。