论水库除险加固工程施工与质量控制

论水库除险加固工程施工与质量控制

论水库除险加固工程施工与质量控制为提高东风水库左右坝肩及坝基的防渗能力，确保大坝安全运行，设计对大坝作防渗灌浆处理，依据规范规定，该坝为中型坝，其防渗标准采用q≤3lu,钻孔采用测斜仪，现场三检制及旁站监理，较好的掌握了施工质量.1工程概况。习水东风水库位于X省X县城东皇镇西南四合片区境内，距县城5km,坝址位于长江流域赤水河支流下漓河上游，坝址以上流域面积48.4km2,总库容1255万m3,是一座具有浇灌、发电、养殖等功能的中型水库。坝体为浆砌石双曲拱坝，最大坝高46.8m,坝顶高程度不同1130.8m,坝顶宽2.0m,顶拱中心角131.89°，底厚6.5m,底拱中心角48.7°，依据设计单位现场实测，坝肩及坝基渗漏总量达22～39l/s(库水位1127.00m时)，该坝为中型坝，其防渗标准采用q≤3lu。2坝址岩石地质条件。10n整个库区基岩岩性为三迭系下统茅草铺组第一段第三层薄至中厚层灰岩夹泥层(T1m1-3)，岩层走向为85°~89°之间，倾北33°~35°，表层有微风化现象。区内出露地层较全，最老地层为震旦系上统灯影组，最新地层为第四系。其中缺泥盆系和石炭系。区内河谷切割较深，地貌类型主要有侵蚀、构造溶蚀以及侵蚀类地貌。地貌形态主要有峰丛凹地，岩溶丘谷地以及落水洞、凹地等。3大坝帷幕灌浆施工。3.1帷幕线的布置。帷幕线沿坝顶拱弧布置，距坝顶中心线上游0.5m向两岸延伸，左肩沿溢洪道堰顶向上游斜切，右岸线于抗剪平硐端头向下游斜切，设单排帷幕，帷幕线长219.0m,左坝端1#~33#孔，孔距3m,33#~114#为加强防渗，孔距1.5m,其中双号孔为加密孔，共计114个孔。其中1#、13#、29#、41#、57#、87#、113#孔为灌浆先导孔。3.2帷幕深度。大坝基础及左岸以深入T1m1-2相对隔水层5m为帷幕底界，为接地式帷幕，右岸以深入1倍坝高为标准，为悬挂式帷幕，孔深53~81m,其中右坝端加密孔孔深以右坝肩绕渗浸润最低高程为底界，孔深34~53m。3.3灌浆系统的布置。分别在大坝左、右坝肩布置DW—50/100衡阳泵各两台(总计肆台)，左、右坝段沿帷幕线各布置两趟循环灌浆管路，确保灌浆进度跟上造孔进度。5T自卸汽车3辆，确保水泥供应。右坝肩材料全部人工转运。并在制浆站布设简易库房。3.4帷幕灌浆工程施工。10n本工程依据设计要求，灌浆方法为自上而下分段灌浆法，段长5m,在特别状况下，可适当增加，但不得大于8m,灌段重迭部分≥50cm,灌浆方式采用循环式，射浆管距孔底不得大于50cm,灌浆时，坝体与基岩接触段在岩石中的长度≤2m。3.4.1大坝帷幕灌浆工程的施工状况。自20XX年10月5日，我单位进场后，先后组织XY—100型、XY—200型旋转钻机各6台，DW—50/100型衡阳泵灌浆机4台，用于大坝帷幕灌浆的施工。由于多方面的原因，直至20XX年12月05日大坝帷幕灌浆工程的施工图纸到位，工程正式开工，施工期间由于大坝帷幕灌浆工程设计施工图63#至87#孔段帷幕线与右岸抗剪平硐端部交叉，上报设计修改调整，影响过工程进度，至20XX年6月7日，帷幕灌浆效果检查完毕，整个大坝帷幕灌浆工程全部完工，平均日进度为41.8m。累计完成钻灌任务7620.2m(含检查孔进尺493.00m)。在原计划八个月工期的基础上提前53天完成全部施工任务。3.4.2先导孔压水、灌浆试验。先导孔自上而下分段进行压水试验，再进行自下而上分段进行灌浆，①1#先导孔钻孔56.5m,压灌50.5m,平均单位吸水率为18.125Lu,平均单位耗灰量202.7kg/m,最大单位吸水率发生在21～26m段(注水)为129.95Lu,最大耗灰量发生在16～21m段，为2033.82kg/m。②13#先导孔钻孔62.5m,设计57.5m,压灌62.5m,平均单位吸水率为12.96Lu,平均单位耗灰量20.34kg/m,最大单位吸水率发生在51.7～57.5m段(注水)为50.68Lu,在原设计57.5m的基础上加深5.10n00m后达到设计防渗帷幕下限吸水率≤3Lu要求。③29#先导孔钻孔73m,压灌69.5m,平均单位吸水率为4.55Lu,平均单位耗灰量1.411kg/m,最大单位吸水率发生在13.5～18.5m段(注水)为11.93Lu,因坝体上下游面均出现明显的滲漏点。④41#先导孔钻孔78m,46m见基岩，压灌74.5m,平均单位吸水率为7.42Lu,平均单位耗灰量291.3kg/m,最大单位吸水率发生在52.4～57.4m段(注水)为25.4Lu(芯样存在含砂层，钻空无返水)，最大耗灰量发生在57.4～62.4m段，为3633.14kg/m,间隙四次，灌浆时从上游库内渗漏。⑤57#先导孔钻孔74.8m,压灌71.3m,平均单位吸水率为3.1Lu,平均单位耗灰量59.9Kg/m,最大单位吸水率发生在13.5～18.5m段(注水)，坝体上游面有明显渗漏点，为7.75Lu。最大耗灰量发生在43.5～48.5m段，为310.78kg/m,吸水率为3.1Lu。⑥87#先导孔钻孔79.8m,压灌64.1m,平均单位吸水率为15.79Lu,平均单位耗灰量221.1Kg/m,最大单位吸水率发生在32～37m段(注水)为96.75Lu,最大耗灰量发生在32～37m段，为1724.96kg/m。⑦114#先导孔钻孔55m,压灌46.7m,平均单位吸水率为1.9Lu,平均单位耗灰量39.4kg/m,最大单位吸水率发生在14～20m段(注水)为4.1Lu,最大耗灰量发生在20m～25m段，为88.98kg/m。3.4.3帷幕灌浆。10n在帷幕灌浆先导孔压水、灌浆试验的基础上，由设计单位分析、总结后，同意按原设计方案施工。施工过程中，钻孔、压水、灌浆、封孔严格根据设计及相关规程规范要求执行本工程依据设计要求，灌浆方法为自上而下分段灌浆法，段长5m,在特别状况下，可适当增加，但不得大于8m,灌段重迭部分≥50cm,灌浆方式采用循环式，射浆管距孔底不得大于50cm,灌浆时，坝体与基岩接触段在岩石中的长度≤2m。详细如下：①左岸山体。1#先导孔有效段第三段吸浆量比较大，为2033.82kg/m。溢洪道段，13#先导孔施工时，在原设计57.5m的基础上加深5.00m后达到设计防渗帷幕下限吸水率≤3Lu要求。施工过程中依据每个孔设计下限压水及灌浆效果的实际状况，再确定是否加深(未出现)，灌浆压力依据设计，由0.5~2.0MPa不等，最大为2.0MPa,第一段为0.5MPa,向下每米依次增加0.05MPa。②坝体部分。10n除41#先导孔外，其他先导孔状况比较好，未出现异常。施工时坝体灌浆压力依据设计，由0.1~0.5MPa不等，基岩灌浆压力同左岸山体。39#孔(Ⅱ序孔)钻孔77.5m,压灌74m,平均单位吸水率为1.1Lu,平均单位耗灰量173.7kg/m,最大单位吸水率发生在65.7～70.5m段(注水)为11.76Lu,最大耗灰量发生在68.1～72.5m段，为2562.00kg/m(存在脆弱夹层，后证明为裂隙通道，返水颜色由乳白色变为黄泥色，灌水泥14.2t)。40#灌浆孔(Ⅲ序孔)在钻至设计53.00时，吸浆量比较大，经设计院及监理同意，为探明以下基岩的实际状况加深了16.00m,加深部分每段压水试验吕荣值均小于设计防渗标准(q设≤3Lu)。由于加深部分效果比较好，征得各单位同意，其他孔不再加深。③右岸山体部分。经施工放样后发觉原设计63#~87#孔段帷幕线与右坝肩抗剪平硐端部交差，经设计单位作过调整后，帷幕线整体往上游移动，原113#孔往后缩，参照“修改设计调整”，在设计单位参与的监理例会上，大家研究后全都打算，调整后保持三个不变，即“帷幕线总长不变”、“孔距不变”、“孔数不变”。施工过程中局部地方出现10~30cm不等的吊钻现象，施灌时由于吸浆量比较大，采用间歇、低压、限流、限量等多种方法进行灌注，取得比较明显的效果。特别状况孔主要为69#，75#，85#，93#，115#。3.5大坝帷幕灌浆工程的施工方法。在大坝帷幕灌浆帷幕线及孔位确定后，先进行先导孔的施工，取得相关资料，上报设计单位分析，总结出可行性施工技术措施，然后再依据该措施对其他灌浆孔进行施工。施工过程中严格掌握水泥质量、水灰比、浆液变换原则、灌浆结束标准、封孔方法等，确保每个孔灌浆质量达到设计及规程规范要求。3.5.1钻孔施工。10n本工程依据设计要求，灌浆方法为自上而下分段灌浆法，采用XY—100型、XY—200型回转式钻机硬质合金钻头钻进，孔径91~75mm,钻孔为铅直孔。钻进时，根据有关规程规范，轻型钻机加固地锚，以确保钻机在施钻过程中在外力的作用下不发生位移、粗钻杆、长钻具、低转速、低压力给进，确保钻孔的铅直度。并在施工中采用KXP-1轻型测斜仪检查，5～10m一个测点，发觉偏差准时纠正，合格后进入下一工序。全部钻空为取芯钻空，依据取出的岩芯，由地质工程师现场编号，确定岩性并准时绘制钻空柱状图，进行地质描述。3.5.2钻孔冲洗和简易压水试验。为保证灌浆质量，在每个孔的每一灌浆段灌浆前均要进行钻孔冲洗和简易压水，冲洗和压水压力为设计灌浆压力的80%,最大为1MPa。冲洗时间至少15min,直至回水清净为止。压水时间每段至少12min,每段至少测读四个读数，在稳定的压力下，每3~5min测读一次压入流量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%,或最大值与最小值之差小于1L/min时，本阶段压水试验即可结束，取最终的流量作为计算流量值。3.6质量监控与检查。(1)灌浆记录及过程监控。大坝灌浆过程及数据记录全部为值班技术人员现场记录，地质工程师全程监控，现场旁站监理，遇特别状况准时提出方案，会同监理、设计及业主代表准时提出方案，确保连续正常施工，并准时整理资料归档。要求施工技术人员责任心强，各个环节配置人员足额到位。(2)质量检查。10n大坝帷幕灌浆质量检查，主要是在帷幕线上布设检查孔进行压水试验(检查标准为：岩石透水率q≤3lu)。另外，可从灌浆的成果分析和钻孔取芯来推断灌浆的效果。大坝帷幕灌浆共划分为11个单元，监理工程师依据灌浆资料的分析，检查孔布设在2、4、5、6、7、9、10等7个单元，每个单元布设一个检查孔，钻孔取芯样进行岩性描述，并进行压水试验，共7个检查孔，总进尺493.00m,大坝帷幕灌浆效果检查，除钻孔施工方法同上外，每试压段段长、试压方法均在设计及相关规程规范要求范围之内，试压结果吕荣值均小于3Lu,最大为5单元(41#孔～50#孔，q=2.62Lu)，全孔有效段岩芯获得率均在87.7%～93%之间，岩芯比较完整，可见水泥结石。说明经灌浆处理后，岩石裂隙填充良好。水库蓄水后运行良好，坝体、坝肩及坝基渗漏完全得到掌握，达到了设计要求和设计目的。4特别状况处理及分析。在施工中，特别状况孔主要为69#，75#，85#，93#，115#及先导孔1#、13#、41#等。4.1单位注浆量大的灌浆处理。依据该工程实施状况，在灌浆施工中，在单位注入量大而难以结束时，可认为该段存在断层或渗漏通道，应马上采取措施，可采用低压、间隙灌浆等措施，在待凝并使灌浆压力升高后，渐渐升高至设计灌浆压力进行灌浆，正常结束。4.2透水率小于3Lu,取芯率偏低、注浆量偏大的原因。10n通个先导孔钻孔取芯分析，在基岩中存在脆弱夹层、断层及破裂带等，取芯率偏低，在该段基岩中做注水试验时，由于脆弱夹层、断层及破裂带中存在夹泥，透水性较小。但在灌浆时，在较大的压力作用下，脆弱夹层、断层及破裂带中存在的夹泥被击穿冲开形成通道，耗浆量偏大。4.3透水率大于3Lu,注浆量偏小的原因。坝基岩石节理裂隙比较发育，节理充填。岩层中存在断层及裂隙，大多数张开度较小或闭合，由于水分子的颗粒较小，而水泥颗粒较水分子的颗粒大。因此，既使开度较小或闭合的节理裂隙多，水泥浆却较难注入岩层，故会出现透水率大于3Lu,注浆量偏小的现象。5结语。(1)整个大坝帷幕灌浆工程施工，平均日进度为41.8m。累计完成钻灌任务7620.2m(含检查孔进尺493.00m)。主要受施工场地限制，进度较紧，因此施工单位调整增加了四套钻孔设备，按时完成了任务。(2)施工过程中，在严格掌握水泥等原材料成品质量的同时，为保证钻孔偏斜率在设计及相关规程规范要求范围内，对钻孔进行测斜，测斜结果均满意设计及相关规程规范要求。灌浆过程中未出现其他突变现象，做到孔位、孔段、孔深精确，灌浆时浆液的水灰比、灌浆压力、浆液变换、特别状况处理等均符合设计及相关的规程规范要求，在保证质量、安全的同时追求进度。(3)帷幕灌浆检查孔在灌浆结束后14天开头进行，但在工期紧急的时候，应当可以提前。10n(4)在当前灌浆工程中，普遍使用透水率来掌握灌浆的终孔深度。为了确保帷幕的整体灌浆质量，须结合工程地质条件，适当加深帷幕深度。(5)习水东风水库大坝帷幕灌浆工程，在业主、设计、监理、施工等各单位的共同努力协作下，整个工程在质量、安全、进度等各方面均取得比较好的成果，工程质量得到了充分的确定，各单元工程质量效果检查符合压水试验要求，满意设计及相关规程规范要求，评为优良。10