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理县绿叶水电站引水隧洞灌浆工程施工技术研究

毕业论文库:工业工程 时间:2016-10-18 点击:

    1 工程概况
  引水隧洞主洞为一城门型隧洞,设计承担内水压力60~90m水头,全洞采用钢筋砼结构衬砌。引水洞地质条件复杂,裂隙发育,地下水十分丰富。隧洞全长远6574.34m,其中,Ⅲ类围岩段长城533m,占隧洞总长的8.1%;IV类围岩段长工1303.083m,占隧洞总长的19.8%;V1类围岩段长4037.258m,占隧洞全长的61.4%;V2类围岩段长701m,占隧洞总长的10.7%。在施工过程中,超过2m高度的塌方共89处,总长525.1m,塌方最大高度52余米,其中,IV类围岩中塌方11处,总长53m,其余塌方均在V类围岩中发生。在实际开挖过程,如F266等V12、V13类围岩段及昔格达围岩段等多处曾产生较大的变形。为保证引水洞长期安全运行,须作好引水隧洞的回填灌浆、结固灌浆及接缝灌浆工作。
  2 灌浆设计
  2.1灌浆目的
  (1)回填灌浆的目的是使衬砌与围岩紧密贴合,以便使围岩承受一部分内水压力,并保证围碉压力均匀传递于衬砌上,改善衬砌的受力条件,避免因空腔(隙)的存在使结构受力及变形不均而产生裂缝甚至破坏。
  (2)固结灌浆的目的是加固围岩减小山岩压力,提高围岩弹性抗力,减少外水压力,减少渗透流量,同时通过灌浆提高围岩的均匀性,特别是围岩裂隙较发育的洞段进行固结灌浆,对提高围岩的稳定性,保证隧洞安全运行,延长隧洞使用年限起着重大作用。
  (3)由于隧洞衬砌采取了先浇边墙项拱、后浇底拱的施工方法,对由此引起的纵向贯通施工缝必须进行接缝灌浆,以保证衬砌结构的整体性,实现设计意图。
  2.2 灌浆范围与布置
  (1)灌浆范围。
  引水隧洞全长在顶拱中心角90~120€胺段诮谢靥罟嘟?
  引水隧洞全长除昔格达围岩洞段外均应进行固结灌浆。
  引水隧洞所有纵向施工缝均应进行接缝灌浆。
  (2)灌浆布置。
  回填灌浆孔采用顶拱中心角120€昂?0€敖惶媾帕校颗欧直鹞?孔和4孔,孔间径向夹角30€埃啪?m,灌浆孔应深入围岩10cm以上,灌浆压力0.5MPa。
  固结灌浆每排均匀布置8个孔,孔间径向夹角45€埃啪?m,梅花形布置,灌浆孔为径向辐射孔,浆孔深入围岩3~5m,根据在不同区段围岩的特性,灌浆压力采用1.0~1.4MPa。
  紧贴施工缝内侧斜面布置灌浆管,间距3m,位于两排固结灌浆孔之间,根据不同区段的具体情况采用灌浆压力0.7~0.9MPa。
  3 灌浆施工
  3.1 施工布置
  (1)风、水、电系统:除自备一台10m3/min空压机用于制送浆外其余均系利用土建单位现有风、水、电系统。
  (2)制送浆系统:考虑到洞内砼浇筑等工序,为减少施工干扰,采用洞外制浆系统,为此共投入三台(套)风泵及相应长度的管路用于制送浆液。其工艺流程为:洞外制浆→高压风泵送浆至洞内→灌浆泵→实施灌浆。
  (3)架设施工用脚手架及平台。
  3.2人员及设备投入
  为保证工程质量及工期,需投入足够满足生产需要的人员及设备。
  (1)采用先回填后接缝最后固结的施工顺序进行作业,而每一个灌浆项目又包含造孔、制送浆、灌注水作业内容应根据上述需要,合理组织人员及各种机具设备。
  (2)根据现场工作变化情况,及时调整人员及设备,以使工期尽可能提前。
  3.3 灌浆试验
  人员及设备陆续进场后,首先进行了回填灌浆试验,通过试验确定施工工艺参数,在此基础上编制灌浆施工组织设计,开始正式灌浆施工。
  4 施工工艺
  4.1 回填灌浆
  工艺流程为:布孔→造孔→打塞→灌浆→封孔
  布孔:根据设计要求及灌浆试验成果,采用每排1孔(II序)和2孔(I序)交替排列布置孔位。
  造孔:采用气腿式风钻造孔,孔向垂直于砼面,孔径42mm。
  打塞:利用特殊加工的铁制塞直接打入孔内(约10cm)封闭孔口。
  灌浆:(1)采用100/15砂浆泵、BW-200型往复泵从打塞处直接泵入水泥浆或水泥砂浆。(2)为保证有良好的排气通道,每单元应在空腔较高处及较低处予埋PVC管。(3)灌浆次序共分两序,整个洞段共分56个单元,各单元先灌端头孔进行封闭,单元内再先灌I序,后灌II序。(4)制浆采用高速搅浆泵制浆。浆液比级:空腔在于10cm的I序孔采用水:灰:砂=0.5:1:0.5的水泥砂浆,而对于II序孔以及空腔小于10cm的I序孔采用水灰比为1:1及0.5:1的水泥净浆。灌浆压力为5Mpa。灌浆结束标准,在设计规定的0.5Mpa压力下灌浆孔停止吸浆延续灌注5min结束。(5)封孔:先采用专用封孔枪封孔,最后用人工将孔口封填密实并抹平,封孔所用高标号水泥砂浆中应渗入占水泥重量10%的UEA膨胀剂。
  4.2 接缝灌浆
  工艺流程为:布控→造孔→洗孔(连通实验)→灌浆→封孔
  布孔:排距3m,每排1孔,不连通者中间加密直至连通为止。
  造孔:气腿式风钻造孔,孔径42mm,孔深以穿过缝面为准。
  洗孔:采用高压风及高压水联合冲洗,冲洗压力为灌浆压力。
  灌浆的水灰比为1:1及0.6:1或0.5:1,掺入UEA10%。灌浆压力为0.7-0.8Mpa。
(节选)
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